西门子S7-1500PLC通讯模块SM540 质保一年

S7-1500 系统为大家提供了很多可以参考和学习的手册，这些手册数目和种类众多，刚开始接触S7-1500 系统的用户可能无法快速找到自己需要的手册，在这里向大家简单介绍一下S7-1500手册的分类。
总的来说，S7-1500自动化系统提供的手册分为以下三类：
系统手册：描述某个产品系列的整体信息，包括该产品系列的组件，硬件配置、安装 、接线规则 ，调试和维护以及相关技术规范和尺寸图。
功能手册：介绍了各种产品使用时需要了解的概念，背景知识和各种功能的实现方法。
设备手册：详细介绍产品组件的特性，技术参数，使用及诊断方法。
下面我们通过一个简单的实例来介绍一下S7-1500 选择相关手册的方法。
在S7-1500 CPU中通过程序处理一个数字量输入模块DI 16x24VDC HF的硬件中断，我们需要查阅哪些手册呢：
1.首先我们需要了解该模块都可以提供哪些硬件中断，这部分内容可以参考相关I/O模块的设备手册。
在本例中我们查阅的是《S7-1500/ET 200MP DI 16x24VDC HF 数字量输入模块》设备手册，在该手册的“中断/诊断报警”我们可以知道这款模块可以由那些类型的信号来触发硬件中断。
除此之外，在设备手册中还可以查阅到相关模块的技术参数（如可测量的信号类型、供电电压），接线图，以及尺寸图等详细信息。
2.除了组态模块的硬件中断，我们还需要了解在模块触发硬件中断后，CPU如何处理这些中断的，这部分内容可以在系统手册中找到。
在《S7-1500 自动化系统》手册的“事件和OB”描述了不同事件对应的不同OB，以及不同OB的优先级和运行特性。初次之外，在S7-1500系统手册中还可以了解到S7-1500自动化系统的新特性，所有支持的模块，系统安装和接线规则，以及相关模块的技术规范和尺寸图等系统相关的信息
3.如果希望了解更多关于OB执行方式，中断产生系统开销（响应时间），我们同样可以通过相应的功能手册查找到相关的信息。
在功能手册《S7-1500、ET 200MP 和 ET 200SP 循环和响应时间》中就详细描述了不同 OB 的执行方式以及不同中断的响应时间；同样在功能手册《S7-1500、ET 200MP、ET 200SP模拟值处理》还可以了解模拟信号测量中许多参数的概念和解释。
S7-1500 选型介绍
1.用户程序运行在CPU模块中，CPU模块内没有程序装载存储器，程序存储在的存储卡中里，概念同S7-300。存储卡需要单订货。CPU目前有三种型号：
CPU 1511-1 PN
CPU 1513-2 PN
协议及其报文帧的设计取决于要传输的数据类型。
数据类型
IO-link 规范区分了以下数据类型：
过程数据
设备的过程数据在数据帧中循环传输，过程数据宽度由设备来定义。每个设备的过程数据可以是 0 - 32 字节（输入和输出）。传输*性的宽度不固定，因此取决于主站。
值状态
每个端口都具有值状态 (PortQualifier)。值状态显示出过程值是否有效。值状态可与过程数据一起循环传输。
设备数据
设备数据可以是参数、标识数据和诊断信息。设备数据替换是非循环的，在响应来自 IO-link 主站的查询时进行。可以将设备数据写入设备 (Write) 并从设备读取设备数据 (Read)。
事件
发生事件时，设备向主站发出事件发生的信号。主站随后读出该事件。事件可以是故障消息（如短路）和警告/维护数据（如污染、过热）。故障消息通过 IO‑link 主站从设备传输至控制器或 HMI。IO‑link 主站也可以传输事件和状态。例如，事件包括断线或通信故障。
设备参数或事件的传输立于过程数据的循环传输进行。各传输不会相互影响或削弱。
数据存储
从规范 V1.1 起，可为 IO-link 生成数据存储方案。在这种方案中，IO-link 设备在上层参数服务器上启动其数据存储。在更换设备的情况下，参数服务器可以还原初始参数设置。因此，*重新参数设置即可更换设备。
IO-link 主站包含参数服务器。也可在 PLC 中或在系统服务器中集中实现参数服务器。在此情况下，必须通过提供的功能块将数据下载到控制系统。
图解法编程
图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。
(1) 梯形图法：梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说，的一种编程方法。
(2) 逻辑流程图法：逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC 程序的执行过程，反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚，便于分析控制程序，便于查找故障点，便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序，直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手，则可以先画出逻辑流程图，再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制 PLC 应用程序。
(3) 时序流程图法：时序流程图法使首先画出控制系统的时序图（即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图），再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，后把程序框图写成 PLC 程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。
(4) 步进顺控法：步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看，一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此，不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。
2. 经验法编程
经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况，对这些“试验程序”逐一修改，使之适合自己的工程要求。这里所说的经验，有的是来自自己的经验总结，有的可能是别人的设计经验，就需要日积月累，善于总结。
3. 计算机设计编程
计算机设计是通过 PLC 编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试，使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件。
7.3.2 PLC 软件系统设计的步骤
在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。
1. 对系统任务分块
分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。
2. 编制控制系统的逻辑关系图
从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。
运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡。
可以通过 TIA Portal 作为一个XML文件导出 S7-1500 的 OPC UA 地址区域。另外提供 XML 转换器从导出的地址区过滤用户定义的 OPC UA 变量。
生成一个OPC UA导出文件
PLC 标签和DB 变量可以通过为 OPC UA 客户端的离线工程 导出的 XML 文件来释放到你的 OPC UA 配置中。XML文件是基于OPC基金会的XML模式。

1 处理单元
处理器单元即CPU，一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出单元、通信接口、扩展接口相连。CPU 是 PLC 的核心，输入单元将采集的输入信号传送到CPU，CPU执行用户程序并将运算结果传送到输出单元，用以驱动现场设备。选择CPU通常需要考虑一下几个方面：
·运算速度：不同的控制系统对控制的响应速度需求不同，对于要求响应时间较快的系统，则要求CPU的运算速度快，并尽快地将运算结果传送到输出单元。
运算速度性能指标可参考CPU指令执行时间。
·工作存储器：根据控制方案的复杂程度预估需要的工作存储器大小，考虑适当的余量。
·I/O带载能力： CPU通常使用I/O地址空间来描述其允许访问输入输出的能力，8个数字量通道占用1个字节地址空间，1个模拟量通道占用2字节地址空间。在具体选型时还需要根据实际情况考虑I/O余量占用的地址空间。此外有些CPU还有允许连接模块大数量限制。
·集成的通信接口：CPU通过通信接口进行编程组态，还可与人机界面、其他PLC系统、分布式I/O等实现数据交换。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根据通信对象（通信对象可以为编程设备、仪表、HMI、其他PLC系统等等）支持的电气接口标准以及所使用的通信协议选择集成通信接口。
2 储存器
PLC 的存储器包括系统存储器，装载存储器和工作存储器。系统存储器用于存放 PLC 的系统程序和内部寄存器， 装载存储器则用于存放 PLC 的用户程序，用户程序编译后被存放在工作存储器中执行。装载存储器通常为MC卡，支持外部扩展，而工作存储器是集成在CPU中并且无法扩展的，在选择CPU时需根据控制方案的复杂程度预估可能使用的工作存储器大小并留有适当余量。选择装载存储器通常只需选择不小于工作存储器大小的存储卡即可。
3 通信接口
通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视器、 打印机、 其他的 PLC 或是计算机相连， 从而实现“PLC与上位机”或“PLC与PLC”之间的通信。通信接口可以集成在CPU模块上使用内部总线与CPU通信，也可以使用单的通信接口模块通过外部总线与CPU通信。通信接口的选择首先确定通信对象接口的电气标准例如RS232、RS485、RJ45等，还需要确定使用的协议，常见的例如PROFINET，PROFIBUS总线协议，通过PROFINET和PROFIBUS总线，CPU可与分散在远端现场的输入输出单元进行数据交换，使PLC系统规模更易于扩充。
4 输入输出单元（I/O）
输入单元的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入 CPU，根据信号类型，输出单元的作用则是将 CPU 向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。
输入输出单元主要分为模拟量输入模块，模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块。模拟量输入模块测量电流、电压、电阻、热电偶等连续信号，模拟量输出模块输出电流、电压信号驱动现场执行器，模拟量输入输出模块需考虑处理信号的分辨率，响应时间以及信号测量范围。数字量输入模块应考虑信号电平、传输距离、隔离、供电方式，响应时间等应用要求。数字量输出模块应考虑不同的负载对PLC的输出方式的要求。
继电器输出模块具有使用电压范围广、导通压降小、有隔离作用等许多优点，但响应时间较长，所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出

根据设备及工艺要求，包装输送系统采用上位机和下位机组成，上位机使用两台PC机：一台作为操作站实现整个系统的和数据检测；另一台作为站完成组态软件的设计与开发、PLC程序的开发以及将软件通过PROFIBUS[2]总线传送至PLC的CPU单元。下位机采用功能强大、可靠性高、维护方便且抗干扰能力强的可编程控制器西门子S7-300系列PLC完成对设备的控制功能，且下位机分为两个机架分别放置于包装库和散库。散库机架与包装室机架的S7-300构成PROFIBUS-DP网络结构。系统硬件结构配置如图2所示,其具体组成如下。
(1)控制单元
控制单元选用CPU315-2DP[3]作为PLC的核心部件，进行逻辑和数字运算，协调整个控制系统各部分的工作。
(2)电源单元
电源单元采用1：1隔离变压器进行对PLC的220V交流开关量输入卡件进行供电，采用SITOP电源对PLC的24V开关量输出卡件供电。自带的PS-307/5A直流电源对CPU和部分卡件进行供电。
6ES7518-4AP00-0AB0
CPU 1518-4 PN/DP,3 MB 程序，10 MB 数据, 集成3PN,1DP6ES7517-3AP00-0AB0
CPU 1517-3 PN/DP, 2MB程序，集成 2PN 接口，1 以太网接口，1DP 接口6ES7516-3AN00-0AB06ES7516-3AN01-0AB0CPU 1516-3 PN/DP：1 MB 程序，5 MB 数据；10 ns ；集成 2PN 接口，1 以太网接口，1DP 接口6ES7515-2AM00-0AB06ES7515-2AM01-0AB0CPU 1515-2 PN ,500K程序,3M数据，集成 2PN接口6ES7513-1AL00-0AB06ES7513-1AL01-0AB0CPU 1513-1 PN：300 KB 程序，1.5 MB 数据；40 ns；集成 2PN 接口，6ES7511-1AK00-0AB06ES7511-1AK01-0AB0CPU 1511-1 PN：150 KB 程序，1 MB 数据；60 ns；集成 2PN 接口，6ES7512-1DK00-0AB06ES7512-1DK01-0AB0CPU 1512SP-1 PN, 200KB 程序，1MB数据6ES7510-1DJ00-0AB06ES7510-1DJ01-0AB0CPU 1510SP-1 PN, 100KB 程序，750KB数据6ES7507-0RA00-0AB0
PS：60 W，额定输入电压 AC/DC 120/230 V6ES7505-0RA00-0AB0
PS：60 W， 额定输入电压 DC 24/48/60 V6ES7505-0KA00-0AB0
PS：25 W，额定输入电压 DC 24 V6ES7532-5HF00-0AB0
AQ 8：模拟输出模块，8AQ，U/I ，高速6ES7532-5NB00-0AB0
AQ 2: 模拟输出模块,2 AQXU/I ,标准型，25mm,包含前连接器6ES7532-5HD00-0AB0
AQ 4：模拟输出模块，4AQ，U/I6ES7531-7NF10-0AB0
AI 8：模拟输入模块，8AI，U/I，高速6ES7531-7QD00-0AB0
AI 4: 模拟输出模块: XU/I/RTD/TC ST, 25mm,包含前连接器6ES7531-7KF00-0AB0
AI 8：模拟输入模块，8AI，U/I/RTD/TC6ES7534-7QE00-0AB0
AI4/AQ2：模拟量输入/输出模块4AI,2AO,标准型,25mm,包含前连接器6ES7523-1BL00-0AA0
DI/DQ 16X24CDV/16X24VDC/0.5A BA,包含前连接器.6ES7522-5HF00-0AB0
DQ 8：数字输出模块，8DQ，继电器，230 V AC/ 5A6ES7522-5FF00-0AB0
DQ 8：数字输出模块，8DQ，可控硅，230V AC/ 2A6ES7522-1BL00-0AB0
DQ 32：数字输出模块，32DQ，晶体管，24 V DC/ 0.5A6ES7522-1BH00-0AB0
DQ 16：数字输出模块，16DQ，晶体管，24 V DC/ 0.5A6ES7522-1BF00-0AB0
DQ 8：数字输出模块，高性能 8DQ，晶体管，24V DC/2A6ES7522-1BL10-0AA0
DQ 32x24VDC/0.5A BA，包含前连接器

处理器，带 ODK Runtime Interface， 4MByte 工作存储器用于 程序和 20MByte 用于数据， * 1 个接口：PROFINET IRT 带双端口 交换机， * 2 接口：PROFINET RT， * 3 接口：以太网， * 4 个接口：PROFIBUS， 1 ns 性能表现， 需要 SIMATIC 存储卡列表价（不含）显示价格您的单价（不含）显示价格PDF 格式的数据表下载服务和支持 (手册，认证，问答...)下载更多图片产品商品编号(市售编号)6ES7518-4AP00-3AB0产品说明SIMATIC S7-1500， CPU 1518-4 PN/DP ODK， 处理器，带 ODK Runtime Interface， 4MByte 工作存储器用于 程序和 20MByte 用于数据， * 1 个接口：PROFINET IRT 带双端口 交换机， * 2 接口：PROFINET RT， * 3 接口：以太网， * 4 个接口：PROFIBUS， 1 ns 性能表现， 需要 SIMATIC 存储卡产品家族CPU 1518-4 PN/DP ODK产品生命周期 (PLM)PM400:产品宣布退市 / 将逐步停止供货PLM 有效日期产品停产时间：2018.01.08价格数据价格组 / 总部价格组IW / 215列表价（不含）显示价格您的单价（不含）显示价格金属系数无交付信息出口管制规定AL : N / ECCN : 5A991X工厂生产时间15 天净重 (Kg)2.135 K品尺寸 (W x L X H)未提供包装尺寸15.10 x 15.40 x 4.60包装尺寸单位的测量CM数量单位1 件包装数量1其他产品信息EAN4UPC8商品代码85371091LKZ_FDB/ CatalogIDST9.73产品组4500原产国德国
SIMATIC S7-1500 SIMATIC S7-1200（FW 4.0 或更高版本） ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU ET 200SP CPU 1510SP-1 PN、CPU 1512SP-1 PN SIMATIC S7-300（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU） SIMATIC S7-400（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU） ET 200 分布式 I/O 设备 作为直接按键模块运行的人机界面设备 现场设备 PROFIBUS DP 进行过程通信 电 话：（同号） SIMATIC S7-1500 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。 通过带有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通讯模块,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。 从用户的角度来看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。 以下设备可作为主站连接： SIMATIC S7-1500 （通过带 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模块的 CPU） SIMATIC S7-300 (使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP) SIMATIC S7-400 (使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP) SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，带IM 308 SIMATIC 505 以下设备可作为普通从站或智能从站来连接： 分布式 I/O 设备，例如 ET 200 现场设备 SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300 C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP SIMATIC S7-400 (只有通过 CP 443-5) SIMATIC S7-1500（只能通过 CP/CM 1542-5） 不过，安装有 STEP 7 的编程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板仅使用部分通过 PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP 功能。
S7-1500 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于具有较高程序范围和联网要求的苛刻应用。
具有较高处理速度，适用于二进制和浮点运算
用于系列机器、机器以及工厂中的跨领域自动化任务
在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用
Ex认证6EP13321SH42 6EP13321SH42
用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”（本质安全）
屏蔽的双绞电缆，圆形截面
所有 PROFIBUS 总线电缆的特点：
因为双屏蔽作用，这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中。
通过总线电缆外皮和总线端子上的接地端子，能实现系统范围内的接地方案。
印有以米表示的标记
电缆类型
全新的快速连接（FC）总线电缆为径向对称设计，可使用剥线工具。以此，可以快速、简便地安装总线接头。
PROFIBUS FC 标准电缆GP:
标准总线电缆为快速安装而设计的
PROFIBUS FC 标准电缆 IS GP：
具有设计的标准总线电缆，用于快速安装本质安全分布式 I/O 系统
PROFIBUS FC 快速连接高强度电缆：
设计用于腐蚀环境和苛刻机械负荷条件
PROFIBUS FC 食用电缆：
该种电缆使用 PE 外套材料，因此适用于食品和**行业。
PROFIBUS FC 接地电缆：
于地下敷设。它不同于装备有附加外套的 PROFIBUS 总线电缆
PROFIBUS FC软电缆
柔（绞合导线）、无卤素总线电缆，带聚氨酯护套，可偶然移动
PROFIBUS FC 拖缆:
于在拖缆中强制运动控制的总线电缆，例如在连续运动的机器部件中（绞合导线）
PROFIBUS FC FRNC 电缆：
双芯屏蔽，阻燃设计，无卤总线电缆，有一个共聚物外壳 FRNC（阻燃无腐蚀）
模块的前面包括：
状态和故障 LED
CPU 还具有以下配置：
一个 SIMATIC 存储卡插槽；
需使用存储卡才能运行。
模式开关
PROFINET IO IRT 接口（2 端换机）
PROFIBUS 接口（CPU 1516-3 PN/DP和更高型号）
PROFINET 接口（CPU 1515-2 PN 及更高性型号）
I/O 模块是 SIMATIC S7-1500 与过程之间的接口：
数字量和模拟量模块可提供每种任务所需的输入/输出。
SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工艺模块
具有高速计数和位置检测集成功能
具有用于完成过程级别的任务且响应时间较短的集成输入和输出
用于 SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的通信模块
用于采用点对点连接的数据交换
用于连接至 PROFIBUS
用于连接到工业以太网
用于方便、轻松地对 S7-1500 和 ET 200MP 模块进行接线的连接系统
其中PLC(1)用于主系统，PLC(2)用于系统。系统的组成与主系统相似，因此图中省略了其构成。PLC选用S7-300系列的CPU315-2DP和S7-200系列的CPU226，PID模块为FM355C，通讯模块为CP342-5，扩展模块为IM153-1，I/O模块则使用到：数字输入模块选SM321、数字输出为SM322、模拟量输入为SM331。上位机选用西门子的工控机，它内置了PCI接口的CP5611卡用于与PLC通讯。
选用S7-300系列的CPU315-2DP是为了能进行扩展I/O模块以满足控制点数的要求，而用于扩展的IM模块的选型则是依据IM模块与控制器CPU315-2DP的距离。
由于所有的I/O模块均放在同一组控制柜里，因此选用了通讯距离在5米范围内的IM153-1[1]。当IM模块与控制器的距离较远时可以选择通讯范围为100米的型号的IM模块。
触摸屏选用富士UG420H-SC1，10.4英寸、128色STN显示，基于Windows95/98/NT操作平台下的组态软件，界面友好直观，易学易用，大大节省产品开发周期。编程软件中备有大量的图形库（开关、灯、棒图等）供选择，还可以根据用户需求编辑所需要的工艺图形，能够转换BMP文件和AUTOCAD中的DXF文件。
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