西門子CPU模塊1516-3 PN/DP

S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含zui多 32 個(gè)模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個(gè)安裝導(dǎo)軌上（請(qǐng)參見手冊(cè)以了解前提條件）。

一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等級(jí)，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程設(shè)備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設(shè)備間的通信。

新型的SIMATICS7-1500控制器除了包含多種創(chuàng)新技術(shù)之外，還設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)，zui大程度提高生產(chǎn)效率。無論是小型設(shè)備還是對(duì)速度和準(zhǔn)確性要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置，都一一適用。SIMATICS7-1500無縫集成到TIA博途中，*提高了工程組態(tài)的效率。

西門子CPU模塊1516-3 PN/DP

沒有zui快，只有更快！SIMATIC S7-1500的系統(tǒng)性能*縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而優(yōu)化了控制質(zhì)量并提高了系統(tǒng)性能。

處理速度

SIMATIC S7-1500 的信號(hào)處理速度更為快速，*縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。

高速背板總線

新型的背板總線技術(shù)采用高波特率和高效傳輸協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速處理。

通信

SIMATIC S7-1500帶有多達(dá)3個(gè)PROFINET接口。

其中，兩個(gè)端口具有相同的IP地址，適用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信；第三個(gè)端口具有獨(dú)立的IP地址，可集成到公司網(wǎng)絡(luò)中。

通過 PROFINET IRT，可定義響應(yīng)時(shí)間并確保高度精準(zhǔn)的設(shè)備性能。

集成 Web Server  

無需親臨現(xiàn)場(chǎng)，即可通過Internet瀏覽器隨時(shí)查看CPU狀態(tài)。過程變量以圖形化方式進(jìn)行顯示，同時(shí)用戶還可以自定義網(wǎng)頁，這些都*地簡(jiǎn)化了信息的采集操作。

結(jié)構(gòu)組成

SIMATIC S7-1500采用模塊化結(jié)構(gòu)，各種功能皆具有可擴(kuò)展性。

每個(gè)控制器中都包含有以下組件：

·一個(gè)*處理器 (CPU)，用于執(zhí)行用戶程序

·一個(gè)或多個(gè)電源

·信號(hào)模塊，用作輸入/輸出

·以及相應(yīng)的工藝模塊和通信模塊。[

設(shè)計(jì)操作

SIMATIC S7-1500 中包含有諸多新特性，zui大程度地確保了工程組態(tài)的高效性和可用性。

內(nèi)置CPU 顯示屏

可快速訪問各種文本信息和詳細(xì)的診斷信息，以提高設(shè)備的可用性同時(shí)也便于全面了解工廠的所有信息

標(biāo)準(zhǔn)前連接器

標(biāo)準(zhǔn)化的前連接器不僅*簡(jiǎn)化了電纜的接線操作，同時(shí)還節(jié)省了更多的接線時(shí)間。

集成短接片

通過集成短接片的連接，可以更為靈活便捷地建立電位組。

集成DIN 導(dǎo)軌

可快速便捷地安裝自動(dòng)斷路器、繼電器之類的其它組件。

靈活電纜存放方式

憑借兩個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)的電纜定位槽裝置，即使存放粗型電纜，也可以輕松地關(guān)閉模塊前蓋板。

預(yù)接線位置

通過帶有定位功能的轉(zhuǎn)向布線系統(tǒng)，無論是初次布線還是重新連接，都非?？焖俦憬?。

集成的屏蔽夾

對(duì)模擬量信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)屏蔽，可確保高質(zhì)量地識(shí)別信號(hào)并有效防止外部電磁干擾。同時(shí)，使用插入式接線端子，無需借助任何工具既可實(shí)現(xiàn)快速安裝。

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 1 ns。

• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  3 MB，用于程序；10 MB，用于數(shù)據(jù)

• 采用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為加裝存儲(chǔ)器；
  允許實(shí)現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能

• 靈活的擴(kuò)展功能：
  單層組態(tài)zui多可支持 32 個(gè)模塊（CPU + 31 個(gè)模塊）

• 顯示器的功能為：

• 顯示概覽信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名稱、高級(jí)別名稱、位置名稱等。

• 診斷信息顯示

• 模塊信息顯示

• 顯示器設(shè)置顯示

• 顯示可由用戶定義的徽標(biāo)

• IP 地址設(shè)置

• 日期和時(shí)間設(shè)置

• 選擇操作模式

• 復(fù)位 CPU 至出廠設(shè)置

• 禁用/啟用顯示屏

• 啟用保護(hù)級(jí)別

• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接

• 例如，有兩個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)分離的 PROFINET 接口

• PROFIBUS DP 接口用于通過 PROFIBUS 進(jìn)行分布式 I/O 連接

• 

  示例：在帶有 10 m 電纜且導(dǎo)線截面積為 1 mm2 的 PT100 傳感器上，溫度漂移等于 0.9 K。

  三線制測(cè)量

  為了使導(dǎo)線電阻的影響達(dá)到zui小，通常采用 3 線電路。使用額外的電線，對(duì)兩條測(cè)量電路來說，其中一條就可以作為一個(gè)參考。這樣評(píng)估器就可以自動(dòng)計(jì)算出導(dǎo)線電阻并加以考慮。

• 

  熱電偶的連接

  通過測(cè)量點(diǎn)和信號(hào)評(píng)估器之間的熱電效應(yīng)就可以得到溫差。

  該原理假定信號(hào)評(píng)估器知道夾持點(diǎn)(T2)處的溫度。為此，3RS15 溫度監(jiān)控繼電器具有一個(gè)集成補(bǔ)償器，用來確定比較溫度并計(jì)入測(cè)量結(jié)果。因此，熱量傳感器和電纜必須絕緣。

  因此，溫度就可以從信號(hào)評(píng)估器的周圍環(huán)境溫度和熱電偶測(cè)得的溫差計(jì)算出來。在這種方式中，在不知道評(píng)估器夾持點(diǎn)(T2)處的精確周圍環(huán)境溫度的情況下就能得到溫度(T1)。

  只能使用與熱電偶相同材料制成的同等導(dǎo)線加長連接線。如果使用不同類型的導(dǎo)線，測(cè)量結(jié)果將會(huì)有錯(cuò)誤。

  

• 工作原理

  一旦溫度達(dá)到所設(shè)定的設(shè)定限制值?1，經(jīng)設(shè)定的時(shí)間 t 后，輸出繼電器 K1 就會(huì)改變其開關(guān)狀態(tài)?？梢詫?duì)延時(shí)時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。K2 同樣對(duì)應(yīng)于?2的下限。

  當(dāng)溫度達(dá)到相應(yīng)的滯后值時(shí)，輸出繼電器立即恢復(fù)到其原始狀態(tài)（將復(fù)位響應(yīng)設(shè)置為“自動(dòng)復(fù)位"）。

  可以針對(duì)過沖或下沖設(shè)置兩個(gè)閾值：?1 和 ?2。這樣就可以使用限值來發(fā)出報(bào)警信號(hào)，指明即將超過限值（過沖）或下降到限值以下（下沖）。另一個(gè)限值可用于斷開或執(zhí)行兩點(diǎn)或三點(diǎn)控制。

• 
  

  注：

  “溫度監(jiān)控模式"可用于設(shè)置所需的監(jiān)控類型（過沖/下沖監(jiān)控或范圍監(jiān)控）。

  使用所選擇的閉路原理

  溫度過沖

  

  低于溫度限值

  量程監(jiān)視

  

  記憶功能

  IO-Link 的數(shù)字可調(diào)溫度監(jiān)控繼電器具有一個(gè)記憶功能。下面以溫度過沖為例說明了該記憶功能。

  一旦溫度達(dá)到所設(shè)定的設(shè)定限制值?1，經(jīng)設(shè)定的時(shí)間 t 后，輸出繼電器 K1 就會(huì)改變其開關(guān)狀態(tài)。（同樣，輸出繼電器 K2 對(duì)應(yīng)于 ?2）。

  IO-Link 的溫度監(jiān)控繼電器按以下方式做出響應(yīng)：

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• 扣: Q354 + 8508 +227

• 使用 IO-Link 的溫度監(jiān)控繼電器時(shí)，記憶功能作為標(biāo)準(zhǔn)功能激活 (RESET)。僅當(dāng)溫度下降到設(shè)定的滯后值以下以及執(zhí)行以下一個(gè)步驟時(shí)，輸出繼電器才會(huì)恢復(fù)到原始狀態(tài)：

• 短暫跨接 Y3/Y4 端子

• 將旋鈕置于“RUN"位置并按向右箭頭鍵

• 通過 IO-Link 執(zhí)行一次復(fù)位

• 如果已*跨接 Y3/Y4 端子，則記憶功能將被禁用（自動(dòng)復(fù)位）。當(dāng)糾正了之前發(fā)生的故障且溫度下降到相應(yīng)滯后值以下時(shí)，輸出繼電器立即恢復(fù)到其原始狀態(tài)。

• 
  

• PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。

• 整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜,且體積相對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。

• 二、安裝方式的選擇

• PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

• 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O硬件,系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制,又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。

• 三、相應(yīng)的功能要求

• 一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,對(duì)于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。

• 對(duì)于以開關(guān)量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價(jià)格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。

• 四、響應(yīng)速度要求

• PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí),則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

• 五、系統(tǒng)可靠性的要求

• 對(duì)于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng),應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。

• 六、機(jī)型盡量統(tǒng)一

• 一個(gè)企業(yè),應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：

• 1)機(jī)型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購和管理。

• 2)機(jī)型統(tǒng)一,其功能和使用方法類似,有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。

• 3)機(jī)型統(tǒng)一,其外部設(shè)備通用,資源可共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)