西門子S7-1510/1512 SP CPUDP通信模塊   6ES75455DA000AB0

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西門子S7-1510/1512 SP CPUDP通信模塊   6ES75455DA000AB0

Area of application

SIMATIC S7-1500 是一個模塊化控制系統，適用于離散自動化領域內的各種自動化應用。

模塊化、無風扇設計、易于實現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成為中、低端應用中各種不同任務的經濟、用戶友好的解決方案。

SIMATIC S7-1500 的應用領域包括：

• 特殊機械

• 紡織機械

• 包裝機械

• 通用機械工程

• 控制器制造

• 機床制造

• 安裝系統

• 電氣與電子工業及相關產業。

• 汽車

• 水/污水

• 食品與飲料

提供了具有不同性能水平的多種 CPU 以及一個包含許多便利功能的全面模塊系列。故障安全 CPU 便于在故障安全應用中使用。由于具有模塊化的設計，用戶可以僅采用其應用所需的模塊。任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。

SIMATIC S7-1500 具有較高的電磁兼容性、抗沖擊性及抗振性，工業強度高，可實現通用。

Design

概述

S7-1500 自動化系統具有模塊化的結構，可包含zui多 32 個模塊。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進行各種組合。S7-1500 自動化系統支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個 DIN 導軌上（請參見手冊以了解要求）。

系統包含下列組件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等級，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程設備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設備間的通信。
  SIMATIC S7-1500 適合使用多種型號的 CPU：
  • 標準 CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執行 C/C++ 代碼）
  • 緊湊型 CPU 不僅配備數字型和模擬型輸入輸出，還配備計數器輸入和高速輸出，將技術功能直接集成在 CPU 上。
  • 故障安全型 CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執行 C/C++ 代碼）適用于在同一臺計算機上執行標準程序和安全相關的程序。
  • 配備諸如同步操作（利用位置同步規范進行同步）和凸輪系統等擴展運動控制功能的技術 CPU。
• 用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊。
• 工藝模塊用于高速計數、位置檢測或測量等功能。
• 通信模塊和通信處理器可通過通信接口將控制器進行擴展

根據具體要求，也可使用下列模塊：

• 在 CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下，電源模塊 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內部電路供電。
• 用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的負載電源模塊 (PM)。
• 接口模塊用于連接基于 S7-1500 的分布式 I/O。

設計

簡單的設計使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活，便于維護。

• 集成背板總線：
  集成的背板總線；背板總線集成在模塊上。模塊通過 U 形連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。可以節省安裝時間。不久將會提供具有“無響應熱插拔”功能的有源背板。
• 模塊組裝在 S7-1500 安裝導軌上：
  具有各種長度，包括切割至定長的型號。由于具有集成式 DIN 導軌，可以卡裝廣泛的標準部件，如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。
• 性能可靠，接線方便：
  • I/O 信號是通過統一的 40 針前連接器來連接的。信號模塊和前連接器之間具有機械編碼，可防止因意外的錯誤插入而對電路造成破壞。
  • 為了對前連接器進行簡單接線，可將該連接器置于“預接線位置”。在此位置上，插頭尚未與模塊電路接觸。此位置還可用于在運行過程中進行改動。用戶可借助于前蓋內側的一個印制電纜連接圖進行連接。
  • 前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號提供。兩個型號都可以連接線芯截面積為 0.25² ~ 1.5 mm²（AWG 24 ~ AWG 16）的導線。
  • 另外，數字量信號模塊可通過 TOP Connect 進行系統接線。通過 TOP Connect，可以快速而清晰地連接到現場的傳感器和執行器，并可在控制柜中進行簡便接線。
  • 對于模擬量模塊，可以直接在模塊上進行屏蔽；隨模塊提供了一個屏蔽連接套件，無需工具即可進行安裝。
• 設備特定標簽：
  標簽條可用于 SIMATIC S7-1500 的信號模塊。可使用標準激光打印機來打印這些 DIN A4 標簽紙上的標簽。可以從 TIA Portal 進行自動打印，而無需重新輸入符號或地址。通過這些標簽條的設計形式，可為通道或診斷顯示 1:1 分配標簽。如果前蓋打開，則診斷顯示到端子的這種 1:1 分配會保留。
• 可變和可擴展的站配置：
  • 信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統可自行組態。
  • zui大配置包括帶有 31 個模塊（30 個模塊 + 1 個電源）的 CPU。在 CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下，需要由電源 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內部電路供電。
• 尺寸緊湊：
  SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能夠順利安裝到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安裝空間中。
• 移動敷設：
  SIMATIC S7-1500 及其模塊可以垂直和水平安裝，從而可以方式安裝到可用空間內。

I/O 模塊

以下模塊類型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

• 標準和故障安全數字量輸入模塊
• 標準和故障安全數字量輸出模塊
• 數字量輸入/輸出模塊
• 模擬量輸入模塊
• 模擬 I/O 模塊
• 模擬量輸出模塊
  • 包括高速 (HS) 模擬量模塊，無論激活的通道數如何，基本執行時間都是 62.5 µs
• 用于計數和定位的工藝模塊
• 用于點到點通信和總線連接的通信模塊

提供了各種模塊等級，可使用戶在其應用中實現擴展。模塊本身通過標簽進行相應標記：

• BA（基本型）：簡易低成本模塊，無診斷功能，沒有參數
• ST（標準型）：具有與模塊或負載組相關的診斷的模塊，如果適用，帶有參數；模擬量模塊：準確度等級 0.3%
• HF（高性能型）：具有與通道相關的診斷和參數設置的模塊；對于模擬量模塊：準確度等級 0.1%，抗擾度和電流隔離程度提高
• HS（高速型）：具有濾波和轉換時間的模塊適用于超高速應用；例如 8 通道模擬量模塊，無論激活的通道數如何，基本執行時間都是 62.5 µs。

I/O 模塊的附件：

• 標簽紙：
  可插入到 I/O 模塊中（10 張 DIN A4 標簽紙，每張標簽紙帶有 10 個標簽，預穿孔，可使用標準激光打印機進行打印；可用顏色：Al 灰）
• 屏蔽連接：
  SIMATIC S7-1500 系統（模擬量模塊和工藝模塊）提供了一個簡易屏蔽連接套件，無需使用工具即可安裝。此套件包含一個 24 V DC 饋電元件、一個屏蔽夾和一個通用屏蔽端子。該屏蔽端子可用于單根細干線電纜、多根細干線電纜或一根粗干線電纜。由于對 24 V DC 電源和測量信號進行分離，并且在屏蔽和信號電纜之間具有低阻抗連接，因此可確保較高的 EMC 穩定性和抗干擾性。
• 統一的 40 針前連接器
• I/O 模塊的前門或自組裝背板總線的 U 型連接器等其它附件

通信

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PLC程序的狀態區分

提示：

1．特征數 狀態表用1、0紀錄了每個輸入信號觸點的狀態，它們從左到右排成一行，組成一個二進制數，稱為特征數。例如表3-10中，用A、B、C表示輸入信號，空格表示0。 表3-10 狀態表 第四個狀態的特征數為010。再看第2個狀態，B在這個狀態中，既出現過“1”又出現過“0”，所以第二個狀態的兩個特征數是010和000，只記一個不能

    1．特征數

    狀態表用1、0紀錄了每個輸入信號觸點的狀態，它們從左到右排成一行，組成一個二進制數，稱為特征數。例如表3-10中，用A、B、C表示輸入信號，空格表示0。

    表3-10    狀態表

    第四個狀態的特征數為010。再看第2個狀態，B在這個狀態中，既出現過“1”又出現過“0”，所以第二個狀態的兩個特征數是010和000，只記一個不能表明這個狀態中輸入觸點出現過的所有狀態取值。類似的，第三個狀態的特征數是101、100、001和000，*個狀態的特征數是100和000。某一狀態的特征的個數n可用n=2m來計算，其中m為該狀態中“？”的個數。例如第三個狀態，出現了兩次“”，即m=2，所以特征數的個數為4。

    各個狀態的特征數記在特征數欄中，具有以下含義。

    (1)特征數中的每個數碼表示一個輸入信號元件常開觸點的狀態。如第四個狀態的特征數表明A、C處于斷開狀態，B處于閉合狀態。例如B是一個行程開關，而且有聯動的常開、常閉兩個觸點，狀態表中僅僅列出它的常開觸點的狀態，而另一個常閉觸點的狀態恰好與常開觸點的狀態相反，雖然表中沒有表明其狀態，但可以認為是已知的。

    (2)每個特征數表明它所代表的觸點狀態只有一種取值，因此將這些觸點（常開或常閉）任意組合后，接在梯形圖中，驅動輸出線圈，線路不是接通就是斷開。即由這些邏輯變量構成的邏輯函數的取值是確定的，取“1”或取“0”。

    2．可區分狀態與不可區分狀態

    具有相同特征數的兩個或多個狀態不能用同樣的邏輯函數輸出不同的函數值，用這些輸入元件的觸點控制輸出元件的狀態，必有相同的結果。這樣就不能達到不同狀態不同控制結果的要求，除非這兩個或多個狀態有相同的控制要求。因此，把需要不同輸出函數而又有相同特征數的狀態稱為不可區分狀態，而相互之間有不同特征數的狀態稱為可區分狀態。

    分析表3-10各個狀態的特征數，可以知道哪些是可區分狀態，哪些是不可區分狀態。第1和第3狀態都有相同的特征數100，這兩個是不可區分狀態；第2和第4狀態都有相同的特征數010，這兩個也是不可區分狀態；第1、第2、第3狀態中有相同的特征數000，這三個狀態也是不可區分狀態；而第4和第1、第3狀態特征數不同，它們是可以區分的。這個表中有3個不可區分組。

    3．通過輔助繼電器區分狀態

    通過添加輔助繼電器，將其狀態取值適當地尾綴在原特征數的后面，就能夠成一種新的*區分各個狀態的“特征數”。特征數所對應的觸點變量就相當于真值表中由雙值變量所組成的zui小項，用zui小項表達式能夠求得輸出函數的邏輯式，那么，由特征數就能夠求得輸出元件的邏輯函數。為此，將表3-10擴展為表3-11。

    表3-11    狀態表

    分析輸入點構成的特征數，可以看到，第1、第3狀態是一個不可區分組；第1、第3狀態是第2個不可區分組；第1、第2、第3狀態是第3個不可區分組。在表中插入不可區分組欄并分別用A、B、C標記它們。

    為了區分A、B、C3個不可區分組，就必須為特征數加上由其他輔助繼電器變量提供的尾綴數碼，這是因為：

    ①繼電器能記憶使它啟動或關閉的短信號，繼電器線圈狀態切換時它的觸點也作相應的狀態切換。因此，一個繼電器只要有了使其啟動、關閉的主令信號，它的觸點狀態取值就可以用來充當尾綴數碼，并用來區分狀態；

    ②理論上n個繼電器應有2n種獨立的狀態，加入用它們的觸點狀態組成zui小項，就可區分2n個狀態；

    ③可編程控制器選好后，輔助繼電器就可以任意使用。

    在表3-11中設置了兩個輔助繼電器M1和M2，M1和M2構成的尾綴數碼是10、11、01、00。把它們尾綴在特征數之后，得到的新特征數如表3-11中zui后一欄所示。輔助繼電器的加入，使所有狀態得到區分，并且可以利用特征數構成每個狀態的輸出邏輯函數。