西門子CPU1513-1 PN處理器

西門子CPU1513-1 PN處理器

高級控制器尤其適用于具有中等和較高復雜程度的應用。*來看，SIMATIC S7-1500 控制器在離散自動化領域是 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC S7-400 控制器的替代產品，是未來工廠的標準 – 憑借*的性能表現和創新的設計與操作方式，提供令人信服的結果。具有模塊化擴展能力的 SIMATIC S7 控制器具有*兼容性，免維護且可以擴展，當然也能在 TIA 博途中進行組態。它們是任何自動化任務的理想解決方案。

• 模塊化、可擴展通用系統，IP20 防護等級
• 適用于離散自動化領域中各種自動化應用的系統解決方案
• 具有*性能和可用性
• 可專門通過 Totally Integrated Automation Portal 平臺中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型號進行組態

性能

• 提高性能
  • 高速指令執行:
  • 語言擴展
  • 新數據類型
  • 更快速的背板總線
  • 經過優化的代碼生成
• 功能強大的通信：
  • 以 PROFINET IO（雙端口開關）作為標準接口；
    從 CPU 15-2 PN 開始支持，以一個或多個額外的集成 PROFINET 接口作為輸入設備，用于網絡隔離或用于連接更多的 PROFINET 設備或高速通信設備
  • OPC UA 數據訪問服務器作為運行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設備/系統
  • 可針對總線系統和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

西門子CPU1513-1 PN處理器

1 *處理單元
*處理器單元即CPU，一般由控制器、運算器和寄存器組成。CPU 通過地址總線、數據總線、控制總線與儲存單元、輸入輸出單元、通信接口、擴展接口相連。CPU 是 PLC 的核心，輸入單元將采集的輸入信號傳送到CPU，CPU執行用戶程序并將運算結果傳送到輸出單元，用以驅動現場設備。選擇CPU通常需要考慮一下幾個方面：
·運算速度：不同的控制系統對控制的響應速度需求不同，對于要求響應時間較快的系統，則要求CPU的運算速度快，并盡快地將運算結果傳送到輸出單元。
運算速度性能指標可參考CPU指令執行時間。
·工作存儲器：根據控制方案的復雜程度預估需要的工作存儲器大小，考慮適當的余量。
·I/O帶載能力： CPU通常使用I/O地址空間來描述其允許訪問輸入輸出的能力，8個數字量通道占用1個字節地址空間，1個模擬量通道占用2字節地址空間。在具體選型時還需要根據實際情況考慮I/O余量占用的地址空間。此外有些CPU還有允許連接模塊大數量限制。
·集成的通信接口：CPU通過通信接口進行編程組態，還可與人機界面、其他PLC系統、分布式I/O等實現數據交換。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根據通信對象（通信對象可以為編程設備、儀表、HMI、其他PLC系統等等）支持的電氣接口標準以及所使用的通信協議選擇集成通信接口。
2 儲存器
PLC 的存儲器包括系統存儲器，裝載存儲器和工作存儲器。系統存儲器用于存放 PLC 的系統程序和內部寄存器， 裝載存儲器則用于存放 PLC 的用戶程序，用戶程序編譯后被存放在工作存儲器中執行。裝載存儲器通常為MC卡，支持外部擴展，而工作存儲器是集成在CPU中并且無法擴展的，在選擇CPU時需根據控制方案的復雜程度預估可能使用的工作存儲器大小并留有適當余量。選擇裝載存儲器通常只需選擇不小于工作存儲器大小的存儲卡即可。
3 通信接口
通信接口的功能是通過這些通信接口可以和監視器、 打印機、 其他的 PLC 或是計算機相連， 從而實現“PLC與上位機”或“PLC與PLC”之間的通信。通信接口可以集成在CPU模塊上使用內部總線與CPU通信，也可以使用單獨的通信接口模塊通過外部總線與CPU通信。通信接口的選擇首先確定通信對象接口的電氣標準例如RS232、RS485、RJ45等，還需要確定使用的協議，常見的例如PROFINET，PROFIBUS總線協議，通過PROFINET和PROFIBUS總線，CPU可與分散在遠端現場的輸入輸出單元進行數據交換，使PLC系統規模更易于擴充。
4 輸入輸出單元（I/O）
輸入單元的作用是將按鈕、行程開關或傳感器等產生的信號輸入 CPU，根據信號類型，輸出單元的作用則是將 CPU 向外輸出的信號轉換成可以驅動外部執行元件的信號，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。

西門子CPU1513-1 PN處理器

S7-1500 自動化系統具有模塊化的結構，可包含多 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。

    IMATICS7-1200控制器具有模塊化、結構緊湊、功能全面等特點，適用于多種應用，能夠保障現有投資的*安全。由于該控制器具有可擴展的靈活設計，符合工業通信標準的通信接口，以及全面的集成工藝功能，因此它可以作為一個組件集成在完整的綜合自動化解決方案中，成為制造行業中的創新系統解決方案。正是上面S7-1200這一系列的特點、決定了其在制造行業的應用越來越多。而在使用過程中，難免會遇到與第三方的儀表或設備進行串口通信的情況，此次專題重點交流了與驅動設備的USS通信、與儀表的MODBUS通信，及與一些國產儀表的自由口通信

一：S7-1200自由口通信的特點S7-1200的自由口通信比較接近CP340/341的通信，采用組態和調用通信功能塊的方法。需要配備點對點通信模塊。S7-200的自由口通信需要設置大量的SM（特殊存儲器），報文接收的狀態字節和控制字節非常復雜，S7-1200的自由口通信簡單得多，其主要步驟如下：1.組態通信模塊的參數，例如波特率、奇偶校驗、數據位和停止位個數等。2.調用功能塊SEND_PTP和RCV_PTP來發送可接收數據。

二：S7-1200通信和程序的特點

S7-1200是西門子的新一代的控制器，在串口通信方面在硬件與軟件方面都與S7-200不同：

通訊方面：作為200的升級產品，1200不支持DP等應用比較廣泛的通訊協議，但保留了強大的自由口通訊功能；

程序方面：引入塊概念，更接近于300，編程方便，尤其是通訊方面的編程（自由口、MODBUS等，一個塊可以控制多個驅動器，不同電機的數據存儲在不同的數據庫中

硬件方面：S7-1200現有的幾款PLC都可以擴展3個串口通信模板（即可以全部是RS232接口，也可以全部是RS485接口，也可以是兩種接口的組合），而S7-200這不可以進行擴展，只能用本體上的RS485口，在這一點上功能強了。

軟件方面：S7-1200，在編程上與S7-300的編程方法類似，組態完硬件接口，直接調用功能塊就可以，非常簡單，不像S7-200需要對SM進行操作。S7-1200與S7-300在串口通信比較起來基本上一樣，但在作Modbus的通信時不需要額外的Dongle來支持。