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詳細(xì)介紹
西門子CPU1511-1 PN處理器
SIMATIC S7-1500 是一個(gè)模塊化控制系統(tǒng)，適用于離散自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的各種自動(dòng)化應(yīng)用。
模塊化、無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)、易于實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成為中、低端應(yīng)用中各種不同任務(wù)的經(jīng)濟(jì)、用戶友好的解決方案。
SIMATIC S7-1500 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：
• 特殊機(jī)械
• 紡織機(jī)械
• 包裝機(jī)械
• 通用機(jī)械工程
• 控制器制造
• 機(jī)床制造
• 安裝系統(tǒng)
• 電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
• 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(gè)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(yīng)用中使用。由于具有模塊化的設(shè)計(jì)，用戶可以僅采用其應(yīng)用所需的模塊。任務(wù)擴(kuò)展時(shí)，可通過(guò)使用附加模塊隨時(shí)對(duì)控制器進(jìn)行升級(jí)。
SIMATIC S7-1500 具有較高的電磁兼容性、抗沖擊性及抗振性，工業(yè)強(qiáng)度高，可實(shí)現(xiàn)通用。
西門子CPU1511-1 PN處理器
西門子CPU處理器1511-1 PN
述
適用于具有中等要求的應(yīng)用的 CPU，用于 S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中的程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
具有高處理速度，適用于二進(jìn)制和浮點(diǎn)運(yùn)算
在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用
PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端換機(jī)
PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運(yùn)行分布式 I/O
用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET 智能設(shè)備
OPC UA 服務(wù)器（數(shù)據(jù)訪問(wèn)）作為運(yùn)行時(shí)選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設(shè)備/系統(tǒng)
等時(shí)同步模式
集成運(yùn)動(dòng)控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器，凸輪/凸輪軌道和探頭
用于診斷集成 Web 服務(wù)器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng)
西門子CPU1511-1 PN處理器
應(yīng)用
CPU 1511-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門級(jí) CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為 2-端交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。
設(shè)計(jì)
CPU 1511-1 PN 的特點(diǎn)：
- 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 60 ns。 - 大容量工作存儲(chǔ)器：
150KB，用于程序；1 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)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。
- 顯示器以及診斷確認(rèn)和用戶消息
- 模塊信息顯示
- 顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
- 顯示設(shè)置
- 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
- 項(xiàng)目的備份與恢復(fù)
- 禁用/啟用顯示屏
- 啟用保護(hù)級(jí)別
- PROFINET IO IRT 接口用于通過(guò) PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接
功能
- 性能
- 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號(hào)、語(yǔ)言擴(kuò)展和新的數(shù)據(jù)類型
- 由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應(yīng)時(shí)間縮短
- 功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接：
每個(gè) CPU 均標(biāo)配PROFINET IO IRT（2 端交換機(jī)）標(biāo)準(zhǔn)接口。
- 集成技術(shù)
- 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動(dòng)器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動(dòng)器
- 支持速度控制軸和定位軸以及外部編碼器，各軸之間可實(shí)現(xiàn)位置精確的傳動(dòng)，凸輪/凸輪軌道和探頭
- 追蹤功能適用于所有 CPU 標(biāo)簽，既適用于實(shí)時(shí)診斷，也適用于偶發(fā)錯(cuò)誤檢測(cè)；還可通過(guò) CPU的網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器來(lái)調(diào)用
- 全面的控制功能，例如，通過(guò)便于組態(tài)的塊可自動(dòng)優(yōu)化控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
- 集成安全功能
- 通過(guò)密碼進(jìn)行知識(shí)保護(hù)，防止未經(jīng)*讀取和修改程序塊
- 通過(guò)復(fù)制保護(hù)，可綁定 SIMATIC 存儲(chǔ)卡的程序塊和序列號(hào)：只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運(yùn)行。
- 4-級(jí) *理念：
與 HMI 設(shè)備的通信也會(huì)受到限制。 - 操作保護(hù)：
控制器可以識(shí)別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未*傳輸。
- 設(shè)計(jì)與操作
- 顯示概覽信息：
例如，站名稱，工廠標(biāo)識(shí)符，位置名稱，診斷信息，模塊信息，顯示設(shè)置。 - 顯示器上可能的操作：
設(shè)置 CPU 或所連接以太網(wǎng)通信處理器的地址、設(shè)置日期和時(shí)間、選擇 CPU 的操作模式、復(fù)位 CPU 至默認(rèn)設(shè)置、禁用/啟用顯示器、激活保護(hù)等級(jí)，確認(rèn)消息，備份和恢復(fù)項(xiàng)目。
- 顯示概覽信息：
- 集成系統(tǒng)診斷
- 顯示屏上、TIA 博途中、HMI 設(shè)備上以及 Web 服務(wù)器上以純文本形式*顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來(lái)自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會(huì)進(jìn)行更新。
- 集成在 CPU 的固件中，無(wú)須進(jìn)行特殊組態(tài)
- SIMATIC 存儲(chǔ)卡(用來(lái)運(yùn)行 CPU)
- 用作插入式裝載存儲(chǔ)器，或用于更新固件。
- 還可用于存儲(chǔ)附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
- 通過(guò)用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/讀取
- 數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方
- 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡中；
便于使用 Office 工具或通過(guò) web 服務(wù)器，訪問(wèn)工廠運(yùn)行數(shù)據(jù) - 通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問(wèn)機(jī)器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
- 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡中；
- 編程
- 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本進(jìn)行編程
- 用于從 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 S7-1500 的移植工具；可基本上自動(dòng)轉(zhuǎn)換程序代碼。記錄不可轉(zhuǎn)換的代碼，并可以手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。
- STEP 7 V11 項(xiàng)目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。
- S7-1200 程序可通過(guò)復(fù)制/粘貼手段轉(zhuǎn)移至 S7-1500
PLC存儲(chǔ)器類型及容量選擇
PLC系統(tǒng)所用的存儲(chǔ)器基本上由PROM、E-PROM及PAM三種類型組成，存儲(chǔ)容量則隨機(jī)器的大小變化，一般小型機(jī)的大存儲(chǔ)能力低于6kB，中型機(jī)的大存儲(chǔ)能力可達(dá)64kB，大型機(jī)的大存儲(chǔ)能力可上兆字節(jié)。使用時(shí)可以根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要來(lái)選用合適的機(jī)型，必要時(shí)也可專門進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)充設(shè)計(jì)。
PLC的存儲(chǔ)器容量選擇和計(jì)算的*種方法是：根據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確計(jì)算存儲(chǔ)器的實(shí)際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按照表4的公式來(lái)估算。為了使用方便，一般應(yīng)留有25%～30%的裕量，獲取存儲(chǔ)容量的方法是天生程序，即用了多少字。知道每條指令所用的字?jǐn)?shù)，用戶便可確定正確的存儲(chǔ)容量。表４同時(shí)給出了存儲(chǔ)器容量的估算方法。
表4控制目的估算存儲(chǔ)器容量的方法
4、軟件選擇
在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，PLC的編程題目是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對(duì)所選擇PLC產(chǎn)品的軟件功能有所了解。通常情況下，一個(gè)系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制用具備的控制硬件的。但是，有些應(yīng)用系統(tǒng)也需要控制硬件部件以外的軟件功能。例如，一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)可能包括需要復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理操縱的特殊控制或數(shù)據(jù)采集功能。指令集的選擇將決定實(shí)現(xiàn)軟件任務(wù)的難易程度。可用的指令集將直接影響實(shí)現(xiàn)控制程序所需的時(shí)間和程序執(zhí)行的時(shí)間。
5、支撐技術(shù)條件的考慮
選用PLC時(shí)，有無(wú)支撐技術(shù)條件同樣是重要的選擇依據(jù)。支撐技術(shù)條件包括下列內(nèi)容：
（1）編程手段
便攜式簡(jiǎn)易編程器主要用于小型PLC，其控制規(guī)模小，程序簡(jiǎn)單，可用簡(jiǎn)易編程器；CRT編程器適用于大中型PLC，除可用于編制和輸進(jìn)程序外，還可編輯和打印程序文本；由于IBM-PC已得到普及推廣，IBM-PC及其兼容機(jī)編程軟件包是PLC很好的編程工具。目前，PLC廠商都在致力于開發(fā)適用自己機(jī)型的IBM-PC及其兼容機(jī)編程軟件包，并獲得了成功。
（2）進(jìn)行程序文本處理
簡(jiǎn)單程序文本處理以及圖、參量狀態(tài)和位置的處理，包括打印梯形邏輯；程序標(biāo)注，包括觸點(diǎn)和線圈的賦值名、網(wǎng)絡(luò)注釋等，這對(duì)用戶或軟件工程師閱讀和調(diào)試程序非常有用；圖形和文本的處理。
（3）程序儲(chǔ)存方式
對(duì)于技術(shù)資料檔案和備用資料來(lái)說(shuō)，程序的儲(chǔ)存方法有磁帶、軟磁盤或EEPROM存儲(chǔ)程序盒等方式，具體選用哪種儲(chǔ)存方式，取決于所選機(jī)型的技術(shù)條件。
（4）通訊軟件包
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)或需用上位計(jì)算機(jī)治理的控制系統(tǒng)，有無(wú)通訊軟件包是選用PLC的主要依據(jù)。通訊軟件包往往和通訊硬件一起使用，如調(diào)制解調(diào)器等。
6、PLC的環(huán)境適應(yīng)性
由于PLC通常直接用于產(chǎn)業(yè)控制，生產(chǎn)廠都把它設(shè)計(jì)成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠地工作。盡管如此，每種PLC都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時(shí)，特別是在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)環(huán)境條件要給予充分的考慮。
一般PLC及其外部電路（包括I/O模塊、輔助電源等）都能在表５所列的環(huán)境條件下可靠工作。
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