西门子模块6ES75221BF000AB0
价格：10.00起
西门子S7-1500PLC 产品简介：
SIMATIC S7-1500采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。每个控制器中都包含有以下组件：一个处理器 (CPU)，用于执行用户程序；一个或多个电源；信号模块，用作输入/输出；以及相应的工艺模块和通信模块。
处理单元(CPU) 是SIMATIC S7-1500的核心组件。它们除了可以执行用户程序，还可用于连接控制器和其它自动化组件。发布的产品中包含以下三种 CPU：CPU-1511-1 PN 适用于中小型应用；CPU-1513-1 PN 适用于大中型应用；CPU-1516-3 PN/DP 适用于要求较高的大型应用和其它通信任务。
信号模块或I/O设备组件将控制器和过程连接在一起。控制单元通过相连的传感器记录当前过程状态，并对执行器发出相应的响应。通过数字量模块和模拟量模块，可以准确便捷地输入/输出特定任务所需的数据。这些模块既可以直接在 CPU 中进行集中式处理，也可以通过 ET200MP I/O 系统进行分布式处理。
工艺模块中具有硬件级的信号处理功能，可对各种传感器进行快速计数、测量和位置记录。SIMATIC S7-1500 CPU中已集成有运动控制和高速计数器之类的工艺功能，可通过STEP 7进行操作。在高速计数和测量任务中，可快速进行信号预处理。可接入定位增量式编码器和SSI值编码器。SIMATIC STEP 7 V12中集成有直观的用户组态界面。采用工艺对象，提高了编程效率。对内部/外部结果和计数器值采用不同的过程报警，实现快速响应。CPU处于STOP模式下，也可对模块操作进行组态。可在S7-1500 CPU中集中操作，也可在ET 200MP I/O系统中进行分布式操作。
通信模块提高了SIMATIC S7-1500自动化解决方案的灵活性和功能性。同时通过连接企业管理级，使用更多的接口可构建更为复杂的自动化架构或进行过程优化。串行接口可用于连接一个条形码读卡器或RFID读卡器，实现非接触式数据传输。CM PtP: 通过点到点连接实现串行通信。4种通信模块，可通过串行接口连接自动化组件。可连接旧系统和外部系统，可连接数据读卡器或传感器。可集中使用，也可在分布式ET 200MP I/O系统中使用。带有各种物理接口，如RS232、RS422或者RS485。可预定义各种协议，如 3964(R)、Modbus RTU或USS。可使用基于Freeport的应用特定协议 (ASCII)。所有模块使用统一的编程接口。诊断报警可用于简单故障修复。
西门子S7-1500PLC集成的安全功能：通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块；通过复制保护来提高保护程度，防止未经授权而复制程序块：通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU中时，该程序块才可运行。具有四个不同授权级别的权限：可向各个用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。改进了操作保护：控制器将会检测到组态数据的更改或未授权传输。用于以太信处理器 (CP 1543-1)：通过防火墙提供附加访问保护建立安全连接。
西门子S7-1500PLC的设计与操作：配备显示器的CPU，可显示纯文本信息（因特网上的显示仿真工具）：可显示所有连接模块的订货号、固件版本和序列号信息，直接在现场设置CPU的IP地址以及进行其它网络设置，无需使用编程设备，直接以普通文本形式显示错误消息，可缩短停机时间。所有模块采用统一的前连接器，并具有用于灵活形成电压组的集成式电压桥接件，从而简化了库存，降低了接线成本。S7-1500导轨上集成有DIN导轨：快速、方便地安装小型断路器、继电器等附加组件。通过信号模块进行集中扩展：可根据任何应用的要求进行灵活调整。数字量信号模块的系统电缆连接：可快速、清晰地进行安排，以连接至现场的传感器和执行器并在控制柜中进行简便接线。电源：负载电源模块（电源模块）为模块提供24V电源，电源模块可通过背板总线向模块内部电路供电。分布式扩展：通过PROFINET接口模块IM 155-5，可针对ET 200MP I/O系统使用多30个信号模块、通信模块和工艺模块，在集中和分布式运行的操作和系统功能方面没有差别。
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
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
性能
没有快，只有更快!SIMATIC S7-1500的系统性能极大缩短了系统响应时间，进而优化了控制质量并提高了系统性能。
处理速度
SIMATIC S7-1500 的信号处理速度更为快速，极大缩短系统响应时间，进而提高了生产效率。
高速背板总线
新型的背板总线技术采用高波特率和传输协议，以实现信号的快速处理。
通信
SIMATIC S7-1500带有多达3个PROFINET接口。
其中，两个端口具有相同的IP地址，适用于现场级通信;第三个端口具有立的IP地址，可集成到公司网络中。
通过 PROFINET IRT，可定义响应时间并确保高度精准的设备性能。
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
PLC在进行逻辑运算之前，必须对外部信号进行采样[8]，若要实现指令的功能，首先要设置外部I/O在梯形图中的地址，系统才能够对用户程序中所使用的I/O地址与单片机的引脚地址相匹配。本设计在I/O设置对话框底层设计了如表1所示的数据处理函数。
3.2 USB通信
PDIUSBD12的固件设计成完全的中断驱动，当CPU处理前台任务时，USB的传输可在后台进行；后台中断服务程序和前台主程序循环之间的数据交换可以通过事件标志和数据缓冲区来实现。当PDIUSBD12从USB收到一个数据包，即对CPU产生一个中断请求，CPU立刻响应中断。在中断服务程序中，固件将数据包从PDIUSBD12内部缓冲区移到循环数据缓冲区，并将PDIUSBD12的内部缓冲区清零，以便接收新的数据包，使CPU可以继续执行当前的前台任务直到完成。本文利用PDIUSBD12的端点1进行命令的传输和应答，端点1每次接收计算机发送过来的8 B指令，其指令格式如表2所示。例如，接收到十六进制码52 01 00 03 00 07 00 50，表示读24C01器件从03字节开始的7个字节的数据。52H为R的ASCII码，57H为W的ASCII码。端点2用于数据的传输。
本文在了解PLC国内外研究状况以及其市场需求的基础上，提出了研发开放式PLC的概念，完成了PLC集成开发系统的C51模块实现方案的设计，将USB通信方式引入PLC领域，所设计的梯形图编辑器提供了梯形图编辑平台，实现了PLC的基本逻辑指令，完成计算机与控制器的USB通信。
(PLC)仍以国外产品为主，造成这种局面的一个重要原因是欧、美、日等发达工业国家掌握了PLC的核心技术，其硬软件技术对应用者来说完全是封闭的，使用者只能从应用的角度学习PLC，而不能参与PLC的开发[1-2]。近年来，IEC61131-3国际标准的颁布和实施为各PLC生产厂家提供了统一的软件开发准则，开放的高性能单片机技术的发展，为硬件开发提供了有效的物质基础[3]。在这样的背景下，研制开放的PLC系统无论对于科学研究还是促进PLC行业的发展都有积极的现实意义。
PLC是一种于工业控制的计算机，其硬件主要由处理器、存储器、输入/输出接口等组成
开放式PLC硬件结构采用CPU+模块+接口构成，各个接口都按标准设计，大大提高了PLC的开放性，使其能方便地与大系统连接。编程语言遵循国际标准IEC61131-3，并将基于PC的编程软件作为PLC编程工具。系统硬件部分采用高性能51内核处理器STC89C51，其为模块化设计，采用滤波、隔离电路，以降低成本。主要电路有：微控制器STC89C51RC、开关量输入电路、继电器输出电路、晶体管输出电路、RS232通信接口电路、电源电路、时钟复位电路和USB通信接口电路等
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
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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
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AQ 8：模拟输出模块，8AQ，U/I ，高速6ES7532-5NB00-0AB0
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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
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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
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DQ 8：数字输出模块，高性能 8DQ，晶体管，24V DC/2A
触摸屏的通讯设置及界面设计
在硬件连接完成后，需要在组态软件中系统的硬件配置以及设置一些通信参数等等。首先制定所使用的触摸屏的类型，这里选择默认的UG420（640*480 10.4inches）；下一步和触摸屏通讯的PLC类型及型号，这里选SIEMENS S7-PROFIBUS；后一步系统参数，首先是读区和写区，读区是指作为从PLC读入数据的缓冲，如果系统中需要显示趋势图的话那么读区应当设大一些，一般设1000个字就可以了，写区用于显示存储屏幕的状态、页码、画面层叠以及报警状态等等。另外在对话框No.of Word Setting for I/O中需要指出触摸屏的MPI地址，以及传输的帧长度，MPI地址在PLC的硬件组态里已经定义好了，两者必须一致，否则会出现通信错误。另外帧长度为32字节；奇偶校验为奇校验；数据长度8位；停止位1位；通讯方式RS-485
UG00S-CW具有非常完善而强大的组态功能，在开发组态的时候，开发者可以不去考虑通信协议的问题，因为富士公司已经将这一切的技术细节都屏蔽掉了，它具有智能的寻址功能。在建立一个按钮时，这个按钮在PLC中的预先有定义（在西门子PLC中，无论是数字量还是模拟量的定义都是在DB块中）。假设这个按钮的地址是DB2.DBX2.0（它的含义是第2个DB块中第2个字节的第0位），触摸屏中按钮的地址应表示为DB2：2-0。我们可以看到，除了地址的书写方式有所不同以外，你几乎无需作其他的工作，你无需去定义变量、更无需去理会通信的帧结构
