西門子SIPLUS模擬量模塊西門子SIPLUS模擬量模塊

智能工廠

產品生命周期管理（PLM）和自動化控制軟件的結合，將產品規劃與生產執行和服務銜接在一起。這種智能工廠可顯著提高生產率和競爭力：新車型可在一年內推出，飛機可在不到四年的時間內開發出來，并且，面向化工或食品飲料行業的混合系統能夠以低得多的資本和運營成本進行整定和優化。

由于實現了數字化、自動化和虛擬化，西門子成都電子廠（SEWC）成為現代制造的*。SIMATIC IPC 3000 靠耐用和及時上市）新一代工業可編程控制器，專為中國客戶量身定制，目前已投入批量生產。SEWC將相繼生產SIMATIC工業自動化產品。

目前中國plc市場主要廠商為siemens、mitsubishi、omron、rockwell、schneider、ge-fanuc等大公司，歐美公司在大、中型PLC領域占有優勢，日本公司在小型plc領域占據十分重要的位置，韓國和中國臺灣的公司在小型plc領域也有一定*。

西門子控制器家族產品

西門子控制器系列是一個完整的產品組合，包括從高性能可編程邏輯控制器的書本型迷你控制器 LOGO! 到基于 PC 的控制器，無論多么苛刻的要求，它都能滿足要求 — 根據具體應用需求及預算，靈活組合、定制（系列化的控制器家族產品滿足你的不同應用及需求）

一．現在我們針對西門子全系列PLC做一個大概的了解，西門子常用系列分為以下幾種系列

大型：西門子SIMATIC S7-400系列

中型：西門子SIMATIC S7-1500系列，SIMATIC S7-300系列

小型：SIMATIC S7-1200,SIMATIC SMART-200,S7_200

二．西門子SIMATIC S7-400 控制器產品定位及特點（如下圖）

應用

SIMATIC S7-400是用于中、高檔件能范用的可編程序控制器。

模塊化及無風扇的設計，堅固耐用，容易擴展和“泛的通訊能力。容易實現的分布式結構以及用戶友好的操作使SIMAIC S7-400為中、高檔性能控制領域中肖選的理想解決方案。

SIMATIC S7-400的應用領域包括:

· 自動化工業如:生產線。

· 機械工程：包括專業化的機械**倉儲業。

· 建筑系統自動化鋼鐵工:業發電和配電造紙和印刷業木材加工業紡縱品生產醫藥業

· 食品和飲料加工.

· 工藝工程，如:供水和處理石油和化工工業水泥業

· 玻璃陶瓷業成

功能逐步升級的多種級別的CPU，帶有各種用戶友好功能的種類齊全的功能模板，使用戶能夠構成的解決方案，滿足自動化的任務要求。

當控制任務變得更加復雜時，任何時候控制系統都可以逐步開級，而不多的添加額外的模板。

三．西門子SIMATIC S7-1500 控制器產品定位及特點（如下圖）

1.西門子SIMATIC S7-1500產品定位如圖

2.西門子SIMATIC S7-1500產品功能介紹以及應用

高性能：

· CPU 較快位處理速度達 1ns

· 采用百兆級背板總線確保的響應時間

· 強大的通信能力，CPU 本體支持多三個以太網網段

· 支持較快 125 µs 的 PROFINET 數據刷新時間

高效的工程組態：

· 統一編程調試平臺，程序通用，拓展性強，

· 支持 IEC 61131-3 編程語言（LAD/FBD、STL、SCL 和 Graph），

· 借助 ODK，1500 可直接運行高級語言算法(C/C++)，

· 1500F同一控制器可執行標準和故障安全任務，同一網絡可實現標準和故障安全通信

集成運動控制功能：

· 可直接在控制器中對簡單到復雜的運動控制

· 任務進行編程（例如速度控制軸、凸輪傳動）

· 可借助 I/O 模塊實現各種工藝功能（例如 PTO）

· S7-1500T 進一步擴充 S7-1500 產品線，

· 支持運動控制功能 ( 同步，凸輪控制）

可靠診斷：

借助 1:1 LED 通道分配，可在現場快速定位錯誤，發生故障時無需編程就可通過編程軟件、HMI、Web Server 等途徑快速實現通道級診斷，使用標準化的 ProDiag 功能，可高效分析過，程錯誤，甚至在 HMI 中直接查看出現錯誤的程序段，大大減少調試與生產停機時間

開放性：

· 集成標準化的 OPC UA 通信協議，連接控制層和 IT 層

· 實現與上位 SCADA/MES/ERP 或者云端的安全高效通信

· 通過 PLC SIM Adv 可將虛擬 PLC 的數據與仿真軟件對接

· 虛擬調試提前預知錯誤，減少現場調試時間

全新的 S7-1500 帶來了標準型，緊湊型，分布式以及開放式不同類型的 CPU 模塊。憑借快速的響應時間、集成的 CPU 顯示面板以及相應的調試和診斷機制，MATIC S7-1500 的 CPU 地提升了生產效率，降低了生產成本。

四．西門子SIMATIC S7-300 控制器產品定位及特點（如下圖）

· S7-300，適用于中低端性能要求的模塊化小型PLC系統，各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應自動化控制任務簡單實用的分布式結構和多接口網絡能力，應用十分靈活方便用戶操作和無風扇的簡易設計當控制任務增加時，可自由擴展大量的集成功能，功能非常強大

· S7-300F，故障安全型自動化系統，可滿足工廠日益增加的安全需求基于S7-300，可連接配有安全型模塊的附加ET200S和ET200M分布式1/O站，通過采用PROFIsafe profile的或PROFINET進行安全通信此外，標準模塊還可用于安全系統中

· SIPLUS S7-300在嚴酷環境條件下使用的控制器，擴展溫度范圍為-40/-25 °C至+60/70 °C，適用于介質暴露場合(有害氣體環境），可在結露以及機械壓力增加的工況條件下使用采用，久經驗證的S7-300PLC技術便于處理、編程、維護和維修，適用于汽車工程、環境工程、采礦、化工、物料處理、食品工業等

六．西門子SIMATIC S7-1200 控制器產品定位及特點（如下圖）

S7-1500 具有不同的通信接口：

• PROFINET IO IRT 接口（2 端換機），集成在 CPU 中；
  用于獲得確定的響應時間和高設備精度。

• 通信處理機，用于連接到 PROFIBUS，工業以太網和 PROFINET 總線系統。

• 用于點到點連接的通訊模塊。

CPU 1515 PN 具有一個附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨的 IP 地址，例如，用于網絡分離或連接其他 PROFINET IO 設備。對于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過該集成 PROFIBUS 接口來連接 PROFIBUS 節點。通過一個 PROFIBUS CM，可方便地對不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進行擴展。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統，可實現具有確定響應時間和高精度設備性能的分布式自動化配置。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區別（相同的組態，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-1200

• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• SIMATIC ET 200（通過帶有 PROFINET 接口的 CPU）

以下可作為智能設備或設備連接：

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-1200（FW 4.0 或更高版本）

• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU

• ET 200SP CPU 1510SP-1 PN, CPU 1512SP-1 PN

• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• ET 200 分布式 I/O 設備

• 作為直接按鍵模塊運行的人機界面設備

• 現場設備

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統。通過帶有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通訊模塊,可構建一個高速的分布式自動化系統，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區別（相同的組態，編址及編程）。

以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-1500
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模塊的 CPU）

• SIMATIC S7-300
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S7-400
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶 IM 308

• SIMATIC 505

以下設備可作為普通從站或智能從站來連接：

• 分布式 I/O 設備，例如 ET 200

• 現場設備

• SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300

• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP

• SIMATIC S7-400（僅通過 CP 443-5）

• SIMATIC S7-1500（只能通過 CP/CM 1542-5）

不過，安裝有 STEP 7 的編程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板僅使用部分通過 PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。

通過以太網的數據通信

S7-1500 可通過集成 PROFINET 接口或通過通信模塊連接到工業以太網總線系統。可連接以下設備：

• SIMATIC S7-1200

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-300

• SIMATIC S7-400

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設備

• PC、工業 PC

• SIMATIC HMI 操作員控制和監視系統

• 數控

• 機械手控制裝置

• 驅動控制裝置

• 其它廠商的設備

支持的協議：

• TCP/IP

• ISO-on-TCP (RFC1006)

• UDP

• SNMP

• DCP

• LLDP

• HTTP

• HTTPS

• MODBUS TCP

• OPC UA

工業以太網通信處理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能：

• 1 Gbit 接口

• 支持 IPv6

• 安全性：通過硬件識別、IP/MAC 訪問列表、防火墻、VPN 隧道進行訪問保護

• 通過 ISO 協議與 S5 系統通信

• FTP（客戶端/服務器），電子郵件，SNMPv1 / v3

通過 PROFIBUS 的數據通信

SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 可連接到 PROFIBUS DP 總線系統。可連接以下設備：

• SIMATIC S7-1200

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-300

• SIMATIC S7-400

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設備

• PC、工業 PC

• SIMATIC HMI 操作員控制和監視系統

• 數控

• 機械手控制裝置

• 驅動控制裝置

• 其它廠商的設備

通過點到點通信模塊進行數據通信

通過點到點通信模塊，可實現功能強大的點到點連接。例如，可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統和其他公司的系統

• 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統

• 機械手控制裝置

• 打印機

支持的協議：

• Freeport：適用于通用通信的用戶可設置報文格式

• 3964(R) 可提高傳輸可靠性

• Modbus RTU 主站

• Modbus RTU 從站

• USS，通過指令實現

接口性質：

• RS 232 帶輔助信號

• RS 422 用于全雙工連接

• RS 485 用于半雙工和多點連接

• 傳輸速率為 300 - 115 200 bit/s

• 通過 Sub D 連接器進行連接

功能

提供有大量功能，支持用戶的 S7-1500 編程、調試和維護等工作。

• 性能

• 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數據類型

• 代碼生成得到優化，響應時間顯著縮短

• 集成技術

• 通過標準 PLCopen 運動控制塊，簡便、快速地對運動序列進行編程

• 運動控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對同步操作（在沒有位置同步規范的條件下實現同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。

• CPU 技術中還集成了諸如同步操作（利用位置同步規范進行同步）凸輪系統等擴展的運動控制功能。

• 方便的診斷和調試工具提供了驅動器調試支持

• 向組態系統和人機界面自動發送報警消息：簡化的故障排除步驟節省了調試時的時間與工作量。

• 等時同步模式

• 將分布式信號采集、信號傳輸和程序執行與具有恒定總線循環時間的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環進行同步耦合：
  采集輸入信號并進行處理，按固定時間間隔（恒定總線循環時間）將輸出信號輸出。同時創建了前后*的部分過程圖像。

• 由于分布式 I/O 以恒定總線循環時間進行同步信號處理，可實現精確可重現的確定過程響應時間

• 在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-1500 還可執行高速處理操作，并可取得*的精度和重現性。這意味著可在提供且恒定的質量的同時提高產量。

• 提供了用于完成運動控制、測量值采集、高速控制等復雜任務的全面組件。

• 集成安全功能

• 通過密碼進行知識保護，防止未經而讀取和修改程序塊（與 STEP 7 相結合）

• 通過復制保護
  來提高保護程度，防止未經而復制程序塊：通過復制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。

• 4 級方式：
  可向用戶組分配不同訪問權限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設備之間的通信。由于操作保護得到改進，控制器可以檢測到組態數據的更改或未經允許的傳輸。

• 設計與操作

• 帶集成顯示屏的 CPU：
  可方便地分析集中和分布式模塊的狀態，或不使用編程設備而設置或更改 IP 地址。系統診斷信息和用戶報警在顯示屏上以普通文本形式顯示，有助于快速有效地響應產生的錯誤消息。菜單和消息文本在顯示屏上可以多種語言顯示。

• 集成系統診斷

• 系統診斷信息在顯示屏上以純文本格式持續顯示，TIA Portal，HMI 設備和 web 服務器，包括驅動器中的消息，在CPU停止運行的狀態下均有可能。此功能是作為一個系統功能集成在 CPU 固件中，無需由用戶單獨組態。若配置了新硬件組件，則自動更新診斷信息。

• 通過質量信息，直接在用戶程序中進行簡單快速的診斷：
  通過激活模塊的質量信息 (QI)，可直接在用戶程序中查詢和評估所提供過程值的有效性。此時，訪問是通過過程映像并使用簡單二進制或加載命令進行的。先決條件是可在 TIA Portal 中對模塊進行診斷，并對質量信息進行組態。

• 支持 SIMATIC ProDiag S7-1500 – 用于輕松創建機器診斷與工廠診斷。它提升了可用性，并支持就地的故障分析和故障排除功能。

• 通過 SIMATIC STEP 7 Professional V12 組態軟件進行組態

• SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平臺中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本來編程。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直觀組態系統。

• 兼容性

• 移植：
  與 SIMATIC STEP 7 Professional V13 集成的一個移植工具可幫助從 S7-300/S7-400 切換到 S7-1500 控制器，并自動轉換程序代碼。無法自動轉換的程序代碼將會記錄下來，并可以手動進行調整。客戶支持頁面的下載區域中還以獨立工具的形式提供了該移植工具。STEP 7 V11 項目可在兼容模式下繼續和 STEP 7 V12 組合使用 。S7-1200 程序也可以通過復制/粘貼手段轉移至 S7-1500

• SIMATIC 存儲卡(用來運行 CPU)

• SIMATIC 存儲卡用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。STEP 7 項目（包括注釋和符號、附加文件或 csv 文件（用于配方和歸檔））也可存儲在 SIMATIC 存儲卡上。可通過用戶程序和 SIMATIC 存儲卡上的系統函數來創建數據塊，并存儲或讀取數據。

• Safety Integrated（S7-1500F 控制器的功能選項）

• “STEP 7 Safety Advanced"選件包；
  用于對 S7-1500F 控制器的安全相關程序部分進行編程。
  選件包中包括所有用來創建 F 程序的所有功能和塊。STEP 7 Safety Advanced V12 可在 SIMATIC STEP 7 Professional V12 SP1 下運行。