西門子S7系列PLC的主要種類及應(yīng)用軟件
德國(guó)西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。
西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
1．SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。
2．SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
3． SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。
S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。
4． 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供了從控制級(jí)一直到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的一致性通訊，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動(dòng)化站以及通過不同的級(jí)交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。
5． 人機(jī)界面（HMI）硬件
HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PLC使用。
6． SIMATIC S7工業(yè)軟件
西門子的工業(yè)軟件分為三個(gè)不同的種類：
（1）編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護(hù)的項(xiàng)目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件。
（2）基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為可編程序控制器（PLC）運(yùn)行用戶的程序，運(yùn)行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機(jī)或其它任何商用機(jī)。WinAC提供兩種PLC，一種是軟件PLC，在用戶計(jì)算機(jī)上作為視窗任務(wù)運(yùn)行。另一種是插槽PLC（在用戶計(jì)算機(jī)上安裝一個(gè)PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器完全兼容，其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具（如STEP 7），編制的程序既可運(yùn)行在WinAC上，也可運(yùn)行在S7系列處理器上。
（3）人機(jī)界面軟件 人機(jī)界面軟件為用戶自動(dòng)化項(xiàng)目提供人機(jī)界面（HMI）或SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺(tái)。人機(jī)界面軟件有兩種，一種是應(yīng)用于機(jī)器級(jí)的ProTool，另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級(jí)的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài)，從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn)PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)PC和所有西門子HMI產(chǎn)品，ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件，其運(yùn)行版也用于Windows平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)。
WinCC是一個(gè)真正開放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn)PC上運(yùn)行。WinCC操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性高，與STEP 7功能集成，可直接進(jìn)入PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間。它的設(shè)計(jì)適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動(dòng)化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其新的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。
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Monitor V6.2帶50個(gè)客戶機(jī)
西門子6SN1146-1AB00-0BA1模塊產(chǎn)品描述
SIMODRIVE 611 INFEED MODULE, 5/10 KW, UNREGULATED, WITH INTERNAL/EXT. COOLING
SIMODRIVE 611橫向進(jìn)給模塊,5/10千瓦,不受監(jiān)管,內(nèi)部/ EXT。冷卻
| General Data | |
| product name | open-loop control infeed module |
| Unit type | infeed module |
| Function status | 1 |
| Cooling | internal / external |
| cooling b | self-cooling |
| degree of protection | With internal heat dissipation: IP 20 / With external heat dissipation: IP 20 for the electronics area and IP 54 for the heatsink in the heat dissipation area |
| weight / approx. | 6.5 kg |
| dimension / b | 50 mm |
| dimension / height | 480 mm |
| dimension / depth | 288 mm |
| infeed / type | open-loop |
| connection / power connection | 6 mm2 |
| Connection / line connection / cross-section / max. | 6 mm2 |
| Electrical Data | |
| rated output / infeed | 5 kW |
| rated output / infeed / S3-60 % | 6.5 kW |
| rated output / infeed / peak power | 10 kW |
| rated output / pulsed resistor | 0.2 kW |
| rated output / pulsed resistor / peak power | 10 kW |
| pulsed resistor / energy / for single braking | 13500 J |
| rated current In | 12.5 A |
| rated current In / Input / at undervoltage | 14 A |
| Rated current In / Output / Peak current | 25 A |
| Input voltage | 400 V 3-phase AC -10% to 480 V 3-phase AC + 6 % |
| Output voltage | 490V to 680V + 6 % |
| power frequency / min. | 50 Hz |
| power frequency / tolerance / min. | -10 % |
| power frequency / max | 60 Hz |
| power frequency / tolerance / max | 10 % |
| Efficiency eta | 0.985 |
| charging limit | 1200 μF |
| power factor / cos phi | 0.87 |
| power factor / cos lambda | 0.67 |
| impedance voltage / required / maximum | 10 % |
| Ambient Conditions | |
| ambient temperature on operation / min. | 0 °C |
| ambient temperature / during operation / max. | 40 °C |
| ambient temperature / during operation / max. / with power reduction | 55 °C |
| ambient temperature / when stored / min. | -40 °C |
| ambient temperature / when stored / max. | 70 °C |
| ambient temperature / when transported / min. | -40 °C |
| ambient temperature / when transported / max. | 70 °C |
CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)
CPU 314 用于對(duì)處理能力和響應(yīng)速度有很高要求的場(chǎng)合。通過其工作存儲(chǔ)器，該CPU也適用于中等規(guī)模的應(yīng)用。
CPU 314 安裝有：
CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)
CPU 315-2 DP 是一個(gè)帶有大中型程序存儲(chǔ)器和 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU。除了集中式 I/O 結(jié)構(gòu)外，它還可用于分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。
它在 SIMATIC S7-300 中經(jīng)常被用作標(biāo)準(zhǔn) PROFIBUS DP 主站。 該 CPU 也被用作分布式智能設(shè)備（DP從站）。
它已經(jīng)依照量化框架作了，以便使用 SIMATIC 工程工具，如：
另外，CPU 為采用軟件來實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的工藝任務(wù)提供了一個(gè)理想的平臺(tái)，例如：
通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展過程診斷。
CPU 315-2 DP 安裝有：
處理器對(duì)每條二進(jìn)制指令的處理時(shí)間大約為 60 ns，每個(gè)浮點(diǎn)預(yù)算的時(shí)間為 0.59 μs。
與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 128 KB 高速 RAM（相當(dāng)于約 42 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；
SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）存儲(chǔ)在 CPU 中。
多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
集成的 MPI 接口多可以同時(shí)建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 12 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預(yù)留一個(gè)連接。通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立多16個(gè)CPU組成的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。
處理器對(duì)每條二進(jìn)制指令的處理時(shí)間大約為 50 ns，每個(gè)浮點(diǎn)預(yù)算的時(shí)間為 0.45 μs。
與執(zhí)行程序段相關(guān)的大容量工作存儲(chǔ)器可以為用戶程序提供足夠的空間。作為程序裝載存儲(chǔ)器的微型存儲(chǔ)卡（大為 8 MB）也允許將可以項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲(chǔ)器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
集成的 MPI 接口多可以同時(shí)建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 16 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預(yù)留一個(gè)連接。通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立多16個(gè)CPU組成的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。
帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)。對(duì)用戶來說,分布式I/O單元可作為一個(gè)集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程).
全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。它提高了 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站的診斷和參數(shù)化能力。
S7-200系列 PLC的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址
在S7-200PLC中所處理數(shù)據(jù)有三種，即常數(shù)、數(shù)據(jù)存貯器中的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)對(duì)象中的數(shù)據(jù)。
1．常數(shù)及類型
在S7-200的指令中可以使用字節(jié)、字、雙字類型的常數(shù)，常數(shù)的類型可指定為十進(jìn)制、
十六進(jìn)制（6#7AB4）、二進(jìn)制（2#10001100）或ASCII字符（‘SIMATIC’）。PLC不支持?jǐn)?shù)據(jù)類型的處理和檢查，因此在有些指令隱含規(guī)定字符類型的條件下，必須注意輸入數(shù)據(jù)的格式。
2．?dāng)?shù)據(jù)存貯器的尋址
（1）數(shù)據(jù)地址的一般格式 數(shù)據(jù)地址一般由二個(gè)部分組成，格式為：Aal.a2。其中：A區(qū)域代碼（I，Q，M，SM，V），al字節(jié)首址，a2位地址（0~7）。例如I10.1表示該數(shù)據(jù)在I存儲(chǔ)區(qū)10號(hào)地址的第1位。
（2）數(shù)據(jù)類型符的使用 在使用以字節(jié)、字或雙字類型的數(shù)據(jù)時(shí)，除非所用指令已隱含有規(guī)定的類型外，一般都應(yīng)使用數(shù)據(jù)類型符來指明所取數(shù)據(jù)的類型。數(shù)據(jù)類型符共有三個(gè)，即B（字節(jié)），W（字）和D（雙字），它的位置應(yīng)緊跟在數(shù)據(jù)區(qū)域地址符后面。例如對(duì)變量存貯器有VBl00、VW100、VDl00。同一個(gè)地址，在使用不同的數(shù)據(jù)類型后，所取出數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存量是不同的。
3．?dāng)?shù)據(jù)對(duì)象的尋址
數(shù)據(jù)對(duì)象的地址基本格式為：An，其中A為該數(shù)據(jù)對(duì)象所在的區(qū)域地址。A共有6種：T（定時(shí)器），C（計(jì)數(shù)器），HC（高速計(jì)數(shù)器），AC（累加器），AIW（模擬量輸入），AQW（模擬量輸出）。
Monitor V6.2帶25個(gè)客戶機(jī)
SIMATIC S7-1500 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上實(shí)現(xiàn) SIMATIC S7-1500 控制器。
它特別適用于專用機(jī)器制造中的控制解決方案，涉及高性能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制任務(wù)、集成 PC 應(yīng)用程序或在一臺(tái)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)。
S7-1500 軟控制器是 SIMATIC WinAC RTX 的長(zhǎng)期后續(xù)產(chǎn)品。它可提供顯著提高的可用性和系統(tǒng)診斷，可在 TIA Portal 中完成全面組態(tài)。與 S7-1500 控制器一樣，該軟控制器具有集成運(yùn)動(dòng)控制功能以及經(jīng)過改進(jìn)的信息安全機(jī)制，適合知識(shí)產(chǎn)權(quán)和復(fù)制保護(hù)。
S7-1500 軟控制器執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統(tǒng)中運(yùn)行。這樣，SIMATIC IPC 就能用于控制機(jī)器設(shè)備。
要通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接分布式 I/O，可以使用 SIMATIC IPC 的集成以太網(wǎng)和 PROFIBUS 接口。另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。
當(dāng)必須使用編程語言 C 或 C++ 來集成特殊自動(dòng)化功能或需要將 Windows 軟件與軟控制器直接連接時(shí)，該軟控制器顯示出特殊優(yōu)勢(shì)。
為此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 來開發(fā)這種應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 軟件（例如，數(shù)據(jù)庫(kù)、可視化系統(tǒng)或 Windows 文件系統(tǒng)），或用于實(shí)時(shí)應(yīng)用（例如，算法、控制器）。
標(biāo)準(zhǔn) CPU：
|
特點(diǎn) |
CPU 1507S |
|
程序用工作存儲(chǔ)器，集成 |
5 MB |
|
數(shù)據(jù)用工作存儲(chǔ)器，集成 |
20 MB |
|
裝載存儲(chǔ)器 |
320 MB |
|
命令執(zhí)行時(shí)間（Microbox IPC427D，Core i7，1.7 GHz） |
|
|
0.001 μs |
|
0.002 μs |
|
0.002 μs |
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0.006 μs |
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位存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器 |
|
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S7 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器 |
各 2048 |
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IEC 計(jì)數(shù)器 |
任意（僅受工作存儲(chǔ)器限制） |
|
IEC 定時(shí)器 |
任意（僅受工作存儲(chǔ)器限制） |
|
位存儲(chǔ)器 |
16 KB |
|
I/O 地址范圍 |
|
|
輸入 |
32 KB（所有輸入都保存在過程映像中） |
|
輸出 |
32 KB（所有輸出都保存在過程映像中） |
|
運(yùn)動(dòng) |
|
|
軸數(shù) |
多 60 |
|
通信 |
|
|
PROFINET |
√（通過 PC 接口） |
|
PROFIBUS |
√（通過 PC 接口） |
|
Web 器 |
√ |
