西门子SIPLUS模拟量模块西门子SIPLUS模拟量模块

智能工厂

产品生命周期管理（PLM）和自动化控制软件的结合，将产品规划与生产执行和服务衔接在一起。这种智能工厂可显著提高生产率和竞争力：新车型可在一年内推出，飞机可在不到四年的时间内开发出来，并且，面向化工或食品饮料行业的混合系统能够以低得多的资本和运营成本进行整定和优化。

由于实现了数字化、自动化和虚拟化，西门子成都电子厂（SEWC）成为现代制造的典范。SIMATIC IPC 3000 靠耐用和及时上市）新一代工业可编程控制器，专为中国客户量身定制，目前已投入批量生产。SEWC将相继生产SIMATIC工业自动化产品。

目前中国plc市场主要厂商为siemens、mitsubishi、omron、rockwell、schneider、ge-fanuc等国际大公司，欧美公司在大、中型PLC领域占有绝对优势，日本公司在小型plc领域占据十分重要的位置，韩国和中国台湾的公司在小型plc领域也有一定市场份额。

西门子控制器家族产品

西门子控制器系列是一个完整的产品组合，包括从高性能可编程逻辑控制器的书本型迷你控制器 LOGO! 到基于 PC 的控制器，无论多么苛刻的要求，它都能满足要求 — 根据具体应用需求及预算，灵活组合、定制（系列化的控制器家族产品满足你的不同应用及需求）

一．现在我们针对西门子全系列PLC做一个大概的了解，西门子常用系列分为以下几种系列

大型：西门子SIMATIC S7-400系列

中型：西门子SIMATIC S7-1500系列，SIMATIC S7-300系列

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

二．西门子SIMATIC S7-400 控制器产品定位及特点（如下图）

应用

  SIMATIC S7-400是用于中、高档件能范用的可编程序控制器。

  模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和“泛的通讯能力。容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使SIMAIC S7-400为中、高档性能控制领域中肖选的理想解决方案。

SIMATIC S7-400的应用领域包括:

· 自动化工业如:生产线。

· 机械工程：包括专业化的机械**仓储业。

· 建筑系统自动化钢铁工:业发电和配电造纸和印刷业木材加工业纺纵品生产医药业

· 食品和饮料加工.

· 工艺工程，如:供水和处理石油和化工工业水泥业

· 玻璃陶瓷业成

功能逐步升级的多种级别的CPU，带有各种用户友好功能的种类齐全的功能模板，使用户能够构成的解决方案，满足自动化的任务要求。

当控制任务变得更加复杂时，任何时候控制系统都可以逐步开级，而不多的添加额外的模板。

三．西门子SIMATIC S7-1500 控制器产品定位及特点（如下图）

1.西门子SIMATIC S7-1500产品定位如图

2.西门子SIMATIC S7-1500产品功能介绍以及应用

高性能：

· CPU 较快位处理速度达 1ns

· 采用百兆级背板总线确保极端的响应时间

· 强大的通信能力，CPU 本体支持最多三个以太网网段

· 支持较快 125 µs 的 PROFINET 数据刷新时间

高效的工程组态：

· 统一编程调试平台，程序通用，拓展性强，

· 支持 IEC 61131-3 编程语言（LAD/FBD、STL、SCL 和 Graph），

· 借助 ODK，1500 可直接运行高级语言算法(C/C++)，

· 1500F同一控制器可执行标准和故障安全任务，同一网络可实现标准和故障安全通信

集成运动控制功能：

· 可直接在控制器中对简单到复杂的运动控制

· 任务进行编程（例如速度控制轴、凸轮传动）

· 可借助 I/O 模块实现各种工艺功能（例如 PTO）

· S7-1500T 进一步扩充 S7-1500 产品线，

· 支持高端运动控制功能 ( 绝对同步，凸轮控制）

可靠诊断：

借助 1:1 LED 通道分配，可在现场快速定位错误，发生故障时无需编程就可通过编程软件、HMI、Web Server 等途径快速实现通道级诊断，使用标准化的 ProDiag 功能，可高效分析过，程错误，甚至在 HMI 中直接查看出现错误的程序段，大大减少调试与生产停机时间

开放性：

· 集成标准化的 OPC UA 通信协议，连接控制层和 IT 层

· 实现与上位 SCADA/MES/ERP 或者云端的安全高效通信

· 通过 PLC SIM Adv 可将虚拟 PLC 的数据与仿真软件对接

· 虚拟调试提前预知错误，减少现场调试时间

全新的 S7-1500 带来了标准型，紧凑型，分布式以及开放式不同类型的 CPU 模块。凭借快速的响应时间、集成的 CPU 显示面板以及相应的调试和诊断机制，MATIC S7-1500 的 CPU 极大地提升了生产效率，降低了生产成本。

四．西门子SIMATIC S7-300 控制器产品定位及特点（如下图）

· S7-300，适用于中低端性能要求的模块化小型PLC系统，各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务简单实用的分布式结构和多接口网络能力，应用十分灵活方便用户操作和无风扇的简易设计当控制任务增加时，可自由扩展大量的集成功能，功能非常强大

· S7-300F，故障安全型自动化系统，可满足工厂日益增加的安全需求基于S7-300，可连接配有安全型模块的附加ET200S和ET200M分布式1/O站，通过采用PROFIsafe profile的或PROFINET进行安全通信此外，标准模块还可用于安全系统中

· SIPLUS S7-300在极端严酷环境条件下使用的控制器，扩展温度范围为-40/-25 °C至+60/70 °C，适用于介质暴露场合(有害气体环境），可在结露以及机械压力增加的工况条件下使用采用，久经验证的S7-300PLC技术便于处理、编程、维护和维修，适用于汽车工程、环境工程、采矿、化工、物料处理、食品工业等

六．西门子SIMATIC S7-1200 控制器产品定位及特点（如下图）

S7-1500 具有不同的通信接口：

• PROFINET IO IRT 接口（2 端换机），集成在 CPU 中；
  用于获得确定的响应时间和高设备精度。
• 通信处理机，用于连接到 PROFIBUS，工业以太网和 PROFINET 总线系统。
• 用于点到点连接的通讯模块。

CPU 1515 PN 具有一个附加的集成 PROFINET 接口，其具有单独的 IP 地址，例如，用于网络分离或连接其他 PROFINET IO 设备。对于 CPU 1516-3 PN/DP，可通过该集成 PROFIBUS 接口来连接 PROFIBUS 节点。通过一个 PROFIBUS CM，可方便地对不带集成 PROFIBUS 接口的 CPU 进行扩展。

通过 PROFINET IO 进行过程通信

SIMATIC S7-1500 通过集成的 PROFINET 接口连接到 PROFINET IO 总线系统，可实现具有确定响应时间和高精度设备性能的分布式自动化配置。

从用户的角度来看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 处理与集中式 I/O 处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：

• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-300（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200（通过带有 PROFINET 接口的 CPU）

以下可作为智能设备或设备连接：

• 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（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• ET 200 分布式 I/O 设备
• 作为直接按键模块运行的人机界面设备
• 现场设备

通过 PROFIBUS DP 进行过程通信

SIMATIC S7-1500 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通讯模块,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

从用户的角度来看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

以下设备可作为主站连接：

• SIMATIC S7-1500
  （通过带 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模块的 CPU）
• SIMATIC S7-300
  （使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，带 IM 308
• SIMATIC 505

以下设备可作为普通从站或智能从站来连接：

• 分布式 I/O 设备，例如 ET 200
• 现场设备
• 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（仅通过 CP 443-5）
• SIMATIC S7-1500（只能通过 CP/CM 1542-5）

不过，安装有 STEP 7 的编程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板仅使用部分通过 PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP 功能。

通过以太网的数据通信

S7-1500 可通过集成 PROFINET 接口或通过通信模块连接到工业以太网总线系统。可连接以下设备：

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 编程设备
• PC、工业 PC
• SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统
• 数控
• 机械手控制装置
• 驱动控制装置
• 其它厂商的设备

支持的协议：

•  TCP/IP
• ISO-on-TCP (RFC1006)
• UDP
• SNMP
• DCP
• LLDP
• HTTP
• HTTPS
• MODBUS TCP
• OPC UA

工业以太网通信处理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能：

• 1 Gbit 接口
• 支持 IPv6
• 安全性：通过硬件识别、IP/MAC 访问列表、防火墙、VPN 隧道进行访问保护
• 通过 ISO 协议与 S5 系统通信
• FTP（客户端/服务器），电子邮件，SNMPv1 / v3

通过 PROFIBUS 的数据通信

SIMATIC S7-1500 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 可连接到 PROFIBUS DP 总线系统。可连接以下设备：

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 编程设备
• PC、工业 PC
• SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统
• 数控
• 机械手控制装置
• 驱动控制装置
• 其它厂商的设备

通过点到点通信模块进行数据通信

通过点到点通信模块，可实现功能强大的点到点连接。例如，可以连接以下设备：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
• 扫描仪、条形码阅读器、识别系统
• 机械手控制装置
• 打印机

支持的协议：

• Freeport：适用于通用通信的用户可设置报文格式
• 3964(R) 可提高传输可靠性
• Modbus RTU 主站
• Modbus RTU 从站
• USS，通过指令实现

接口性质：

• RS 232 带辅助信号
• RS 422 用于全双工连接
• RS 485 用于半双工和多点连接
• 传输速率为 300 - 115 200 bit/s
• 通过 Sub D 连接器进行连接

功能

提供有大量功能，支持用户的 S7-1500 编程、调试和维护等工作。

• 性能
  • 指令处理速度更快, 取决于 CPU 型号、语言扩展和新的数据类型
  • 代码生成得到优化，响应时间显著缩短
• 集成技术
  • 通过标准 PLCopen 运动控制块，简便、快速地对运动序列进行编程
  • 运动控制功能支持速度控制轴、定位轴、相对同步操作（在没有位置同步规范的条件下实现同步）以及外部编码器、凸轮和探头。
  • CPU 技术中还集成了诸如绝对同步操作（利用位置同步规范进行同步）凸轮系统等扩展的运动控制功能。
  • 方便的诊断和调试工具提供了驱动器调试支持
  • 向组态系统和人机界面自动发送报警消息：简化的故障排除步骤节省了调试时的时间与工作量。
• 等时同步模式
  • 将分布式信号采集、信号传输和程序执行与具有恒定总线循环时间的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循环进行同步耦合：
    采集输入信号并进行处理，按固定时间间隔（恒定总线循环时间）将输出信号输出。同时创建了前后*的部分过程图像。
  • 由于分布式 I/O 以恒定总线循环时间进行同步信号处理，可实现精确可重现的确定过程响应时间
  • 在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-1500 还可执行高速处理操作，并可取得极高的精度和重现性。这意味着可在提供且恒定的质量的同时提高产量。
  • 提供了用于完成运动控制、测量值采集、高速控制等复杂任务的全面组件。
• 集成安全功能
  • 通过密码进行知识保护，防止未经授权而读取和修改程序块（与 STEP 7 相结合）
  • 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。
  • 4 级授权方式：
    可向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。由于操作保护得到改进，控制器可以检测到组态数据的更改或未经允许的传输。
• 设计与操作
  • 带集成显示屏的 CPU：
    可方便地分析集中和分布式模块的状态，或不使用编程设备而设置或更改 IP 地址。系统诊断信息和用户报警在显示屏上以普通文本形式显示，有助于快速有效地响应产生的错误消息。菜单和消息文本在显示屏上可以多种语言显示。
• 集成系统诊断
  • 系统诊断信息在显示屏上以纯文本格式持续显示，TIA Portal，HMI 设备和 web 服务器，包括驱动器中的消息，在CPU停止运行的状态下均有可能。此功能是作为一个系统功能集成在 CPU 固件中，无需由用户单独组态。若配置了新硬件组件，则自动更新诊断信息。
  • 通过质量信息，直接在用户程序中进行简单快速的诊断：
    通过激活模块的质量信息 (QI)，可直接在用户程序中查询和评估所提供过程值的有效性。此时，访问是通过过程映像并使用简单二进制或加载命令进行的。先决条件是可在 TIA Portal 中对模块进行诊断，并对质量信息进行组态。
  • 支持 SIMATIC ProDiag S7-1500 – 用于轻松创建机器诊断与工厂诊断。它提升了可用性，并支持就地的故障分析和故障排除功能。
• 通过 SIMATIC STEP 7 Professional V12 组态软件进行组态
  • SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平台中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本来编程。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直观组态系统。
• 兼容性
  • 移植：
    与 SIMATIC STEP 7 Professional V13 集成的一个移植工具可帮助从 S7-300/S7-400 切换到 S7-1500 控制器，并自动转换程序代码。无法自动转换的程序代码将会记录下来，并可以手动进行调整。客户支持页面的下载区域中还以独立工具的形式提供了该移植工具。STEP 7 V11 项目可在兼容模式下继续和 STEP 7 V12 组合使用 。S7-1200 程序也可以通过复制/粘贴手段转移至 S7-1500
• SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)
  • SIMATIC 存储卡用作插入式装载存储器，或用于更新固件。STEP 7 项目（包括注释和符号、附加文件或 csv 文件（用于配方和归档））也可存储在 SIMATIC 存储卡上。可通过用户程序和 SIMATIC 存储卡上的系统函数来创建数据块，并存储或读取数据。
• Safety Integrated（S7-1500F 控制器的功能选项）
  • “STEP 7 Safety Advanced”选件包；
    用于对 S7-1500F 控制器的安全相关程序部分进行编程。
    选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。STEP 7 Safety Advanced V12 可在 SIMATIC STEP 7 Professional V12 SP1 下运行。