吉林SIEMENS西門(mén)子S7-1500PLC模塊代理商     吉林SIEMENS西門(mén)子S7-1500PLC模塊代理商

 
潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司 上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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現(xiàn)在我們來(lái)說(shuō)說(shuō)s7-1500.西門(mén)子SIMATIC S7-1500PLC模塊

說(shuō)到S7-1500，大家都會(huì)有一大堆問(wèn)題：什么是S7-1500？為什么叫S7-1500？它啥時(shí)候推出的？和200、300、400有啥區(qū)別??？

你用過(guò)1500麼？知道麼？好多人反映是相同的，不了解，有人說(shuō)我剛學(xué)s7-200、300.400，1500來(lái)了讓我怎么辦呢？也有不同聲音，“用西門(mén)子?xùn)|東，全家死光光”雖然有點(diǎn)粗，可是這恰恰反映了200.300.400的缺點(diǎn)呢？這也是西門(mén)子吸收各方意見(jiàn)和建議推出d7-1500的原因呢？

為啥叫s7-1500？個(gè)人認(rèn)為是西門(mén)子區(qū)別s7-200、s7-300、s7-400吧，證明1500與眾不同吧，也是1500順應(yīng)了Plc發(fā)展趨勢(shì)，屬于新型工業(yè)化智能化的，功能更加強(qiáng)大，無(wú)論軟件硬件都是其他系列產(chǎn)品*的、。

西門(mén)子s7-1500是否是s7-300、s7-400的升級(jí)版呢？

答案是肯定的，可以兼容，沒(méi)有問(wèn)題！

如果學(xué)習(xí)s7-1500不從s7-300、s7-400開(kāi)始學(xué)習(xí)行麼？行，如果你有300、400的基礎(chǔ)會(huì)更容易上手，學(xué)習(xí)起來(lái)事半功倍。

軟件是否不一樣呢？

答案是不一樣，安裝更方便，使用更靈活

SIMATIC S7-1500 PLC控制器擁有杰出的系統(tǒng)性能和一系列標(biāo)準(zhǔn)化功能，如運(yùn)動(dòng)控制、廠際信息安全、設(shè)備安全等。其尤其體現(xiàn)在創(chuàng)新的設(shè)計(jì)上，使調(diào)試更加方便，操作更加安全，并可對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行可調(diào)試的診斷。而其與TIA博途軟件平臺(tái)的完美結(jié)合，則可令項(xiàng)目成本進(jìn)一步降低。新一代SIMATIC S7-1500 PLC控制器將分階段逐步推向市場(chǎng)。初期的三種上市產(chǎn)品為中檔產(chǎn)品，按CPU型號(hào)分為：1511、1513 和1516。每一種型號(hào)都可選擇F型版本（故障安全版本）用于安全應(yīng)用，并可調(diào)節(jié)不同性能等級(jí)。

西門(mén)子新一代TIA博途V12軟件平臺(tái)在之前的基礎(chǔ)上添加了更多功能。譬如在無(wú)縫驅(qū)動(dòng)集成方面，新的TIA博途V12軟件平臺(tái)可用于西門(mén)子Sinamics G系列變頻器，通過(guò)“Sinamics Startdrive V12”工程系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置 ，并添加了系統(tǒng)診斷功能。此外，它也支持SIMATIC S7-1500 PLC控制器的安全功能，并拓展了Profinet的通訊功能。代理

2010年推出的西門(mén)子TIA博途（全集成自動(dòng)化工程軟件平臺(tái)）使用戶(hù)能夠通過(guò)配置快速、直觀地執(zhí)行自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)任務(wù)。其軟件平臺(tái)專(zhuān)為實(shí)現(xiàn)率和易用性而設(shè)計(jì)，同時(shí)適用于新老用戶(hù)。TIA博途為控制器、人機(jī)界面（HMI）和驅(qū)動(dòng)器等提供了標(biāo)準(zhǔn)的工程理念，可分享統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和一致的操作方式——譬如，在配置、通信和診斷期間的操作，并針對(duì)所有自動(dòng)化對(duì)象提供強(qiáng)大的庫(kù)功能。西門(mén)子S7代理-1500主機(jī)模塊6ES75901AB600AA0詳細(xì)介紹

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為工業(yè)企業(yè)數(shù)字化工廠產(chǎn)線設(shè)計(jì)、建設(shè)、互聯(lián)互通等提供專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)；
　　為工業(yè)企業(yè)提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、、調(diào)試運(yùn)維及工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)解決方案和服務(wù)；
　　為工業(yè)企業(yè)和提供電氣自動(dòng)化控制、傳動(dòng)整體解決方案及項(xiàng)目集成、實(shí)施；
　　為工業(yè)企業(yè)提供西門(mén)子工業(yè)及數(shù)字化工廠解決方案和實(shí)施服務(wù)；
　　為工業(yè)企業(yè)提供西門(mén)子自動(dòng)化控制、絡(luò)通、變頻電機(jī)、低壓元器件、智能儀表等電氣控制、傳動(dòng) 產(chǎn)品及高、中、低壓、西門(mén)子8PT電產(chǎn)品、能源集團(tuán)自動(dòng)化等產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)；

SIEMENS 可編程控制器：1. SIMATIC S7 系列PLC S7200 s71200 S7300 S7400 ET200 2. 邏輯控制模塊 LOGO 230RC 230RCO 230RCL 24RC 24RCL等 3. SITOP 系列直流電源 24V DC 1.3A 2.5A 3A 5A 10A 20A 40A 4. HMI 觸摸屏TD200 TD400C TP177 MP277 MP377 SIEMENS交流直流傳動(dòng)裝置： 1. 交流。　　2010年推出的西門(mén)子TIA博途（全集成自動(dòng)化工程軟件平臺(tái)）使用戶(hù)能夠通過(guò)配置快速、直觀地執(zhí)行自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)任務(wù)。其軟件平臺(tái)專(zhuān)為實(shí)現(xiàn)率和易用性而設(shè)計(jì)，同時(shí)適用于新老用戶(hù)。TIA博途為控制器、人機(jī)界面（HMI）和驅(qū)動(dòng)器等提供了標(biāo)準(zhǔn)的工程理念，可分享統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和一致的操作方式——譬如，在配置、通信和診斷期間的操作，并針對(duì)所有自動(dòng)化對(duì)象提供強(qiáng)大的庫(kù)功能。

西門(mén)子S7-1500優(yōu)勢(shì)一:
它的外觀設(shè)計(jì)更人性化，選用時(shí)更容易被工程現(xiàn)場(chǎng)人員所接受。S7-1500模塊大小比S7-300稍大，機(jī)架類(lèi)似于S7-300，前連接器安裝時(shí)具有接線位置，并提供專(zhuān)門(mén)的電源元件和屏蔽支架及線卡，使接線更方便，可靠性更高；尤其讓工程人員心動(dòng)的是CPU上配置有LED顯示屏，可方便顯示CPU狀態(tài)和故障信息等。

西門(mén)子S7-1500優(yōu)勢(shì)二:
從硬件方面來(lái)說(shuō)，S7-1500PLC的處理速度更快，聯(lián)網(wǎng)能力更強(qiáng)，診斷能力和安全性更高，不僅可節(jié)省成本，提高生產(chǎn)效率，而且安全可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單方便，真正成為工廠客戶(hù)和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員控制器。例如，相對(duì)于S7-300/400，S7-1500 PLC采用新型的背板總線技術(shù)，采用高波特率和高傳輸協(xié)議，使其信號(hào)處理速度更快；S7-1500所有CPU集成1-3個(gè)PROFINET接口，可實(shí)現(xiàn)低成本快速組態(tài)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信和公司網(wǎng)絡(luò)通信，而S7-300/400PLC只有個(gè)別型號(hào)CPU才集成有PROFINET接口；S7-1500 PLC的模塊集成有診斷功能，診斷級(jí)別為通道級(jí)，無(wú)需進(jìn)行額外編程，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可快速準(zhǔn)確地識(shí)別受影響的通道，減少停機(jī)時(shí)間，這是S7-300/400PLC所*的。

西門(mén)子S7-1500優(yōu)勢(shì)三：
S7-1500PLC的組態(tài)和編程效率更高，信息采集和查看更方便，這也是工程設(shè)計(jì)人員的福音。由于S7-1500PLC是無(wú)縫集成到TIA博途軟件中，無(wú)論是硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接和上位組態(tài)，還是軟件編程，其操作均簡(jiǎn)單快捷。而S7-300、S7-400PLC組態(tài)編程軟件為經(jīng)典STEP7，上位組態(tài)軟件為WinCC，相對(duì)于TIA博途軟件，某些操作顯得繁瑣（例如對(duì)于各個(gè)程序塊需要每個(gè)單獨(dú)存盤(pán)，當(dāng)有語(yǔ)法錯(cuò)誤時(shí)，則無(wú)法執(zhí)行保存操作）。對(duì)于S7-1500，可通過(guò)Internet瀏覽器、內(nèi)置CPU顯示屏、TIA博途和HMI設(shè)備隨時(shí)查看CPU狀態(tài)、過(guò)程變量和故障信息等，而對(duì)于S7-300/400 PLC，則沒(méi)有CPU顯示屏，信息采集和查看也沒(méi)有S7-1500PLC方便。

西門(mén)子S7-1500優(yōu)勢(shì)四：
相對(duì)于西門(mén)子S7-300、S7400PLC，西門(mén)子S7-1500PLC支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型更廣泛。S7-1500PLC的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的長(zhǎng)度大到64位，而S7-300/400 PLC支持的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型長(zhǎng)度大為32位；S7-1500PLC支持Pointer、Any和Variant三種類(lèi)型指針，S7-300/400PLC只支持前兩種。這些特點(diǎn)，均使S7-1500PLC的編程更加靈活。

西門(mén)子S7-1500優(yōu)勢(shì)五：
S7-1500 PLC無(wú)需使用其它模塊即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制功能。通過(guò)PLCopen 技術(shù)，控制器可使用標(biāo)準(zhǔn)組件連接支持PROFIdrive 的各種驅(qū)動(dòng)裝置；此外，S7-1500 PLC還支持所有CPU 變量的TRACE 功能，提高了調(diào)試效率，優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)和控制器的性能。

相對(duì)于S7-300和S7-400PLC，西門(mén)子S7-1500功能更加強(qiáng)大，相信在未來(lái)的發(fā)展中可以得到更廣泛的應(yīng)用。

西門(mén)子S7-1500PLC是替代S7-300/400的新一代PLC，其軟件平臺(tái)為T(mén)IA博途。
1.可供用戶(hù)使用的充足的資源
作為新一代大中型PLC，S7-1500比S7-300/400的各項(xiàng)指標(biāo)有很大的提高。CPU1516-3PN編程用的塊的總數(shù)多為6000個(gè)，數(shù)據(jù)塊大5MB，F(xiàn)B、FC、OB大512KB。用于程序的工作存儲(chǔ)器5MB，用于數(shù)據(jù)的工作存儲(chǔ)器1MB。
插槽式裝載存儲(chǔ)器（SIMATIC存儲(chǔ)卡）大2GB，可存儲(chǔ)項(xiàng)目數(shù)據(jù)、歸檔、配方和有關(guān)的文檔。
S7定時(shí)器、計(jì)數(shù)器分別有2048個(gè)，IEC定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的數(shù)量不受限制。位存儲(chǔ)器（M）16KB。
I/O模塊多8192個(gè)，過(guò)程映像分區(qū)多32個(gè)，過(guò)程映像輸入、輸出分別為32KB。每個(gè)機(jī)架多32個(gè)模塊。
運(yùn)動(dòng)控制功能多支持20個(gè)速度控制軸、定位軸和外部編碼器，有高速計(jì)數(shù)和測(cè)量功能。

2.超高速的運(yùn)算處理速度
位操作指令的處理時(shí)間典型值為10ns，換句話說(shuō)，每一微秒可處理10萬(wàn)條位操作指令。浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令的處理時(shí)間典型值為64ns。
S7-1500采用當(dāng)前背板總線和高效的傳輸協(xié)議，保證了快速信號(hào)處理。點(diǎn)到點(diǎn)的反應(yīng)時(shí)間不到500μs。
AI、AO模塊的分辨率均為16位，8點(diǎn)AI模塊每個(gè)模塊的轉(zhuǎn)換時(shí)間為125μs。數(shù)字量輸入模塊具有50μs的超短輸入延時(shí)。
用于計(jì)數(shù)、測(cè)量和定位輸入的工藝模塊TMPosInput的號(hào)頻率為1MHz，4倍速時(shí)為4MHz?？捎肦S-422接口連接脈沖編碼器，支持等式模式、診斷中斷和硬件中斷。
采用PROFINETIRT通信可以保證確定的

SIEMENS 可編程控制器

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為了達(dá)到 PID 自動(dòng)/手動(dòng)控制的無(wú)擾動(dòng)切換，需要在編程時(shí)注意一些相關(guān)事項(xiàng)。下面分別就直接使用 PID 指令編程，和使用 PID 向?qū)Ь幊虄煞N情況作一介紹。

1.直接使用 PID 指令編程時(shí)的 PID 自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾切換

直接使用 PID 指令塊編寫(xiě) PID 控制程序時(shí)，可以簡(jiǎn)單地使用“調(diào)用/不調(diào)用”指令的方式控制自動(dòng)/手動(dòng)模式。因?yàn)?PID 指令本身已經(jīng)具有實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換的能力，此時(shí)在 PID 指令控制環(huán)節(jié)之外編程沒(méi)有多大必要。

PID 指令的 EN 輸入端使能（為“1”）時(shí)，我們認(rèn)為是自動(dòng)控制模式；EN 輸入端未使能（為“0”）時(shí)，我們認(rèn)為是手動(dòng)控制模式。

PID 指令本身有一個(gè)“能流歷史狀態(tài)位”，以記錄指令的狀態(tài)切換。在 EN 端從“0”變?yōu)?rdquo;“1”時(shí)，PID 指令認(rèn)為這是從“手動(dòng)”模式向“自動(dòng)”模式切換。PID 指令此時(shí)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行一系列動(dòng)作，以配合無(wú)擾動(dòng)切換：

• 使設(shè)定值（ SPn） = 當(dāng)前過(guò)程反饋?zhàn)兞浚≒Vn）
• 設(shè)置上次采樣過(guò)程變量（PVn-1） = 當(dāng)前過(guò)程反饋?zhàn)兞浚≒Vn）
• 設(shè)置積分偏差和（或所謂積分前項(xiàng)）（Mx） = 當(dāng)前輸出值（Mn）

使設(shè)定值等于當(dāng)前反饋值可以避免出現(xiàn)偏差，使之不存在調(diào)整的要求；當(dāng)然如果有工藝要求，也可以后續(xù)調(diào)整設(shè)定值。其他的動(dòng)作都是為了使 PID 在后續(xù)的操作中不改變輸出的值。

在編程時(shí)要注意：

• 從自動(dòng)模式向手動(dòng)模式切換時(shí)，PID 指令的 EN 端不再有能流，計(jì)算停止，輸出值 Mn 不再變化。此時(shí)如果需要操作人員人工觀察控制的結(jié)果，手動(dòng)控制輸出量，就可以通過(guò)用戶(hù)程序直接改變回路表中的輸出值存儲(chǔ)單元內(nèi)容（見(jiàn)數(shù)據(jù)塊或系統(tǒng)手冊(cè)的相關(guān)部分內(nèi)容）。如果有必要，操作人員的操作可能要進(jìn)行一些標(biāo)準(zhǔn)化換算。
• 為保證從手動(dòng)模式向自動(dòng)模式的切換無(wú)擾動(dòng)，需要在手動(dòng)控制時(shí)，或在切換過(guò)程中，禁止對(duì) PID 回路表中設(shè)定值的更新，以便切換時(shí) PID 指令用當(dāng)前過(guò)程反饋值替代設(shè)定值。切換完成后，操作人員可以調(diào)整設(shè)定值。

2.使用 PID 向?qū)Ь幊虝r(shí)的 PID 自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾切換

使用 PID 指令向?qū)Ь幊虝r(shí)，指令向?qū)?huì)自動(dòng)調(diào)用 PID 指令，并且編寫(xiě)外圍的控制變量標(biāo)準(zhǔn)化換算、定時(shí)采樣等功能。用戶(hù)在使用 PID 指令向?qū)r(shí)，需要在用戶(hù)程序中用 SM0.0 調(diào)用指令向?qū)傻淖映绦颍ㄈ?PIDx_INIT 子程序）。PID 向?qū)Э梢陨蓭ё詣?dòng)/手動(dòng)切換功能的子程序，這個(gè)子程序使用一個(gè)數(shù)字量點(diǎn)為“1”、“0”的狀態(tài)來(lái)控制是否投入 PID 自動(dòng)控制。

到目前為止（STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5），使用 PID 向?qū)傻淖映绦驎r(shí)，由于用戶(hù)程序不能直接使用 PID 指令，它的無(wú)擾切換能力因?yàn)楦袅送鈿ぷ映绦?，所以受到了局限。如果?duì)無(wú)擾切換要求比較嚴(yán)格，需要另外編一些程序加以處理。

考察如下 PID 控制子程序。

圖 4.1.1. PID 向?qū)傻闹噶?/p>

圖中：

1. 過(guò)程反饋量
2. 設(shè)定值，實(shí)數(shù)
3. 自動(dòng)/手動(dòng)控制，“1”=自動(dòng)，“0”=手動(dòng)
4. 手動(dòng)控制輸出值，0.0 - 1.0 之間的一個(gè)實(shí)數(shù)
5. PID 控制輸出值

要實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換，必須：

• 在從自動(dòng)向手動(dòng)切換時(shí)，使手動(dòng)輸出值（VD2004）等于當(dāng)前的實(shí)際控制輸出值；
• 在從手動(dòng)向自動(dòng)切換使，使設(shè)定值相當(dāng)于當(dāng)前的過(guò)程反饋值。

為此，可編寫(xiě)類(lèi)似下圖所示的程序，放在 PID 控制子程序之前：

4.1.2. 無(wú)擾切換處理程序

圖中：

1. 自動(dòng)/手動(dòng)切換控制點(diǎn)
2. 從自動(dòng)向手動(dòng)切換時(shí)，使手動(dòng)輸出值等于實(shí)際當(dāng)前值
3. 從手動(dòng)向自動(dòng)切換時(shí)，把當(dāng)前反饋量換算為相應(yīng)的給定值

上述程序中的 Scale_I_to_R 就是量程變換指令庫(kù)中的子程序。這是為了解決過(guò)程反饋與設(shè)定值之間的換算問(wèn)題。用戶(hù)也可以自己編程換算，或者根據(jù)反饋與給定的取值范圍決定是否需要換算。

此段程序適用于 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 及以前版本，僅供參考，如果在實(shí)際項(xiàng)目中使用，上述程序未必一定適用。用戶(hù)需要根據(jù)實(shí)際工藝決定自己的編程思路。

4.2. PID調(diào)節(jié)步驟簡(jiǎn)介

建議PID參數(shù)調(diào)節(jié)步驟：

（1）前提條件：反饋信號(hào)是否穩(wěn)定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否正常以及控制器的正反作用。（確保PID在自動(dòng)模式下）

（2）積分時(shí)間設(shè)置為無(wú)窮大INF（或9999.9），此時(shí)積分作用近似為0；將微分時(shí)間設(shè)置為0.0，此時(shí)微分作用為0 。然后開(kāi)始調(diào)節(jié)比例作用，逐步增大比例增益

（3）當(dāng)過(guò)程變量達(dá)到給定值且在給定值上下波動(dòng)，將調(diào)好的比例系數(shù)調(diào)整到50%~80%后，由大到小減小積分時(shí)間，直到過(guò)程值與設(shè)定值相等或無(wú)限接近

PID調(diào)節(jié)有很多種方法，以上僅是建議步驟，也并未考慮微分作用，客戶(hù)依據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)節(jié)，同時(shí)可以參考反饋與給定的曲線圖

用戶(hù)經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問(wèn)題：嘗試了很多組PID參數(shù)，都無(wú)法滿(mǎn)足控制器的要求， 此時(shí)需要考慮PID的采樣時(shí)間是否適合當(dāng)前系統(tǒng)。采樣時(shí)間就是對(duì)反饋進(jìn)行采樣的間隔。短于采樣時(shí)間間隔的信號(hào)變化是不能測(cè)量到的。采樣時(shí)間過(guò)短，兩次實(shí)測(cè)值的變化量太小，也不合適，而且增加PLC的運(yùn)算負(fù)擔(dān)；采樣間隔過(guò)長(zhǎng)，將會(huì)引起有用信號(hào)的丟失，使系統(tǒng)品質(zhì)變差，不能滿(mǎn)足擾動(dòng)變化比較快、或者速度響應(yīng)要求高的場(chǎng)合。除此以外，也有可能是系統(tǒng)自身的問(wèn)題，無(wú)法調(diào)節(jié)到穩(wěn)定，例如， 不規(guī)律的干擾，或者反饋信號(hào)不穩(wěn)定。

4.3. 手動(dòng)調(diào)節(jié)PID至穩(wěn)定問(wèn)題與解決方法：

1. PID輸出總是輸出很大的值，并在這一區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)變化。

產(chǎn)生原因：增益（Gain）值太高
PID掃描時(shí)間（sample time）太長(zhǎng)（對(duì)于快速響應(yīng)PID的回路）

解決方法：降低增益（Gain）值并且/或選擇短一些的掃描時(shí)間

2. 過(guò)程變量超過(guò)設(shè)定值很多（超調(diào)很大）

產(chǎn)生原因：積分時(shí)間（Integral time)可能太高。

解決方法：降低積分時(shí)間 3. 得到一個(gè)非常不穩(wěn)定的PID。

• 如果用了微分，可能是微分參數(shù)有問(wèn)題
• 沒(méi)有微分，可能是增益（Gain）值太高

解決方法：

• 調(diào)整微分參數(shù)到0－1的范圍內(nèi)
• 根據(jù)回路調(diào)節(jié)特性將增益值降低，低可從0.x 開(kāi)始逐漸增大往上調(diào)，直到獲得穩(wěn)定的PID。

如何獲取一組合適的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)快速并穩(wěn)定的PID控制？

PID調(diào)節(jié)過(guò)程中，用戶(hù)通常需要做多次的參數(shù)調(diào)節(jié)才能獲得的控制效果。從下面反饋（過(guò)程變量）與給定之間的曲線圖中，可以看到黃色曲線較理想。用戶(hù)可以將調(diào)節(jié)的PID反饋與給定曲線與下圖中對(duì)比，并修改相關(guān)參數(shù)（但是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)情況不一樣，用戶(hù)還需具體問(wèn)題具體對(duì)待，下圖中的建議僅供參考：

反應(yīng)時(shí)間和高精度的系統(tǒng)響應(yīng)，短循環(huán)時(shí)間為250μs。