PLC的基础知识-PLC的选型及系统配置

初识西门子S7-1500系列PLC

主要内容技术资料总结编程软件讲解功能讲解硬件组成产品定位产品定位PROFINET

PN/TCP/IP应用复杂性I/O能力,程序大小,指令速度,通讯能力,…SIMATICS7-300SIMATICS7-400S7-200SIMATICS7-1200SIMATICS7-1500PROFIBUSDPRS485LOGO6LOGO8S7-1200:模块化，功能化PROFINET接口(1或2端口)开关量输出(DC或relay)可移除的连接端子集成的HSCs&PTOs/PWMs可选的存储器扩展模拟量输入模块化信号板理念数字量输入硬件组成

CPU集成功能硬件组成

S7-1200CPU技术参数

(1/2)1) SeeTechnicalSpecificationsforthenumberofinputsoroutputsallowedonsimultaneously.

Somemodelsarede-ratedfor60°Chorizontalmountingand50°CverticalmountingCPU1211CCPU1212CCPU1214CCPU1215CCPU1217CCPU类型DC/DC/DC,AC/DC/RLY,DC/DC/RLYDC/DC/DC工作存储区，集成50KB75KB100KB125KB150KB装载存储区，集成1MB4MB保持性存储区，集成10KB位存储区(M)4KB8KB集成的数字量I/O1)6输入

/4输出8输入

/6输出14输入

/10输出RS485差分I/O4/4(1MHz)集成的模拟量I/O2输入2

输入/2输出过程映像大小1024字节用于输入

/1024字节用于输出板(SB/CB)扩展1max.扩展:信号模块无2max.8max.最大本地

I/O–数字量1482284284最大本地

I/O–模拟量3196769硬件组成

S7-1200CPU

技术参数(2/2)1) lowerfrequencywithHSCconfigurationin2-phaseoperation(A/Bcounteroperation)2) CPUversionswithrelayoutputsrequireadigitalsignalboard(SB)withuseofpulseoutputsCPU1211CCPU1212CCPU1214CCPU1215CCPU1217C高速计数器总计最大6路，可组态为集成应用或SB输入应用1MHz无4100/80kHz1)630/20kHz1)-13200kHzwithSB1221DI4x24VDC200kHzorSB1221DI4x5VDC200kHz脉冲输出

2)总计最大4路，可组态为集成应用或SB输出应用1MHz无4100kHz420kHz硬件组成

S7-1200模块组成硬件组成

数字量信号模块和信号板SM1221数字量输入SM1223数字量输入/输出SM1222数字量输出45mm8DI,24VDC16DI,24VDC漏型/源型45mmDI8x24VDC,DQ8xRLYDI8/DQ824VDC45mmDQ8xRLYDQ8x24VDCDQ16xRLY70mmDI16x24VDC,DQ16xRLYDI16/DQ1624VDCDI8x120/230VAC/DQ8xrelays70mmDQ8xRLY(转换触点)DO16x24VDCSB1221数字量输入SB1223数字量输入/输出SB1222数字量输出4DI,5VDC200kHz4DI,24VDC200kHz2DI/2DQ24VDC2DI/2DQ,5VDC200kHz2DI/2DQ,24VDC200kHz4DQ,5VDC200kHz4DQ,24VDC200kHz硬件组成

模拟量信号模块和信号板SM1231模拟量输入SM1234模拟量输入/输出SM1232模拟量输出45mm4AI13bit,±10V,±5V,±2.5V,or0-20/4-20mA8AI13bit,±10V,±5V,±2.5V,or0-20/4-20mA4AI16bit,±10V,±5V,±2.5V,or0-20/4-20mA4AI16bitTC8AI16bitTC4AI16bitRTD8AI16bitRTD45mm4AI13bit,±10V±5Vor±2.5Vor4-20mA/2AQ14Bit,±10Vor4-20mA45mm2AQ,±10V,14bitor

0–20or4-20mA,13bit4AQ,±10V,14bitor

0–20or4-20mA,13bitSB1231模拟量输入SB1232模拟量输出1AI,12bit±10VDCor0-20mA1AI,16bitRTD(Pt)1AI,16bitTC

(t类型:J,K;±80mV)1AQ,±10V(12bit)or

0-20mA(11bit)功能讲解

集成PROFINET接口8个连接用于开放式用户通信8个S7连接4个HMI设备1个编程设备30个Webserver(HTTP)连接16个IO设备6个动态连接资源连接资源，用于编程、HMI连接和CPU-to-CPU通信方便地实现工程工具，HMI和控制器之间的网络连接PROFIBUSDP-MasterCM1243-5最大连接16个DP从站slavesPG/OP通信:

最大4个连接用于HMI，以及1个连接用于PGS7通信:

使用PUT/GET指令，4个S7连接到其他S7站PROFIBUSDP-SlaveCM1242-5S7-1200作为智能DP从站与其他DP主站通信

符合PROFIBUS标准IEC61158/61784功能讲解

PROFIBUS通信功能讲解

串行通信RS485/422RS232ASCII协议(基于字符的串行通信)，使用STEP7PtP指令USS驱动协议，使用STEP7USS程序库指令编程

MODBUS协议，使用STEP7MODBUS程序库指令编程

CM1241RS232和RS485/422模块用于PtP通信CB1241RS485信号板也可用于PtP通信可通过RS232和RS485连接与S7-1200CPU通信功能讲解

集成的PID控制器通过集成PID控制器的先进的自动整定节省了开支多达16路的PID控制环参数自整定功能PID调节控制面板，图形化显示结果集成的PID控制器功能讲解

集成的运动控制功能PTO（高速脉冲）输出控制模式简单的板载接口，最多4路，无需位置反馈根据CPU类型带的驱动数量不同用于带脉冲接口的步进电机驱动或伺服驱动PROFINET控制模式适用于PROFINET伺服或变频器模拟量控制模式模拟量驱动器模拟量

信号脉冲串输出

PTOU/IS7-1200运动控制模式功能讲解

集成的运动控制功能符合PLCopen运动控制指令PLCopen是国际认可的运动控制标准支持绝对定位，相对定位，速度控制等支持回零（寻参考点）及点动具有运动控制调试面板模拟量

信号脉冲串输出

PTOU/IS7-1200运动控制功能讲解

集成高速计数器功能增量型编码器...1214C1217C最大允许的HSC数量661MHzmax.单相041MHzmax.A/B计数器02100kHzmax.单相6680kHzmax.A/B计数器3330kHzmax.单相4420kHzmax.A/B计数器22两相或A/B旋转编码器常用于提高精度功能讲解

数据追踪功能在独立的CPU存储区中记录多达16个不同的变量最大支持两个独立的trace任务同时执行周期性记录（实时）数据，不会丢失过程值多种触发条件用于过滤事件触发记录事件用于获取偶发故障测量结果可导出存档，用于数据分析处理(csv和ttrec文件)实时的程序及应用诊断用于偶发故障检测实时诊断功能讲解

集成的Web服务器过程变量和系统状态的简单信息记录集成的Web服务器访问系统过程状态及标识数据系统诊断，用于所有安装在中央机架及分布式站上的模块通信诊断，用于显示参数，统计数据，连接状态等通过变量表或自由定义的变量清单访问过程数据用户定义网页固件升级归档通过Webserver的文件浏览器访问.csv格式文件中的数据

用户定义变量的数据日志Webserver功能讲解

安全功能防止将正在运行的程序未经授权的复制增强了专有技术保护密码保护功能防止在STEP7中未经许可的打开程序块，这就保护了未经授权的拷贝，例如保护了用户开发的算法

增强了拷贝保护将程序块绑定到存储卡或者CPU的序列号上防止STEP7中程序块未经许可的拷贝防止从存储卡中未经授权的复制安全功能G110MCU240MV4.6编程软件讲解G120CUxxx-2V4.6S7-1500

SIMATICET200CPU、S7开放式控制器S7-1200S7-300

ET200CPUWinAC

S7-400

SIMATICSTEP7V14SP1PC（单用户）精简面板+第二代产品精智面板

X77和移动面板（不含微型面板）SCADAAdvancedComfortProfessional编程语言LAD、FBD、SCL、STL*)、S7-GRAPH*)设备操作控制与过程可视化(SCADA)通信PROFIBUS、PROFINET、AS-I、IO-Link、ET200、网络拓扑共享功能 系统诊断、导入/导出（Excel）、撤消、

…BasicBasic*)S7-300/400/1500/WinAC

SIMATICStartdriveV14SP1SIMATICWinCCV14SP1G120

CUxxx-2V4.4G120CUxxx-2V4.5TIA博途中集成驱动技术ProfessionalStartdrive编程软件讲解

支持的操作系统工程组态

软件Windows7SP1

专业版/企业版/旗舰版操作系统Windows10

专业版/企业版WindowsServer2008R2标准版

SP1STEP7Basic/ProfessionalV14SP1WinCCComfort/Advanced/ProfessionalV14SP1StartdriveV14SP1WindowsServer2012R2标准版64位64位编程软件讲解

PLC仿真软件技术资料总结西门子全球技术资源/西门子下载中心/download/西门子S7-1200产品样本手册/download/docMessage.aspx?ID=3401&loginID=&srno=&sendtime=西门子S7-1200产品系统手册http://suppor/CN/view/zh/107623221西门子S7-1200PLC技术参考V3.2(S7-1200EasyPlus)https://supp/cs/#document/73600209西门子S7-1200CAD/EPLAN图下载https://supp/my/cn/en/CAxOnline#CAxOnline；TIASelectionTool(选型工具）：https://e/spicecad/api/CS/thirdParty/tia-selection-tool/download/tia-selection-tool.zipAutomationTool（维护工具）：https://supp/cs/cn/zh/view/98161300/en初识西门子S7-1500系列PLC

主要内容技术资料总结编程软件讲解功能讲解硬件组成产品定位产品定位PROFINET

PN/TCP/IP应用复杂性I/O能力,程序大小,指令速度,通讯能力,…SIMATICS7-300SIMATICS7-400S7-200SIMATICS7-1200SIMATICS7-1500PROFIBUSDPRS485LOGO6LOGO8硬件组成

CPU组成CPU1511/1513CPU1515/1516CPU1517/1518

程序/数据存储器(F-CPU)可连接轴硬件组成

CPU技术参数连接资源接口宽度位运算性能程序/

数据存储器(S-CPU)CPU型号1511-1

PN35mm60ns150kB

1MBSIMATICS7-15001513-1

PN35mm40ns300kB

1.5MB1516-3

PN/DP70mm10ns1MB

5MB1515-2

PN70mm30ns500kB

3MB64881281086630301518-4

PN/DP175mm1ns4MB

20MB1921281517-3

PN/DP175mm2ns2MB

8MB16096225kB

1MB450kB

1.5MB1.5MB

5MB750kB

3MB6MB

20MB3MB

8MB显示面板的主要作用:

初始设置诊断支持包含中文在内的纯文本显示设置IP地址,站点名称通过密码设置防止非法访问可自由拆卸自定义图片显示亮点描述客户利益系统实用性通过文本化信息显示系统状态及自定义报警信息缩短诊断时间维护更简便、高效。工程效率提升可本地化网络设置（IP地址)而无需程序员参与：单一项目可适用于所有同型号机械设备可用性提高控制器运行期间自由改变设置站点保护防止非法访问硬件组成

集成显示面板2x

IM接口模块5xPS/PM电源模块/电源6xCM/CP通信模块13xI/Q信号

模块2xTM工艺技术模块硬件组成

模块组成硬件组成

产品系列IO模块DI16x24VDCHFDI32x24VDCHFDI16x24VDCSRCBADI16x230VACBADQ16x24VDC/0.5ASTDQ32x24VDC/0.5ASTDQ8x24VDC/2AHFDQ8x230VAC/2ASTDQ8x230VAC/5ASTAI8xU/I/RTD/TCSTAI8xU/IHSAQ4xU/ISTAQ8xU/IHSCPUCPU1511CPU1513CPU1515CPU1516CPU1517CPU1518F-CPUCPU1516F-3CPU1518F-4CM（通信模块）CMPtP（基本型，高性能型，Modbus）CM/CPPROFIBUSCP工业以太网CMPROFINETTM（工艺模块）TMCountTMPosInput2PS（系统电源）DC25W，DC60WAC60WPM（负载电源）AC70W、AC190WIM(ET200MP)IM155-5PNSTV1.0和V2.0（仅GSD）IM155-5DPSTS7-300中央机架：最多可以

12个模块，如果需要更多扩展，需要额外的IM模块

ET200M分布式：最多12个模块硬件组成

扩展能力最多12I/O模块最多32I/O模块S7-300,ET200MS7-1500中央机架和

ET200MP分布式：

可插入最多

32个模块并且不需要额外的IM模块S7-1500由于较少的IM模块节省安装空间

节约投资硬件组成

安装结构导轨集成

35mmDIN导轨CPU-1516显示屏/DisplayI/O-模块用于背板的盖板使用U型连接器连接模块CPU-1511

CPU-1513设计与操作通用的前连接器预接线设计集成屏蔽夹集成插针式跨接片最多32I/O模块硬件组成

个性化的系统设计功能讲解

PROFINET接口开放式用户通信S7连接HMI连接

PG连接Webserver(HTTP)连接PROFINETI/O控制器/设备最大连接资源数用于编程、HMI连接、CPU之间通讯

、远程IO通信功能讲解

串行通信RS485/422RS232ASCII协议(基于字符的串行通信)，使用STEP7PtP指令USS驱动协议，使用STEP7USS程序库指令编程

MODBUS协议，使用STEP7MODBUS程序库指令编程

CMRS232和RS485/422模块用于PtP通信可通过RS232和RS485连接与S7-1500CPU通信功能讲解

PID控制器通过集成PID控制器的先进的自动整定节省了开支多路的PID控制环参数自整定功能PID调节控制面板，图形化显示结果PID控制器功能讲解

运动控制功能PTO（高速脉冲）输出控制模式简单的板载接口，最多4路，无需位置反馈根据CPU类型带的驱动数量不同用于带脉冲接口的步进电机驱动或伺服驱动PROFINET控制模式适用于PROFINET伺服或变频器模拟量控制模式模拟量驱动器运动控制模式模拟量

信号脉冲串输出

PTOU/IS7-1500功能讲解

运动控制功能符合PLCopen运动控制指令PLCopen是国际认可的运动控制标准支持绝对定位，相对定位，速度控制等支持回零（寻参考点）及点动具有运动控制调试面板运动控制模拟量

信号脉冲串输出

PTOU/IS7-1500功能讲解

数据追踪功能周期性记录（实时）数据，不会丢失过程值多种触发条件用于过滤事件触发记录事件用于获取偶发故障测量结果可导出存档，用于数据分析处理(csv和ttrec文件)实时的程序及应用诊断用于偶发故障检测实时诊断功能讲解

集成的Web服务器过程变量和系统状态的简单信息记录集成的Web服务器访问系统过程状态及标识数据系统诊断，用于所有安装在中央机架及分布式站上的模块通信诊断，用于显示参数，统计数据，连接状态等通过变量表或自由定义的变量清单访问过程数据用户定义网页固件升级归档通过Webserver的文件浏览器访问.csv格式文件中的数据

用户定义变量的数据日志Webserver功能讲解

安全功能防止将正在运行的程序未经授权的复制增强了专有技术保护密码保护功能防止在STEP7中未经许可的打开程序块，这就保护了未经授权的拷贝，例如保护了用户开发的算法

增强了拷贝保护将程序块绑定到存储卡或者CPU的序列号上防止STEP7中程序块未经许可的拷贝防止从存储卡中未经授权的复制安全功能G110MCU240MV4.6编程软件讲解G120CUxxx-2V4.6S7-1500

SIMATICET200CPU、S7开放式控制器S7-1200S7-300

ET200CPUWinAC

S7-400

SIMATICSTEP7V14SP1PC（单用户）精简面板+第二代产品精智面板

X77和移动面板（不含微型面板）SCADAAdvancedComfortProfessional编程语言LAD、FBD、SCL、STL*)、S7-GRAPH*)设备操作控制与过程可视化(SCADA)通信PROFIBUS、PROFINET、AS-I、IO-Link、ET200、网络拓扑共享功能 系统诊断、导入/导出（Excel）、撤消、

…BasicBasic*)S7-300/400/1500/WinAC

SIMATICStartdriveV14SP1SIMATICWinCCV14SP1G120

CUxxx-2V4.4G120CUxxx-2V4.5TIA博途中集成驱动技术ProfessionalStartdrive编程软件讲解

支持的操作系统工程组态

软件Windows7SP1

专业版/企业版/旗舰版操作系统Windows10

专业版/企业版WindowsServer2008R2标准版

SP1STEP7Basic/ProfessionalV14SP1WinCCComfort/Advanced/ProfessionalV14SP1StartdriveV14SP1WindowsServer2012R2标准版64位64位编程软件讲解

PLC仿真软件技术资料总结西门子全球技术资源/西门子下载中心/download/西门子S7-1500产品样本下载/download/docQRDownload.aspx?Id=7366西门子S7-1500产品手册下载http://suppor/CN/view/zh/56926743/133300西门子S7-1500CAD/EPLAN图下载https://supp/my/cn/en/CAxOnline#CAxOnline；TIAPortal相关手册下载：http://suppor/WW/view/en/65601780；TIASelectionTool(选型工具）：https://e/spicecad/api/CS/thirdParty/tia-selection-tool/download/tia-selection-tool.zip；AutomationTool（维护工具）：https://supp/cs/cn/zh/view/98161300/en；PCL的选型及系统配置目录PLC机型的选择I/O模块的选择存储器的选择电源的选择通信接口的选择当我们确定一个项目的控制方案后，下一步就得面临PLC和接触器等其他设备的选型了，PLC设计选型的重要依据是在符合基本控制要求和大小的条件下，能够确保控制可靠、维护操作方便以及最优的功能比。下面我们一起来详细了解下PLC选型的相关知识：1.机型的选择一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑：由于模块式PLC的配置灵活，装配和维修方便，因此，从长远来看，提倡选择模块式PLC。在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构PLC;其它情况则最好选用模块式结构的PLC。一、PLC机型的选择对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。而在PID运算、闭环控制、通信联网等控制比较复杂、控制功能要求比较高的工程项目中，可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、PLC分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。对于一个大型企业的控制系统，应尽量做到机型统一。这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；配置上位计算机后还可把各独立控制系统的多台PLC联成一个多级分布式控制系统，外部设备通用，资源还可以共享，这样便于相互通信，集中管理。一、PLC机型的选择目录PLC机型的选择I/O模块的选择存储器的选择电源的选择通信接口的选择输入&输出（(I/O）的选择与配置PLC是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。1.确定I/O点数确定I/O点数，即确定PLC的控制规模。根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时，应考虑到以后工艺和设备的改动，或I/O点的损坏、故障等，一般应增加10%~20%的备用量，以便随时增加控制功能。同时，应考虑PLC提供的内部继电器和寄存器的数量，以便节省I/O资源。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同，I/O点数也会有所不同。二、I/O模块的选择2.确定I/O模块的类型I/O模块有开关量输入/输出（DI或DO）、模拟量输入/输出（AI或AO），还有特殊功能输入/输出模块，如定位、高速计数输入、脉冲捕捉功能等。另外，不同的负载对PLC的输出方式有相应的要求。如频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型模块，而不应选用继电器输出型模块。但继电器输出型模块有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型模块。3.智能式I/O模块当前，PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的I/O模块。如高速计数器、凸轮模拟器、单回路或多回路的PID调节器、RS-232C/422接口模块等。一般智能式I/O模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。二、I/O模块的选择I/O单元的选择应满足与应用控制的匹配。对输入单元，应满足数据的电平、传输距离、隔离和供电方式等需求。对输出单元，应满足选择的输出单元类型。继电器输出单元：价格便宜，选择电压范围大，过载能力较强，因为是触点元件所以操作频率不高。晶闸管输出单元：操作频率高，但晶闸管输出仅可以完成交流负载。晶体管输出单