SIMATIC S7-1500 自动化系统的组态
组态
SIMATIC S7-1500 自动化系统中包含以下组件:
● CPU(标准、故障安全、紧凑型或 T-CPU) ● 数字量和模拟量 I/O 模块
● 通信模块(PROFINET/Ethernet、PROFIBUS、点对点)
● 工艺模块(计数、定位、基于时间的 IO) ● 负载电流电源
● 系统电源(可选)
S7-1500 自动化系统可安装在一根安装导轨上,多可在安装导轨上安装 32 个模块
(CPU、系统电源和 30 个 I/O 模块)。这些模块通过 U 型连接器互相连接。
通信模块 IO-Link 主站
通信模块 IO-Link 主站
8 端口 IO-Link 主站模块 CM 8xIO-link 可用于 S7-1500 自动化系统/ET 200MP 分布式
I/O 系统。
IO-Link 是主站与设备之间的点对点连接。采用可靠的 3 线制技术,可通过非屏蔽标准电
缆,将传统和智能传感器/执行器作为 IO-Link 设备。
可通过如下方式使用 8 端口 IO-Link 主站:
● 集中使用,直接用于 S7-1500 CPU 后方(共 30 个 I/O 模块,插入型)
● 在 ET 200MP 到 PROFINET 与 PROFIBUS 中分布使用
通过使用 IO-Link 模块,在 CPU 运行期间,可轻松在高达传感器/执行器级别更改参数,
以生产和处理不同产品变型和批次。可在传感器或执行器级别进行相当详细的诊断,也可
进行远程诊断。
优势: ● 简化并减少接线、工程组态和调试
● 节省时间
● 采用预组装电缆,可用性更高
● 通过预防性维护避免工厂停机
● 诊断功能强大
● 每个通道均可设置为诊断可组态
运动控制
SIMATIC S7-1500 中集成有大量的运动控制功能,用于进行轴定位和轴移动。根据 CPU
的型号不同,SIMATIC S7-1500 自动化系统支持的运动控制工艺对象的组态限值也有所
不同。
这些运动控制指令基于 PLCopen 协议,用于控制支持 PROFIdrive 驱动装置和带有模拟
设定值接口的驱动装置。
SIMATIC S7-1500 自动化系统概述
SIMATIC 自动化系统
为确保设备和工厂中灵活经济的自动化生产运行,则需根据具体应用选择佳解决方案。
SIMATIC 控制器产品系列包含以下各种功能强大的系统:
● 凭借集成的通信和工艺功能,SIMATIC S7-1200 基本型控制器尤其适用于小型自动化
解决方案。
● SIMATIC S7-1500 自动化系统,高复杂性和高系统性能要求的工厂佳选择。
SIMATIC S7-1500 控制器中包含有 SIMATIC S7-1200 基本型控制器的诸多简单功
能,可满足系统性能、灵活性和网络功能等各种严格要求。
● SIMATIC ET 200SP 分布式控制器集 S7-1500 的优势与 ET 200SP 的设计紧凑的高
密度通道于一身。通过使用智能的分布式功能,可节省控制柜的成本和空间。
● CPU 1513pro-2 PN 和 CPU 1516pro-2 PN 采用 ET 200pro 设计形式且防护等级高达
IP65/IP67,可提供 SIMATIC S7-1500 功能,适合在控制柜外使用。
● 如果需要使用基于 PC 的自动化功能,可使用 SIMATIC S7-1500 软件控制器。在运
行过程中,这一款基于 PC 的控制器可独立于操作系统自主运行。
● 如果要提高系统可用性,请使用冗余系统 S7-1500R/H。在该系统中,两个 CPU(主
CPU 和备用 CPU)会并行处理用户程序,并地同步所有相关数据。如果主 CPU
发生故障,则备用 CPU 将在中断点处接管过程控制。
CPU 执行用户程序。CPU 的集成系统电源通过背板总线为
模块供电。
CPU 的更多特性和功能:
• 通过以太信
• PROFIBUS / PROFINET 通信
• HMI 通信
• 集成 Web 服务器
• OPC UA 服务器
• OPC UA 客户端
• 集成工艺功能(如,运动控制功能、跟踪功能)
• 集成系统诊断
• 集成保护功能(访问保护、专有技术保护和防拷贝保护)
• 安全模式(使用故障安全 CPU 时)
I/O 模块可用作控制器与过程之间的接口。控制器将通过所连
接的传感器和执行器检测当前的过程状态,并触发相应的响
应。I/O 模块可分为以下几种模块类型:
• 数字量输入(DI、F-DI) • 数字量输出(DQ、F-DQ) • 数字量输入/输出 (DI/DQ)
• 模拟量输入 (AI)
• 模拟量输出 (AQ)
• 模拟量输入/输出 (AI/AQ)
• 工艺模块 (TM)
• 通信模块 (CM)
• 通信处理器 (CP)
U 型连接器包含在 I/O 模块的交付清单中。
对于故障安全 I/O 模块,用于保存 PROFIsafe 地址的附加电
子编码元件包含在交付清单内
安全性
要确保工厂的故障安全运行,需要编程 SIMATIC S7-1500 的 F-CPU。此时,需要在 TIA
Portal 中安装选件包“STEP 7 Safety Advanced”。与 TIA Portal 一起使用时,F-CPU 可
将各种故障安全系统集成到工程组态环境中;一个控制器、一个通信系统、一个标准
/故障安全自动化的工程组态系统:
● 集成安全技术
● 相关指令已通过德国技术监督组织认证,适用于各种安全应用
● 集成安全相关功能,安全等级可达 SIL 3 (IEC 61508:2010) 或 PL e 和类别 4(符合
ISO 13849-1:2015 或 EN ISO 13849-1:2015) ● 标准自动化系统和安全自动化系统采用统一的工程组态方式
● 通过 STEP 7 Safety 中的 F 更改历史来简单记录安全相关的更改
● 标准程序变更后,可对安全程序进行验收,也可对安全程序进行非更新性验收
特性:
系统的启动仅适用于解锁的紧急停止、关闭的防护门和激光扫描仪的自由保护区域。激活
急停后,打开防护门或寻址保护区域,需要用户确认来再次重启生产操作。对 F-CPU 和
安全程序的访问保护对于生产操作至关重要。
解决方案:
在 PROFINET IO 上的分布式 I/O 系统 ET 200SP 中使用具有故障安全模块的 SIMATIC
S7-1500 F-CPU。
F 模块 ET 200SP 接管紧急停止连接系统、防护门的监视、访问区域的监视、电机和用户
确认。在 STEP 7 中执行相关编程。在 CPU 中运行安全程序。
工艺模块 TM NPU
工艺模块 TM NPU
可使用 TM NPU 工艺模块实现基于人工智能的应用。工艺模块 TM NPU 用于 S7-1500 自
动化系统/ET 200MP 分布式 I/O 系统。
集成式 AI 处理器(AI - 人工智能)可处理所连接传感器传来的大量数据以及 CPU 用户程
序传来的数据。通过 TM NPU 的集成 USB 接口连接传感器,例如:摄像头或麦克风。对
于固件版本为 V1.0.0 的 TM NPU,可使用英特尔的 RealSense D435 型号 USB 摄像
头。
提供的数据在 TM NPU 中通过网络进行高速处理。TM NPU 通过背板总线将处理结
果发送到 CP,随后 CPU 会评估用户程序中的数据。
典型应用领域: ● 生产车间内的目视质量检查
● 拾取和放置应用
● 图像引导机器人系统
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