西门子S7-1510/1512 SP CPUDP通信模块   6ES75455DA000AB0

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西门子S7-1510/1512 SP CPUDP通信模块   6ES75455DA000AB0

Area of application

SIMATIC S7-1500 是一个模块化控制系统，适用于离散自动化领域内的各种自动化应用。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-1500 的应用领域包括：

• 特殊机械

• 纺织机械

• 包装机械

• 通用机械工程

• 控制器制造

• 机床制造

• 安装系统

• 电气与电子工业及相关产业。

• 汽车

• 水/污水

• 食品与饮料

提供了具有不同性能水平的多种 CPU 以及一个包含许多便利功能的全面模块系列。故障安全 CPU 便于在故障安全应用中使用。由于具有模块化的设计，用户可以仅采用其应用所需的模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-1500 具有较高的电磁兼容性、抗冲击性及抗振性，工业强度高，可实现通用。

Design

概述

S7-1500 自动化系统具有模块化的结构，可包含zui多 32 个模块。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。S7-1500 自动化系统支持单层配置，其中的所有模块均安装在一个 DIN 导轨上（请参见手册以了解要求）。

系统包含下列组件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等级，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于连接分布式 I/O 或用于编程设备、操作装置、其它 SIMATIC 控制器或第三方设备间的通信。
  SIMATIC S7-1500 适合使用多种型号的 CPU：
  • 标准 CPU（ODK 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）
  • 紧凑型 CPU 不仅配备数字型和模拟型输入输出，还配备计数器输入和高速输出，将技术功能直接集成在 CPU 上。
  • 故障安全型 CPU（ODK 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）适用于在同一台计算机上执行标准程序和安全相关的程序。
  • 配备诸如同步操作（利用位置同步规范进行同步）和凸轮系统等扩展运动控制功能的技术 CPU。
• 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
• 工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
• 通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展

根据具体要求，也可使用下列模块：

• 在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
• 用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
• 接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。

设计

简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 十分灵活，便于维护。

• 集成背板总线：
  集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过 U 形连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。不久将会提供具有“无响应热插拔”功能的有源背板。
• 模块组装在 S7-1500 安装导轨上：
  具有各种长度，包括切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨，可以卡装广泛的标准部件，如附加端子、小型断路器或小型继电器。
• 性能可靠，接线方便：
  • I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。信号模块和前连接器之间具有机械编码，可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
  • 为了对前连接器进行简单接线，可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上，插头尚未与模块电路接触。此位置还可用于在运行过程中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
  • 前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。两个型号都可以连接线芯截面积为 0.25² ~ 1.5 mm²（AWG 24 ~ AWG 16）的导线。
  • 另外，数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。通过 TOP Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。
  • 对于模拟量模块，可以直接在模块上进行屏蔽；随模块提供了一个屏蔽连接套件，无需工具即可进行安装。
• 设备特定标签：
  标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。可使用标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印，而无需重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式，可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开，则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
• 可变和可扩展的站配置：
  • 信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
  • zui大配置包括带有 31 个模块（30 个模块 + 1 个电源）的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
• 尺寸紧凑：
  SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能够顺利安装到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安装空间中。
• 移动敷设：
  SIMATIC S7-1500 及其模块可以垂直和水平安装，从而可以方式安装到可用空间内。

I/O 模块

以下模块类型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

• 标准和故障安全数字量输入模块
• 标准和故障安全数字量输出模块
• 数字量输入/输出模块
• 模拟量输入模块
• 模拟 I/O 模块
• 模拟量输出模块
  • 包括高速 (HS) 模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 µs
• 用于计数和定位的工艺模块
• 用于点到点通信和总线连接的通信模块

提供了各种模块等级，可使用户在其应用中实现扩展。模块本身通过标签进行相应标记：

• BA（基本型）：简易低成本模块，无诊断功能，没有参数
• ST（标准型）：具有与模块或负载组相关的诊断的模块，如果适用，带有参数；模拟量模块：准确度等级 0.3%
• HF（高性能型）：具有与通道相关的诊断和参数设置的模块；对于模拟量模块：准确度等级 0.1%，抗扰度和电流隔离程度提高
• HS（高速型）：具有滤波和转换时间的模块适用于超高速应用；例如 8 通道模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 µs。

I/O 模块的附件：

• 标签纸：
  可插入到 I/O 模块中（10 张 DIN A4 标签纸，每张标签纸带有 10 个标签，预穿孔，可使用标准激光打印机进行打印；可用颜色：Al 灰）
• 屏蔽连接：
  SIMATIC S7-1500 系统（模拟量模块和工艺模块）提供了一个简易屏蔽连接套件，无需使用工具即可安装。此套件包含一个 24 V DC 馈电元件、一个屏蔽夹和一个通用屏蔽端子。该屏蔽端子可用于单根细干线电缆、多根细干线电缆或一根粗干线电缆。由于对 24 V DC 电源和测量信号进行分离，并且在屏蔽和信号电缆之间具有低阻抗连接，因此可确保较高的 EMC 稳定性和抗干扰性。
• 统一的 40 针前连接器
• I/O 模块的前门或自组装背板总线的 U 型连接器等其它附件

通信

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PLC程序的状态区分

提示：

1．特征数 状态表用1、0纪录了每个输入信号触点的状态，它们从左到右排成一行，组成一个二进制数，称为特征数。例如表3-10中，用A、B、C表示输入信号，空格表示0。 表3-10 状态表 第四个状态的特征数为010。再看第2个状态，B在这个状态中，既出现过“1”又出现过“0”，所以第二个状态的两个特征数是010和000，只记一个不能

    1．特征数

    状态表用1、0纪录了每个输入信号触点的状态，它们从左到右排成一行，组成一个二进制数，称为特征数。例如表3-10中，用A、B、C表示输入信号，空格表示0。

    表3-10    状态表

    第四个状态的特征数为010。再看第2个状态，B在这个状态中，既出现过“1”又出现过“0”，所以第二个状态的两个特征数是010和000，只记一个不能表明这个状态中输入触点出现过的所有状态取值。类似的，第三个状态的特征数是101、100、001和000，*个状态的特征数是100和000。某一状态的特征的个数n可用n=2m来计算，其中m为该状态中“？”的个数。例如第三个状态，出现了两次“”，即m=2，所以特征数的个数为4。

    各个状态的特征数记在特征数栏中，具有以下含义。

    (1)特征数中的每个数码表示一个输入信号元件常开触点的状态。如第四个状态的特征数表明A、C处于断开状态，B处于闭合状态。例如B是一个行程开关，而且有联动的常开、常闭两个触点，状态表中仅仅列出它的常开触点的状态，而另一个常闭触点的状态恰好与常开触点的状态相反，虽然表中没有表明其状态，但可以认为是已知的。

    (2)每个特征数表明它所代表的触点状态只有一种取值，因此将这些触点（常开或常闭）任意组合后，接在梯形图中，驱动输出线圈，线路不是接通就是断开。即由这些逻辑变量构成的逻辑函数的取值是确定的，取“1”或取“0”。

    2．可区分状态与不可区分状态

    具有相同特征数的两个或多个状态不能用同样的逻辑函数输出不同的函数值，用这些输入元件的触点控制输出元件的状态，必有相同的结果。这样就不能达到不同状态不同控制结果的要求，除非这两个或多个状态有相同的控制要求。因此，把需要不同输出函数而又有相同特征数的状态称为不可区分状态，而相互之间有不同特征数的状态称为可区分状态。

    分析表3-10各个状态的特征数，可以知道哪些是可区分状态，哪些是不可区分状态。第1和第3状态都有相同的特征数100，这两个是不可区分状态；第2和第4状态都有相同的特征数010，这两个也是不可区分状态；第1、第2、第3状态中有相同的特征数000，这三个状态也是不可区分状态；而第4和第1、第3状态特征数不同，它们是可以区分的。这个表中有3个不可区分组。

    3．通过辅助继电器区分状态

    通过添加辅助继电器，将其状态取值适当地尾缀在原特征数的后面，就能够成一种新的*区分各个状态的“特征数”。特征数所对应的触点变量就相当于真值表中由双值变量所组成的zui小项，用zui小项表达式能够求得输出函数的逻辑式，那么，由特征数就能够求得输出元件的逻辑函数。为此，将表3-10扩展为表3-11。

    表3-11    状态表

    分析输入点构成的特征数，可以看到，第1、第3状态是一个不可区分组；第1、第3状态是第2个不可区分组；第1、第2、第3状态是第3个不可区分组。在表中插入不可区分组栏并分别用A、B、C标记它们。

    为了区分A、B、C3个不可区分组，就必须为特征数加上由其他辅助继电器变量提供的尾缀数码，这是因为：

    ①继电器能记忆使它启动或关闭的短信号，继电器线圈状态切换时它的触点也作相应的状态切换。因此，一个继电器只要有了使其启动、关闭的主令信号，它的触点状态取值就可以用来充当尾缀数码，并用来区分状态；

    ②理论上n个继电器应有2n种独立的状态，加入用它们的触点状态组成zui小项，就可区分2n个状态；

    ③可编程控制器选好后，辅助继电器就可以任意使用。

    在表3-11中设置了两个辅助继电器M1和M2，M1和M2构成的尾缀数码是10、11、01、00。把它们尾缀在特征数之后，得到的新特征数如表3-11中zui后一栏所示。辅助继电器的加入，使所有状态得到区分，并且可以利用特征数构成每个状态的输出逻辑函数。