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概述
- 中低端緊湊型控制器
- 大規(guī)模集成,節(jié)省空間,功能強大
- 具有出色的實時性能和功能強大的通信選件:
- 帶有集成 PROFINET IO 接口的控制器,可與 SIMATIC 控制器、HMI、編程設備和其它自動化組件進行通信
- 所有 CPU 都可用于單機模式、網(wǎng)絡以及分布式結構
- 安裝、編程和操作極為簡便
- 集成式 Web 服務器,帶有標準和用戶特定 Web 頁面
- 數(shù)據(jù)記錄功能,用于歸檔用戶程序的運行數(shù)據(jù)
- 強大的集成工藝功能,如計數(shù)、測量、閉環(huán)控制和運動控制
- 集成數(shù)字量和模擬量輸入/輸出
- 靈活的擴展設備
- 可直接用于控制器的信號板卡
- 可通過 I/O 通道對控制器進行擴展的信號模塊
- 附件,如電源、開關模塊或 SIMATIC 存儲卡等
概述
S7-1500 自動化系統(tǒng)具有模塊化的結構,可包含多 32 個模塊。它擁有豐富的模塊,這些模塊可進行各種組合。S7-1500 自動化系統(tǒng)支持單層配置,其中的所有模塊均安裝在一個 DIN 導軌上(請參見手冊以了解要求)。
系統(tǒng)包含下列組件:
- 控制器:
CPU 具有不同性能等級,并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口,用于連接分布式 I/O 或用于編程設備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設備間的通信。
SIMATIC S7-1500 適合使用多種型號的 CPU:- 標準 CPU(ODK 版本:能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼)
- 緊湊型 CPU 不僅配備數(shù)字型和模擬型輸入輸出,還配備計數(shù)器輸入和高速輸出,將技術功能直接集成在 CPU 上。
- 故障安全型 CPU(ODK 版本:能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼)適用于在同一臺計算機上執(zhí)行標準程序和安全相關的程序。
- 配備諸如同步操作(利用位置同步規(guī)范進行同步)和凸輪系統(tǒng)等擴展運動控制功能的技術 CPU。
- 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊。
- 工藝模塊用于高速計數(shù)、位置檢測或測量等功能。
- 通信模塊和通信處理器可通過通信接口將控制器進行擴展
根據(jù)具體要求,也可使用下列模塊:
- 在 CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下,電源模塊 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內部電路供電。另外,60W 24/48/60 V DC HF PS 還可讓 CPU 性存儲整個工作存儲器的內容(數(shù)據(jù))。
- 用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的負載電源模塊 (PM)。
- 接口模塊用于連接基于 S7-1500 的分布式 I/O。
設計
簡單的設計使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活,便于維護。
- 集成背板總線:
集成的背板總線;背板總線集成在模塊上。模塊通過 U 形連接器相連,總線連接器插在外殼的背面。可以節(jié)省安裝時間。 - 模塊組裝在 S7-1500 安裝導軌上:
具有各種長度,包括切割至定長的型號。由于具有集成式 DIN 導軌,可以卡裝廣泛的標準部件,如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。 - 性能可靠,接線方便:
- I/O 信號是通過統(tǒng)一的 40 針前連接器來連接的。信號模塊和前連接器之間具有機械編碼,可防止因意外的錯誤插入而對電路造成破壞。
- For simple wiring of the front connector, it can be placed in the "prewiring position".在此位置上,插頭尚未與模塊電路接觸。此位置還可用于在運行過程中進行改動。用戶可借助于前蓋內側的一個印制電纜連接圖進行連接。
- 前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號提供。兩個型號都可以連接線芯截面積為 0.252 ~ 1.5 mm2(AWG 24 ~ AWG 16)的導線。
- 另外,數(shù)字量信號模塊可通過 TOP Connect 進行系統(tǒng)接線。通過 TOP Connect,可以快速而清晰地連接到現(xiàn)場的傳感器和執(zhí)行器,并可在控制柜中進行簡便接線。
- 對于模擬量模塊,可以直接在模塊上進行屏蔽;隨模塊提供了一個屏蔽連接套件,無需工具即可進行安裝。
- 設備特定標簽:
標簽條可用于 SIMATIC S7-1500 的信號模塊??墒褂脴藴始す獯蛴C來打印這些 DIN A4 標簽紙上的標簽??梢詮?TIA Portal 進行自動打印,而無需重新輸入符號或地址。通過這些標簽條的設計形式,可為通道或診斷顯示 1:1 分配標簽。如果前蓋打開,則診斷顯示到端子的這種 1:1 分配會保留。 - 可變和可擴展的站配置:
- 信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。
- 大配置包括帶有 31 個模塊(30 個模塊 + 1 個電源)的 CPU。在 CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下,需要由電源 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內部電路供電。
- 尺寸緊湊:
SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能夠順利安裝到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安裝空間中。 - 移動敷設:
SIMATIC S7-1500 及其模塊可以垂直和水平安裝,從而可以優(yōu)秀方式安裝到可用空間內。
I/O 模塊
以下模塊類型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP:
- 標準和故障安全數(shù)字量輸入模塊
- 標準和故障安全數(shù)字量輸出模塊
- 數(shù)字量輸入/輸出模塊
- 模擬量輸入模塊
- 模擬 I/O 模塊
- 模擬量輸出模塊
- Including high-speed (HS) analog modules with a basic execution time of 62.5 μs, regardless of the number of activated channels
- 用于計數(shù)和定位的工藝模塊
- 用于點到點通信和總線連接的通信模塊
提供了各種模塊等級,可使用戶在其應用中實現(xiàn)優(yōu)秀擴展。模塊本身通過標簽進行相應標記:
- BA(基本型):簡易低成本模塊,無診斷功能,沒有參數(shù)
- ST(標準型):具有與模塊或負載組相關的診斷的模塊,如果適用,帶有參數(shù);模擬量模塊:準確度等級 0.3%
- HF(高性能型):具有與通道相關的診斷和參數(shù)設置的模塊;對于模擬量模塊:準確度等級 0.1%,抗擾度和電流隔離程度提高
- HS(高速型):Modules with extremely short filter and conversion times for very fast applications; e.g. 8-channel analog modules with a basic execution time of 62.5 μs, regardless of the number of activated channels.
I/O 模塊的附件:
- 標簽紙:
可插入到 I/O 模塊中(10 張 DIN A4 標簽紙,每張標簽紙帶有 10 個標簽,預穿孔,可使用標準激光打印機進行打??;可用顏色:Al 灰) - 屏蔽連接:
SIMATIC S7-1500 系統(tǒng)(模擬量模塊和工藝模塊)提供了一個簡易屏蔽連接套件,無需使用工具即可安裝。此套件包含一個 24 V DC 饋電元件、一個屏蔽夾和一個通用屏蔽端子。該屏蔽端子可用于單根細干線電纜、多根細干線電纜或一根粗干線電纜。由于對 24 V DC 電源和測量信號進行分離,并且在屏蔽和信號電纜之間具有低阻抗連接,因此可確保較高的 EMC 穩(wěn)定性和抗干擾性。 - 統(tǒng)一的 40 針前連接器
- I/O 模塊的前門或自組裝背板總線的 U 型連接器等其它附件
通信
S7-1500 具有不同的通信接口:
- PROFINET IO IRT 接口(2 端口交換機),集成在 CPU 中;
用于獲得確定的響應時間和高設備精度。 - 通信處理機,用于連接到 PROFIBUS,工業(yè)以太網(wǎng)和 PROFINET 總線系統(tǒng)。
- 用于點到點連接的通訊模塊。
CPU 1515 PN 具有一個附加的集成 PROFINET 接口,其具有單獨的 IP 地址,例如,用于網(wǎng)絡分離或連接其他 PROFINET IO 設備。對于 CPU 1516-3 PN/DP,可通過該集成 PROFIBUS 接口來連接 PROFIBUS 節(jié)點。通過一個 PROFIBUS CM,可方便地對不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進行擴展。
通過 PROFINET IO 進行過程通信
SIMATIC S7-1500 通過集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng),可實現(xiàn)具有確定響應時間和高精度設備性能的分布式自動化配置。
從用戶的角度來看,PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區(qū)別(相同的組態(tài),編址及編程)。
可將下列設備作為 IO 控制器進行連接:
- SIMATIC S7-1500
- SIMATIC S7-1200
- SIMATIC S7-300(使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
- SIMATIC S7-400(使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
- SIMATIC ET 200(通過帶有 PROFINET 接口的 CPU)
以下可作為智能設備或設備連接:
- 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(使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
- SIMATIC S7-400(使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
- ET 200 分布式 I/O 設備
- 作為直接按鍵模塊運行的人機界面設備
- 現(xiàn)場設備
通過 PROFIBUS DP 進行過程通信
SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通訊模塊,可構建一個高速的分布式自動化系統(tǒng),并且使得操作大大簡化。
從用戶的角度來看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別(相同的組態(tài),編址及編程)。
以下設備可作為主站連接:
- SIMATIC S7-1500
(通過帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模塊的 CPU) - SIMATIC S7-300
(使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP) - SIMATIC S7-400
(使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP) - SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,帶 IM 308
- SIMATIC 505
以下設備可作為普通從站或智能從站來連接:
- 分布式 I/O 設備,例如 ET 200
- 現(xiàn)場設備
- 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(僅通過 CP 443-5)
- SIMATIC S7-1500(只能通過 CP/CM 1542-5)
不過,安裝有 STEP 7 的編程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板僅使用部分通過 PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。
通過以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信
S7-1500 可通過集成 PROFINET 接口或通過通信模塊連接到工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)??蛇B接以下設備:
- SIMATIC S7-1200
- SIMATIC S7-1500
- SIMATIC S7-300
- SIMATIC S7-400
- SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
- 編程設備
- PC、工業(yè) PC
- SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)
- 數(shù)控
- 機械手控制裝置
- 驅動控制裝置
- 其它廠商的設備
支持的協(xié)議:
- TCP/IP
- ISO-on-TCP (RFC1006)
- UDP
- SNMP
- DCP
- LLDP
- HTTP
- HTTPS
- MODBUS TCP
- OPC UA
工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能:
- 1 Gbit 接口
- 支持 IPv6
- 安全性:通過硬件識別、IP/MAC 訪問列表、防火墻、 隧道進行訪問保護
- 通過 ISO 協(xié)議與 S5 系統(tǒng)通信
- FTP(客戶端/服務器),電子郵件,SNMPv1 / v3
通過 PROFIBUS 的數(shù)據(jù)通信
SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 可連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)??蛇B接以下設備:
- SIMATIC S7-1200
- SIMATIC S7-1500
- SIMATIC S7-300
- SIMATIC S7-400
- SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
- 編程設備
- PC、工業(yè) PC
- SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)
- 數(shù)控
- 機械手控制裝置
- 驅動控制裝置
- 其它廠商的設備
通過點到點通信模塊進行數(shù)據(jù)通信
通過點到點通信模塊,可實現(xiàn)功能強大的點到點連接。例如,可以連接以下設備:
- SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
- 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)
- 機械手控制裝置
- 打印機
支持的協(xié)議:
- Freeport:適用于通用通信的用戶可設置報文格式
- 3964(R) 可提高傳輸可靠性
- Modbus RTU 主站
- Modbus RTU 從站
- USS,通過指令實現(xiàn)
接口性質:
- RS 232 帶輔助信號
- RS 422 用于全雙工連接
- RS 485 用于半雙工和多點連接
- 傳輸速率為 300 - 115 200 bit/s
一、概述
S120 有兩種形式:
用于多軸系統(tǒng)的 DC/AC 裝置
用于單軸系統(tǒng)的 AC/AC 裝置
這兩種形式的 Firmware V2.4 及以上版本都已具備基本定位功能。當前V2.4 版本的 S120具有如下定位功能:
? 點動 (Jog): 用于手動方式移動軸,通過按鈕使軸運行至目標點
? 回零 (Homing/Reference):用于定義軸的參考點或運行中回零
? 限位 (Limits):用于限制軸的速度、位置。包括軟限位、硬限位
? 程序步 (Traversing Blocks): 共64個程序步,可自動連續(xù)執(zhí)行一個完整的程序也可單步執(zhí)行
? 直接設定值輸入/手動設定值輸入 (Direct Setpoint Input / MDI):目標位置及運行速度可由上位機實時控制。
使用 S120 基本定位功能的前提條件:
調試軟件:Starter V4.0 或更高版本 / SCOUT V4.0 或更高版本
硬件版本:SINAMICS FW: V2.4 HF2 或更高版本
注:
安裝 SCOUT V4.0 需要STEP 7 版本至少為 V5.3.3.1 以上
二、激活基本定位功能
S120的定位功能必須在變頻器離線配置中激活,步驟如下:
定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或專家參數(shù)表進行設置
定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或專家參數(shù)表進行設置
使用控制面板 使用專家參數(shù)表
使用控制面板的操作步驟:
三、基本定位_點動(JOG)
S120 中基本定位功能的點動有兩種方式:
? 速度方式( travel endless):點動按鈕按下,軸以設定的速度運行直至按鈕釋放。
? 位置方式( travel incremental):點動按鈕按下并保持,軸以設定的速度運行至目標位置后自動停止。
? 使用控制面板的點動功能僅限于速度方式,位置方式需使用專家參數(shù)表設定。
? 執(zhí)行點動功能,應先使能變頻器ON/OFF1(P0840)
四、基本定位_回零(Homing / Reference)
回零/尋參(Homing / Reference)
回參考點模式(回零模式)只有使用增量編碼器(旋轉編碼器 Reserver、正/余弦編碼器Sin/Cos 或 脈沖編碼器)時需要,因每次上電時增量編碼器與軸的機械位置之間沒有任何確定的關系。因此軸都必須被移至預先定義好的零點位置。即執(zhí)行 Homing 功能。
當使用編碼器 ( Absolute ) 時每次上電不需重新回零。
S120 中回零有三種方式:
? 直接設定參考點 (Reference): 對任意編碼器均可
? 主動回零 (Reference point approach): 主要指增量編碼器
? 動態(tài)回零 (Flying Reference):對任意編碼器均可
4.1設置參考點 (Set_Reference)
通過用戶程序可設置任意位置為坐標原點。通常情況下只有當系統(tǒng)即無接近開關又無編碼器的零脈沖時,或者當需要軸被設置為一個不同的位置時才使用該方式
操作步驟(已設定開關量輸入點 DI2 為ON/OFF1命令源 P840)
1. 進入“Homing”
2. 連接一數(shù)字量輸入點 ( DI 1 )至參數(shù) P2596作為設置參考點信號位,該位上升沿有效
3. 設定參考點位置坐標值 P2599(如 0)
4. 閉合DI 2運行使能
5. 閉合DI 1 激活“設置參考點”命令,于是該軸當前位置 r 2521 立即被置為P2599 中設定的值。如 r2521=0
4.2主動回零(Active Homing)
主動回零方式只適用于增量編碼器,值編碼器只需在初始化階段進行一次編碼器校準,以后不必做回零
主動回零有三種方式:
僅用編碼器零標志位( Encoder Zero Mark ) 回零
僅用外部零標志( External Zero Mark ) 回零
使用接近開關 + 編碼器零標志位( Homing output cam + Zero Mark ) 回零
4.2.1值編碼器的主動回零
如果我們使用值編碼器并且作主動回零時會看到如下頁面:
4.2.2增量編碼器的主動回零
依下圖所示進行配置
相關參數(shù)設定
1. 進入 “ Homing “ (回零) 頁面
2. 定義開關量輸入點DI 1為開始尋參命令(參數(shù)P2595=722.0)
3. 回零方式選擇主動回零P2597=0
4. 定義開關量輸入點DI 2為接近開關 P2612= 722.1(粗脈沖)
5. 軸運行極限點,如果回零過程中極限點到達(P2613/P2614=0)則軸反轉。若兩點全為零則軸停止。
6. 回零方式:接近開關 + 編碼器零脈沖
7. 回零開始方向P2604 (0:正向;1:反向)