產品詳情
西門子公司的S7-1500是專為中高端設備和工廠自動化設計的新一代PLC。該控制器集成了運動控制、工業(yè)信息安全和故障安全功能。通過閱讀S7-1500的資料和觀看S7-1500和TIA博途的視頻講座，不難發(fā)現S7-1500和TIA博途與上述大討論中網友暢想的第六代PLC的趨勢基本一致，還有很多超越網友想象的亮點。
1 性能大幅提升
1.1 功能強大的CPU模塊
1.1.1 可供用戶使用的充足的資源
CPU 1516-3PN編程用的塊的總數最多為6000個，數據塊最大5 MB，FB、FC、OB最大512 KB。用于程序的工作存儲器5MB，用于數據的工作存儲器1MB。
插槽式裝載存儲器（SIMATIC 存儲卡）最大2GB，可存儲項目數據、歸檔、配方和有關的文檔。
S7定時器、計數器分別有2048個，IEC定時器、計數器的數量不受限制。位存儲器（M）16 KB。
I/O模塊最多8192個，過程映像分區(qū)最多32個，過程映像輸入、輸出分別為32KB。每個機架最多32個模塊。
運動控制功能最多支持20個速度控制軸、定位軸和外部編碼器，有高速計數和測量功能。
1.1.2 超高速的運算處理速度
位操作指令的處理時間典型值為10ns，換句話說，每一微秒可處理100條位操作指令。浮點數運算指令的處理時間典型值為64ns。
S7-1500采用當前最快的背板總線和高效的傳輸協(xié)議，保證了快速信號處理。點到點的反應時間不到500 μs。
AI、AO模塊的分辨率均為16位，8點AI模塊每個模塊的轉換時間為125μs。數字量輸入模塊具有50 μs的超短輸入延時。
用于計數、測量和定位輸入的工藝模塊TM PosInput的最高信號頻率為1 MHz，4倍速時為4MHz。可用RS-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 PROFINET IRT通信可以保證確定的反應時間和高精度的系統(tǒng)響應，最短循環(huán)時間為250 μs。
1.2 CPU集成的工藝功能
1.2.1 運動控制功能
S7-1500的運動控制功能集成在CPU模塊中，不需要附加的運動控制模塊。用TIA Portal創(chuàng)建項目和組態(tài)工藝對象，用博途提供的符合PLCopen標準的運動控制指令控制工藝對象。運動控制可以使用具有PROFINET IO IRT和PROFIdrive接口的驅動器（見圖1），或使用模擬量設定值的驅動器。
運動控制功能支持速度控制軸、定位軸和外部編碼器工藝對象。
1.jpg
圖1 運動控制組態(tài)實例
1.2.2 跟蹤功能
S7-1500所有CPU都有集成的跟蹤（TRACE）和邏輯分析器功能，跟蹤功能可循環(huán)記錄最多16個變量，便于查找偶發(fā)錯誤，對程序和動作進行實時診斷，用于調試和優(yōu)化用戶程序，尤其適用于運動控制和優(yōu)化驅動器。
記錄數據保存在設備上，在需要時可以用編程設備讀出和永久保存?？梢杂们€圖和信號表來評估測量的結果，也可以將測量結果作為一個文件導出和導入。
1.2.3 閉環(huán)控制功能
S7-1500 CPU集成的PID控制器有PID參數自整定功能。PID 3步（3-Step）控制器是脈沖寬度調制輸出的控制器，此外還有適用于帶積分功能的外部執(zhí)行器（如閥門）的PI步進控制器。
1.2.4 故障安全
使用F型控制器，可實現故障安全自動化，故障安全程序和標準程序使用同樣的工程設計和操作理念。用戶可以用安全管理編輯器定義和修改安全參數。
1.3 硬件方面的特點
1.3.1 減少了模塊種類
相比之前的產品，I/O模塊的種類有大幅減少，訂貨、布線和維護都更方便了。模塊種類由原來的60種減少到26種。
1.3.2 小型化
S7-1500的模塊高度為155mm，用U形連接器連接模塊。外形、體積縮小意味著便于安裝維護，系統(tǒng)集成時占用的柜體空間更少。
1.3.3 方便的顯示屏操作
CPU內置6.1cm對角線的顯示屏，可快速訪問各種文本信息和詳細的診斷信息，便于全面了解工廠的所有信息，從而實現全工廠透明化。支持在運行過程中對顯示屏進行熱插拔操作，可用博途設置顯示屏的操作密碼。
1.3.4 模塊的創(chuàng)新設計
標準的統(tǒng)一的40針前置連接器節(jié)省了用戶接線時間，簡化了配件存儲。
集成的短接片使得電壓分組的構成簡單靈活。
集成式導軌能夠快速便捷地安裝斷路器、繼電器之類的其它組件。
由于有兩個預先設計好的電纜定位槽，使用大直徑電纜也可以輕松關閉前蓋板。
由于預接線位置的設計（帶有定位裝置的轉向布線系統(tǒng)），可以簡單快速的進行初次布線和重新連接。
用模塊集成的屏蔽夾對模擬量信號進行適當屏蔽，確保了高質量的信號采集，可有效防止外部電磁干擾。模擬量模塊沒有量程選項卡，可以單獨設置每個通道的信號類型，也可以整體設置所有通道的信號類型。
1.3.5 兼容性與即插即用
通過集成的移植工具，S7-300/400的項目可以移植到S7-1500，實現對現有專有知識的投資保護?？梢酝ㄟ^復制功能將S7-1200的程序轉換到S7-1500。
通過將硬件數據上傳到工程組態(tài)，可實現各種硬件的快速準確識別。
可上傳包括符號和注釋的整個項目，維修操作時無需打開當前項目?？赏ㄟ^Web瀏覽器或SD卡讀卡器，快速訪問設備組態(tài)數據，與控制器進行雙向數據交換。
1.3.6 存儲卡
S7-1500的存儲卡SMC（SIMATIC Memory Card）功能強，使用方便?？梢杂闷胀ǖ腟D讀卡器讀寫SMC卡，實現對PLC程序的下載。SMC最大2GB，可以裝載除程序以外的其它文件，例如項目的備份、說明書、各種pdf或excel文件等。此外也可以用作固件升級卡和程序傳輸卡。
1.4 全面的安全保護機制
1.4.1 專有技術保護
S7-1500提供全面的安全保護機制，加密算法可以有效防范未經授權的訪問和修改，可以避免設備被仿造。
1.4.2 防拷貝保護
可通過綁定SIMATIC存儲卡或CPU的序列號，確保程序無法在其它設備中運行。這樣的程序不能拷貝，只能在指定的存儲卡或CPU上運行。
1.4.3 訪問保護
訪問保護功能提供一種全面的安全保護功能，可防止未經授權的項目計劃更改，專有的數據校驗機制可識別修改過的工程數據?？蔀楦饔脩艚M分別設置訪問密碼，確保具有不同級別的訪問權限。使用帶有安全功能的工業(yè)以太網模塊CP 1543-1，加強了集成防火墻的訪問保護。
1.4.4 操作保護
系統(tǒng)對傳輸到控制器的數據進行保護，防止通過 HMI 進行未經授權的訪問?？刂破骺梢宰R別發(fā)生變更的工程組態(tài)數據或者來自陌生設備的工程組態(tài)數據。
在這里再加上一個S7-1500的特點，它的價格在同等配置下要比S7-300的價格要有優(yōu)惠。
1 性能大幅提升
1.1 功能強大的CPU模塊
1.1.1 可供用戶使用的充足的資源
CPU 1516-3PN編程用的塊的總數最多為6000個，數據塊最大5 MB，FB、FC、OB最大512 KB。用于程序的工作存儲器5MB，用于數據的工作存儲器1MB。
插槽式裝載存儲器（SIMATIC 存儲卡）最大2GB，可存儲項目數據、歸檔、配方和有關的文檔。
S7定時器、計數器分別有2048個，IEC定時器、計數器的數量不受限制。位存儲器（M）16 KB。
I/O模塊最多8192個，過程映像分區(qū)最多32個，過程映像輸入、輸出分別為32KB。每個機架最多32個模塊。
運動控制功能最多支持20個速度控制軸、定位軸和外部編碼器，有高速計數和測量功能。
1.1.2 超高速的運算處理速度
位操作指令的處理時間典型值為10ns，換句話說，每一微秒可處理100條位操作指令。浮點數運算指令的處理時間典型值為64ns。
S7-1500采用當前最快的背板總線和高效的傳輸協(xié)議，保證了快速信號處理。點到點的反應時間不到500 μs。
AI、AO模塊的分辨率均為16位，8點AI模塊每個模塊的轉換時間為125μs。數字量輸入模塊具有50 μs的超短輸入延時。
用于計數、測量和定位輸入的工藝模塊TM PosInput的最高信號頻率為1 MHz，4倍速時為4MHz。可用RS-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 PROFINET IRT通信可以保證確定的反應時間和高精度的系統(tǒng)響應，最短循環(huán)時間為250 μs。
1.2 CPU集成的工藝功能
1.2.1 運動控制功能
S7-1500的運動控制功能集成在CPU模塊中，不需要附加的運動控制模塊。用TIA Portal創(chuàng)建項目和組態(tài)工藝對象，用博途提供的符合PLCopen標準的運動控制指令控制工藝對象。運動控制可以使用具有PROFINET IO IRT和PROFIdrive接口的驅動器（見圖1），或使用模擬量設定值的驅動器。
運動控制功能支持速度控制軸、定位軸和外部編碼器工藝對象。
1.jpg
圖1 運動控制組態(tài)實例
1.2.2 跟蹤功能
S7-1500所有CPU都有集成的跟蹤（TRACE）和邏輯分析器功能，跟蹤功能可循環(huán)記錄最多16個變量，便于查找偶發(fā)錯誤，對程序和動作進行實時診斷，用于調試和優(yōu)化用戶程序，尤其適用于運動控制和優(yōu)化驅動器。
記錄數據保存在設備上，在需要時可以用編程設備讀出和永久保存?？梢杂们€圖和信號表來評估測量的結果，也可以將測量結果作為一個文件導出和導入。
1.2.3 閉環(huán)控制功能
S7-1500 CPU集成的PID控制器有PID參數自整定功能。PID 3步（3-Step）控制器是脈沖寬度調制輸出的控制器，此外還有適用于帶積分功能的外部執(zhí)行器（如閥門）的PI步進控制器。
1.2.4 故障安全
使用F型控制器，可實現故障安全自動化，故障安全程序和標準程序使用同樣的工程設計和操作理念。用戶可以用安全管理編輯器定義和修改安全參數。
1.3 硬件方面的特點
1.3.1 減少了模塊種類
相比之前的產品，I/O模塊的種類有大幅減少，訂貨、布線和維護都更方便了。模塊種類由原來的60種減少到26種。
1.3.2 小型化
S7-1500的模塊高度為155mm，用U形連接器連接模塊。外形、體積縮小意味著便于安裝維護，系統(tǒng)集成時占用的柜體空間更少。
1.3.3 方便的顯示屏操作
CPU內置6.1cm對角線的顯示屏，可快速訪問各種文本信息和詳細的診斷信息，便于全面了解工廠的所有信息，從而實現全工廠透明化。支持在運行過程中對顯示屏進行熱插拔操作，可用博途設置顯示屏的操作密碼。
1.3.4 模塊的創(chuàng)新設計
標準的統(tǒng)一的40針前置連接器節(jié)省了用戶接線時間，簡化了配件存儲。
集成的短接片使得電壓分組的構成簡單靈活。
集成式導軌能夠快速便捷地安裝斷路器、繼電器之類的其它組件。
由于有兩個預先設計好的電纜定位槽，使用大直徑電纜也可以輕松關閉前蓋板。
由于預接線位置的設計（帶有定位裝置的轉向布線系統(tǒng)），可以簡單快速的進行初次布線和重新連接。
用模塊集成的屏蔽夾對模擬量信號進行適當屏蔽，確保了高質量的信號采集，可有效防止外部電磁干擾。模擬量模塊沒有量程選項卡，可以單獨設置每個通道的信號類型，也可以整體設置所有通道的信號類型。
1.3.5 兼容性與即插即用
通過集成的移植工具，S7-300/400的項目可以移植到S7-1500，實現對現有專有知識的投資保護?？梢酝ㄟ^復制功能將S7-1200的程序轉換到S7-1500。
通過將硬件數據上傳到工程組態(tài)，可實現各種硬件的快速準確識別。
可上傳包括符號和注釋的整個項目，維修操作時無需打開當前項目?？赏ㄟ^Web瀏覽器或SD卡讀卡器，快速訪問設備組態(tài)數據，與控制器進行雙向數據交換。
1.3.6 存儲卡
S7-1500的存儲卡SMC（SIMATIC Memory Card）功能強，使用方便?？梢杂闷胀ǖ腟D讀卡器讀寫SMC卡，實現對PLC程序的下載。SMC最大2GB，可以裝載除程序以外的其它文件，例如項目的備份、說明書、各種pdf或excel文件等。此外也可以用作固件升級卡和程序傳輸卡。
1.4 全面的安全保護機制
1.4.1 專有技術保護
S7-1500提供全面的安全保護機制，加密算法可以有效防范未經授權的訪問和修改，可以避免設備被仿造。
1.4.2 防拷貝保護
可通過綁定SIMATIC存儲卡或CPU的序列號，確保程序無法在其它設備中運行。這樣的程序不能拷貝，只能在指定的存儲卡或CPU上運行。
1.4.3 訪問保護
訪問保護功能提供一種全面的安全保護功能，可防止未經授權的項目計劃更改，專有的數據校驗機制可識別修改過的工程數據?？蔀楦饔脩艚M分別設置訪問密碼，確保具有不同級別的訪問權限。使用帶有安全功能的工業(yè)以太網模塊CP 1543-1，加強了集成防火墻的訪問保護。
1.4.4 操作保護
系統(tǒng)對傳輸到控制器的數據進行保護，防止通過 HMI 進行未經授權的訪問?？刂破骺梢宰R別發(fā)生變更的工程組態(tài)數據或者來自陌生設備的工程組態(tài)數據。
在這里再加上一個S7-1500的特點，它的價格在同等配置下要比S7-300的價格要有優(yōu)惠。
