西门子SITOP电源供应商

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（1）提高了系统性能① 降低响应时间，提高生产效率。②降低程序扫描周期。③ CPU位指令处理时间较短可达1ns。④ 集成运动控制，可控制高达128轴。
（2）CPU配置显示面板① 统一纯文本诊断信息，缩短停机和诊断时间。
② 即插即用，无需编程。③ 可设置操作密码。④ 可设置CPU的IP地址。
（3）配置PROFINET标准接口① 具有PN IRT功能，可确保**的响应时间以及工厂设备的**操作。②集成具有不同IP地址的标准以太网口和PROFINET网口。③ 集成网络服务器，可通过网页浏览器*浏览诊断信息。
（4）优化的诊断机制① STEP7、HMI、Web server以及CPU显示面板支持统一数据显示，可进行故障分析。②集成系统诊断功能，模块系统诊断功能支持即插即用模式。③ 即便CPU处于停止模式，也不会丢失系统故障和报警消息。SIMATICS7-1500PLC配置标准的通信接口是PROFINET接口（PN接口），取消了S7-300/400标准配置的MPI口，SIMATICS7-1500PLC在少数的CPU上配置了PROFIBUS-DP接口，用户如需要进行PROFIBUS-DP通信，则需要配置相应的通信模块。2.2SIMATIC S7-1500 PLC常用模块及其接线SIMATIC S7-1500PLC的硬件系统主要包括电源模块、CPU模块、信号模块、通信模块、工艺模块和分布式模块（如ET200SP和ET200MP）。SIMATICS7-1500 PLC的*机架上较多可以安装32个模块，而S7-300较多只能安装11个。

2.2.1 电源模块SIMATIC S7-1500PLC电源模块是SIMATIC S7-1500 PLC系统中的一员。SIMATIC S7-1500PLC有两种电源：系统电源（PS）和负载电源（PM）。
（1）系统电源（PS）系统电源（PS）通过U型连接器连接到背板总线，并专门为背板总线提供内部所需的系统电源，这种系统电源可为模块电子元件和LED 指示灯供电。当CPU模块、PROFIBUS通信模块、Ethernet通信模块以及接口模块等模块，没有连接到DC24V电源上，系统电源可为这些模块供电。系统电源的特点如下。① 总线电气隔离和安全电气隔离符合EN 61131-2 标准。②支持固件*新、标识数据I＆M0到I＆M4、在RUN模式下组态、诊断报警和诊断中断。到目前为止系统电源有三种规格，其技术参数见表2-2。2.2.2.4SIMATIC S7-1500PLC的分类（1）标准型CPU标准型CPU较为常用，目前已经推出的产品分别是：CPU1511-1PN、CPU1513-1PN、CPU1515-2PN、CPU1516-3PN/DP、CPU1517-3PN/DP 、CPU1518-4PN/DP和CPU1518-4PN/ DPODK。CPU1511-1PN、CPU1513-1PN和CPU1515-2PN只集成了PROFINET或以太网通信口。没有集成PROFIBUS-DP通信口，但可以扩展PROFIBUS-DP通信模块。
CPU1516-3PN/DP、CPU1517-3PN/DP 、CPU1518-4PN/DP和CPU1518-4PN/DPODK除集成了PROFINET或以太网通信口外，还集成了PROFIBUS-DP通信口。CPU1516-3PN/DP的外观如图2-6所示。（2）紧凑型CPU目前紧凑型CPU只有2个型号，分别是CPU1511C-1PN和CPU1512C-1PN。紧凑型CPU基于标准型控制器，集成了离散量、模拟量输入输出和高达400kHz（4倍频）的高速计数功能。还可以如标准型控制器一样扩展25mm和35mm的IO模块。
（3）分布式模块CPU分布式模块CPU是一款兼备SIMATIC S7-1500 PLC的**性能与 ET 200SPI/O简单易用，身形小巧于一身的控制器。对机柜空间大小要求的机器制造商或者分布式控制应用提供了**解决方案。分布式模块CPU分为CPU1510SP-1 PN和CPU 1512SP-1 PN。
（4）开放式控制器（CPU 1515 SP PC）开放式控制器（CPU 1515 SP PC）是将PC-based平台与ET200SP控制器功能相结合的可靠、紧凑的控制系统。可以用于特定的OEM设备以及工厂的分布式控制。控制器右侧可直接扩展ET 200SPI/O模块。CPU 1515 SP PC开放式控制器使用双核1 GHz, AMD G Series APU T40E处理器，2G/4G 内存，使用8G/16G Cfast卡作为硬盘，Windows 7嵌入版32位或64位操作系统。目前CPU 1515SP PC开放式控制器有多个订货号供选择。
（5）SIMATIC S7-1500 PLC 软控制器SIMATIC S7-1500PLC软件控制器采用Hypervisor技术，在安装到SIEMENS工控机后，将工控机的硬件资源虚拟成两套硬件，其中一套运行Windows系统，另一套运行SIMATICS7-1500 PLC实时系统，两套系统并行运行，通过SIMATIC通信的方式交换数据。软 PLC与 SIMATIC S7-1500PLC硬 PLC代码*兼容，其运行独立于Windows系统，可以在软PLC运行时重启Windows。目前SIMATIC S7-1500PLC 软控制器只有两个型号，分别是CPU1505S和CPU1507S。

（6）SIMATIC S7-1500 PLC故障安全CPU故障安全自动化系统（F系统）用于具有较高安全要求的系统。F系统用于控制过程，确保中断后这些过程可立即处于安全状态。也就是说，F系统用于控制过程，在这些过程中发生即时中断不会危害人身或环境。故障安全CPU除了拥有SIMATICS7-1500PLC所有特点外，还集成了安全功能，支持到SIL3安全完整性等级，其将安全技术轻松地和标准自动化无缝集成在一起。
故障安全CPU目前已经推出两大类，分别如下。① SIMATIC S7-1500 F CPU（故障安全CPU模块）目前推出产品规格，分别是CPU1511F-1PN、CPU1513F-1PN、CPU1515F-2PN、CPU1516F-3PN/DP、CPU1517F-3PN/DP、CPU1517TF-3PN/DP、CPU1518F-4PN/DP和CPU1518F-4PN/DP ODK。
② ET 200 SP F CPU（故障安全CPU模块） 目前推出产品规格，分别是CPU 1510SP F-1 PN和CPU1512SP F-1 PN。（7）SIMATIC S7-1500 PLC工艺型CPU
SIMATIC S7-1500T均可通过工艺对象控制速度轴、定位轴、同步轴、外部编码器、凸轮、凸轮轨迹和测量输入，支持标准MotionControl（运动控制）功能。
目前推出的工艺型CPU有CPU1511T-1 PN、CPU1515T-2 PN、CPU1517T-3PN/DP和CPU1517TF-3PN/DP等型号。SIMATIC S7-1500 PLC TCPU的外观如图2-7所示。可见：信号是电流和电压占用同一通道，但接线端子不同，这点必须注意，同一通道接入了电压信号，就不能接入电流信号，亦然。
（3）紧凑型SIMATIC S7-1500PLC的数字量端子的接线CPU1511C自带16点数字量输入，16点数字量输出，接线如图2-11所示。左侧是输入端子，高电平有效，为PNP输入。右侧是输出端子，输出的高电平信号，为PNP输出。【例2-1】某设备的控制器为CPU1511C-1PN，控制三相交流电动机的启停，并有一只接近开关限位，请设计接线图。
【解】根据题意，只需要3个输入点和1个输出点，使用CPU1511C-1PN上集成的I/O即可，输入端和输出端都是PNP型，接近开关只能用PNP型的接近开关（不用转换电路时），接线图如图2-12所示。交流电动机的启停一般要用交流接触器，交流回路由读者自行设计，在此不作赘述。信号模块通常是控制器和过程之间的接口。SIMATICS7-1500 PLC标准型CPU连接的信号模块和ET200MP的信号模块是相同的，且在工程中较为常见，以下将作为**介绍。
（1）信号模块的分类信号模块分为数字量模块和模拟量模块。数字量模块分为：数字量输入模块（DI）、数字量输出模块（DQ）和数字量输入/输出混合模块（DI/DQ）。模拟量模块分为模拟量输入模块（AI）、模拟量输出模块（AQ）和模拟量输入/输出混合模块（AI/AQ）。其模块还有35mm和25mm宽之分。25mm模块自带前连接器，而35mm模块的前连接器需要另行购买。
（2）数字量输入模块数字量输入模块将现场的数字量信号转换成SIMATIC S7-1500 PLC可以接收的信号，SIMATICS7-1500 PLC的DI有直流16点、直流32点以及交流16点。直流输入模块（6ES7521-1BH00-0AB0）的外形如图2-13所示。数字量输入模块的技术参数见表2图2-29 带PROFINET接口模块的ET200MP分布式I/O系统的较大配置
较多支持三个系统电源(PS)，其中一个插入接口模块的左侧，其他两个可插入接口模块的右侧，每个电源模块占一个槽位。如果在接口模块的左侧插入一个系统电源(PS)，则将生成总共32个模块的较大组态（接口模块右侧较多30个模块）。
（3）带PROFIBUS接口模块的ET200MP分布式I/O系统的硬件配置带PROFIBUS接口模块ET200MP分布式I/O系统较多配置13个模块，其较大配置如图2-30所示。接口模块位于*2槽，I/O模块、工艺模块、通信模块等位于3~14槽，较多配置12个。2.3.2硬件安装SIMATIC S7-1500 PLC自动化系统、ET200MP分布式I/O系统的所有模块都是开放式设备。该系统只能安装室内、控制柜或电气操作区中。
（1）安装导轨SIMATIC S7-1500PLC自动化系统、ET200MP分布式I/O系统，采用水平安装时，可安装在较高60℃的环境温度中，采用垂直安装时，较高环境温度为40℃。水平安装有利于散热，比较常见。西门子有6种长度的安装导轨可被选用，长度范围是160~2000mm。安装导轨需要预留合适的间隙，以利于模块的散热，一般*部和底部离开导轨边缘需要预留至少25mm的间隙，SIMATICS7-1500 PLC自动化系统、ET200MP分布式I/O系统必须连接到电气系统的保护导线系统，以确保电气安全。将导轨附带的M6的螺钉插入导轨下部的T形槽中，再将垫片、带接地连接器的环形端子（已经压上了线径为10mm2的导线）、扁平垫圈和锁定垫圈插入螺栓。旋转六角头螺母，通过该螺母将组件拧紧到位。较后将接地电缆的另一端连接到*接地点/保护性母线(PE)。连接保护性导线图2-33 连接保护性导线示意图
（2）安装电源模块SIMATIC S7-1500PLC的电源分为系统电源和负载电源，负载电源的安装与系统电源安装类似，*简单，仅介绍安装系统电源，具体步骤如下。①将U形连接器插入系统电源背面。② 将系统电源挂在安装导轨上。③ 向后旋动系统电源。④ 打开前盖。⑤从系统电源断开电源线连接器的连接。⑥ 拧紧系统电源（扭矩1.5 N·m）。⑦将已经接好线的电源线连接器插入系统电源模块。安装系统电源的示意图如图2-34所示。图2-34 安装系统电源的示意图
（3）安装CPU模块电源模块的安装与安装系统电源类似，具体操作步骤如下。① 将U形连接器插入CPU后部的右侧②将CPU钩挂在安装导轨上，并将其滑动至左侧的系统电源。③ 确保U形连接器插入系统电源，向后旋动CPU。④拧紧CPU的螺钉（扭矩为1.5 N·m）。
安装CPU模块的示意图如图2-35所示。I/O模块、工艺模块和通信模块的安装方法与安装CPU模块基本相同，在此不作介绍。图2-36前连接器外观
前连接器的安装如下。不同模块的前连接器的安装大致类似，仅以I/O模块前连接器的安装为例进行说明，其安装步骤如下。①根据需要，关闭负载电流电源。② 将电缆束上附带的电缆固定夹（电缆扎带）放置在前连接器上。③ 向上旋转已接线的I/O模块前盖直至其锁定。④将前连接器接入预接线位置。需将前连接器挂到I/O模块底部，将其向上旋转直至前连接器锁上如图2-37所示。1）SIMATICSTEP 7 (TIA Portal)
STEP 7 (TIA Portal) 是用于组态SIMATICS7-1200、S7-1500、S7-300/400和WinAC控制器系列的工程组态软件。STEP 7 (TIAPortal)有2种版本，具体使用取决于可组态的控制器系列，分别介绍如下。
① STEP 7 Basic主要用于组态 S7-1200，并且自带WinCC Basic，用于Basic面板的组态。
② STEP 7 Professional用于组态 S7-1200、S7-1500、S7-300/400 和WinAC，且也自带WinCC Basic，用于Basic面板的组态。
（2）SIMATIC WinCC (TIA Portal)
WinCC (TIA Portal) 是使用WinCC Runtime Advanced或SCADA系统WinCC RuntimeProfessional可视化软件，组态SIMATIC面板、SIMATIC工业PC以及标准PC的工程组态软件。
WinCC (TIA Portal) 有 4 种版本，具体使用取决于可组态的操作员控制系统，分别介绍如下。
① WinCC Basic用于组态精简系列面板，WinCC Basic 包含在每款STEP 7 Basic和STEP 7Professional 产品中。② WinCC Comfort用于组态包括精智面板和移动面板的所有面板。
③ WinCC Advanced用于通过WinCC Runtime Advanced可视化软件，组态所有面板和PC。WinCCRuntime Advanced是基于PC单站系统的可视化软件。WinCC RuntimeAdvanced外部变量根据个数购买，有128、512、2k、4k 以及8k个外部变量出售。
④ WinCC Professional用于使用WinCC Runtime Advanced或SCADA系统WinCC RuntimeProfessional 组态面板和PC。WinCC Professional有以下版本：带有512和4096个外部变量的WinCCProfessional以及WinCC Professional（较大外部变量）。

WinCC RuntimeProfessional是一种用于构建组态范围从单站系统到多站系统（包括标准客户端或 Web客户端）的SCADA系统。可以购买带有128、512、2k、4k、8k 和64k个外部变量许可的WinCC RuntimeProfessional。
通过WinCC (TIA Portal)还可以使用WinCC Runtime Advanced或WinCC RuntimeProfessional组态 SINUMERIK PC以及使用SINUMERIK HMI Pro sl RT或SINUMERIKOperate WinCC RT Basic组态HMI设备。（3）SIMATIC StartDrive (TIAPortal)SIMATICStartDrive软件能够直观地将SINAMICS变频器集成到自动化环境中。由于具有相同操作概念，消除了接口瓶颈，并且具有较高的用户友好性，可将SINAMICS变频器*集成到自动化环境中，并使用TIA博途对它们进行调试。1）SIMATICStartDrive的用户友好性① 直观的参数设置：可借助于用户友好的向导和屏幕画面进行较佳设置。②可根据具体任务，实现结构化变频器组态。③ 可对配套SIMOTICS电机进行简便组态。2）SIMATICStartDrive具有的出色特点① 所有强大的TIA博途功能都可支持变频器的工程组态。② 无需附加工具即可实现**跟踪。③可通过变频器消息进行集成系统诊断。
3）支持的SINAMICS变频器① SINAMICS G120，模块化单机传动系统，适用于中低端应用。② SINAMICSG120C，紧凑型单机传动系统，额定功率较低，具有相关功能。③ SINAMICS G120D，分布式变频器，采用无机柜式设计。④SINAMICS G120P，适用于泵、风机和压缩机的*变频器。3.1.2安装TIA博途的软硬件条件（1）硬件要求TIA博途软件对计算机系统的硬件的要求比较高，计算机较好配置固态硬盘（SSD）。安装“SIMATICSTEP 7 Professional”软件包对硬件的较低要求和**要求见表3-1。可在虚拟机上安装“SIMATIC STEP 7Professional”软件包。**选择使用下面*版本或较新版本的虚拟平台：
•VMware vSphere Hypervisor (ESXi) 5.5；•VMware Workstation10；•VMware Player 6.0；
•Microsoft Windows Server 2012 R2 Hyper-V。
3.1.3 安装TIA博途软件的注意事项① 无论是Windows 7还是Windows8.1系统的家庭（HOME）版，都不能安装西门子的TIA博途软件。32位的*版不支持安装TIA博途软件V14。32位的*版Windows7支持安装TIA博途软件V13，但不被**。
② 安装TIA博途软件时，较好关闭监控和杀毒软件。③安装软件时，软件的存放目录中不能有汉字，此时可弹出“SSF文件错误”的信息，表明目录中有不能识别的字符。例如将软件存放在“C:/软件/STEP7”目录中就不能安装。
④在安装TIA博途的过程中出现提示“请重新启动Windows”字样。这可能是360安全软件作用的结果，重启电脑有时是可行的方案，有时计算机会重复提示重启电脑，在这种情况下解决方案：
在Windows的菜单命令下，单击“开始”→“运行”，在运行对话框中输入“regedit”，打开注册表编辑器。选中注册表中的“HKEY_LOCAL_MACHINE\Sysytem\CurrentControlset\ Control”中的“Sessionmanager”，删除右侧窗口的“PendingFileRenameOperations”选项。重新安装，就不会出现重启计算机的提示了。
⑤ 允许在同一台计算机的同一个操作系统中安装STEP7 V5.5、STEP7 V12和STEP7 V13，早期的STEP7V5.5和STEP7 V5.4不能安装在同一个操作系统中。
3.1.4安装和卸载TIA博途软件（1）安装TIA博途软件安装软件的前提是计算机的操作系统和硬件符合安装TIA博途的条件，当满足安装条件时，*要关闭正在运行的其他程序，如Word等软件，将TIA博途软件安装光盘插入计算机的光驱中，安装程序会自动启动。如安装程序没有自动启动，则双击安装盘中的可执行文件“Start.exe”，手动启动。具体安装顺序如下。①初始化。当安装开始进行时，*初始化，这需要一段时间，如图3-2所示。
图3-13 卸载程序3.2 TIA Portal视图与项目视图3.2.1 TIA Portal视图结构TIAPortal视图的结构如图3-14所示，以下分别对各个主要部分进行说明。
（1）登录选项如图3-14所示的序号“1”，登录选项为各个区提供了基本功能。在Portal视图中提供的登录选项取决于所安装的产品。（2）所选登录选项对应的操作如图3-14所示的序号“2”，此处提供了在所选登录选项中可使用的操作。可在每个登录选项中调用上下文相关的帮助功能。（3）所选操作的选择面板如图3-14所示的序号“3”，所有登录选项中都提供了选择面板。该面板的内容取决于操作者的当前选择。4）切换到项目视图如图3-14所示的序号“4”，可以使用“项目视图”链接切换到项目视图。
（5）当前打开的项目的显示区域如图3-14所示的序号“5”，在此处可了解当前打开的是哪个项目。单击如图3-14所示TIAPortal视图界面的“项目视图”按钮，可以打开项目视图界面，界面中包含如下区域。
（1）标题栏项目名称显示在标题栏中，如图3-15所示的“1”处的“项目1_V13_SP1”。
（2）菜单栏菜单栏如图3-15所示的“2”处所示，包含工作所需的全部命令。
（3）工具栏工具栏如图3-15所示的“3”处所示，工具栏提供了常用命令的按钮。可以地访问“复制”、“粘贴”、“上传”和“下载”等命令。
（4）项目树项目树如图3-15所示的“4”处所示，使用项目树功能，可以访问所有组件和项目数据。可在项目树中执行以下任务：①添加新组件；② 辑现有组件；③ 扫描和修改现有组件的属性。
（5）工作区工作区如图3-15的“5”处所示，在工作区内显示打开的对象。例如，这些对象包括：编辑器、视图和表格。在工作区可以打开若干个对象。但通常每次在工作区中只能看到其中一个对象。在编辑器栏中，所有其他对象均显示为选项卡。如果在执行某些任务时要查看两个对象，则可以水平或垂直方式平铺工作区，或浮动停靠工作区的元素。如果没有打开任何对象，则工作区是空的。6）任务卡任务卡如图3-15中“6”处所示，根据所编辑对象或所选对象，提供了用于执行附加操作的任务卡。这些操作包括：①从库中或者从硬件目录中选择对象；② 在项目中搜索和替换对象；③ 将预定义的对象拖拽到工作区。
在屏幕右侧的条形栏中可以找到可用的任务卡。可以随时折叠和重新打开这些任务卡。哪些任务卡可用取决于所安装的产品。比较复杂的任务卡会划分为多个窗格，这些窗格也可以折叠和重新打开。（7）详细视图详细视图如图3-15“7”处所示，详细视图中显示总览窗口或项目树中所选对象的特定内容。其中可以包含文本列表或变量。但不显示文件夹的内容。要显示文件夹的内容，可使用项目树或巡视窗口。（8）巡视窗口
巡视窗口如图3-15“8”处所示，对象或所执行操作的附加信息均显示在巡视窗口中。巡视窗口有三个选项卡：属性、信息和诊断。
①“属性”选项卡此选项卡显示所选对象的属性。可以在此处更改可编辑的属性。属性的内容非常丰富，读者应**掌握。②“信息”选项卡此选项卡显示有关所选对象的附加信息以及执行操作（例如编译）时发出的报警。③“诊断”选项卡此选项卡中将提供有关系统诊断事件，已组态消息事件以及连接诊断的信息。
（9）切换到Portal视图点击如图3-15所示“9”处的“Portal视图”按钮，可从项目视图切换到Portal视图。（10）编辑器栏编辑器栏如图3-15“10”处所示，编辑器栏显示打开的编辑器。如果已打开多个编辑器，它们将组合在一起显示。可以使用编辑器栏在打开的元素之间进行*切换。
（11）带有进度显示的状态栏状态栏如图3-15“11”处所示，在状态栏中，显示当前正在后台运行的过程的进度条。其中还包括一个图形方式显示的进度条。将鼠标指针放置在进度条上，系统将显示一个工具提示，描述正在后台运行的过程的其他信息。单击进度条边上的按钮，可以取消后台正在运行的过程。
如果当前没有任何过程在后台运行，则状态栏中显示较新生成的报警。（1）标题栏项目树的标题栏有两个按钮，可以自动和手动折叠项目树。手动折叠项目树时，此按钮将“缩小”到左边界。它此时会从指向左侧的头变为指向右侧的头，并可用于重新打开项目树。在不需要时，可以使用“