上海原装西门子PLC1500CPU模块

西门子SIMATIC S7-200 采用一致的模块化设计。除了扩展和通讯模块，模块化的系统提供了用于定位、称重技术和温度测量的一系列具体扩展。
定位模块EM 253
EM 253是一个用于简单定位任务的功能模块（1轴）。可以将它连接到步进电机和伺服电机，通过高频脉冲输入从Micro Stepper连接到高性能伺服驱动器。
EM 253定位模块以与扩展模块相同的方式进行安装，通过一体化连接电缆连接到S7 - 200扩展总线。
连接之后，从CPU自动读出配置数据
该模块具有以下特点：
用于来自过程信号的5位输入
驱动器直接激活用24脉冲输出（向前/向后或者速度/方向）
2控制输出（DIS；CLR）。
12个状态LED
称重模块SIWAREX MS
SIWAREX MS是一种多用途称重模块，用于各种简单称重和力测量任务。在SIMATIC S7-200自动化系统中可以很容易安装地紧凑型模块。可以在SIMATIC CPU中直接访问实际重量的数据，*任何额外接口。
使用65000件高分辨率和0.05％的准确度测量重量或者力
通过RS232接口，使用SIWATOOL MS PC程序简便地调整规模
支持更换模块，*更新规模调整
针对在Ex 2区使用，通过Ex接口为1区供电的本质安全测压元件
热电偶模块EM231是一个采用标准热电偶和高精度温度传感器。在±80 mV范围内也可能检测到低电平模拟信号。热电偶模块EM231可以与CPU 222，224和226配套使用。
4个或者8个模拟输入
不同的测量范围：J，K，T，E，R，S和N型热电偶；±80 mV的模拟信号采集
检查开放线路
冷连接点的补偿
温度刻度：可以将测得的温度规定为°C或者°F。
热电阻模块EM231是一个采用标准电阻温度检测器的高精度温度传感器。它们可以与CPU222，224和226配套使用。
热电阻模块应安装在低温度波动的位置处，从而确保较高的准确度和可重复性。
两个或四个温度检测器用模拟输入
全部电阻温度检测器必须为相同类型
在墙或者DIN导轨上直接安装
西门子S7-200 SMART应用遍及各行各业涵盖各种机器设备应用，无缝贴合机器设备制造商的各种需求
西门子S7-200 SMART 在啤酒灌装机上的应用
我国啤酒行业经过 30 多年的持续增长，到 2011 年，全国啤酒产量达490 亿升，居世界**位，占世界总产量的 1/4。但与发达国家相比，我国
的人均消费水平还很低，仍有很大的上升空间。尤其是我国居民收入水平的提高将会给啤酒的需求带来新的增长。而啤酒灌装设备在啤酒行业的稳
步发展中扮演了非常重要的角色。目前，啤酒灌装设备都已经实现了自动化控制，但自动化程度参差不齐。有些定容灌装设备采用简单的逻辑控制器，给用户操作带来了很多不便之处，例如：参数不易修改控制、各种设备故障信息无法获取、灌装精度比较差 ( 由于是定容灌装，容积取决于啤酒桶的大小，而市面上的啤酒桶质量参差不齐，容积大小没有统一标准，无法实现精确灌装 )、无法统计灌装啤酒的总量。对于双桶灌装设备，一般采用两个逻辑控制器，由于该类控制器本体点数较少，采用了两个独立的控制器进行操作和接线都很不方便。
2　技术路线
鉴于客户提出的新工艺需求，如使用流量计实现计量灌装、能方便设定各种参数、能显示灌装的数量和总的灌装量，本系统采用 PLC 取代简易的逻辑控制器。由于客户装备的流量计是脉冲输出，需要 PLC 具备高速计数功能，同时PLC需要具备较高的处理速度。根据客户的新需求，本系统采用西门子 S7-200 SMART PLC 及 SMARTLINE 触摸屏，将原始系统的两个独立工序流程由一个控制器统一处理，既满足了客户的工艺要求，也节约了设备成本。
工艺流程
啤酒自动计量灌装机工艺流程简单概括为 3 个步骤：定位→备压→注酒。其 中， 定 位：将注酒阀准确对准啤酒桶口；备压：向酒桶内充气打压，同时可将浮球开关击落；注酒：关闭备压后开始注酒，根据容积或流量测量，灌酒结束整个流程结束。
硬件架构设计
本系统使用的 I/O 点数较少，共 10DI/8DO，并且需要两路单向高速计数器。由于设备电控柜空间狭小，对 PLC的体积要求非常严格。客户对成本控制要求较高，不能接受**编程电缆带来的额外成本。针对以上要求，较终选用 S7-200 SMART 的 CPU SR20 模块做为 PLC 配置。原始的灌装设备没有配备触摸屏，人机交互很不方便，无法方便的设定参数、获取设备的故障信息。该自动计量灌装机增加了 HMI 设备，选用了 SMART LINE 触摸屏，64K 色真彩显示。SMART LINE 还集成了以太网接口，可与 S7-200 SMART 通过普通网线直接连接，比串口通讯速度有大幅提升。
PLC 编程设计
自动计量灌装机分清洗和灌装两种工作模式。清洗模式下，点启动按钮后系统经过定位、备压然后注酒，只是此时系统不会测量灌装的酒量，直到人为点击停止按钮。灌装模式下有两种模式可选：定容模式和计量模式。前者根据啤酒桶的容积进行灌装，当满桶时通过导流阀将浮球**起灌装结束；后者通过流量计给定的脉冲进行计量计算，当数值达到设定容积以后灌装结束。实现方式如下：(1) 流量计。本系统是双桶灌装系统，采用了两个流量
计，流量计给 PLC 的是单相脉冲信号，106 个脉冲为 1L，据此将系统中设定的灌装容量转换成容量脉冲数 ( 容量脉冲数 =106× 灌装容量 )，然后将实际的灌装量与设定的灌装容量进行比较控制注酒阀的开闭；
(2) 高速计数器。S7-200 SMART 集成了 4 路高速计数器，在本系统中只使用了 HSC0 与 HSC1 两个高速计数器，占用 I0.0 和 I0.1 两个输入点。由于是单相计数，选择工作模式 0 即可。Micro/WIN SMART 集成了 HSC 向导，在向导中直接选择 HSC0、HSC1。由于系统默认模式 0，直接点击生成按钮，便生成两个高速计数程序 (HSC0_INT 与HSC1_INT)；
(3) 高速计数编程。主程序中仅需用 SM0.1 或沿触发调用生成的子程序一次即可，然后可以在 HC0 和 HC1 读出当前的脉冲数，然后在程序中比较计算。至于内部复位高速计数器，只需用沿触发调用生成的子程序一次。
西门子1200PLC信号模块可以连接到CPU的右侧，进一步扩展数字或模拟输入/输出能力。CPU 1212C接受两个，CPU1214C接受八个信号模块。
大量不同的数字量和模拟量模块可精确提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
数字量输入/输出作为 SIMATIC S7-1200 CPU 的集成 I/O 的补充
信号模块作为独立的模块；可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）
信号板将作为模块插到 CPU 上，在空间有限的情况下使用； 可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用
用于使控制器灵活地适应相关任务的要求
用于使用附加输入端和输出端对系统进行后续扩展
应用
除了现有的集成数字量输入/输出之外，数字扩展模块还可以提供更多的数字量输入/输出使用选项。这为用户提供了下列优势：
较佳适应性：
使用可以根据需要混合的信号模块，用户可以使其控制器准确地满足相关任务的要求。这可以避免产生不必要的投资。可以使用带有 8 个、16 个和 32 个输入/输出通道的模块
在空间有限的情况下，或只需要少数附加输入/输出的情况下，可以使用信号板。通过信号板可以对 S7-1200 CPU 进行模块化扩展。这不会增加控制器所需的安装空间
灵活性：
如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。
描述
用于 SIMATIC S7-1200 的模拟量输入和输出
信号模块作为独立的模块
可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）
信号板将作为模块插到 CPU 上，在空间有限的情况下使用； 可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用
较短的转换时间
用于连接模拟传感器和执行机构，而*增加放大器
用于应对更为复杂的自动化任务
应用
除了现有的集成模拟量输入/输出之外，模拟扩展模块还可以提供更多的模拟量输入/输出使用选择。这为用户提供了下列优势：
较佳适配
使用模拟信号模块，用户可以使其控制器较佳地满足更加复杂的任务要求。
在空间有限的情况下，或只需要少数附加输入/输出的情况下，可以使用信号板。通过信号板可以对 S7-1200 CPU 进行模块化扩展。这不会增加控制器所需的安装空间。
传感器和执行器的直接连接：高达14 位的分辨率和不同的输入/输出范围允许在没有附加放大器的情况下连接传感器和执行器
灵活性： 如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。
西门子SIMATIC S7-1500 中可将运动控制功能直接集成到 PLC 中，而*使用其它模块。通过 PLCopen 技术，控制器可使用标准组件连接支持 PROFIdrive 的各种驱动装置。
此外，SIMATIC S7-1500 还支持所有 CPU 变量的 TRACE 功能，提高了调试效率的同时优化了驱动和控制器的性能。
TRACE 功能适用于所有 CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还较大优化了驱动装置的性能。
运动控制功能通过运动控制功能可连接各种模拟量驱动装置以及支持 PROFIdrive 的驱动装置。同时该功能还支持转速轴和定位轴。
PID 控制控制参数可自动优化，实现了各种组件的快速轻松组态，从而提高了控制质量。
SIMATIC S7-1500 中提供一种更为全面的安全保护机制，包括授权级别、模块保护以及通信的完整性等各个方面。“信息安全集成”机制除了可以确保投资安全，而且还可持续提高系统的可用性。
专有技术保护加密算法可以有效防范未经授权的访问和修改。这样可以避免机械设备被仿造，从而确保了投资安全。
防拷贝保护可通过绑定 SIMATIC 存储卡或 CPU 的序列号，确保程序无法在其它设备中运行。这样程序就无法拷贝，而且只能在*的存储卡或 CPU 上运行。
访问保护访问保护功能提供一种全面的安全保护功能，可防止未经授权的项目计划更改。采用为各用户组分别设置访问密码，确保具有不同级别的访问权限。此外，安全 的CP 1543-1 模块的使用，更是加强了集成防火墙的访问保护。
操作保护系统对传输到控制器的数据进行保护，防止对其进行未经授权的访问。控制器可以识别发生变更的工程组态数据或者来自陌生设备的工程组态数据。
SIMATIC S7-1500 中包含有诸多新特性，较大程度地确保了工程组态的高效性和可用性。中集成有诊断功能，*再进行额外编程。统一的显示机制可将故障信息以文本方式显示在 TIA 博途、HMI、Web server和 CPU 的显示屏上。无缝集成到 TIA 博途平台中，该平台是一个适用于所有自动化任务的创新型工程组态软件平台。因此，在使用 SIMATIC S7-1500 进行工程组态时就可以应用 TIA 博途中的所有先进功能。
西门子300CPU通讯处理器用于把 S7-300 连接到不同的总线系统/通讯网络上，以及进行点到点连接。根据应用情况和模块的不同协议，可以提供不同的总线系统，如 PROFIBUS DP 或工业以太网。
点到点连接
通过处理器（CP）进行点到点连接是一种强大而低成本的中线系统替代方案。相对于总线系统，点到点链接的优点在只有较少 (RS485) 设备需要连接到 SIMATIC S7 上时非常明显。
CP 可以方便的把第三方系统连接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有较高的灵活性，可以实现多种不同的物理传输介质、传输速率，甚至可以自定义传输协议。
对于每个 CP，我们用 CD 光盘提供了组态软件包和电子手册，以及用于实现 CPU 和 CP 之间通讯的参数化屏幕形式和标准的功能块。
组态的数据会存储到 CPU 的系统块中，并备份。因此更换模块时新模块可以立即投入使用。
S7-300 的接口模块现有三种版本，每个都带有用于不同物理传输介质的接口。
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应用
通讯模块使 SIMATIC S7-300 可以连接到如：
SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 可编程控制器，以及许多其它制造商提供的系统
PC、可编程装置、HMI 装置
现场设备
打印机
机器人控制
调制解调器
扫描仪、条码读取器等
效益
•由于可以使用 STEP 7 方便的进行组态，因此缩短了启动时间
•通过 LED 指示缩短了发生故障时的停机和维修时间
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设计和功能
CP 具有加固的塑料外壳，带有 LED 指示灯用于显示工作和故障状态。
它们显示出了 SIMATIC S7-300 设计的全**势，如 .
•设计紧凑
•便于安装
•用户友好型接线等。
西门子S7-200CPU设计和功能
可选模块
在性能范围中较佳模块化5个不同的CPU，具有全面的基本功能和集成的Freeport通讯接口
用于各种功能的一系列扩展模块：
－数字/模拟扩展，可升级至具体要求，作为从站的PROFIBUS通讯
－作为主站的AS-Interface通讯
－确切的温度测量
－定位
－远程诊断
－以太网/互联网通讯
－SIWAREX MS
称重模块
HMI功能
带有Micro/WIN附加指令库的STEP 7-Micro/WIN软件
引人注目的系统工程－目前的特点是用于完整自动化任务的各种不同要求的精确尺寸和较佳的解决方案
主要特点
**数据记录用记忆卡，配方管理，STEP 7-Micro/WIN的项目节约，以及各种格式的文件存储
PID自动调谐功能
用于扩展通讯选项的2个内置串口，例如：与其它制造商的设备配套使用（CPU 224 XP, CPU 226）
具有内置模拟输入/输出的CPU 224 XP
实时响应
先进的技术直至最后的细节确保我们的CPU发挥**的实时响应率：
4个或6个独立的硬件计数器，每个30 kHz，带有CPU 224 XP的2 x 200 kHz，例如：通过增量编码器或者高速记录过程事件的精确路径监测
4个独立的报警输入，输入滤波时间0.2毫秒至程序起动－较大过程安全
对应用程序快速事件大于0.2 ms信号的脉冲捕捉功能
2个脉冲输出，每个 20 kHz，或者具有脉冲宽度调制和脉冲无脉冲设**的CPU 224 XP 的2 x 100 kHz－例如：用于控制步进电机
2个定时中断，在1ms处开始，以1ms的增量进行调节－用于迅速变化过程的无扰控制
快速模拟输入－具有25 μs的信号转换，12位分辨率
实时时钟
定时中断
1至255ms，具有1 ms的分辨率
例如：在转四分之一圈后，以3000 RPM的转速可以在螺钉插入机上记录和处理信号。可以实现非常精确的记录，例如：拧紧扭矩，以确保螺钉的较佳紧固。
快速计数器
彼此、其他操作和程序周期均独立运行
当达到用户可选择的计算值时，中断触发－从检测到输入信号到切换输出的反应时间为300 μs
当增量位置编码器用于确切定位时的4边缘评估
模块化可扩展性
报警输入
4个独立的输入
用于快速连续登记信号
用于信号检测的200 μs–500 μs 响应时间/用于信号输出的300 μs
对正向和/或负向信号边沿的响应
在一个队列中较多16次中断，取决于**顺序
西门子1500PLC较强性能 - 较高易用性：SIMATIC S7-1500 是 TIA 博途 中的新一代控制器，是自动化领域的里程碑
强大：
**的系统性能，可实现较短响应时间和较高控制质量技术集成可确保通过运动控制功能和 PROFIdrive 实现**的驱动集成 信息安全集成的全面整合较大程度地**您的投资
高效：
创新设计和简单操作可实现较其简单的操作、调试以及安全的运行集成式系统诊断使设备状态完全透明，且能够自动生成并统一显示设备状态TIA 博途 较大限度地提高工程组态效率，降低项目成本新型的 SIMATIC S7-1500 控制器
系统概述
新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，较大程度提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-1500 无缝集成到 TIA 博途中，较大提高了工程组态的效率。
SIMATIC S7-1500 采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。
每个控制器中都包含有以下组件：
一个*处理器 (CPU)，用于执行用户程序
一个或多个电源
信号模块，用作输入/输出
以及相应的工艺模块和通信模块。
性能
没有较快，只有更快！SIMATIC S7-1500 **的系统性能较大缩短了系统响应时间，进而优化了控制质量并提高了系统性能。
处理速度
SIMATIC S7-1500 的信号处理速度更为快速，较大缩短系统响应时间，进而提高了生产效率。
高速背板总线
新型的背板总线技术采用高波特率和高效传输协议，以实现信号的快速处理。
通信
SIMATIC S7-1500 带有多达 3 个 PROFINET 接口。其中，两个端口具有相同的 IP 地址，适用于现场级通信；*三个端口具有独立的 IP 地址，可集成到公司网络中。通过 PROFINET IRT，可定义响应时间并确保高度精准的设备性能。
集成 Web Server*亲临现场，即可通过 Internet 浏览器随时查看 CPU 状态。过程变量以图形化方式进行显示，同时用户还可以自定义网页，这些都较大地简化了信息的采集操作。
多面板模块系列 西门子S7-300 可以进行模块定制来满足较多变的任务。
功能模块是智能性的，可以独立执行技术任务，如计数、测量、凸轮控制、PID 控制和传动控制。 因此它们可以减轻 CPU 的负荷。它们可以使用在需要高等级的精度和动态响应的应用中。
范围
木材、玻璃、石料和金属加工
包装机械
印刷
一般机器制造
机床
纺织机
橡胶和塑料行业
工厂
效益
高等级的精度和动态响应
带有丰富功能的**和通用模块
不涉及 CPU，因为功能保存在每个模块的固件里
快速的响应时间（确定性的动态响应）
使用组态工具进行工程组态，集成到 STEP 7 中
设计和功能
功能模块是能够执行技术任务并因此降低 CPU 负荷的智能模块。
可以提供基于 STEP 7 和 STEP 7-Micro/WIN 的组态工具，用于设置参数。通过具有用户友好性的屏幕进行参数化和试运行。
S7-300 功能模块还可以用在
ET 200M I/O 系统的分布式组态中——以及基于 PC、带有 WinAC 的自动化中。
信号模块是 SIMATIC S7-300 进行过程操作的接口。S7-300 模块范围的多面性允许模块化自定义，以满足较多变的任务。
S7-300 支持多面性技术任务，并提供详尽的通讯选项。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 设计中还有各种针对技术和通讯的特殊模块。
安装简便
通过前端连接器连接传感器/执行器。可使用以下连接方式进行连接：
螺钉型接线端子
弹簧型接线端子
快速连接（绝缘穿刺）
更换模块后，只需将连接器插入相同类型的新模块中，并保留原来的布线。前端连接器的编码可避免发生错误。
快速连接
连接 SIMATIC TOP 更加简单、快速（不是紧凑 CPU 的板载 I/O）。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前端连接器，和带有前端连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。
高组装密度
模块中为数众多的通道使 S7-300 实现了节省空间的设计。可使用每个模块中有 8 至 64 个通道（数字量）或 2 至 8 个通道（模拟量）的模块。
简单参数化
使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数化，并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储，如果更换了模块，数据会自动传输到新的模块，避免发生任何设置错误。使用新模块时，*进行软件升级。可根据需要复制组态信息，例如用于标准机器。返回页首
设计和功能
许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求，准确提供输入/输出。
数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电气隔离、诊断和警报功能等方面都存在着差别。在这里提到的所有模块范围中，SIPLUS 组件可用于扩展的温度范围 -25… 60°C 和有害的空气/冷凝。
诊断、中断
许多模块还会监控信号采集（诊断）和从过程（过程中断）中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误（例如断线或短路）以及任何过程事件（例如数字输入时的上升边或下降边）立刻做出反应。使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。
**模块
用于测试和仿真时，模拟量模块可插入到 S7-300。该模块通过 LED 转换和指示输出信号，实现对编码器信号的模拟。
该模块可插入到任何地方（不必遵守插槽规则）。该虚拟模块为未组态的信号模块预留了一个插槽。稍后安装该模块时，整个组态的机械配置和地址分配均不会更改。