S71500西門子PLC培訓(內(nèi)部培訓)課件

1、S7-1500西門子PLC培訓(內(nèi)部培訓資料)2022/9/27S7-1500西門子PLC培訓(內(nèi)部培訓資料)2022/9/章節(jié)介紹1.S7-1500的種類2.輸入輸出模塊使用3.串口通訊4. Profibus_DP通訊5. I-Device通訊6. Open-IE7.時鐘同步8.PID應用9.授權保護2022/9/27章節(jié)介紹1.S7-1500的種類2022/9/26S7-1500_CPU 標準型安全型緊湊型分布型2022/9/27S7-1500_CPU 標準型安全型緊湊型分布型2022/9CPU1512CCPU1511C集成運動軸模塊寬度位運算時間工作存儲器 數(shù)據(jù)存儲器網(wǎng)絡接口CPU種類u

2、p to 128up to 96up to 30up to 30up to 6up to 6up to 6up to 6175 mm175 mm70 mm70 mm35 mm110 mm85 mm35 mm1 ns2 ns10 ns30 ns40 ns48 ns60 ns60 ns4/6 MB10/20MB2/3 MB8 MB1/1,5 MB5 MB500/750 KB3 MB300/450 KB1,5 MB250 KB1 MB175 KB1 MB150/225 KB1 MB1518F-4 PN/DP1517F-3 PN/DP1516F-3 PN/DP1515F-2 PN1513-1F PN1

3、512C-1 PN1511C-1 PN1511-1F PNCPU 1518(F)CPU 1517(F)CPU 1516(F)CPU 1515(F)CPU 1513(F)CPU 1511(F)112311211211111111211 S7-1500的種類37959_84 218_84 226_84PROFIBUSPROFINET/IEAdvanced Controller2022/9/27CPU1512CCPU1511C集成運動軸模塊寬度位運算S7-1500_標準型CPU擴展 2022/9/27S7-1500_標準型CPU擴展 2022/9/26S7-1500-模塊標識及維護模塊標識和維護數(shù)據(jù)

4、 (I&M)標識和維護 (I&M) 數(shù)據(jù)是指存儲在某個模塊中的信息，該信息有助于檢查工廠組態(tài)、查找工廠中的硬件更換并消除錯誤。標識數(shù)據(jù)（I 數(shù)據(jù)）是設備的只讀靜態(tài)信息。維護數(shù)據(jù)（M 數(shù)據(jù)）信息與設備相關，例如，安裝位置或日期。 維護數(shù)據(jù)在組態(tài)期間創(chuàng)建并隨后寫入模塊中I&M0 ：數(shù)據(jù)是設備的設備特定基本信息，包含制造商 ID、訂貨號、序列號以及硬件和固件版本等信息。 只能對 I&M 0 數(shù)據(jù)進行讀取訪問。 該信息還可以通過設備的“在線與診斷”視圖顯示在 TIA Portal 中。 I&M 1 ： 數(shù)據(jù)包含設備的功能描述和位置 ID，即，有關設備在工廠中設計方式的信息。I&M 2 ：數(shù)據(jù)包括安裝日

5、期，即有關設備何時安裝在工廠中的信息。I&M 3 ：數(shù)據(jù)包含有關已安裝設備的其它信息。 其它信息是自由文本，可以根據(jù)需要進行分配。模塊標識和維護數(shù)據(jù) 組態(tài)I&M 1I&M 1I&M 2I&M 32022/9/27S7-1500-模塊標識及維護模塊標識和維護數(shù)據(jù) (I&SIMATIC S7-1500輸入輸出模塊使用2022/9/27SIMATIC S7-1500輸入輸出模塊使用2022/9/S7-1500-模塊簡寫簡寫全寫注釋HFHigh Function高性能型，具有硬件/診斷中斷/等時同步STStandard標準型HSHigh Speed高速型，通道采樣時間為10usBABasic基本型，2

6、5mm，自帶連接器SRCSource input NPN源型輸入，NPN型輸入SNKSink input 漏型輸入，PNP型輸入2022/9/27S7-1500-模塊簡寫簡寫全寫注釋HFHigh FuS7-1500-DI1序號注釋1延時可以在硬件組態(tài)里設置2上升沿/下降沿中斷3診斷診斷4每個輸入點獨立診斷5ET200從站中實現(xiàn)等時同步23546. HF V2.1.0 或更高版本通道 0 和 1具有計數(shù)功能6開關量傳感器的常用2中種：1，兩線式兩根線既是電源線又是信號線；2，三線式的兩根線是電源線，一根線是信號 線；電源地與信號地共地；2022/9/27S7-1500-DI1序號注釋1延時可以在

7、硬件組態(tài)里設置S7-1500-DI相關知識使用PNP型傳感器，無信號時，24V與0V之間不形成回路，內(nèi)部信號為0。有信號時， 24V與0V之間形成回路，內(nèi)部信號為1。使用NPN型傳感器，無信號時，由于接近開關內(nèi)部輸出端與24V間的電阻很大（100k），無法提供電耦合器件所需要的驅動電流，需要增加上拉電阻。 PLC內(nèi)部24V與0V之間，通過光電耦合器件、限流電阻、上拉電阻經(jīng)COM公共端構成電流回路，此時PLC內(nèi)部信號和接近開關發(fā)出的狀態(tài)相反，內(nèi)部信號為1 。有信號時，上拉電阻下端為0V，光電耦合器件無電流，內(nèi)部信號為0。上拉下電阻要根據(jù)內(nèi)部光電耦合器件驅動電流、限流電阻阻值計算1.5-2k。PL

8、C漏型模板輸入傳感器PNP/NPNPLC源型模板輸入使用NPN型傳感器，無信號時，24V與0V之間不形成回路，內(nèi)部信號為0。有信號時， 24V與0V之間形成回路，內(nèi)部信號為1。使用PNP型接近開關時，無信號時，由于接近開關內(nèi)部輸出端與0V間的電阻很大（100k），無法提供電耦合器件所需要的驅動電流，需要增加下拉電阻， PLC內(nèi)部24V與0V之間，通過光電耦合器件、限流電阻、下拉電阻經(jīng)COM公共端構成電流回路，此時PLC內(nèi)部信號和接近開關發(fā)出的狀態(tài)相反，內(nèi)部信號為1。有信號時，下拉電阻上端為24V，光電耦合器件無電流，內(nèi)部信號為0，未發(fā)信時，內(nèi)部信號為1。2022/9/27S7-1500-DI相

9、關知識使用PNP型傳感器，無信號時S7-1500-DI接線圖2022/9/27S7-1500-DI接線圖2022/9/26S7-1500-DI模塊組態(tài)1與CPU的啟動項相互影響，CPU側選3，模塊選2，CPU則無法啟動。只需在1個通道中組態(tài)無電壓診斷0 = 值不正確123用來評估輸出值是否有效輸入ON時，評估位才會ONPN IO 時可用分成多段字節(jié)對編碼器的短路檢測PN IO 時可用，把I狀態(tài)拷貝多個MSI狀態(tài)，被I_controller共享2022/9/27S7-1500-DI模塊組態(tài)1與CPU的啟動項相互影響，S7-1500-DI模塊組態(tài)2組態(tài)通道組態(tài)診斷組態(tài)硬件中斷1，如下圖輸入點是無效

10、的2，如果PIP1 分在OB1中，對其他OB是否有效？2022/9/27S7-1500-DI模塊組態(tài)2組態(tài)通道組態(tài)診斷組態(tài)硬件中S7-1500-DQ序號注釋1也叫晶閘管，大功率開關型半導體器件，響應時間1ms2半導體開關元件，響應時間0.2ms345122022/9/27S7-1500-DQ序號注釋1也叫晶閘管，大功率開關型半S7-1500-DQ2022/9/27S7-1500-DQ2022/9/26S7-1500-DI/DO2022/9/27S7-1500-DI/DO2022/9/26S7-1500-DQ模塊組態(tài)1組態(tài)CPU的啟動項組態(tài)模板用來評估輸出值是否有效沒有異常時，評估位ON0 =

11、值不正確2022/9/27S7-1500-DQ模塊組態(tài)1組態(tài)CPU的啟動項組態(tài)模板S7-1500-DQ模塊組態(tài)22022/9/27S7-1500-DQ模塊組態(tài)22022/9/26S7-1500-AI序號注釋1將整個量程分成多少等份，16位(含符號)為32767份，例如檢測0-100C，16位模塊可以識別出100/32767=0.003C的變化，14位模塊可以識別出100/8192=0.012C的變化。 精度：測量值和實際值之間的偏差。2RTD/TC通道數(shù)量減半34122022/9/27S7-1500-AI序號注釋1將整個量程分成多少等份，1S7-1500-模擬量信號接法2線制接法：導線電阻加在

12、電橋單臂中，影響測量精度3線制接法：導線電阻加在電橋雙臂中，導線阻值帶來的作用相互 抵消，提高測量精度4線制接法：當測量電阻數(shù)值很小時，測試線的電阻可能引入明顯誤差，四線 測量用兩條附加測試線提供恒定電流，另兩條測試線測量未知電 阻的電壓降，即可通過計算得出電阻值。模擬量信號接法模擬量信號屏蔽單端屏蔽接地只能衰減低頻干擾。在下列情況建議單端接地：1、不允許安裝等電位導體2、傳送模擬信號時雙端屏蔽接地能很好的抑制高頻干擾。通常需要安裝一個等電位導體防止不等電位電流流過兩端連接的屏蔽層。1、動力電纜線兩邊接地，電機端的PE必然要接在驅動端的PE上，并最終接入機箱內(nèi)的大地匯流排； 2、數(shù)字信號或差分

13、信號主張雙端接地3、 變頻器的動力電纜要雙端接地。干擾信號：干擾源和信號線形成效成電容的兩極。一邊有電壓波動會通過電容感應到另一端。增加屏蔽層可以破壞此等效電容，從而 切斷干擾通路。2022/9/27S7-1500-模擬量信號接法2線制接法：導線電阻加在電S7-1500-AI- AI 8xU/I/RTD/TC ST電壓電流接法電壓測量4線制電流測量2線制電流測量沒有0-10V，因為相對于300PLC模塊的13/14位分辨率更高。2022/9/27S7-1500-AI- AI 8xU/I/RTD/TS7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念電阻式傳感器：把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉

14、換為電阻值變化的傳感器。它主要包括電阻應變式傳感器、電位式傳感器和壓阻傳感器等。熱電阻傳感器： RTD（ Resistance Temperature Detector ）電阻溫度探測器，是中低溫區(qū)（-200-500C）最常用的一種溫度檢測器，測溫原理是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。PT xxx： (鉑熱電阻)，電阻溫度系數(shù)分散性小，其精度高、線性好、靈敏度也比較高，常用范圍為-200850 。Ni xxx： (鎳熱電阻)，熱電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高。常用范圍-60 -180C。分度號：熱電阻分度號主要有Pt100、Pt10

15、00、Pt10、Pt800、Pt500等鉑電阻；Cu10、Cu50、Cu100等銅電阻；鎳NI120、NI500、NI1000 等鎳電阻， PT100鉑電阻在0時是100歐，NI1000鎳電阻在0時是1000歐。熱電阻溫度系數(shù)：溫度變化1 時，變化的電阻值和原來電阻值的比，非常量，常取平均值。如Pt100的電阻值是100歐姆【零度】， 100度時電阻值138.5歐姆， Pt100的溫度系數(shù)為38.5/100/100=0.003851。熱電阻式測量電路：傳統(tǒng)的不平衡電橋作為電阻溫度變送器(如銅熱電阻、鉑熱電阻等)的測量電路。2線制接法：導線電阻加在電橋單臂中，影響測量精度3線制接法：導線電阻加在

16、電橋雙臂中，導線阻值帶來的作用相互 抵消，提高測量精度4線制接法：當測量電阻數(shù)值很小時，測試線的電阻可能引入明顯誤差，四線 測量用兩條附加測試線提供恒定電流，另兩條測試線測量未知電 阻的電壓降，即可通過計算得出電阻值。2022/9/27S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念電阻式傳感器：把S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念攝氏度（C）： 攝氏溫標的溫度計量單位。指在1標準大氣壓下，純凈的冰水混合物的溫度為0度，水的沸點為100度，其間平均分為 100份，每一等份為1度，記作1。華氏度（F）：選取氯化銨和水的混合物的冰點溫度（即鹽水結冰的溫度）為溫度計的零度，人體溫度為溫度計的100度，

17、把水銀溫 度計從0度到100度按水銀的體積膨脹距離平均分成100份，每一份為1華氏度，記作“1”。 華氏度 = 32 + 攝氏度 1.8開爾文（T）: 以絕對零度作為計算起點的溫度，即將水三相點的溫度準確定義為273.15K后所得到的溫度，過去稱為絕對溫度。開 爾文溫度常用符號T表示，其單位為開爾文，定義為水三相點溫度的1/273.15,常用符號K表示。開爾文溫度和人們習慣 使用的攝氏溫度相差一個常數(shù)273.15，即T=t+273.15（t是攝氏溫度的符號）。2022/9/27S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念攝氏度（C）：S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念熱電偶傳感器： TC（

18、thermocouple ）兩種不同的導體組成一個回路，只要兩結點處的溫度不同，回路中將產(chǎn)生一個電動勢，這種現(xiàn)象稱為“熱電效應”，兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導體稱為“熱電極”，產(chǎn)生的電動勢則稱為“熱電動勢”。常用范圍20013002022/9/27S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念熱電偶傳感器： S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念熱電偶傳感器基本定律定律1：由2種均質(zhì)金屬材料A與B所形成的熱電偶回路中，熱電勢E與接點處溫度t1、t2的相關函數(shù)關系， 不受A與B之中間溫度t3與t4之影響。定律2：A與B所形成之熱電偶回路兩接合點以外的任意點插入均質(zhì)的第三金屬C，C之兩端

19、接合點之溫度 t3若為相同的話，E不受C插入影響。定律3：任意數(shù)的異種金屬A、B、CG所形成的封閉回路，封閉回路之全體或是全部的接合點保持在相 等的溫度時，此回路的E=0定律4： A與B所形成之熱電偶，兩接合點之溫度為t1與t2時之E為E12，t2與t3時之E為E13的話， E12+E23=E13。此時，稱t2為中間溫度。以中間溫度t2選擇如0這樣的標準溫度，求得相 對0任意的溫度t1、t2、t3tn之熱電動勢，任意兩點間之熱電動勢便可以計算求得2022/9/27S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念熱電偶傳感器基本S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念熱電偶溫度補償：熱電偶熱電勢的大小與

20、其兩端的溫度有關，其溫度-熱電勢關系曲線是在冷端溫度為0時分度的。在實際應用中，由于熱電偶冷端暴露在空間受到周圍環(huán)境溫度的影響，所以測溫中的冷端溫度不可能保持在0不變，而熱偶電勢既決定于熱端溫度，也決定于冷端溫度。所以，如果冷端溫度自由變化，必然會引起測量誤差。為了消除這種誤差，必須進行冷端溫度補償。熱電偶溫度補償方法：1冷端恒溫法一般熱電偶定標時冷端溫度以0為標準。因此，常常將冷端置于冰水混合物中，使其溫度保持為恒定的0。在實驗室條件下，通常把冷端放在盛有絕緣油的試管中，然后再將其放入裝滿冰水混合物的保溫容器中，是冷端保持0。2補償導線法為了使熱電偶冷端溫度保持恒定（最好為0），可將熱電偶做

21、的很長，使冷端遠離工作端，并連同測量儀表一起放置到恒溫或溫度波動比較小的地方。但這種方法使安裝使用不方便，而且可能耗費許多貴重的金屬材料。因此，一般使用一種稱為補償導線的連接線將熱電偶冷端延伸出來。這種導線在一定溫度范圍內(nèi)（0150）具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能，若是用廉價金屬制成的熱電偶，則可用其本身的材料作為補償導線，將冷端延伸到溫度恒定的地方。3補償電橋法補償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。R1=R2=R3=RCu。當冷端溫度變化時，RCu隨溫度改變，破壞了電橋平衡，產(chǎn)生一不平衡電壓U，此電壓則與熱電勢相疊加，一起送入測量儀表。適當選

22、擇Rs的數(shù)值，可是電橋產(chǎn)生的不平衡電壓U在一定溫度范圍內(nèi)基本上能補償由于冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。這樣，當冷端溫度有一定變化時，儀表仍然可給出正確的溫度示值。2022/9/27S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念熱電偶溫度補償：S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念西門子模塊的內(nèi)部補償和外部補償內(nèi)部補償：使用模板的內(nèi)部溫度為參比接點進行補償，再由模板進行處理，直接用補償導線連接熱電偶到模擬量板輸入端；外部補償：使用熱電阻采集參比接點溫度，再由模板進行處理；如果參比接點溫度恒定可以不要溫度參考。2022/9/27S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關概念2022/9/2S7-1500

23、-AI- AI 8xU/I/RTD/TC ST電阻電偶接法2/3/4線制(熱)電阻測量熱電偶測量熱電偶測量2022/9/27S7-1500-AI- AI 8xU/I/RTD/TS7-1500-AI- AI 8xU/I HS電壓電流接法電壓測量4線制電流測量2線制電流測量2022/9/27S7-1500-AI- AI 8xU/I HS電壓電S7-1500-AI- 4xU/I/RTD/TC ST電壓測量4線制電流測量2線制電流測量2線制電阻測量熱電偶測量熱電偶測量3/4線制電阻測量2022/9/27S7-1500-AI- 4xU/I/RTD/TC SS7-1500-AI模塊組態(tài)1組態(tài)模板用來評估輸

24、出值是否有效沒有異常時，評估位ON2022/9/27S7-1500-AI模塊組態(tài)1組態(tài)模板用來評估輸出值是否S7-1500-AI模塊組態(tài)2可以組態(tài)2組上限，下限標準型精度為0.1，轉換時除以10氣候型精度為0.01，轉換時除以1002022/9/27S7-1500-AI模塊組態(tài)2可以組態(tài)2組上限，下限標準S7-1500-AI濾波抑制由AC電壓電源頻率產(chǎn)生的噪聲,400HZ用于航空，設置的頻率越高，轉換時間越短AI濾波：系統(tǒng)配置法AI濾波：程序平均法每次采集累加累加次數(shù)到計算完后累加值清除2022/9/27S7-1500-AI濾波抑制由AC電壓電源頻率產(chǎn)生的S7-1500-AO2022/9/27

25、S7-1500-AO2022/9/26S7-1500- AQ 8xU/I HS電壓測量電流測量2022/9/27S7-1500- AQ 8xU/I HS電壓測量電流測量S7-1500- AQ 4xU/I ST電壓測量電流測量電壓測量電流測量2022/9/27S7-1500- AQ 4xU/I ST電壓測量電流測量S7-1500-AI/AO接線圖/cs/products?search=6ES7%20534-7QE00-0AB0&dtp=Manual&o=DefaultRankingDesc&lc=zh-CN2022/9/27S7-1500-AI/AO接線圖https:/suppS7-1500-A

26、Q模塊組態(tài)1組態(tài)模板2022/9/27S7-1500-AQ模塊組態(tài)1組態(tài)模板2022/9/26S7-1500-AQ模塊組態(tài)2單個通道組態(tài)AI轉換AQ轉換先轉換0-1之間的數(shù)，再轉換成需要的量2022/9/27S7-1500-AQ模塊組態(tài)2單個通道組態(tài)AI轉換AQ轉SIMATIC S7-1500串口通訊2022/9/27SIMATIC S7-1500串口通訊2022/9/26S7-1500-PTP通訊模塊在S7-1500 中只能通過通訊模塊(CM) 建立點對點的連接USS主站USS主站2022/9/27S7-1500-PTP通訊模塊在S7-1500 中只能通S7-1500- PTP物理接口RS2

27、32RS422RS485單端差分差分邏輯“1”為-3到-15V；邏輯“0“為+3到+15V大于 200mv為 1 ，小于 200mv 為 0 大于 200mv為 1 ，小于 200mv 為 0 1 個主站和 1 個從站 1 個主站和最多 10 個從站1個主站和最多 32 個從站最長 15m大約 1200m大約 1200m全雙工傳輸模式全雙工傳輸模式半雙工傳輸模式2022/9/27S7-1500- PTP物理接口RS232RS422RSS7-1500- 參數(shù)比較/ASCII2022/9/27S7-1500- 參數(shù)比較/ASCII2022/9/26S7-1500- CM PTP RS232 BA/

28、HFCM PTP RS232 BA/HF流控制： 串口的流控制提供里由于某種原因不能進行通訊時阻礙通訊的一種機制，硬件流控制：使用串行電纜控制線上的電壓信號來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，DTR/DSR 信號根據(jù)組態(tài)可以不接。軟件流控制：軟件流控使用數(shù)據(jù)流中的兩個特殊的字符，XOFF和XON，來控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。2022/9/27S7-1500- CM PTP RS232 BA/HFCS7-1500- CM PTP RS422/485 BA/HFCM PTP RS422/485 BA/HFRS422采用4線傳輸方式，差分傳輸，發(fā)送數(shù)據(jù)線為T+T-, 接收數(shù)據(jù)線為R+R-。RS485采用2線傳輸方式

29、可以使用終端電阻吸收多余的信號返射，阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配都會引起信號反射2022/9/27S7-1500- CM PTP RS422/485 BAS7-1500- 參數(shù)比較/ASCII2022/9/27S7-1500- 參數(shù)比較/ASCII2022/9/26S7-1500- PTP相關概念并行通訊: 數(shù)據(jù)的各位同時發(fā)送或接收。串行通訊: 數(shù)據(jù)一位一位順序發(fā)送或接收。數(shù)據(jù)位： ASCII分為標準ASCII碼和擴展ASCII碼兩種形式。當你傳送字符為標準ASCII碼時，數(shù)據(jù)位就為七位；當你傳送字符為擴展ASCII 碼時，數(shù)據(jù)位就為八位。起始位：數(shù)據(jù)的起始標識，邏輯0停止位：數(shù)據(jù)的結束標識，邏輯1

30、1奇偶校驗原理：通過計算數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)來判斷數(shù)據(jù)的正確性。在被校驗的數(shù)據(jù)后加一位校驗位或校驗字符 用作校驗碼實現(xiàn)校驗。2校驗位的生成方法 奇校驗：確保整個被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中“1”的個數(shù)是奇數(shù)個，即載荷數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)是奇數(shù)個時校驗位填“0”，否則填“1”； 偶校驗：確保整個被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中“1”的個數(shù)是偶數(shù)個，即載荷數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)是偶數(shù)個時校驗位填“1”，否則填“0”。 3使用奇偶校驗碼校驗的特點： 校驗處理過程簡單，但如果數(shù)據(jù)中發(fā)生多位數(shù)據(jù)錯誤就可能檢測不出來，更檢測不到錯誤發(fā)生在哪一位；主要應用于低速數(shù)字通信系統(tǒng)中，一般異步傳輸模式選用偶校驗，同步傳輸模式選用奇校驗。20

31、22/9/27S7-1500- PTP相關概念并行通訊: 數(shù)據(jù)的各S7-1500- ASCII協(xié)議自由口是可自由編程的基于幀的協(xié)議，也稱為 ASCII 協(xié)議。必須為發(fā)送方向和接收方向組態(tài)幀的起始和結束標準。 自由口協(xié)議通過通信模塊和通信伙伴之間的點對點連接控制數(shù)據(jù)傳輸。 自由口協(xié)議包含物理層（第 1 層）。自由口協(xié)議報文格式2022/9/27S7-1500- ASCII協(xié)議自由口是可自由編程的基于S7-1500- PTP異步通信的接收過程（1）開始通信時，信號線為空閑（邏輯1）,當檢測到由1到0的跳 變時，開始對“接收時鐘”計數(shù)。 （2）當計到8個時鐘時，對輸入信號進行檢測，若仍為低電平， 則

32、認這是“起始位”B，而不是干擾信號。 （3）接收端檢測到起始位后，隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測 一次，把對應的值作為D0位數(shù)據(jù)。 若為邏輯1,作為數(shù)據(jù)位1； 若為邏輯0，作為數(shù)據(jù)位0。 （4）再隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應的值作為 D1位數(shù)據(jù)。.，直到全部數(shù)據(jù)位都輸入。 （5）檢測校驗位P（如果有的話）。 （6）接收到規(guī)定的數(shù)據(jù)位個數(shù)和校驗位后,通信接口電路希望收到 停止位S(邏輯1)，若此時未收到邏輯1，說明出現(xiàn)了錯誤，在 狀態(tài)寄存器中置“幀錯誤”標志。若沒有錯誤，對全部數(shù)據(jù) 位進行奇偶校驗，無校驗錯時，把數(shù)據(jù)位從移位寄存器中送 數(shù)據(jù)輸入寄存器。若校驗錯，在狀態(tài)寄存器中置

33、奇偶錯標志。（7）本幀信息全部接收完，把線路上出現(xiàn)的高電平作為空閑位。（8）當信號再次變?yōu)榈蜁r，開始進入下一幀的檢測8個時鐘周期2022/9/27S7-1500- PTP異步通信的接收過程（1）開始通信S7-1500- ASCII協(xié)議1. 設置校驗位。2. 設置流控制?！癤ON/XOFF” 模式，通信模塊將發(fā)送 XON 字符，從而允許通信伙 伴發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收緩沖區(qū)上溢前達到所組態(tài)的最 大幀數(shù)，或達到 16 個字符時，通信模塊會發(fā)送 XOFF 字符，從而請求通信伙伴停止發(fā)送。3. 設置發(fā)送消息。每條消息傳輸開始時發(fā)送附加斷點每個消息傳輸開始時附加 Idle Line 信號數(shù)據(jù)流RTS切換時可用

34、位時間=1/波特率發(fā)送字符包含結束碼發(fā)送字符添加結束碼附件斷點 空閑 起始位2022/9/27S7-1500- ASCII協(xié)議1. 設置校驗位。2. S7-1500- ASCII協(xié)議4. 設置接受條件。設置起始條件選擇多個條件時檢測順序2,1,3,41234最多4個字符序列，每個序列5個字符，多個序列時是“或”的關系從接受的第一個字符計時從傳送結束時計時通過消息的2個連續(xù)字符時間間隔通過固定長度通過最大長度通過指定結束字符選擇多個條件時是“或”的關系2022/9/27S7-1500- ASCII協(xié)議4. 設置接受條件。設置S7-1500- ASCII協(xié)議4. 接受的結束檢測。接收數(shù)據(jù)時，如果已

35、接收幀的長度達到已發(fā)送的幀長度，則將檢測到幀結束該值用于確定消息長度的字符的起始位置(第3個字節(jié)里的值是接受字節(jié)的長度)該值用于確定消息長度所占的字節(jié)數(shù)(接受字節(jié)的長度只在第3個字節(jié)里)該值可用于定義不包括在消息長度評估中的幀結束時的字節(jié)數(shù)2022/9/27S7-1500- ASCII協(xié)議4. 接受的結束檢測。接S7-1500-3964(R)協(xié)議3964（R）報文幀格式2022/9/27S7-1500-3964(R)協(xié)議3964（R）報文幀格S7-1500-3964(R)協(xié)議1，3964(R)協(xié)議發(fā)送/接受過程發(fā)送過程：1，為發(fā)送建立連接 3964(R) 程序發(fā)送 STX 控制字符以建立連接。

36、 如果通信伙伴在 acknowledgment delay time 結束前以 DLE 字符進行響應，則程序將切換至發(fā)送模式。2，發(fā)送數(shù)據(jù) 如果成功建立了連接，則會將通信模塊的輸出緩沖區(qū)中所包含的用戶數(shù)據(jù)連同所選 擇的傳輸參數(shù)一起 發(fā)送給通信伙伴（發(fā)送作業(yè)期間，用戶數(shù)據(jù)中識別到的 DLE 將被 發(fā)送兩次）。 3，發(fā)送期間連接終止 一旦發(fā)送了緩沖區(qū)中的內(nèi)容，程序將添加 DLE 和 ETX 字符以及塊校驗和 BCC（僅限 3964R）作為結束 標識符，然后等待確認代碼。 如果通信伙伴在 acknowledgment delay time 內(nèi)發(fā)送 DLE 字符，則說明已無錯接收數(shù)據(jù)塊。結束，連接被釋

37、放，具有較 低優(yōu)先級的設備就可以執(zhí)行其發(fā)送請求。通信的雙方必 須設置優(yōu)先級。2022/9/27S7-1500-3964(R)協(xié)議1，3964(R)協(xié)議S7-1500-3964(R)協(xié)議3964(R)組態(tài)必須為一個通信伙伴分配較高的優(yōu)先級，為另一個伙伴分配較低的優(yōu)先級。添加BCC校驗建立連接失敗的次數(shù)字符間隔時間選擇協(xié)議設定通訊格式2022/9/27S7-1500-3964(R)協(xié)議3964(R)組態(tài)必須S7-1500- PTP程序脈沖有效，重啟后不重新觸發(fā)則組態(tài)參數(shù)有效脈沖有效0時以Buffer長度為準2022/9/27S7-1500- PTP程序脈沖有效，重啟后不重新觸發(fā)則S7-1500-

38、MODBUS通訊Modbus是一種單主站的主從通信模式，Modbus網(wǎng)絡上只能有一個主站存在。2. 主站在Modbus網(wǎng)絡上沒有地址，每個從站必須有唯一的地址，從站的地址范圍為0 - 247，其中0為廣播地址，從站的實際地址范圍為1 247，CM最大32個模塊。3. Modbus具有兩種串行傳輸模式：分別為ASCII和RTU。 ASCII模式：西門子不提供現(xiàn)成的通訊指令，需用自由口方式編程。 RTU模式：用指令庫編程，也可以用自由口方式編程。Modbus RTU通信以主從的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，在傳輸?shù)倪^程中Modbus RTU主站是主動方，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請求報文到從站， Modbus RTU從站

39、返回響應報文。 2022/9/27S7-1500- MODBUS通訊Modbus是一種單主S7-1500- MODBUS通訊Modbus 功能碼 Modbus地址到 SIMATIC 地址的分配2022/9/27S7-1500- MODBUS通訊Modbus 功能碼 S7-1500- MODBUS通訊Modbus 主站程序示例從站地址讀操作從站起始地址16個位長度讀出數(shù)據(jù)存放地址寫操作寫入寄存器起始地址寫入源數(shù)據(jù)讀從站2的I0.0-I1.7的值向從站2寫入5個寄存器的值端口組態(tài)Modbus-Master 通信規(guī)則1，必須運行 Modbus_Comm_Load 來組態(tài)端口。2，要用來作為 Modb

40、us 主站的端口不可作為 Modbus_Slave 使用。 3，可以使用一個或多個 Modbus_Master 的實例。 但是，所有版本的 Modbus_Master 都必須為該端口使用相同的背景數(shù)據(jù)塊。4，Modbus 指令不會使用通信報警事件來控制通信過程。 程序必須查詢 Modbus_Master 指令來獲得完整的命令（DONE、ERROR）。必須使用此狀態(tài)主站或從站指令的數(shù)據(jù)塊引用DONE完成位：上一請求已完成且沒有出錯后，DONE 位將保持為 TRUE 一個掃描周期時間2022/9/27S7-1500- MODBUS通訊Modbus 主站程序S7-1500- MODBUS通訊Modb

41、us 輪詢對于多從站通訊，PLC不支持對Modbus通訊功能塊的自動排序，因此需要使用輪詢的方式進行信息處理，可以采用標志位方式或時間片方式。時間輪詢：以固定的時間進行觸發(fā)，觸發(fā)時間間隔需要計算。以常見的主站讀取從站的寄存器為例，主站發(fā)出請求需要8個字節(jié)（站號1byte+功能碼1byte+起始地址2byte+長度2byte+校驗2byte）從站返回響應為5+2*n個字節(jié)（站號1byte+功能碼1byte+讀數(shù)據(jù)長度1byte +數(shù)據(jù)ne+校驗2byte）。其中n為寄存器個數(shù)。如果通訊速率為9600時，按照常規(guī)的ModbusRTU，8個數(shù)據(jù)位、1個停止位、 1個校驗位，每傳輸1個字節(jié)數(shù)據(jù)需要的時

42、間為：(8+1+1)/9600=1.04ms/Byte因此，主站發(fā)出響應到從站返回數(shù)據(jù)的時間周期為：(8+5+2*n)*1.04+T1+T2，其中n為寄存器個數(shù)，T1為從站的響應時間（如果是PLC，則為PLC的掃描時間），T2為通訊余量，一般為2050ms。如果讀取10個字的數(shù)據(jù)，從站響應時間為50ms，則整個周期為：(8+5+2*10)*1.04+50+50=134.32ms。因此，超時時間必須大于134.32ms，可以設置為150ms以上。MasterSlave1Slave2TT2022/9/27S7-1500- MODBUS通訊Modbus 輪詢時間S7-1500- MODBUS通訊Mo

43、dbus 輪詢對于多從站通訊，PLC不支持對Modbus通訊功能塊的自動排序，因此需要使用輪詢的方式進行信息處理，可以采用標志位方式或時間片方式。標志位輪詢：用一個計數(shù)器對通信功能塊的DONE和ERROR位進行計數(shù)，通過該計數(shù)器的值來觸發(fā)讀寫功能塊，比如計數(shù)器=1，讀1#表； 計數(shù)器2，讀2#表。MasterSlave1Slave22022/9/27S7-1500- MODBUS通訊Modbus 輪詢標志S7-1500- MODBUS通訊Modbus 從站程序示例從站地址讀出數(shù)據(jù)存放地址端口組態(tài)Modbus 從站通信的規(guī)則1，必須運行 Modbus_Comm_Load 以組態(tài)端口,2，如果端口

44、作為從站響應 Modbus 主站，則不能使用 Modbus_Master 指令對該端口進行編程。3，只有 Modbus_Slave 的一個實例可與特定端口一起使用；否則可能遇到意外行為。4，Modbus 指令不會使用通信報警事件來控制通信過程。 為實現(xiàn)完整的發(fā)送和接收過程，程序必須通過查詢 Modbus_Slave 指令來控制通信過程。NDR:TRUE 表示新數(shù)據(jù)已由 Modbus 主站寫入DR: TRUE - 表示該指令已將 Modbus 主站接收到的數(shù)據(jù)存儲在目標區(qū)域中。NDR ：新數(shù)據(jù)就緒：0-無新數(shù)據(jù)；1-表示 Modbus主站已寫入新的數(shù)據(jù)DR：數(shù)據(jù)讀取：0-無數(shù)據(jù)讀??；1-表示 M

45、odbus主站已讀取新的數(shù)據(jù)2022/9/27S7-1500- MODBUS通訊Modbus 從站程序SIMATIC S7-1500Profibus_DP通訊2022/9/27SIMATIC S7-1500Profibus_DP通訊20S7-1500-DP通信 一類DP主站（DPM1）：一類DP主站是中央控制器，它在預定的 周期內(nèi)與分散的站（如DP從站）交換信息。典型的DPM1如PLC 或PC。 二類DP主站（DPM2）：二類DP主站是編程器組態(tài)設備或操作 面板，在DP系統(tǒng)組態(tài)操作時使用，完成系統(tǒng)操作和監(jiān)視目的。DP從站：DP從站是進行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設備 （IO設備驅動器HMI

46、閥門等PROFIBUS DP定義三種設備類型：2022/9/27S7-1500-DP通信 一類DP主站（DPM1）：S7-1500-DP通信中繼器按照Profibus的規(guī)范，當網(wǎng)絡中的硬件設備超過32個，或者波特率對應的網(wǎng)絡通訊距離已經(jīng)超出規(guī)定范圍時，就應該使用Profibus RS485中繼器來拓展網(wǎng)絡連接?？偩€上最多9個中繼器。2022/9/27S7-1500-DP通信中繼器按照Profibus的規(guī)范S7-1500- PROFIBUS地址 分配PROFIBUS地址 ：在 PROFIBUS 網(wǎng)絡中，為每臺設備分配了一個 PROFIBUS 地址。這個地址可以在 0 到127 的范圍 內(nèi)，以下為

47、特殊地址 地址 0：為網(wǎng)絡組態(tài)和/或連接到總線的編程工具保留 地址 1：Siemens 保留給第一個主站使用 地址 126：為不具有開關設置且必須通過網(wǎng)絡重新尋址的出廠設備保留 地址 127：為給網(wǎng)絡上所有設備廣播消息保留，不可以分配給運轉設備因此，可用于 PROFIBUS 從站設備的地址的范圍是 2 到 125。PROFIBUS DP通訊協(xié)議的3個版本：DP-V0/V1/V22022/9/27S7-1500- PROFIBUS地址 分配PROFIBS7-1500-DP網(wǎng)絡通訊種類PROFIBUS DP通訊的形式主要分為以下3種：1、主站與遠程I/O的通訊2、主站CPU與從站CPU之間的通訊3

48、、主站CPU與主站CPU之間的通訊（DP/DP Coupler）4、從站-從站設備之間的通訊1，I/O通訊3，DP Coupler4，Slave _ Slave2， Master_Slave（CM/CP）2022/9/27S7-1500-DP網(wǎng)絡通訊種類PROFIBUS DP通1. 在網(wǎng)絡視圖中插入從站2. 連接到主站3. 根據(jù)需要修改地址S7-1500-DP從站組態(tài)1PROFIBUS 從站（I/O傳感器、閥、電機驅動器或其它測量設備）構成網(wǎng)絡上的被動站，因為它沒有總線訪問權限，只能確認接收到的消息或根據(jù)請求將響應消息發(fā)送給主站。所有PROFIBUS 從站具有相同的優(yōu)先級，并且所有網(wǎng)絡通信都源

49、于主站。對于非集成從站，可以通過GSD文件加載方式組態(tài)。2022/9/271. 在網(wǎng)絡視圖中插入從站2. 連接到主站3. 根據(jù)需要修改1. 在網(wǎng)絡視圖中插入驅動從站2. 連接到主站3. 在驅動的設備視圖里選擇報文S7-1500-DP從站組態(tài)2一次性讀取從站一次性寫入2022/9/271. 在網(wǎng)絡視圖中插入驅動從站2. 連接到主站3. 在驅動的S7-1500-DP 主從通訊智能從站：以 DP 從站的角色連接到“上級”DP 主站的CPU或CP。DP 主站實際是訪問預處理 CPU 的 I/O 地址空間中的傳輸區(qū)域，而不 是訪問智能 DP 從站所連接的 I/O。1500_PLC只能通過CM/CP組態(tài)智

50、能從站，CPU自帶接口可以作為主站。智能從站具有以下優(yōu)勢： 與具有 PROFIBUS 接口的 CPU 連接簡便 可實現(xiàn) CPU 與 PROFIBUS 接口之間的實時通信 通過將計算容量分配到智能從站，可減輕 DP 主站的負荷 拆分 STEP 7 項目 專有技術保護（GSD 文件組態(tài)進行傳輸， ）2022/9/27S7-1500-DP 主從通訊智能從站：以 DP 從站的1. 指定CM/CP的從站模式2. 指定傳輸區(qū)S7-1500- DP 智能從站組態(tài)單個傳送或接受最大64字節(jié)，可以組態(tài)多組常見問題：1，雖然主站沒有組態(tài)，但是會生成數(shù)據(jù)連接，所以主站組態(tài)要重新下載。數(shù)據(jù)的一致性需要SFC14/15

51、實現(xiàn)2022/9/271. 指定CM/CP的從站模式2. 指定傳輸區(qū)S7-1500S7-1500-DP 主主通訊DP/DP Coupler ：DP/DP Coupler用于連接兩個Profibus-DP主站網(wǎng)絡，以便在這兩個主站網(wǎng)絡之間進行數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)通訊區(qū)最高可以達244字節(jié)輸入和244字節(jié)的輸出. 。DP/DP Coupler具有以下特點：通訊速率可以不同 數(shù)據(jù)區(qū)必須一致2022/9/27S7-1500-DP 主主通訊DP/DP Coupler1. 在網(wǎng)絡2插入耦合器建立連接2. 在硬件視圖中組態(tài)輸入輸出區(qū)S7-1500-DP 主主通訊1. 在網(wǎng)絡1插入耦合器建立連接2. 在硬件視圖中組

52、態(tài)輸入輸出區(qū)2022/9/271. 在網(wǎng)絡2插入耦合器建立連接2. 在硬件視圖中組態(tài)輸入輸S7-1500-DP等時同步通信非等時執(zhí)行周期等時執(zhí)行周期根據(jù)各自的周期，信號或數(shù)據(jù)，會從電子輸入模塊發(fā)送到 DP 從站背板總線，再通過 PROFIBUS 子網(wǎng)發(fā)送到 CPU 的非等時用戶程序。將數(shù)據(jù)返回至電子輸出模塊。各個周期的不同長度和“隨機”位置將使過程響應時間波動很大。2022/9/27S7-1500-DP等時同步通信非等時執(zhí)行周期等時執(zhí)行周1. 在 DP 從站上設置等時同步模式的屬性：2.在 I/O 模塊上組態(tài)同步循環(huán)中斷3.編程等時同步模式OB61S7-1500-DP等時同步通信組態(tài)在組織塊中

53、OB61中使用，PIP號2022/9/271. 在 DP 從站上設置等時同步模式的屬性：2.在 I/O1. 設置主站的同步/凍結組2. 為從站分配組3. 編程實現(xiàn)S7-1500-DP 從站同步/凍結功能DP 主站可以同時發(fā)送 SYNC /FREEZE 控制命令到一組 DP 從站中以保持這些從站的輸出/輸入狀態(tài)。DP 主站發(fā)送 SYNC 命令，以凍結一組 DP 從站的輸出狀態(tài)，使這些從站保持當前值。DP 主站發(fā)送FREEZE 命令，位于相關組內(nèi)的 DP 從站會凍結自身輸入的當前狀態(tài)。一個從站只能分配到個一組中2022/9/271. 設置主站的同步/凍結組2. 為從站分配組3. 編程實現(xiàn)S7-15

54、00-DP 診斷功能面板診斷功能 RUN/STOP LED ERROR LED MAINT LEDTIA診斷2022/9/27S7-1500-DP 診斷功能面板診斷功能 RUN/SS7-1500-DP 診斷功能程序診斷功能查詢 DP 主站系統(tǒng)中所有 DP 從站的狀態(tài)信息讀取 DP 從站的當前診斷數(shù)據(jù)256字節(jié)的數(shù)組PROFINET IO 系統(tǒng)：1024 位對于 DP 主站系統(tǒng)：128 位廠商ID2022/9/27S7-1500-DP 診斷功能程序診斷功能查詢 DP 主SIMATIC S7-1500I-Device通訊2022/9/27SIMATIC S7-1500I-Device通訊2022/

55、S7-1500-I-DEVICEPROFINET IO 分為IO 控制器, IO 設備, IO 監(jiān)視器。PROFINET IO 控制器指用于對連接的 IO 設備進行尋址的設備。這意味著 IO 控制器將與分配的現(xiàn)場設備交換輸入和輸 出信號。IO 控制器通常是運行自動化程序的控制器。PROFINET IO 設備指分配給其中一個 IO 控制器（例如，遠程 IO、閥終端、變頻器和交換機）的分布式現(xiàn)場設備。PROFINET IO 監(jiān)控器指用于調(diào)試和診斷的編程設備、PC 或 HMI 設備。IO 控制器IO DeviceIO Monitor2022/9/27S7-1500-I-DEVICEPROFINET

56、IO S7-1500-I-DEVICE智能設備（I Device）: CPU 不但可以作為一個智能處理單元處理生產(chǎn)工藝的某一過程，而且可以和 IO 控制器之間交換過程數(shù)據(jù)。智能設備設備可以同時作為 IO 控制器和 IO 設備。智能設備的應用領域： 分布式處理可以將復雜自動化任務劃分為較小的單元/子過程。 單獨的子過程通過使用智能設備，可以將分布廣泛的大量復雜過程劃分為具有可管理的接口的多個子過程。 專有技術保護組件只能通過智能設備接口描述的 GSD 文件傳輸，而不能通過 STEP 7 項目傳輸。智能設備具有以下優(yōu)勢： 簡單鏈接 IO 控制器 IO 控制器之間的實時通信 通過將計算容量分發(fā)到智能

57、設備可減輕上層 IO 控制器的負荷。 由于在局部處理過程數(shù)據(jù)，通信負載降低2022/9/27S7-1500-I-DEVICE智能設備（I DevicS7-1500-I-DEVICE數(shù)據(jù)交換 上層 IO 控制器與普通 IO 設備之間的數(shù)據(jù)交換 在這種方式中，IO 控制器和 IO 設備通過 PROFINET 來交換數(shù)據(jù)。 上層 IO 控制器與智能設備之間的數(shù)據(jù)交換 在這種方式中，IO 控制器和智能設備可通過 PROFINET 來交換 數(shù)據(jù)。上層 IO 控制器與智能設備之間的數(shù)據(jù)交換，基于常規(guī) IO 控 制器與 IO 設備之間的關系。對于上層 IO 控制器，智能設備的傳輸區(qū) 代表某個預組態(tài)站的子模塊

58、。IO 控制器的輸出數(shù)據(jù)是智能設備的輸 入數(shù)據(jù)。 與此類似，IO 控制器的輸入數(shù)據(jù)是智能設備的輸出數(shù)據(jù)。 用戶程序與傳輸區(qū)之間的傳輸關系 在這種方式中，用戶程序與傳輸區(qū)交換輸入和輸出數(shù)據(jù)。 用戶程序與智能設備的 I/O 之間的數(shù)據(jù)交換 在這種方式中，用戶程序與集中式/分布式 I/O 交換輸入和輸出數(shù)據(jù)。 智能設備與下層 IO 設備之間的數(shù)據(jù)交換 在這種方式中，智能設備與它的 IO 設備交換數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)傳輸是通過 PROFINET 完成的。PNIO系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸過程2022/9/27S7-1500-I-DEVICE數(shù)據(jù)交換 上層 IO S7-1500-I-DEVICE組態(tài)1. 作為CPU的IO設

59、備：選擇接口參數(shù)由誰分配選擇是否作為可選IO設備最大1024對于非集成項目只有組態(tài)的智能設備的數(shù)據(jù)，導出GSD文件，實現(xiàn)程序保護。2022/9/27S7-1500-I-DEVICE組態(tài)1. 作為CPU的ISIMATIC S7-1500Open-IE2022/9/27SIMATIC S7-1500Open-IE2022/9/2S7-1500-CP/CM2022/9/27S7-1500-CP/CM2022/9/26S7-1500-以太網(wǎng)/Profinet以太網(wǎng)基本特征:采用一種稱為載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collisio

60、n Detection)的共享訪問方案，即多個工作站都連接在一條總線上，所有的工作站都不斷向總線上發(fā)出監(jiān)聽信號，但在同一時刻只能有一個工作站在總線上進行傳輸，而其它工作站必須等待其傳輸結束后再開始自己的傳輸。PROFINET三大通訊特性:TCP/IP 和UDP/IP通訊(非實時)在時間要求并不嚴格的情況下， 可利用TCP/IP和UDP/IP進行數(shù)據(jù)傳輸，這是通訊技術的基礎 例如用于進行參數(shù)設置和配置。TCP/IP是IT領域發(fā)展過程中所形成的一種標準。實時(RT)實時技術用于處理對時間要求較為嚴格的過程數(shù)據(jù)，即用于處理循環(huán)數(shù)據(jù)或者事件觸發(fā)的報警信號。PROFINET利用經(jīng)過優(yōu)化的實時通訊通道來處