《S7-1500PLC項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐-第1章課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《S7-1500PLC項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐-第1章課件（29頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本

2、樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,S7-1500PLC,項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐,S7-1500PLC項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐,目錄,第,1,章,S7-1500PLC,系統(tǒng)概述,第,2,章,S7-1500,硬件及軟件平臺,第,3,章,S7-1500PLC,項(xiàng)目設(shè)計(jì),第,4,章,S7-1500PLC,硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),第,5,章,S7-1500 PLC,軟件程序設(shè)計(jì),第,6,章 上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì),第,7,章,網(wǎng)絡(luò)通信,第,8,章,工藝功能,第,9,章 系統(tǒng)診斷,第,10,章,S7-1500,的其他功能,目錄第1章 S7-1500PLC系統(tǒng)概述,第,1,章,S7-1500PLC,系統(tǒng)概述,1.1,西門子工業(yè)自

3、動(dòng)化,TIA,簡介,1.2,可編程控制器基礎(chǔ),1.3 S7-1500PLC,系統(tǒng),1.4,工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展趨勢,第1章 S7-1500PLC系統(tǒng)概述1.1 西門子工業(yè)自動(dòng)化,1.1,西門子工業(yè)自動(dòng)化,TIA,簡介,工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)作為,20,世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一。,1996,年，西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)提出了,“,全集成自動(dòng)化,”,即,TIA(Totally Integrated Automation),的概念，就是用一種系統(tǒng)完成原來由多種系統(tǒng)搭配起來才能完成的所有功能。全集成自動(dòng)化集統(tǒng)一性和開放性于一身。,全集成自動(dòng)化的統(tǒng)一性體現(xiàn)在使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理、統(tǒng)一的組態(tài)和編程和統(tǒng)一的通信。

4、,全集成自動(dòng)化的開放性體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。,1.1 西門子工業(yè)自動(dòng)化TIA簡介工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)作為20世紀(jì),1.2,可編程控制器基礎(chǔ),1.2.1 PLC,概述,1.2.2,結(jié)構(gòu)組成,1.2.3,工作原理,1.2 可編程控制器基礎(chǔ)1.2.1 PLC概述,1.2.1 PLC概述,PLC,即可編程序控制器，最初縮寫為,PC,（,Programmable Controller,），為與個(gè)人計(jì)算機(jī)相區(qū)別，縮寫改為,PLC,（,Programmable Logic Controller,）。,第一臺,PLC,是美國數(shù)字設(shè)備公司于,1969,年在美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的背景下，研制出

5、來的。,PLC,是一種嵌入了繼電器、定時(shí)器（即時(shí)間繼電器）、計(jì)數(shù)器等功能，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，用于控制生產(chǎn)設(shè)備和工作過程的特殊計(jì)算機(jī)。,1.2.1 PLC概述PLC即可編程序控制器，最初縮寫為P,常用國外,PLC,及其生產(chǎn)廠家,常用國外PLC及其生產(chǎn)廠家,西門子,S7-200,、,S7-300,、,S7-400PLC,外觀,（,1,）,S7-200 SMART,（,2,）,S7-300,（,3,）,S7-400,西門子S7-200、S7-300、S7-400PLC外觀（,PLC,分類,（,1,）按照,PLC,的輸入,/,輸出點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量和功能分類，可將,PLC,分為小型機(jī)、中型機(jī)和大

6、型機(jī)。,（,2,）根據(jù),PLC,結(jié)構(gòu)形式的不同，,PLC,主要可分為整體式和模塊式兩類。,PLC分類（1）按照PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量和功能,1.2.2,結(jié)構(gòu)組成,PLC,是一種以微處理器為核心的專用于工業(yè)控制的特殊計(jì)算機(jī)，其硬件配置與一般微型微計(jì)算機(jī)類似，雖然,PLC,的具體結(jié)構(gòu)多種多樣，但其基本結(jié)構(gòu)相同。,結(jié)構(gòu)組成主要包括中央處理單元（,CPU,）、存儲(chǔ)單元、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口、,I/O,擴(kuò)展接口及編程器等部分構(gòu)成。,1.2.2 結(jié)構(gòu)組成PLC是一種以微處理器為核心的專用于工業(yè),整體式,PLC,的結(jié)構(gòu)組成,整體式PLC的結(jié)構(gòu)組成,模塊式,PLC,的結(jié)構(gòu)組成,模塊式

7、PLC的結(jié)構(gòu)組成,（,1,）中央處理單元（,CPU,）,CPU,是,PLC,的控制中樞。,CPU,的主要任務(wù)如下：,（,1,）接收與存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)；,（,2,）以掃描的方式通過輸入單元接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)；,（,3,）診斷,PLC,的硬件故障和編程中的語法錯(cuò)誤等；,（,4,）執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)的處理、傳送和存儲(chǔ)等功能；,（,5,）根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，通過輸出單元實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。,（1）中央處理單元（CPU）CPU是PLC的控制中樞。,（,2,）存儲(chǔ)器,PLC,的存儲(chǔ)空間一般可分為,3,個(gè)區(qū)域：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)、系統(tǒng),RAM,存儲(chǔ)區(qū)和用戶程序

8、存儲(chǔ)區(qū)。,（,1,）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)用來存放由,PLC,生產(chǎn)廠家編寫的操作系統(tǒng)。,（,2,）系統(tǒng),RAM,存儲(chǔ)區(qū)包括,I/O,映像區(qū)、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等，用于存儲(chǔ)輸入,/,輸出狀態(tài)、邏輯運(yùn)算結(jié)果、數(shù)據(jù)處理結(jié)果等。,（,3,）用戶程序存儲(chǔ)區(qū)用于存放用戶自行編制的用戶程序。該區(qū)一般采用,EPROM,、,E,2,PROM,或,Flash Memory,（閃存）等存儲(chǔ)器，也可以有帶備用電池支持的,RAM,。,（2）存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)空間一般可分為3個(gè)區(qū)域：系統(tǒng)程序存儲(chǔ),（,3,）輸入,/,輸出單元,輸入,/,輸出單元是,PLC,與外部設(shè)備連接的接口。,根據(jù)處理信號類型的不同，分為：,（,1,）

9、數(shù)字量（開關(guān)量）輸入單元,（,2,）數(shù)字量（開關(guān)量）輸出單元,（,3,）模擬量輸入單元。,（,4,）模擬量輸出單元,數(shù)字量信號只有“接通”（“,1,”信號）和“斷開”（“,0,”信號）兩種狀態(tài)，而模擬量信號的值則是隨時(shí)間連續(xù)變化的量。,（3）輸入/輸出單元輸入/輸出單元是PLC與外部設(shè)備連接的接,數(shù)字量輸入單元,數(shù)字量輸入單元用來接收按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等開關(guān)量傳感器的輸入信號。,常見的數(shù)字量輸入單元有直流輸入單元和交流輸入單元。,數(shù)字量直流輸入單元 數(shù)字量交流輸入單元,數(shù)字量輸入單元數(shù)字量輸入單元用來接收按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān),數(shù)字量輸出單元,

10、數(shù)字量輸出單元用來控制接觸器、繼電器、電磁閥、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備。,常見的數(shù)字量輸出單元有晶體管輸出型、雙向晶閘管輸出型和繼電器輸出型。,晶體管輸出單元 雙向晶閘管輸出單元,繼電器輸出輸出單元,數(shù)字量輸出單元數(shù)字量輸出單元用來控制接觸器、繼電器、電磁閥、,（,4,）電源,PLC,需要一個(gè)專用的開關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流電源轉(zhuǎn)換為,PLC,內(nèi)部電路所需的直流電源，使,PLC,能正常工作。,對于整體式,PLC,，電源部件封裝在主機(jī)內(nèi)部，對于模塊式,PLC,，電源部件一般采用單獨(dú)的電源模塊。,此外，傳送現(xiàn)場信號或驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載電源需另外配置。,（4）電源PLC需要一個(gè)專用的

11、開關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流電源轉(zhuǎn)換,（,5,）,I/O,擴(kuò)展接口,I/O,擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)展單元與主機(jī)或,CPU,模塊相連，以增加,I/O,點(diǎn)數(shù)或增加特殊功能，使,PLC,的配置更加靈活。,（5）I/O擴(kuò)展接口I/O擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)展單元與主機(jī)或CP,（,6,）通信接口,PLC,配有多種通信接口，通過這些通信接口，它可以與編程器、監(jiān)控設(shè)備或其它的,PLC,相連接。,（,1,）當(dāng)與編程器相連時(shí)，可以編輯和下載程序；,（,2,）當(dāng)與監(jiān)控設(shè)備相連時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場運(yùn)行情況的上位監(jiān)控；,（,3,）當(dāng)與其它,PLC,相連時(shí)，可以組成多機(jī)系統(tǒng)或聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的控制。,（6）通信接口PLC配有多種通信接

12、口，通過這些通信接口，它可,（,7,）智能單元,為了增強(qiáng),PLC,的功能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，減輕,CPU,的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)，,PLC,廠家開發(fā)了各種各樣的功能模塊，以滿足更加復(fù)雜的控制功能的需要。,這些功能模塊一般都內(nèi)置了,CPU,，具有自己的系統(tǒng)軟件，能獨(dú)立完成一項(xiàng)專門的工作。,功能模塊主要用于時(shí)間要求苛刻、存儲(chǔ)器容量要求較大、數(shù)據(jù)運(yùn)算復(fù)雜的過程信號處理任務(wù)，例如用于位置調(diào)節(jié)需要的位置閉環(huán)控制模塊，對高速脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)和處理的高速計(jì)數(shù)模塊等。,（7）智能單元為了增強(qiáng)PLC的功能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，減輕CP,（,8,）外部設(shè)備,PLC,還可配有編程器、可編程終端（觸摸屏等）、打印機(jī)、,EPROM,寫入

13、器等其它外部設(shè)備。,編程器是供用戶進(jìn)行程序的編寫、調(diào)試和監(jiān)視功能使用。,現(xiàn)在許多,PLC,廠家為自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)輔助編程軟件，安裝在,PC,上，再配備相應(yīng)的接口和電纜，則該,PC,就可以作為編程器使用。,（8）外部設(shè)備PLC還可配有編程器、可編程終端（觸摸屏等）、,1.2.3,工作原理,PLC,采用循環(huán)掃描方式進(jìn)行工作。,PLC,完成一個(gè)工作過程所需的時(shí)間稱為一個(gè)循環(huán)掃描周期。,1.2.3 工作原理PLC采用循環(huán)掃描方式進(jìn)行工作。,1.3 S7-1500PLC,系統(tǒng),1.3.1 S7-1500PLC,產(chǎn)品概述,1.3.2 S7-1500PLC,組成,1.3.3 S7-1500PLC,產(chǎn)品

14、新功能,1.3 S7-1500PLC系統(tǒng)1.3.1 S7-1500,1.3.1 S7-1500PLC,產(chǎn)品概述,SIMATIC S7-1500,系列,CPU,有,1511,、,1513,、,515,、,1516,、,1517,和,1518,，每一種型號也都有,F,型產(chǎn)品（故障安全型），以提供安全應(yīng)用，并根據(jù)端口數(shù)量、位處理速度、顯示屏規(guī)格和數(shù)據(jù)內(nèi)存等性能特點(diǎn)分成不同等級。,S7-1500,系統(tǒng)與傳統(tǒng),PLC,相比，增加了內(nèi)置顯示屏，在技術(shù)、工業(yè)信息安全、故障安全和系統(tǒng)性能方面都有顯著提高。,西門子新的自動(dòng)化設(shè)備都集成到,TIA,Portal,工程設(shè)計(jì)軟件平臺中，新品,SIMATIC S7-15

15、00,控制器也不例外。,1.3.1 S7-1500PLC產(chǎn)品概述SIMATIC S7,1.3.2 S7-1500PLC組成,S7-1500,自動(dòng)化系統(tǒng)中主要包括導(dǎo)軌、電源、,CPU,、,I/O,模塊。,廣義的,I/O,模塊包括信號模塊（數(shù)字量模塊和模擬量模塊）、工藝模塊和通信模塊等，用于連接輸入,/,輸出設(shè)備，或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接等功能。,電源,CPU,I/O,模塊,導(dǎo)軌,1.3.2 S7-1500PLC組成S7-1500 自動(dòng)化系,1.3.3 S7-1500PLC產(chǎn)品新功能,SIMATIC S7-1500,是對,SIMATIC S7-300,和,S7-400,進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)的自動(dòng)化系統(tǒng)。,新性能特

16、性包括：,（,1,）提高了系統(tǒng)性能,（,2,）集成了運(yùn)動(dòng)控制功能,（,3,）工業(yè)信息安全性更高,（,4,）集成故障安全功能,（,5,）硬件設(shè)計(jì)更人性化,（,6,）系統(tǒng)診斷功能強(qiáng)大,1.3.3 S7-1500PLC產(chǎn)品新功能SIMATIC S,1.4,工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展趨勢,當(dāng)前全球爆發(fā)了新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命，特別是在工業(yè)領(lǐng)域，第四次工業(yè)革命正席卷全球。在德國政府推出的,高技術(shù)戰(zhàn)略,2020,中，工業(yè),4.0,被列為未來十大項(xiàng)目之一。,對于西門子的,S7-1500PLC,及其應(yīng)用,TIA Portal,軟件平臺，適應(yīng)了工業(yè),4.0,的發(fā)展方向，引領(lǐng)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品走到了工業(yè),4.0,標(biāo)準(zhǔn)的前沿。,1.4 工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展趨勢當(dāng)前全球爆發(fā)了新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命,本章小結(jié),本章簡單介紹了西門子全集成自動(dòng)化,TIA,的思想；重點(diǎn)介紹了可編程控制器,PLC,的基本知識，包括,PLC,的概念、結(jié)構(gòu)組成和工作原理；簡單介紹了,S7-1500PLC,的產(chǎn)品及組成，并給出其系列產(chǎn)品的新功能；最后簡單敘述了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢。,本章小結(jié)本章簡單介紹了西門子全集成自動(dòng)化TIA的思想；重點(diǎn)介,