（晋中）中国西门子PLC模块代理商

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工业控制计算机PLC

  从广义上讲，PLC实质上是一种以数字控制为主要特征的工业控制计算机，由硬件和软件两部分组成。与一般的计算机相比，它具有更强的与工业控制相连接的接口,编程语言更直接适用于控制要求。在硬件结构上，PLC与计算机的组成十分相似，主要包括中央处理器(CPU)、存储器、I/O接口、电源等。PLC的基本组成如图2-1所示。

  工业控制计算机PLC内部组成及作用

  1.CPU

  CPU是PLC的核心，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥 PLC有条不紊地进行工作，其主要任务如下:

  (1)当PLC处于编程状态时，控制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储。

  (2)当PLC处于运行状态时，用扫描的方式通过I/O部件接收现场的状态或数据，并存入输入映像存储器或数据存储器中:PILC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，经过命令解释后，按指令规定的任务进行数据传送、存取、变换、处理、执行逻辑或算术运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。

  (3)监视PLC的工作状态，诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。

  不同型号PLC的CPU芯片是不同的，采用通用CPU 芯片的有:8031、8051、8086、80286、M68000等；采用位片式微处理器的有:AM2900、AM2901、AM2903等；也有采用厂家自行设计的专用CPU芯片的，如西门子公司的S7-200系列PLC均采用该公司自行研制的专用芯片。CPU 芯片的性能关系到 PLC处理控制信号的能力与速度，通常CPU 位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。PLC中常用的通用微处理器有8位和16位的。随着芯片技术的不断发展，PLC所用的CPU芯片档次也越来越高。

  小型PLC大多采用8位微处理器或单片机；中型PLC大多采用16位微处理器、单片机或采用CPU；大型PLC则多采用高速微处理器。采用双CPU 的 PLC中，其中一个CPU作为主处理器，主要用于处理字节操作指令，控制系统总线，监视扫描时间，管理内部计数器/定时器、I/O接口、编程接口等，以及协调位处理器。另一个CPU则作为从处理器，用来处理位操作指令，完成源程序向目标代码程序的转换等。

  2.存储器

  PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器。系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不可以访问和修改。系统程序相当于 PC的操作系统，它关系到 PLC的性能，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。系统程序包括系统管理程序、用户指令解释程序、系统监控程序、标准程序模块与系统调用以及各种系统参数等。其中，系统程序质量的好坏，很大程度上决定了PLC的性能，其内容主要包括三部分:第一部分为系统管理程序，主管控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作。第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将 PLC的编程语言变为机器语言指令，再由CPU 执行这些指令。第三部分为标准程序模块与系统调用，包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序，如完成I/O及特殊运算等的子程序。PLC的具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少决定了PLC性能的强弱。

  用户存储器包括用户程序存储器(程序区)、功能存储器(数据区)和参数区。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序；用户程序存储器根据需要可选择不同的存储器单元类型。用户功能存储器是用来存放(记忆)用户程序中使用的 ON/OFF状态、数值数据等，它构成PLC的各种内部器件，也称“软元件”。参数区主要存放CPU 组态数据，例如，I/OCPU 组态、设置输入滤波、脉冲捕捉、输出表配置、定义存储区保持范围、模拟电位器设置、高速计数器配置、高速脉冲输出配置、通信组态等。用户存储器容量的大小，关系到用户程序容量的大小和内部器件的多少，是反映PLC性能的重要指标之一

西门子S7-1500PLC集成的安全功能：通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块；通过复制保护来提高保护程度，防止未经授权而复制程序块：通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU中时，该程序块才可运行。具有四个不同授权级别的权限：可向各个用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。改进了操作保护：控制器将会检测到组态数据的更改或未授权传输。用于以太网通信处理器 (CP 1543-1)：通过防火墙提供附加访问保护建立安全连接。
西门子S7-1500PLC的设计与操作：配备显示器的CPU，可显示纯文本信息（因特网上的显示仿真工具）：可显示所有连接模块的订货号、固件版本和序列号信息，直接在现场设置CPU的IP地址以及进行其它网络设置，无需使用编程设备，直接以普通文本形式显示错误消息，可缩短停机时间。所有模块采用统一的前连接器，并具有用于灵活形成电压组的集成式电压桥接件，从而简化了库存，降低了接线成本。S7-1500导轨上集成有DIN导轨：快速、方便地安装小型断路器、继电器等附加组件。通过信号模块进行集中扩展：可根据应用的要求进行灵活调整。数字量信号模块的系统电缆连接：可快速、清晰地进行安排，以连接至现场的传感器和执行器并在控制柜中进行简便接线。电源：负载电源模块（电源模块）为模块提供24V电源，电源模块可通过背板总线向模块内部电路供电。分布式扩展：通过PROFINET接口模块IM 155-5，可针对ET 200MP I/O系统使用多30个信号模块、通信模块和工艺模块，在集中和分布式运行的操作和系统功能方面没有差别

CPU 1511T-1 PN:

适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用，通过 PROFINET IO 进行分布式配置。CPU 1511TF-1 PN：适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的标准和故障安全应用，通过 PROFINET IO 进行分布式配置。CPU 1515T-2 PN:适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有中等和较高要求的应用。适用于通过 PROFINET IO 实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。CPU 1515TF-2 PN：适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有中等和较高要求的标准和故障安全应用。适用于通过 PROFINET IO 实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。CPU 1516T-3 PN/DP：适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有较高要求的应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。CPU 1516TF-3 PN/DP：适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有较高要求的标准和故障安全应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 以 PROFIsafe 实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。CPU 1517T-3 PN/DP:适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有*要求的应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。CPU 1517TF-3 PN/DP:适用于在程序作用域、联网能力和处理速度方面有非常高要求的标准应用和故障安全应用场合。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 以 PROFIsafe 实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信

S7-1500 自动化系统具有模块化的结构，可包含多 32 个模块。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。S7-1500 自动化系统支持单层配置，其中的所有模块均安装在一个 DIN 导轨上（请参见手册以了解要求）。系统包含下列组件：控制器：CPU 具有不同性能等级，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于连接分布式 I/O 或用于编程设备、操作员面板、其它 SIMATIC 控制器或第三方设备间的通信。SIMATIC S7-1500 适合使用多种型号的 CPU：标准 CPU（MFP 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）。紧凑型 CPU 不仅配备数字型和模拟型输入输出，还配备计数器输入和高速输出，将技术功能直接集成在 CPU 上。故障安全型 CPU（MFP 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）适用于在同一台计算机上执行标准程序和安全相关的程序。具有扩展运动控制功能的 T-CPU，如同步运行（通过同步位置进行同步）、凸能以及运动控制功能。用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展