Area of application
SIMATIC S7-1500 是一个模块化控制,适用于离散自动化领域内的各种自动化应用。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-1500 的应用领域包括:
? 特殊机械
? 纺织机械
? 包装机械
? 通用机械工程
? 控制器制造
? 机床制造
? 安装
? 电气与电子工业及相关产业。
? 汽车
? 水/污水
? 食品与饮料
在交付阶段中,提供了具有不同性能级别的三种 CPU 以及具有众多便利功能的综合模块系列。由于具有模块化的设计,用户可以仅采用其应用所需的模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-1500 具有较高的电磁兼容性、抗冲击性及抗振性,工业强度高,可实现通用。
Design
概述
S7-1500自动化采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以地组合使用。
一个包含下列组件:
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控制器:
在交付阶段中,提供了具有不同性能级别且带有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口的三种 CPU。
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用于数字量和模拟量输入/输出的模块。
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工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
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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
根据要求,也可使用下列模块:
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在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
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用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PM)。
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接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。
设计
简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 十分灵活,便于。
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集成背板总线
背板总线集成到模块里。模块通过 U 形连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。不久将会提供具有“无响应热插拔”功能的有源背板。
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安装在 S7-1500 安装导轨上的模块:
具有各种长度,包括一个用于切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨,可以卡装广泛的部件,如附加端子、小型断路器或小型继电器。
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性能可靠,接线方便:
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I/O 是通过统一的 40 针前连接器来连接的。模块和前连接器之间具有机械编码,可防止因意外的错误而对电路造成。
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为了对前连接器进行简单接线,可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上,插头尚未与模块电路。此位置还可用于在运行中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
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在交货开始时,将针对该连接器提供带有螺钉型端子的型号。该端子可以连接截面积为 0.25 mm2 至 1.5 mm2(AWG 24 至 AWG 16)的导线。不久将会提供带有式端子的型号。
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另外,数字量模块可通过 TOP Connect 进行接线。通过 TOP Connect,可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器,并可在控制柜中进行简便接线。
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对于模拟量模块,可以直接在模块上进行屏蔽;随模块提供了一个屏蔽连接套件,无需工具即可进行安装。
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与设备相关的标签:
针对 S7-1500 的模块提供了标签条。可使用一台激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印,而无需重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式,可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开,则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
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可变和可扩展的站配置:
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模块和通信处理器可以不受地以任何连接。可自行组态。
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大配置包括带有 31 个模块(30 个模块 + 1 个电源)的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
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尺寸紧凑:
SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能够顺利安装到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安装空间中。
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敷设:
SIMATIC S7-1500 及其模块可以垂直和水平安装,从而可以佳安装到可用空间内。
I/O 模块
以下模块类型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP:
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数字量输入模块;16 或 32 通道;24 V DC;230 V AC;高电平有效或低电平有效
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数字量输出模块;8、16 或 32 通道;24 V DC;230 V AC;额定电流 0.5 A、2 A 或 5 A/通道
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模拟量输入模块;8 通道;测量类型:电流、电压、电阻、电阻温度计;热电偶
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模拟量输出模块;4 或 8 通道;输出范围:电流、电压
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包括高速 (HS) 模拟量模块,小转换时间 125 μs,8 通道
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用于计数和定位的工艺模块
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用于点到点连接的通讯模块
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不久将可供货用于面向的应用的故障模块
提供了各种模块等级,可使用户在其应用中实现佳扩展。模块本身通过标签进行相应标记:
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BA(基本型):简易低成本模块,无诊断功能,没有参数
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ST(型):具有与模块或负载组相关的诊断的模块,如果适用,带有参数;模拟量模块:准确度等级 0.3%
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HF(高性能型):具有与通道相关的诊断和参数设置的模块;对于模拟量模块:准确度等级 0.1%,抗扰度和电流隔离程度
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HS(高速型):具有极短滤波和转换时间、适用于极快速应用的模块;例如,转换时间为 125 μs 的 8 通道模拟量模块
I/O 模块的附件:
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标签纸:
可到 I/O 模块中(10 张 DIN A4 标签纸,每张标签纸带有 10 个标签,预穿孔,可使用激光打印机进行打印;可用颜色:Al 灰)
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屏蔽连接:
SIMATIC S7-1500 (模拟量模块和工艺模块)提供了一个简易屏蔽连接套件,无需使用工具即可安装。此套件包含一个 24 V DC 馈电元件、一个屏蔽夹和一个通用屏蔽端子。该屏蔽端子可用于单根细干线电缆、多根细干线电缆或一根粗干线电缆。由于对 24 V DC 电源和测量进行分离,并且在屏蔽和电缆之间具有低阻抗连接,因此可确保较高的 EMC 性和抗性。
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统一的 40 针前连接器
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I/O 模块的前门或自组装背板总线的 U 型连接器等其它附件
通信
S7-1500 具有不同的通信接口:
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PROFINET IO IRT 接口(2 端换机),集成在 CPU 中;
用于确定响应时间和高精度设备性能。
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用于连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线的通信模块(不久提供 PROFINET)
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用于点到点连接的通讯模块。
CPU 1516-3 PN/DP 具有一个附加的集成 PROFINET 接口,其具有单独的 IP 地址,例如,用于网络分离。对于 CPU 1516-3 PN/DP,可通过该集成 PROFIBUS 接口来连接 PROFIBUS 节点。通过一个 PROFIBUS CM,可方便地对不带集成 PROFIBUS 接口的 CPU 进行扩展。
通过 PROFINET IO 进行通信
SIMATIC S7-1500 通过集成的 PROFINET 接口连接到 PROFINET IO 总线,可实现具有确定响应时间和高精度设备性能的分布式自动化配置。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式 I/O 处理与集中式 I/O 处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
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SIMATIC S7-1500
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SIMATIC S7-1200
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SIMATIC S7-300(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
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SIMATIC S7-400(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
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SIMATIC ET 200(通过带有 PROFINET 接口的 CPU)
可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
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SIMATIC S7-1500
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SIMATIC S7-1200(FW 4.0 或更高版本)
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ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
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SIMATIC S7-300(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
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SIMATIC S7-400(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
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ET 200 分布式 I/O 设备
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作为直接按键模块运行的人机界面设备
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现场设备
PROFIBUS DP 进行通信
SIMATIC S7-1500 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线。通过带有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通讯模块,可构建一个高速的分布式自动化,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式 I/O 处理与集中式 I/O 处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
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SIMATIC S7-1500
(通过 带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP 通讯模块
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SIMATIC S7-300
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
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SIMATIC S7-400
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
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SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,带IM 308
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SIMATIC 505
以下设备可作为从站连接:
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分布式 I/O 设备,例如 ET 200
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现场设备
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SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300
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C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP
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SIMATIC S7-400(只有通过 CP 443-5)
不过,安装有 STEP 7 的编程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板仅使用部分通过 PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP 功能。
通过以太网的数据通信
S7-1500 可通过集成 PROFINET 接口或通过通信模块连接到工业以太网总线。可以连接以下设备:
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SIMATIC S7-1200
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SIMATIC S7-300
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SIMATIC S7-400
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SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
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编程器
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PC、工业 PC
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SIMATIC HMI 操作员控制和
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数控
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机器人控制
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驱动控制器
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其它厂商设备
工业以太网通信处理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能:
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1 Gbit 接口
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支持 IPv6
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性:通过硬件识别、IP/MAC 访问列表、防火墙、 (V12 SP1 或更高版本)进行访问保护
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通过 ISO 协议与 S5 通信
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FTP(客户端/)、电子邮件、SNMPv1/v3
通过 PROFIBUS 的数据通信
SIMATIC S7-1500 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 可连接到 PROFIBUS DP 总线。可以连接以下设备:
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SIMATIC S7-1200
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SIMATIC S7-300
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SIMATIC S7-400
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SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
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编程器
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PC、工业 PC
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SIMATIC HMI 操作员控制和
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数控
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机器人控制
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驱动控制器
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其它厂商设备
通过点到点通信模块进行数据通信
通过点到点通信模块,可实现功能强大的点到点连接。例如,可以连接以下设备:
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SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化和其他公司的
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扫描仪、条形码阅读器、识别
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机器人控制
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打印机
支持的协议:
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Freeport:适用于通用通信的用户可设置报文格式
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3964(R) 可传输可靠性
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Modbus RTU 主站
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Modbus RTU 从站
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USS,通过指令实现
接口性质:
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RS 232 带辅助
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RS 422 用于全双工连接
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RS 485 用于半双工和多点连接
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传输速率为 300 - 115200 bit/s
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通过 Sub D 连接器进行连接
Functions
提供有大量功能,支持用户的 S7-1500 编程、调试和等工作。
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性能
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指令处理速度更快,取决于 CPU 型号、语言扩展和新数据类型
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代码生成,响应时间显著缩短
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集成技术
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通过 PLCopen 运动控制块,简便、快速地对运动序列进行编程
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方便的诊断和调试工具提供了驱动器调试支持
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向组态和人机界面自动发送消息:简化的故障排除步骤节省了调试时的时间与工作量。
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等时同步
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通过恒定总线循环时间,将分布式采集、传输和程序执行与 PROFIBUS 和 PROFINET 周期进行同步:
采集和处理输入,并以固定时间间隔(恒定总线循环时间)将输出输出。同时创建了前后一致的部分图像。
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由于分布式 I/O 以恒定总线循环时间进行同步处理,可实现可重现的确定响应时间
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在分布式自动化解决方案中,SIMATIC S7-1500 还可执行高速处理操作,并可取得极高的精度和重现性。这意味着可以以的优质产品不断地扩大生产数量。
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提供了用于完成运动控制、测量值采集、高速控制等复杂任务的组件。
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集成功能
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通过进行知识保护,防止未经而读取和修改程序块(与 STEP 7 相结合)
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保护:
防止未经允许而程序块。通过保护,可将 SIMATIC 存储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。
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4-级理念:
可向用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4,还可以与 HMI 设备之间的通信。由于操作保护改进,控制器可以检测到组态数据的更改或未经允许的传输。
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设计与操作
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带集成显示屏的 CPU:
可方便地分析集中和分布式模块的状态,或不使用编程设备而设置或更改 IP 地址。诊断信息和用户在显示屏上以普通文本形式显示,有助于快速有效地响应产生的错误消息。菜单和消息文本在显示屏上可以多种语言显示。
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集成式诊断
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诊断信息在显示屏上以纯文本格式显示,TIA Portal,HMI 设备和 web ,包括驱动器中的消息,在CPU停止运行的状态下均有可能。此功能是作为一个功能集成在 CPU 固件中,无需由用户单独组态。若配置了新硬件组件,则会自动更新诊断信息。
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直接在用户程序中通过信息进行简便、快速的诊断:
通过模块的信息 (QI),可直接在用户程序中查询并分析所提供的值的有效性。此时,访问是通过映像并使用简单二进制或加载命令进行的。先决条件是可在 TIA Portal 中对模块进行诊断,并对信息进行组态。
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通过 SIMATIC STEP 7 Professional V12 组态进行组态
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SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平台中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本来编程。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直观组态。
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兼容性
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移植:
与 SIMATIC STEP 7 Professional V12 集成的一个移植工具可帮助从 S7-300/S7-400 切换到 S7-1500 控制器,并自动转换程序代码。无法自动转换的程序代码将会记录下来,并可以手动进行。客户支持页面的下载区域中还以工具的形式提供了该移植工具。STEP 7 V11 项目可在兼容下继续和 STEP 7 V12 组合使用。S7-1200 程序也可以通过/粘贴手段转移至 S7-1500
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SIMATIC 存储卡(运行 CPU 所需)
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SIMATIC 存储卡用作式装载存储器,或用于更新固件。STEP 7 项目(包括注释和符号、附加文件或 csv 文件(用于配方和归档))也可存储在 SIMATIC 存储。可通过用户程序和 SIMATIC 存储的函数来创建数据块,并存储或读取数据。
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SIMATIC S7-1500 符合以下国内和:
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cULus 认证
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cULus HAZ-LOC 认证
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FM 认证
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ATEX 认证于 24 V,不适用于 230 V
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CE
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C-TICK
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KCC
Technical Specifications
通用技术数据
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防护等级
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IP20,符合 IEC 60 529
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温度
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0...60°C(显示:典型工作温度50 °C,显示关闭)
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0... 40°C(显示:典型工作温度40 °C,显示关闭)
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相对湿度
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5%...95%,无冷凝
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气压
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1080 至 795 hPa
(相当于海拔 -1000 - +2000 m)
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绝缘
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707 V 直流试验电压(型式试验)
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2200 V DC 电压
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2500 V DC 电压
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电磁兼容性
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EMC 指令要求
抗扰性依据 IEC 61000-6-2
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依据:
静电放电,依据 IEC 61000-4-2,
突发脉冲,符合 IEC 61000-4-4,
能量单脉冲(浪涌),依据 IEC 61000-4-5
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依据:
高频辐射,根据 IEC 61000-4-3,
高频辐射,根据 IEC 61000-4-6,
EMC 指令要求
辐射,根据 EN 61000-6-4
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辐射,根据 61000-6-4
电磁辐射,根据 EN 61000-6-4
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机械压力
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依据 EN 60068-2-6
:
5 Hz ≤ f ≤ 8.4 Hz,恒定幅度 7 mm;
9 Hz ≤ f ≤ 150 Hz,恒定加速度 2 g;
振动时间:在三个互相垂直轴的每个方向上,每根轴为 10 个振动周期。
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依据 EN 60068-2-27
:
半波:
冲击强度 15 g(峰值),时间 11 ms;
冲击方向:三个相互垂直轴的每个轴的正、负方向上
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