S7-1500西門子plc的性能分析

S7-1500西門子plc著眼于自動(dòng)化性能和效率

　　就整體性能而言，技術(shù)、工業(yè)信息安全、故障安全和系統(tǒng)性能都有顯著提高。為實(shí)現(xiàn)效率的提高，該系列在設(shè)計(jì)、處理、系統(tǒng)診斷以及TIA博途的工程設(shè)計(jì)方面都有進(jìn)一步的改善。

　　系統(tǒng)性能：高水平的系統(tǒng)性能和快速信號(hào)處理能夠極大地縮短響應(yīng)時(shí)間，加強(qiáng)控制能力。為達(dá)到這一目的，S7-1500西門子plc設(shè)計(jì)有高速背板總線，具有高波特率和高效的傳輸協(xié)議。點(diǎn)到點(diǎn)的反應(yīng)時(shí)間不到500微秒，位指令的運(yùn)算時(shí)間最快可達(dá)10納秒之內(nèi)（因CPU而異）。CPU1511和CPU1513 控制器設(shè)置有兩個(gè)Profinet端口，CPU 1516控制器設(shè)置有三個(gè)端口：其中兩個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通訊，第三個(gè)用于整合至企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。Profinet IO IRT可以保證確定的反應(yīng)時(shí)間和高精度的系統(tǒng)響應(yīng)。此外，集成Web服務(wù)器支持非本地系統(tǒng)和過(guò)程數(shù)據(jù)查詢，以實(shí)現(xiàn)診斷的目的。

　　工藝：在現(xiàn)場(chǎng)工藝方面，SIMATIC S7-1500西門子plc標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)控制功能使其與眾不同。這使得模擬量和Profidrive 兼容驅(qū)動(dòng)不需要其它模塊就可以實(shí)現(xiàn)直接連接，支持速度和定位軸，以及編碼器。按照PLCopen進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的塊簡(jiǎn)化了Profidrive 兼容驅(qū)動(dòng)的連接。為使驅(qū)動(dòng)和控制器實(shí)現(xiàn)高效快速調(diào)試，用戶可以執(zhí)行Trace功能，對(duì)程序和動(dòng)作應(yīng)用進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，從而優(yōu)化驅(qū)動(dòng)。另一個(gè)集成工藝功能是PID控制，可用方便配置的塊確保控制質(zhì)量。控制參數(shù)可以自整定。

　　工業(yè)信息安全：SIMATIC S7-1500西門子plc工業(yè)信息安全集成的概念從塊保護(hù)延伸至通訊完整性，幫助用戶確保應(yīng)用安全。集成的專有知識(shí)保護(hù)功能，如防止機(jī)器拷貝，能夠幫助防止未授權(quán)的訪問(wèn)和修改。SIMATIC存儲(chǔ)卡用于防拷貝保護(hù)，將單個(gè)塊關(guān)綁定至原存儲(chǔ)卡的序列號(hào)，從而確保程序僅能通過(guò)配置過(guò)的存儲(chǔ)卡運(yùn)行，而不能被復(fù)制。訪問(wèn)保護(hù)功能防止對(duì)應(yīng)用進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的配置修改，可以通過(guò)給不同的用戶組分配不同的授權(quán)級(jí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。專有的數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制可識(shí)別修改過(guò)的工程數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)例如保護(hù)通過(guò)未授權(quán)操作傳輸?shù)娇刂破鞯臄?shù)據(jù)等功能。

　　故障安全：SIMATIC S7-1500西門子plc集成了故障安全功能。為實(shí)現(xiàn)故障安全自動(dòng)化，用戶配置了F型 （故障安全型）的控制器，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和故障安全程序使用同樣的工程設(shè)計(jì)和操作理念。用戶在定義、修改安全參數(shù)的時(shí)候可以借助安全管理編輯器。例如，當(dāng)使用到故障安全型驅(qū)動(dòng)技術(shù)提供服務(wù)的時(shí)候，用戶可以得到圖形化支持。新控制器在功能安全性方面通過(guò)了EN 61508，符合IEC62061中SIL 3級(jí)安全應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，以及ISO 13849中PL e級(jí)安全應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

　　設(shè)計(jì)處理：SIMATIC S7-1500西門子plc的設(shè)計(jì)和處理以方便操作為前提，最大限度地實(shí)現(xiàn)用戶友好性（對(duì)許多細(xì)節(jié)都進(jìn)行了創(chuàng)新，例如，SIMATIC控制器第一次安裝了顯示裝置），并能顯示普通文本信息，從而實(shí)現(xiàn)全工廠透明化。標(biāo)準(zhǔn)化的前連接器節(jié)省了用戶接線時(shí)間，簡(jiǎn)化了配件存儲(chǔ)。集成短接片使電位組的橋接更加簡(jiǎn)單靈活。輔助配件，如自動(dòng)斷路器或繼電器迅速便捷地安裝到集成DIN導(dǎo)軌。可擴(kuò)展的電纜存儲(chǔ)空間能夠方便地關(guān)閉前蓋板，即便使用帶有絕緣的電纜，也可以通過(guò)兩個(gè)預(yù)定義的閉鎖位輕松關(guān)閉前蓋板。預(yù)接線位置的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了初始接線過(guò)程以及端子的重新連接的復(fù)雜性。集成屏蔽保證了模擬信號(hào)能夠屏蔽良好，從而獲得良好的信號(hào)接收質(zhì)量，以及抗外部電磁干擾的魯棒性。該款產(chǎn)品的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)展性：SIMATIC S7-1500 CPU可以擴(kuò)展至每個(gè)底板32個(gè)模塊，用戶可以根據(jù)自動(dòng)化任務(wù)需要選擇模塊。

　　系統(tǒng)診斷：SIMATIC S7-1500西門子plc的集成系統(tǒng)診斷具有強(qiáng)大的診斷功能，不需要額外編程。只需配置，無(wú)需編程即可實(shí)現(xiàn)診斷。另外，顯示功能實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。各種信息，比如來(lái)自于驅(qū)動(dòng)器的信息或者相關(guān)的錯(cuò)誤信息，都以普通文本信息的形式在CPU顯示器上顯示出來(lái)，在各種設(shè)備上，諸如TIA博途、西門子觸摸屏（HMI）、Web服務(wù)器看到的信息都是一致的。接線端子和標(biāo)簽1:1的分配以及LED指示燈的使用幫助用戶在調(diào)試、測(cè)試、診斷以及操作過(guò)程中節(jié)省時(shí)間。另外，通過(guò)離散通道單獨(dú)顯示，用戶可以快速檢測(cè)到并分配相應(yīng)的通道，對(duì)解決故障十分有益。

　　使用TIA博途進(jìn)行工程設(shè)計(jì)：西門子新的自動(dòng)化設(shè)備都要集成到TIA博途工程設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)中，新品SIMATIC S7-1500西門子plc控制器也不例外。該設(shè)計(jì)為控制器、西門子觸摸屏和驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品在整個(gè)項(xiàng)目中共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和自動(dòng)保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性提供了標(biāo)準(zhǔn)操作的概念，同時(shí)提供了涵蓋所有自動(dòng)化對(duì)象的強(qiáng)大的庫(kù)。新版TIA博途V12不僅有更強(qiáng)的性能、還涵蓋自動(dòng)系統(tǒng)診斷功能、集成故障安全功能性，強(qiáng)大的Profinet通信，集成工業(yè)信息安全和優(yōu)化的編程語(yǔ)言。編輯器以任務(wù)為導(dǎo)向且操作直觀，使得新軟件產(chǎn)品易學(xué)易用。此外，MT6100IV5對(duì)快速編程、調(diào)試、維修具有很強(qiáng)的性能。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中特別重視對(duì)目前項(xiàng)目和軟件的再利用和兼容性：例如，從S7-300/400轉(zhuǎn)向S7-1500，項(xiàng)目可以重復(fù)利用，S7-1200的程序可以通過(guò)復(fù)制的功能將程序轉(zhuǎn)換到S7-1500。