西門子S7-1500CPU1517-3 PN/DP中央控制器     西門子S7-1500CPU1517-3 PN/DP中央控制器

潯之漫智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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• • 以 PROFINET IO（雙端口開關）作為標準接口；
    從 CPU 15-2 PN 開始支持，以一個或多個額外的集成 PROFINET 接口作為輸入設備，用于網(wǎng)絡隔離或用于連接更多的 PROFINET 設備或高速通信設備
  • OPC UA 數(shù)據(jù)訪問服務器作為運行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設備/系統(tǒng)
  • 可針對總線系統(tǒng)和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

• 集成技術

• 無需附加模塊就可集成運動控制功能：
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅(qū)動器和 PROFIdrive 驅(qū)動器
  • 運動控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對同步操作（在沒有位置同步規(guī)范的條件下實現(xiàn)同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。
  • CPU 技術中還集成了諸如同步操作（利用位置同步規(guī)范進行同步）凸輪系統(tǒng)等擴展的運動控制功能。
• 全面跟蹤所有 CPU 標簽，以進行實時診斷和間歇錯誤檢測；
  擁有有效調(diào)試和快速優(yōu)化驅(qū)動器和控制裝置
• 廣泛的控制功能：
  例如，可輕松組態(tài)的塊可進行控制參數(shù)的自動優(yōu)化以實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 通過提供的工藝模塊獲得附加功能：
  例如，高速計數(shù)、位置檢測或高達 1 MHz 信號的測量

• IO-Link 規(guī)范的原則

  根據(jù) IO-Link 規(guī)范，通信功能如下：

• 通信是通過長度不超過 20 m 的無屏蔽三線電纜進行的，電纜種類是通常用于標準傳感器的電纜。
• 通過所謂 C/Q 電纜進行 0-24 V 范圍的數(shù)字化通信
• 傳輸大多數(shù)值是來自包含這些單元的傳感器的測量值。
• 傳感器和執(zhí)行器由 IO 設備描述 (IODD) 來描述。
• 原則上，只能將一個 IO-Link 設備連接到主站的 IO-Link 端口（點到點連接）。
• IO-Link 主站與各設備之間的傳輸速率如下：
  • 通過 COM1：4 800 Bd
  • 通過 COM2：38 400 Bd
  • 通過 COM3：230 400 Bd
• 在 38400 Bd 傳輸速率下，讀/寫 16 個數(shù)據(jù)位的平均循環(huán)時間為 2 ms。

• IO-Link 協(xié)議

  IO-Link 協(xié)議支持標準 IO 模式 (SIO) 和 IO-Link 通信模式 (COM)。

  

  協(xié)議及其報文幀的設計取決于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型。

  數(shù)據(jù)類型

  IO-Link 規(guī)范區(qū)分了以下數(shù)據(jù)類型：

  過程數(shù)據(jù)

  設備的過程數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)幀中循環(huán)傳輸，過程數(shù)據(jù)寬度由設備來定義。每個設備的過程數(shù)據(jù)可以是 0 - 32 字節(jié)（輸入和輸出）。傳輸*性的寬度不固定，因此取決于主站。

  值狀態(tài)

  每個端口都具有值狀態(tài) (PortQualifier)。值狀態(tài)顯示出過程值是否有效。值狀態(tài)可與過程數(shù)據(jù)一起循環(huán)傳輸。

  設備數(shù)據(jù)

  設備數(shù)據(jù)可以是參數(shù)、標識數(shù)據(jù)和診斷信息。設備數(shù)據(jù)替換是非循環(huán)的，在響應來自 IO-Link 主站的查詢時進行。可以將設備數(shù)據(jù)寫入設備 (Write) 并從設備讀取設備數(shù)據(jù) (Read)。

  事件

  發(fā)生事件時，設備向主站發(fā)出事件發(fā)生的信號。主站隨后讀出該事件。事件可以是故障消息（如短路）和警告/維護數(shù)據(jù)（如污染、過熱）。故障消息通過 IO?Link 主站從設備傳輸至控制器或 HMI。IO?Link 主站也可以傳輸事件和狀態(tài)。例如，事件包括斷線或通信故障。

  設備參數(shù)或事件的傳輸獨立于過程數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸進行。各傳輸不會相互影響或削弱。

  數(shù)據(jù)存儲

  從規(guī)范 V1.1 起，可為 IO-Link 生成數(shù)據(jù)存儲方案。在這種方案中，IO-Link 設備在上層參數(shù)服務器上啟動其數(shù)據(jù)存儲。在更換設備的情況下，參數(shù)服務器可以還原初始參數(shù)設置。因此，無需重新參數(shù)設置即可更換設備。

  IO-Link 主站包含參數(shù)服務器。也可在 PLC 中或在系統(tǒng)服務器中集中實現(xiàn)參數(shù)服務器。在此情況下，必須通過提供的功能塊將數(shù)據(jù)下載到控制系統(tǒng)。

  一個 IO-Link 主機

  IO-Link 主站是與上位控制系統(tǒng)的接口。IO-Link 主站本身在現(xiàn)場總線上顯示為普通現(xiàn)場總線節(jié)點，并通過相關設備描述（如 GSD 文件）集成到相應網(wǎng)絡組態(tài)工具中。

  IO 設備描述 (IODD)

  IO-Link 設備描述 (IODD) 為直至 IO-Link 設備的系統(tǒng)特性進行全面而透明的描述。

  IODD 包含有關通信特性、設備參數(shù)、標識、過程和診斷數(shù)據(jù)的信息，它由廠商來提供。IODD 的設計對于所有廠商的所有設備是相同的，總是由 IODD 解釋工具以相同方式來表示。這樣即可確保無論廠商是誰，所有 IO-Link 設備的處理方式相同。

  IO-Link 規(guī)范 V1.1 中的新增功能

  IO-Link 規(guī)范的當前版本是 V1.1，目前已按照 IEC 61131?9 實現(xiàn)標準化。

  與以前的規(guī)范 V1.0 相比，規(guī)范 V1.1 提供了以下新功能：

• 在一個周期內(nèi)傳輸多 32 字節(jié)過程數(shù)據(jù)
• 參數(shù)服務器功能

• IO-Link 輸入模塊

  使用 IO-Link 技術，有可能將標準傳感器連接到 IO-Link 主機。 但是，將標準傳感器直接連接到 IO-Link 主機無法發(fā)揮 IO-Link 的全部潛力。

  解決方案依賴于 IO-Link 模塊的技術。 與直接連接傳感器相比，它們的使用更加經(jīng)濟，是一種具有吸引力的解決方案。

  IO?Link 輸入模塊是對 ET 200S 分布式 I/O 產(chǎn)品的合理補充。 IO?Link 輸入模塊技術通過面向分散結構的純粹點對點電纜連接，對 IO?Link 進行增強。 IO?Link 模塊與 IO?Link 主站之間 IO?Link 連接的大電纜長度為 20 m。無需再使用接線復雜且易出錯的傳感器盒。

  參數(shù)和診斷信號的傳輸

  使用 IO-Link 輸入模塊，還可以傳輸參數(shù)和診斷信號。 例如，這可以通過 IO-Link 將模塊的輸入端參數(shù)化為 NC 觸點或 NO 觸點。 通過 IO-Link 主機向控制系統(tǒng)發(fā)送傳感器電源過載或短路的信號。

  M8 和 M12 端子

  M8 和 M12 端子用來連接傳感器。 使用標準的 M12 連接電纜建立 IO-Link 主機連接。

  使用 IO-Link 輸入模塊的好處：

• 創(chuàng)新的 IO-Link 技術對于二元傳感器也很經(jīng)濟
• 利用 IO-Link 主站的所有端口
• 可以將多個二元傳感器/執(zhí)行器連接到 IO-Link 主機的一個端口，因此，通過 IO-Link 也可以較低的成本將二元傳感器/執(zhí)行器連接到控制系統(tǒng)。
• 減少外圍站的數(shù)字量輸入模塊數(shù)
• 參數(shù)也可用于二元傳感器（例如，可以參數(shù)化 NC 觸點、NO 觸點和輸入延遲）
• 通過省去傳感器盒，減少接線，因而降低接線錯誤風險