西門子CPU1517-3 PN/DP處理器

SIMATIC S7-1500

新型的SIMATICS7-1500控制器除了包含多種創(chuàng)新技術(shù)之外，還設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)，zui大程度提高生產(chǎn)效率。無論是小型設(shè)備還是對速度和準(zhǔn)確性要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置，都一一適用。SIMATICS7-1500無縫集成到TIA博途中，*提高了工程組態(tài)的效率。

性能

沒有zui快，只有更快！SIMATIC S7-1500的系統(tǒng)性能*縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時間，進(jìn)而優(yōu)化了控制質(zhì)量并提高了系統(tǒng)性能。

處理速度

SIMATIC S7-1500 的信號處理速度更為快速，*縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。

高速背板總線

新型的背板總線技術(shù)采用高波特率和高效傳輸協(xié)議，以實現(xiàn)信號的快速處理。

通信

SIMATIC S7-1500帶有多達(dá)3個PROFINET接口。其中，兩個端口具有相同的IP地址，適用于現(xiàn)場級通信；第三個端口具有獨(dú)立的IP地址，可集成到公司網(wǎng)絡(luò)中。通過 PROFINET IRT，可定義響應(yīng)時間并確保高度精準(zhǔn)的設(shè)備性能。

集成 Web Server

無需親臨現(xiàn)場，即可通過Internet瀏覽器隨時查看CPU狀態(tài)。過程變量以圖形化方式進(jìn)行顯示，同時用戶還可以自定義網(wǎng)頁，這些都*地簡化了信息的采集操作。

結(jié)構(gòu)組成

西門子被譽(yù)為四大機(jī)床展之一的第十三屆中國機(jī)床展覽會（CIMT）將于2013年4月22～27日，在北京中國展覽中心（新館）舉行。包括世界機(jī)床制造業(yè)在內(nèi)的28個國家和地區(qū)的1500余家機(jī)床工具制造廠商將齊聚北京。西門子（中國）有限公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域驅(qū)動技術(shù)集團(tuán)運(yùn)動控制部將攜其智能創(chuàng)新的數(shù)控系統(tǒng)亮相現(xiàn)場（E2館302展位）。

西門子（中國）有限公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域驅(qū)動技術(shù)集團(tuán)副總裁運(yùn)動控制部總裴安咨說：“技術(shù)創(chuàng)新是西門子立足行業(yè)先鋒、行業(yè)技術(shù)發(fā)展的核心競爭力。西門子作為數(shù)控加工的行業(yè)專家，自從西門子數(shù)控系統(tǒng)誕生50多年以來，從未停止過技術(shù)創(chuàng)新的步伐。

西門子CPU1517-3 PN/DP處理器

西門子CPU1517-3 PN/DP處理器

1 *處理單元
*處理器單元即CPU，一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與儲存單元、輸入輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口相連。CPU 是 PLC 的核心，輸入單元將采集的輸入信號傳送到CPU，CPU執(zhí)行用戶程序并將運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出單元，用以驅(qū)動現(xiàn)場設(shè)備。選擇CPU通常需要考慮一下幾個方面：
·運(yùn)算速度：不同的控制系統(tǒng)對控制的響應(yīng)速度需求不同，對于要求響應(yīng)時間較快的系統(tǒng)，則要求CPU的運(yùn)算速度快，并盡快地將運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出單元。
運(yùn)算速度性能指標(biāo)可參考CPU指令執(zhí)行時間。
·工作存儲器：根據(jù)控制方案的復(fù)雜程度預(yù)估需要的工作存儲器大小，考慮適當(dāng)?shù)挠嗔俊?/span>
·I/O帶載能力： CPU通常使用I/O地址空間來描述其允許訪問輸入輸出的能力，8個數(shù)字量通道占用1個字節(jié)地址空間，1個模擬量通道占用2字節(jié)地址空間。在具體選型時還需要根據(jù)實際情況考慮I/O余量占用的地址空間。此外有些CPU還有允許連接模塊大數(shù)量限制。
·集成的通信接口：CPU通過通信接口進(jìn)行編程組態(tài)，還可與人機(jī)界面、其他PLC系統(tǒng)、分布式I/O等實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根據(jù)通信對象（通信對象可以為編程設(shè)備、儀表、HMI、其他PLC系統(tǒng)等等）支持的電氣接口標(biāo)準(zhǔn)以及所使用的通信協(xié)議選擇集成通信接口。
2 儲存器
PLC 的存儲器包括系統(tǒng)存儲器，裝載存儲器和工作存儲器。系統(tǒng)存儲器用于存放 PLC 的系統(tǒng)程序和內(nèi)部寄存器， 裝載存儲器則用于存放 PLC 的用戶程序，用戶程序編譯后被存放在工作存儲器中執(zhí)行。裝載存儲器通常為MC卡，支持外部擴(kuò)展，而工作存儲器是集成在CPU中并且無法擴(kuò)展的，在選擇CPU時需根據(jù)控制方案的復(fù)雜程度預(yù)估可能使用的工作存儲器大小并留有適當(dāng)余量。選擇裝載存儲器通常只需選擇不小于工作存儲器大小的存儲卡即可。
3 通信接口
通信接口的功能是通過這些通信接口可以和監(jiān)視器、 打印機(jī)、 其他的 PLC 或是計算機(jī)相連， 從而實現(xiàn)“PLC與上位機(jī)”或“PLC與PLC”之間的通信。通信接口可以集成在CPU模塊上使用內(nèi)部總線與CPU通信，也可以使用單獨(dú)的通信接口模塊通過外部總線與CPU通信。通信接口的選擇首先確定通信對象接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)例如RS232、RS485、RJ45等，還需要確定使用的協(xié)議，常見的例如PROFINET，PROFIBUS總線協(xié)議，通過PROFINET和PROFIBUS總線，CPU可與分散在遠(yuǎn)端現(xiàn)場的輸入輸出單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，使PLC系統(tǒng)規(guī)模更易于擴(kuò)充。
4 輸入輸出單元（I/O）
輸入單元的作用是將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號輸入 CPU，根據(jù)信號類型，輸出單元的作用則是將 CPU 向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行元件的信號，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。

一、什么是進(jìn)位計數(shù)制

數(shù)制也稱計數(shù)制,是指用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。按進(jìn)位的原則進(jìn)行計數(shù)的方法,稱為進(jìn)位計數(shù)制。比如，在十進(jìn)位計數(shù)制中,是按照“逢十進(jìn)一”的原則進(jìn)行計數(shù)的。

常用進(jìn)位計數(shù)制：

1、十進(jìn)制(Decimalnotation)，有10個基數(shù)：0~~9，逢十進(jìn)一；

2、二進(jìn)制(Binarynotation)，有2個基數(shù)：0~~1，逢二進(jìn)一；

3、八進(jìn)制(Octalnotation)，有8個基數(shù)：0~~7，逢八進(jìn)一；

4、十六進(jìn)制數(shù)(Hexdecimalnotation)，有16個基數(shù)：0~~9，A，B，C，D，E，F(xiàn)(A=10,B=11,C=12,D=13,E=14,F=15)，逢十六進(jìn)一。

二、進(jìn)位計數(shù)制的基數(shù)與位權(quán)

"基數(shù)"和"位權(quán)"是進(jìn)位計數(shù)制的兩個要素。

1、基數(shù)：

所謂基數(shù)，就是進(jìn)位計數(shù)制的每位數(shù)上可能有的數(shù)碼的個數(shù)。例如，十進(jìn)制數(shù)每位上的數(shù)碼，有"0"、"1"、"3",…，"9"十個數(shù)碼，所以基數(shù)為10。

2、位權(quán)：

所謂位權(quán)，是指一個數(shù)值的每一位上的數(shù)字的權(quán)值的大小。例如十進(jìn)制數(shù)4567從低位到高位的位權(quán)分別為100、101、102、103。因為：

4567＝4x103＋5x102＋6x101＋7x100

3、數(shù)的位權(quán)表示：

任何一種數(shù)制的數(shù)都可以表示成按位權(quán)展開的多項式之和。

比如：十進(jìn)制數(shù)的435．05可表示為：

435．05＝4x102＋3x101＋5x100＋0x10－1＋5x10－2

位權(quán)表示法的特點是：每一項＝某位上的數(shù)字X基數(shù)的若干冪次；而冪次的大小由該數(shù)字所在的位置決定。

三、二進(jìn)制數(shù)

計算機(jī)中為何采用二進(jìn)制：二進(jìn)制運(yùn)算簡單、電路簡單可靠、邏輯性強(qiáng)。

1、定義：

按“逢二進(jìn)一”的原則進(jìn)行計數(shù)，稱為二進(jìn)制數(shù)，即每位上計滿2時向高位進(jìn)一。

2、特點：

每個數(shù)的數(shù)位上只能是0，1兩個數(shù)字；二進(jìn)制數(shù)中大數(shù)字是1，小數(shù)字是0；基數(shù)為2；

比如：10011010與00101011是兩個二進(jìn)制數(shù)。

3、二進(jìn)制數(shù)的位權(quán)表示：

(1101.101)2＝1x23＋1x22＋0x21＋1x20＋1x2－1＋0x2－2＋1x2－3

4、二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則：

加法運(yùn)算

①0＋0＝0③1＋1＝10

②0＋1＝1＋0＝1

乘法運(yùn)算

①0×0＝0③1×1＝1

②0×1＝1×0＝0

四、八進(jìn)制數(shù)

1、定義：

按“逢八進(jìn)一”的原則進(jìn)行計數(shù)，稱為八進(jìn)制數(shù)，即每位上計滿8時向高位進(jìn)一。

2、特點：

每個數(shù)的數(shù)位上只能是0、1、2、3、4、5、6、7八個數(shù)字；八進(jìn)制數(shù)中大數(shù)字是7，小數(shù)字是0；基數(shù)為8；

比如：(1347)8與(62435)8是兩個八進(jìn)制數(shù)。

3、八進(jìn)制數(shù)的位權(quán)表示：

(107．13)8＝1x82＋0x81＋7x80＋1x8－1＋3x8－2

五、十六進(jìn)制數(shù)

1、定義：

按“逢十六進(jìn)一”的原則進(jìn)行計數(shù)，稱為十六進(jìn)制數(shù)，即每位上計滿16時向高位進(jìn)一。

2、特點：

每個數(shù)的數(shù)位上只能是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個數(shù)碼；十六進(jìn)制數(shù)中大數(shù)字是F，即15，小數(shù)字是0；基數(shù)為16；

比如：(109)16與(2FDE)16是兩個十六進(jìn)制數(shù)。

3、十六進(jìn)制數(shù)的位權(quán)表示：

(109．13)16＝1x162＋0x161＋9x160＋1x16－1＋3x16－2

(2FDE)16＝2x163＋15x162＋13x161＋14x160

六、常用計數(shù)制間的對應(yīng)關(guān)系

二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)及十進(jìn)制數(shù)是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中常用的四種數(shù)制，這幾種進(jìn)位制計數(shù)制之間的對應(yīng)關(guān)系如表1所列。