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西門子CPU1511T-1PN模塊
西門子產(chǎn)品訂貨號(hào)：6ES7511-1TK01-0AB0

西門子產(chǎn)品價(jià)格：98  RMB

西門子產(chǎn)品凈重：0.370 Kg

西門子產(chǎn)品承諾：質(zhì)保一年，原裝*

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功能

提供有大量功能，支持用戶的 S7-1500 編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。

• 性能
  • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號(hào)、語(yǔ)言擴(kuò)展和新的數(shù)據(jù)類型
  • 代碼生成得到優(yōu)化，響應(yīng)時(shí)間顯著縮短
• 集成技術(shù)
  • 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) PLCopen 運(yùn)動(dòng)控制塊，簡(jiǎn)便、快速地對(duì)運(yùn)動(dòng)序列進(jìn)行編程
  • 運(yùn)動(dòng)控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對(duì)同步操作（在沒(méi)有位置同步規(guī)范的條件下實(shí)現(xiàn)同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。
  • CPU 技術(shù)中還集成了諸如同步操作（利用位置同步規(guī)范進(jìn)行同步）凸輪系統(tǒng)等擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)控制功能。
  • 方便的診斷和調(diào)試工具提供了驅(qū)動(dòng)器調(diào)試支持
  • 向組態(tài)系統(tǒng)和人機(jī)界面自動(dòng)發(fā)送報(bào)警消息：簡(jiǎn)化的故障排除步驟節(jié)省了調(diào)試時(shí)的時(shí)間與工作量。
• 等時(shí)同步模式
  • 將分布式信號(hào)采集、信號(hào)傳輸和程序執(zhí)行與具有恒定總線循環(huán)時(shí)間的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)進(jìn)行同步耦合：
    采集輸入信號(hào)并進(jìn)行處理，按固定時(shí)間間隔（恒定總線循環(huán)時(shí)間）將輸出信號(hào)輸出。同時(shí)創(chuàng)建了前后*的部分過(guò)程圖像。
  • 由于分布式 I/O 以恒定總線循環(huán)時(shí)間進(jìn)行同步信號(hào)處理，可實(shí)現(xiàn)精確可重現(xiàn)的確定過(guò)程響應(yīng)時(shí)間
  • 在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-1500 還可執(zhí)行高速處理操作，并可取得*的精度和重現(xiàn)性。這意味著可在提供且恒定的質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)量。
  • 提供了用于完成運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)量值采集、高速控制等復(fù)雜任務(wù)的全面組件。
• 集成安全功能
  • 通過(guò)密碼進(jìn)行知識(shí)保護(hù)，防止未經(jīng)*而讀取和修改程序塊（與 STEP 7 相結(jié)合）
  • 通過(guò)復(fù)制保護(hù)
    來(lái)提高保護(hù)程度，防止未經(jīng)*而復(fù)制程序塊：通過(guò)復(fù)制保護(hù)，可將 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上的程序塊與其序列號(hào)綁定，以便只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運(yùn)行。
  • 4 級(jí)*方式：
    可向用戶組分配不同訪問(wèn)權(quán)限。通過(guò)新的保護(hù)級(jí)別 4，還可以限制與 HMI 設(shè)備之間的通信。由于操作保護(hù)得到改進(jìn)，控制器可以檢測(cè)到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未經(jīng)允許的傳輸。
• 設(shè)計(jì)與操作
  • 帶集成顯示屏的 CPU：
    可方便地分析集中和分布式模塊的狀態(tài)，或不使用編程設(shè)備而設(shè)置或更改 IP 地址。系統(tǒng)診斷信息和用戶報(bào)警在顯示屏上以普通文本形式顯示，有助于快速有效地響應(yīng)產(chǎn)生的錯(cuò)誤消息。菜單和消息文本在顯示屏上可以多種語(yǔ)言顯示。
• 集成系統(tǒng)診斷
  • 系統(tǒng)診斷信息在顯示屏上以純文本格式持續(xù)顯示，TIA Portal，HMI 設(shè)備和 web 服務(wù)器，包括驅(qū)動(dòng)器中的消息，在CPU停止運(yùn)行的狀態(tài)下均有可能。此功能是作為一個(gè)系統(tǒng)功能集成在 CPU 固件中，無(wú)需由用戶單獨(dú)組態(tài)。若配置了新硬件組件，則自動(dòng)更新診斷信息。
  • 通過(guò)質(zhì)量信息，直接在用戶程序中進(jìn)行簡(jiǎn)單快速的診斷：
    通過(guò)激活模塊的質(zhì)量信息 (QI)，可直接在用戶程序中查詢和評(píng)估所提供過(guò)程值的有效性。此時(shí)，訪問(wèn)是通過(guò)過(guò)程映像并使用簡(jiǎn)單二進(jìn)制或加載命令進(jìn)行的。先決條件是可在 TIA Portal 中對(duì)模塊進(jìn)行診斷，并對(duì)質(zhì)量信息進(jìn)行組態(tài)。
  • 支持 SIMATIC ProDiag S7-1500 – 用于輕松創(chuàng)建機(jī)器診斷與工廠診斷。它提升了可用性，并支持就地的故障分析和故障排除功能。
• 通過(guò) SIMATIC STEP 7 Professional V12 組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)
  • SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平臺(tái)中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本來(lái)編程。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直觀組態(tài)系統(tǒng)。
• 兼容性
  • 移植：
    與 SIMATIC STEP 7 Professional V13 集成的一個(gè)移植工具可幫助從 S7-300/S7-400 切換到 S7-1500 控制器，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換程序代碼。無(wú)法自動(dòng)轉(zhuǎn)換的程序代碼將會(huì)記錄下來(lái)，并可以手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整?？蛻糁С猪?yè)面的下載區(qū)域中還以獨(dú)立工具的形式提供了該移植工具。STEP 7 V11 項(xiàng)目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。S7-1200 程序也可以通過(guò)復(fù)制/粘貼手段轉(zhuǎn)移至 S7-1500
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡(用來(lái)運(yùn)行 CPU)
  • SIMATIC 存儲(chǔ)卡用作插入式裝載存儲(chǔ)器，或用于更新固件。STEP 7 項(xiàng)目（包括注釋和符號(hào)、附加文件或 csv 文件（用于配方和歸檔））也可存儲(chǔ)在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上?？赏ㄟ^(guò)用戶程序和 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上的系統(tǒng)函數(shù)來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊，并存儲(chǔ)或讀取數(shù)據(jù)。
• Safety Integrated（S7-1500F 控制器的功能選項(xiàng)）
  • “STEP 7 Safety Advanced”選件包；
    用于對(duì) S7-1500F 控制器的安全相關(guān)程序部分進(jìn)行編程。
    選件包中包括所有用來(lái)創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。STEP 7 Safety Advanced V12 可在 SIMATIC STEP 7 Professional V12 SP1 下運(yùn)行。

技術(shù)規(guī)范

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變頻器與三菱PLC通訊設(shè)計(jì)分析

一、引言 
　　在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，zui為常見(jiàn)的是PLC和變頻器的組合應(yīng)用，并且產(chǎn)生了多種多樣的PLC控制變頻器的方法，其中采用RS-485通訊方式實(shí)施控制的方案得到廣泛的應(yīng)用：因?yàn)樗?力強(qiáng)、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)且造價(jià)低廉。但是，RS-485的通訊必須解決數(shù)據(jù)編碼、求取校驗(yàn)和、成幀、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)、超時(shí)處理和出錯(cuò)重發(fā)等一系列技術(shù)問(wèn)題，一條簡(jiǎn)單的變頻器操作指令，有時(shí)要編寫數(shù)十條PLC梯形圖指令才能實(shí)現(xiàn)，編程工作量大而且繁瑣，令設(shè)計(jì)者望而生畏。
　　本文介紹一種非常簡(jiǎn)便的三菱FX系列PLC通訊方式控制變頻器的方法：它只需在PLC主機(jī)上安裝一塊RS-485通訊板或掛接一塊RS-485通訊模塊； 在PLC的面板下嵌入一塊造價(jià)僅僅數(shù)百元的“功能擴(kuò)展存儲(chǔ)盒”，編寫4條極其簡(jiǎn)單的PLC梯形圖指令，即可實(shí)現(xiàn)8臺(tái)變頻器參數(shù)的讀取、寫入、各種運(yùn)行的監(jiān)視和控制，通訊距離可達(dá)50m或500m。這種方法非常簡(jiǎn)捷便利，極易掌握。本文以三菱產(chǎn)品為范例，將這種“采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器”的簡(jiǎn)便方法作一簡(jiǎn)單介紹。
　　二、三菱PLC采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器的系統(tǒng)配置
　　1、系統(tǒng)硬件組成
　　

圖1 三菱PLC采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器的系統(tǒng)配置

圖2 FX2N-485-BD通訊板外形圖

圖3 三菱變頻器 PU插口外形及插針號(hào)

FX2N系列PLC(產(chǎn)品版本V 3.00以上)1臺(tái)(軟件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版)；FX2N-485-BD通訊模板1塊(zui長(zhǎng)通訊距離50m)；或FX0N-485ADP通訊模塊1塊+FX2N-CNV-BD板1塊(zui長(zhǎng)通訊距離500m)；FX2N-ROM-E1功能擴(kuò)展存儲(chǔ)盒1塊(安裝在PLC本體內(nèi))帶RS485通訊口的三菱變頻器8臺(tái)(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等，可以相互混用，總數(shù)量不超過(guò)8臺(tái)；三菱所有系列變頻器的通訊參數(shù)編號(hào)、命令代碼和數(shù)據(jù)代碼相同。)；RJ45電纜(5芯帶屏蔽)；終端阻抗器(終端電阻)100Ω；選件：人機(jī)界面(如F930GOT等小型觸摸屏)1臺(tái)。

　　2、硬件安裝方法

　　(1) 用網(wǎng)線壓接鉗將電纜的一頭和RJ45水晶頭進(jìn)行壓接；另一頭則按圖1～圖3的方法連接FX2N-485-BD通訊模板，未使用的2個(gè)P5S端頭不接。
(2) 揭開PLC主機(jī)左邊的面板蓋, 將FX2N-485-BD通訊模板和FX2N-ROM-E1功能擴(kuò)展存儲(chǔ)器安裝后蓋上面板。 
　　(3) 將RJ45電纜分別連接變頻器的PU口，網(wǎng)絡(luò)末端變頻器的接受信號(hào)端RDA、RDB之間連接一只100Ω終端電阻，以消除由于信號(hào)傳送速度、傳遞距離等原因，有可能受到反射的影響而造成的通訊障礙。

3、變頻器通訊參數(shù)設(shè)置
　　為了正確地建立通訊，必須在變頻器設(shè)置與通訊有關(guān)的參數(shù)如“站號(hào)”、“通訊速率”、“停止位長(zhǎng)/字長(zhǎng)”、“奇偶校驗(yàn)”等等。變頻器內(nèi)的Pr.117~Pr.124參數(shù)用于設(shè)置通訊參數(shù)。參數(shù)設(shè)定采用操作面板或變頻器設(shè)置軟件FR-SW1-SETUP-WE在PU口進(jìn)行。
　　4、變頻器設(shè)定項(xiàng)目和指令代碼舉例
　　如表1所示。參數(shù)設(shè)定完成后, 通過(guò)PLC程序設(shè)定指令代碼、數(shù)據(jù)和開始通訊, 允許各種類型的操作和監(jiān)視。

5、變頻器數(shù)據(jù)代碼表舉例 
　　如表2所示。

6、PLC編程方法及示例 
　　(1) 通訊方式 
　　PLC與變頻器之間采用主從方式進(jìn)行通訊，PLC為主機(jī)，變頻器為從機(jī)。1個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一臺(tái)主機(jī)，主機(jī)通過(guò)站號(hào)區(qū)分不同的從機(jī)。它們采用半雙工雙向通訊，從機(jī)只有在收到主機(jī)的讀寫命令后才發(fā)送數(shù)據(jù)。
　　(2) 變頻器控制的PLC指令規(guī)格

(3) 變頻器運(yùn)行監(jiān)視的PLC語(yǔ)句表程序示例及注釋

　　LD M8000 運(yùn)行監(jiān)視；EXTR K10 K0 H6F D0 EXTR K10：運(yùn)行監(jiān)視指令；K0：站號(hào)0；H6F：頻率代碼(見(jiàn)表1)； D0：PLC讀取地址(數(shù)據(jù)寄存器)。指令解釋：PLC一直監(jiān)視站號(hào)為0的變頻器的轉(zhuǎn)速(頻率)。
　　(4) 變頻器運(yùn)行控制的PLC語(yǔ)句表程序示例及注釋
　　LD X0 運(yùn)行指令由X0輸入；
　　SET M0 置位M0輔助繼電器；
　　LD M0 
　　EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11：運(yùn)行控制指令； K0：站號(hào)0；HFA：運(yùn)行指令(見(jiàn)表1)； H02：正轉(zhuǎn)指令(見(jiàn)表1)。 
AND M8029 指令執(zhí)行結(jié)束； 字串9 
　　RST M0 復(fù)位M0輔助繼電器。
　　指令解釋：PLC向站號(hào)為0的變頻器發(fā)出正轉(zhuǎn)指令。
(5) 變頻器參數(shù)讀取的PLC語(yǔ)句表程序示例及注釋
　　LD X3 參數(shù)讀取指令由X3輸入；
　　SET M2 置位M2輔助繼電器；
　　LD M2 
　　EXTR K12 K3 K2 D2 EXTR K10：變頻器參數(shù)讀取指令； K3：站號(hào)3；K2：參數(shù)2-下限頻率(見(jiàn)表2)； D2：PLC讀取地址(數(shù)據(jù)寄存器)。
　　OR RST M2 復(fù)位M2輔助繼電器。
　　指令解釋：PLC一直讀取站號(hào)3的變頻器的2號(hào)參數(shù)-下限頻率。 
　　(6) 變頻器參數(shù)寫入的PLC語(yǔ)句表程序示例及注釋
　　LD X1 參數(shù)變更指令由X3輸入；
　　SET M1 置位M1輔助繼電器；
　　LD M1 
　　EXTR K13 K3 K7 K10 EXTR K13：變頻器參數(shù)寫入指令；K3：站號(hào)3；K7：參數(shù)7-加速時(shí)間(見(jiàn)表2)；K10：寫入的數(shù)值。 
字串1

　　EXTR K13 K3 K8 K10 EXTR K13：變頻器參數(shù)寫入指令；K3：站號(hào)3；K8：參數(shù)8-減速時(shí)間(見(jiàn)表2)； K10：寫入的數(shù)值。
　　AND M8029 指令執(zhí)行結(jié)束；
　　RST M1 復(fù)位M1輔助繼電器。
　　指令解釋：PLC將站號(hào)3的變頻器的7號(hào)參數(shù)-加速時(shí)間、8號(hào)參數(shù)-減速時(shí)間變更為10。

plcclub.com/article/bianpin/200810/19-1073_2.html">

三、三菱PLC控制變頻器的各種方法綜合評(píng)述與對(duì)比 
　　1、PLC的開關(guān)量信號(hào)控制變頻器
　　PLC(MR型或MT型)的輸出點(diǎn)、COM點(diǎn)直接與變頻器的STF(正轉(zhuǎn)啟動(dòng))、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、輸入端SG等端口分別相連。PLC可以通過(guò)程序控制變頻器的啟動(dòng)、停止、復(fù)位； 也可以控制變頻器高速、中速、低速端子的不同組合實(shí)現(xiàn)多段速度運(yùn)行。但是，因?yàn)樗遣捎瞄_關(guān)量來(lái)實(shí)施控制的，其調(diào)速曲線不是一條連續(xù)平滑的曲線，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)精細(xì)的速度調(diào)節(jié)。這種開關(guān)量控制方法，其調(diào)速精度無(wú)法與采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制的相比。
　　2、PLC的模擬量信號(hào)控制變頻器
　　硬件：FX1N型、FX2N型PLC主機(jī)，配置1路簡(jiǎn)易型的FX1N-1DA-BD擴(kuò)展模擬量輸出板； 或模擬量輸入輸出混合模塊FX0N-3A； 或兩路輸出的FX2N-2DA； 或四路輸出的FX2N-4DA模塊等。
　　優(yōu)點(diǎn)： PLC程序編制簡(jiǎn)單方便，調(diào)速曲線平滑連續(xù)、工作穩(wěn)定。 
　　缺點(diǎn)： 在大規(guī)模生產(chǎn)線中，控制電纜較長(zhǎng)，尤其是DA模塊采用電壓信號(hào)輸出時(shí)，線路有較大的電壓降，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。另外，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，如控制8臺(tái)變頻器，需要2塊 FX2N-4DA模塊，其造價(jià)是采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制的5～7倍
3、PLC采用RS-485無(wú)協(xié)議通訊方法控制變頻器
　　這是使用得zui為普遍的一種方法，PLC采用RS串行通訊指令編程。
　　優(yōu)點(diǎn)：硬件簡(jiǎn)單、造價(jià)zui低，可控制32臺(tái)變頻器。 
　　缺點(diǎn)：編程工作量較大。從本文的第二章可知：采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制的編程極其簡(jiǎn)單，從事過(guò)PLC編程的技術(shù)人員只要知道怎樣查表，僅僅數(shù)小時(shí)即可掌握，增加的硬件費(fèi)用也很低。這種方法編程的輕松程度，是采用RS-485無(wú)協(xié)議通訊控制變頻器的方法所無(wú)法相比的。 
4、PLC采用RS-485的Modbus-RTU通訊方法控制變頻器 
　　三菱新型F700系列變頻器使用RS-485端子利用Modbus-RTU協(xié)議與PLC進(jìn)行通訊。
　　優(yōu)點(diǎn)： Modbus通訊方式的PLC編程比RS-485無(wú)協(xié)議方式要簡(jiǎn)單便捷。 
　　缺點(diǎn)： PLC編程工作量仍然較大。 
　　5、PLC采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式控制變頻器
　　三菱變頻器可內(nèi)置各種類型的通訊選件，如用于CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線的FR-A5NC選件； 用于Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)總線的FR-A5AP(A)選件； 用于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的FR-A5ND選件等等。三菱FX系列PLC有對(duì)應(yīng)的通訊接口模塊與之對(duì)接。
　　優(yōu)點(diǎn)： 速度快、距離遠(yuǎn)、效率高、工作穩(wěn)定、編程簡(jiǎn)單、可連接變頻器數(shù)量多。 字串4 
　　
　　缺點(diǎn)： 造價(jià)較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制的造價(jià)。 
　　綜上所述，PLC采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器的方法確有造價(jià)低廉、易學(xué)易用、性能可靠的優(yōu)勢(shì)； 若配置人機(jī)界面，變頻器參數(shù)設(shè)定和監(jiān)控將變得更加便利。
　　1臺(tái)PLC和不多于8臺(tái)變頻器組成的交流變頻傳動(dòng)系統(tǒng)是常見(jiàn)的小型工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，廣泛地應(yīng)用在小型造紙生產(chǎn)線、單面瓦楞紙板機(jī)械、塑料薄膜生產(chǎn)線、印染煮漂機(jī)械、活套式金屬拉絲機(jī)等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。采用簡(jiǎn)便控制方法，可以使工程方案擁有通訊控制的諸多優(yōu)勢(shì)，又可省卻RS-485數(shù)據(jù)通訊中的諸多繁雜計(jì)算，使工程質(zhì)量和工作效率得到*的提高。但是，這種簡(jiǎn)便方法也有其缺陷：它只能控制變頻器而不能控制其它器件；此外，控制變頻器的數(shù)量也受到了限制。