                               上海庆惜自动化设备有限公司
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上海庆惜自动化设备有限公司本着“以人为本、科技先导、顾客满意、持续改进”的工作方针，致力于工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成，拥有丰富的自动化产品的应用和实践经验以及雄厚的技术力量，
SIMATIC S7-1500 系统概述
SIMATIC S7-1500 – 较大提升生产力和生产效率
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新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，较大程度提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-1500 无缝集成到 TIA 博途中，较大提高了工程组态的效率。
SIMATIC S7-1500 采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。
每个控制器中都包含有以下组件：
一个*处理器 (CPU)，用于执行用户程序
一个或多个电源
信号模块，用作输入/输出
以及相应的工艺模块和通信模块。
自动化的良好利器

较强性能 - 较高易用性：
SIMATIC S7-1500 是 TIA 博途中的新一代控制器，是自动化领域的里程碑
强大：
**的系统性能，可实现较短响应时间和较高控制质量
技术集成可确*运动控制功能和 PROFIdrive 实现**的驱动集成
信息安全集成的全面整合较大程度地**您的投资
高效：
创新设计和简单操作可实现较其简单的操作、调试以及安全的运行
集成式系统诊断使设备状态完全透明，且能够自动生成并统一显示设备状态
TIA 博途较大限度地提高工程组态效率，降低项目成本
新型的 SIMATIC S7-1500 控制器
系统概述

新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，较大程度提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-1500 无缝集成到 TIA 博途中，较大提高了工程组态的效率。
SIMATIC S7-1500 系统概述
概述
一般信息
特性和客户收益
技术数据
安全免责声明
一般信息
*处理单元 (CPU) 是 SIMATIC S7-1500 的核心组件。它们除了可以执行用户程序，还可用于连接控制器和其它自动化组件。
**发布的产品中包含以下三种 CPU：
CPU-1511-1 PN 适用于中小型应用
CPU-1513-1 PN 适用于大中型应用
CPU-1516-3 PN/DP 适用于要求较高的大型应用和其它通信任务
特性和客户收益
凭借各种创新技术，SIMATIC S7-1500 的 CPU 较大地提升了生产力和生产效率。该系列 CPU 的硬件设计紧凑。组件和模块高度集成、通用性强，不仅节省了机柜空间，同时还降低了备件的库存费用。
较优性能
主机架模块和分布式模块中统一使用纯文本诊断信息，缩短了停机时间
可直接使用用户特定的网络设置，*进行现场编程
支持在操作过程中对显示屏进行热插拔操作
可通过 TIA 博途设置显示屏操作密码
创新的存储机制
充足的存储空间，可用于各行业的所有应用
灵活的存储卡机制，适合各种项目规模
较大的存储空间：支持高达 2 GB 的存储卡，可存储项目数据、归档、配方和相关文档
优化后的数据模块，可精确选择剩余存储空间中的数据。
通过对 STEP 7、HMI、Web server、CPU 显示屏中数据的统一显示，实现了高效的故障分析
统一集成的系统诊断功能，即便增加机器设备数量，也*额外进行项目规划
即便 CPU 处于 S** 模式，也不会丢失系统错误消息
全符号编程，较大提高了程序的可读性
提高了编译器性能，缩短了程序循环时间
在所有 IEC 语言中支持64 位数据类型，编程工艺更为精准
统一下载所有程序变更
LD 和功能设备中集成计算功能块，简化了复杂的数学运算过程
信息安全集成
通过控制器安全级别的保护机制，提高了系统安全，防止通过 HMI 进行未经授权的访问
通过对组件和程序进行信息安全保护，增强投资保护力度
对项目规划数据、固件文件以及安全通信进行完整性和机密性保护，提高了设备的可用性
在现有 S7 项目中，通过重复使用所有 S7-1500 CPU 上的程序以及集成的移植工具，实现对现有专有知识的投资保护
通过将硬件数据上传到工程组态，实现各种硬件的快速准确识别
使用符号上传整个项目，进行维修操作时*打开当前项目
集成标准运动控制功能，灵活连接支持 PROFIdrive 的所有驱动装置
集成标准 PLCopen 组件，实现项目快速实施
TRACE 功能：可循环记录多达 16 个变量，实现控制程序和驱动装置的精确优化
记录CPU 不同存储区的数据，便于查找偶发错误
集成的 PID 控制器，可简化闭环控制任务：控制参数的优化实现了较佳控制质量（PID 控制器），从而节省了操作时间
PID Compact/PID 3-Step：带有模拟量或脉冲宽度调制输出的连续控制器，以及适用于带有自整定功能的外部执行器（如阀门）的特殊步进控制器
可通过 Office 工具和 Web server，快速访问所有机器相关的操作数据
可通过 Web 浏览器或 SD 卡读卡器，快速访问设备组态数据（与控制器进行双向数据交换）
一、概述
　　西门子PLC S7-1500系列是西门子PLC新一代产品，它通过多方面的创新，为用户提供了更高性价比的产品，提高了用户的工程实施效率。西门子PLC S7-1500为用户在自动化控制系统中提供了更高的运行能力，而且简单易用，节省了大量的系统开发时间，西门子PLC S7-1500系列有很强的通讯功能，和扩展能力，为用户提供了多种性能优异的解决方案。本文下面为您介绍一下西门子PLC S7-1500系列的故障诊断方法，为您在调试时进行参考。
　　二、西门子PLC S7-1500系列故障诊断
　　1、输出回路检修
　　对于PLC输出点(这里仅谈继电器输出型)，若动作对象所对应的指示灯不亮，在确定PLC在运行状态下，那么说明此动作对象的PLC输入输出逻辑功能没有满足，也就是说输入回路出故障，按前面讲的，检查输入回路。
　　若所对应的指示灯亮，但所对应的执行元件如电磁阀、接触器不动作，先查电磁阀控制电源及保险器，较简便的方法，用电笔去量所对应PLC输出点的公共端子。电笔不亮，可能对应保险丝熔断等电源故障。电笔亮，说明电源是好的，所对应的电磁阀、接触器、线路出故障。
　　排除电磁阀、接触器、线路等故障后，仍不正常，就利用万用表一只表笔，一头接对应的输出公共端子，另一头接触所对应的PLC输出点，这时电磁阀等仍不动作，说明输出线路出故障。如果这时电磁阀动作，那么问题在PLC输出点上。由于电笔有时会虚报，可用另一种方法分析，用万用表电压档量PLC输出点与公共端的电压，电压为零或接近零，说明PLC输出点正常，故障点在外围。若电压较高，说明此触点接触电阻太大，已损坏。
　　另外，当指示灯不亮，但对应的电磁阀、接触器等动作，这可能此输出点因过载或短路烧牢。这时应把此输出点的外接线拆下来，再用万用表电阻档去量输出点与公共端的电阻，若电阻较小，说明此触点已坏，若电阻无穷大，说明此触点是好的，应是所对应的输出指示灯已坏。
        2、输入回路检修
　　判断某只按扭、限位、线路等输入回路的好坏，可在PLC通电情况下(较好在非运行状态，以防设备误动作)，按下按扭(或其他输入接点)，这时对应的PLC输入点端子与公共端被短接，按扭所对应的PLC输入指示灯亮，说明此按扭及线路正常。灯不亮，可能按扭坏、线路接触不良或者断线。
　　若进一步判断，按扭如果是好的，那么用万用表的一根表笔，一头接PLC输入端的公共端，另一头接触所对应的PLC输入点(上述操作要小心，千万不要碰到220V或110V输入端子上)。此时指示灯亮，说明线路存在故障。指示灯不亮，说明此PLC输入点已损坏(此情况少见，一般强电入侵所致)。　　
　　三、总结
　　综上所述，西门子PLC S7-1500系列为用户带来了更加完善的体验，它具有优异的控制性能，通讯功能强大，为用户提供了经济性好，品质高的自动化控制系统解决方案。用户在选择和使用西门子PLC S7-1500系列进行故障诊断时，可以参考本文中提供的内容，通过合理配置，使得自动化控制系统的性能得到优化。如果用户需要更多的了解和使用西门子PLC系列，我们也会更好的提供相关技术支持。

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                                        详细信息
SIMATIC S7-1500自动化系统是在SIMATIC S7-300/400系统的基础上进一步开发，通过集成大量的新功能和新特性，SIMATIC S7-1500自动化系统具有**的性能和出色的可用性。借助于西门子新一代框架结构的TIA博途软件，可在同一开发环境下组态开发可编程序控制器、人机界面和驱动系统等。统一的数据库使各个系统之间轻松、快速地进行互连互通，真正达到了控制系统的全集成自动化。
本书深入浅出地介绍了在TIA博途V13 SP1环境下如何组态和使用SIMATIC S7-1500的PROFINET/PROFIBUS通信、编程、Web服务器、PID控制、轨迹追踪等功能，不但适合新手的快速入门，而且可供具有STEP7 V5.X和SIMATIC S7-300/400使用经验的工程师借鉴和参考。
另外，该书由西门子公司的专家工程师亲自编写，他们对产品的功能特点进行了深入剖析，并融入自己的工程经验，使内容简单易学，为大家开辟了一条学习的捷径。
以下内容节选自机械工业出版社出版的西门子自动化技术丛书----《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》，作者崔坚。更多更详细的内容请您参考《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》
以下内容节选自机械工业出版社出版的西门子自动化技术丛书----《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》，作者崔坚。更多更详细的内容请您参考《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》一书。
S7-1500 PLC的地址区----CPU的地址区的划分及寻址方法
  5.2 S7-1500 PLC的地址区
  5.2.1 CPU的地址区的划分及寻址方法
       S7-1500 CPU的存储器划分为不同的地址区，在程序中通过指令可以直接访问存储于地址区的数据。地址区包括过程映像输入区（I）、过程映像输出区（Q）、标志位存储区(M)、计数器（C）、定时器（T）、数据块（DB）、本地数据区（L）等。
       由于TIA博途不允许无符号名称的变量出现，所以即使用户没有为变量定义符号名称，TIA博途也会自动为其分配名称，缺省从“Tag_1”开始分配。S7-1500地址区域内的变量均可以进行符号寻址。
       地址区可访问的单位及表示方法参考表5- 8。

过程映像输入区（I）
       过程映像输入区位于CPU的系统存储区。在循环执行用户程序之前，CPU首先扫描输入模块的信息，并将这些信息记录到过程映像输入区中，与输入模块的逻辑地址相匹配。使用过程映像输入区的好处是在一个程序执行周期中保持数据的一致性。使用地址标识符“I”(不分大小写)访问过程映像输入区。如果在程序中访问输入模块中一个输入点，在程序中表示方法如图5- 16所示
       一个字节包含八个位，所以位地址的取值范围为0～7。一个输入点即为一个位信号。如果一个32点的输入模块设定的逻辑地址为8，那么*1个点的表示方法为I8.0；*10个点的表示方法为I9.1；*32个点的表示方法为I11.7。按字节访问地址表示方法为IB8、IB9、IB10、IB11(B为字节BYTE的首字母)；按字访问表示方法为IW8、IW10(W为字WORD的首字母)；按双字访问表示方法为ID8(D为双字DOUBLE WORD的首字母)。在S7-1500 PLC中所有的输入信号均在输入过程映像区内。
过程映像输出区（Q）
       过程映像输出区位于CPU的系统存储区。在循环执行用户程序中，CPU将程序中逻辑运算后输出的值存放在过程映像输出区。在一个程序执行周期结束后更新过程映像输出区，并将所有输出值发送到输出模块，以**输出模块输出的一致性。在S7-1500 PLC中所有的输出信号均在输出过程映像区内。
使用地址标识符“Q”(不分大小写)访问过程映像输出区，在程序中表示方法与输入信号类似。输入模块与输出模块分别属于两个不同的地址区，所以模块逻辑地址可以相同，如IB100和QB100。
直接访问I/O地址
       如果将模块插入到站点中，其逻辑地址将位于 S7-1500 CPU 的过程映像区中（默认设置）。在过程映像区更新期间，CPU 会自动处理模块和过程映像区之间的数据交换。
       如果希望程序直接访问模块（而不是使用过程映像区），则在 I/O 地址或符号名称后附加后缀“:P”，这种方式称为直接访问I/O地址的访问方式。
注意：S7-1500 I/O地址的数据也可以使用立即读或立即写的方式直接访问，访问较小单位为位。
标志位存储区(M)
       标志位存储区位于CPU的系统存储器，地址标识符为“M”。对S7-1500而言，所有型号的CPU标志位存储区都是16384个字节。在程序中访问标志位存储区的表示方法与访问输入输出映像区的表示方法类似。同样，M区的变量也可通过符号名进行访问。M区中掉电保持的数据区大小可以在“PLC变量”—>“保持性存储器”中设置，如图5- 17所示。

S5定时器(T)
       定时器存储区位于CPU的系统存储器，地址标识符为“T”。对S7-1500而言，所有型号CPU的S5定时器的数量都是2048个。定时器的表示方法为T X，T表示定时器标识符，X表示定时器编号。存储区中掉电保持的定时器个数可以在CPU中（如通过变量表）设置。S5定时器也可通过符号寻址。
       S7-1500既可以使用S5定时器（T），也可以使用IEC定时器。推荐使用IEC定时器，这样程序编写更灵活，且IEC定时器的数量仅受CPU程序资源的限制。一般来说，IEC定时器的数量远大于S5定时器的数量。
S5计数器(C)
       计数器存储区位于CPU的系统存储器，地址标识符为“C”。在S7-1500中，所有型号CPU的S5计数器的数量都是2048个。计数器的表示方法为C X，C表示计数器的标识符，X表示计数器编号。存储区中掉电保持的计数器个数可以在CPU中（如通过变量表）设置。S5计数器也可通过符号寻址。
       S7-1500既可以使用S5计数器（C），也可以使用IEC计数器。推荐使用IEC计数器，这样程序编写更灵活，且IEC计数器的数量仅受CPU程序资源的限制。一般来说，IEC计数器的数量远大于S5计数器的数量。
注意：如果程序中使用的M区、定时器、计数器地址**出了CPU规定地址区范围，编译项目时将报错。
数据块存储区（DB）
       数据块可以存储于装载存储器、工作存储器以及系统存储器中(块堆栈)，共享数据块地址标识符为“DB”，函数块FB的背景数据块地址标识符为“IDB”。
       在S7-1500中，DB块分2种，一种为优化的DB，另一种为标准DB。每次添加一个新的全局DB时，其缺省类型为优化的DB。可以在DB块的属性中修改DB的类型。
       背景数据块IDB的属性是由其所属的FB（函数块）决定的，如果该FB（函数块）为标准FB（函数块），则其背景DB就是标准DB；如果该FB（函数块）为优化的FB（函数块），则其背景DB就是优化的DB。
       优化DB和标准DB在S7-1500 CPU中存储和访问的过程完全不同。标准DB掉电保持属性为整个DB，DB内变量为**地址访问，支持指针寻址；而优化 DB内每个变量都可以单独设置掉电保持属性，DB内变量只能使用符号名寻址，不能使用指针寻址。优化的DB块借助预留的存储空间，支持“下载*重新初始化”功能，而标准DB则无此功能。图5- 18所示为标准DB在S7-1500内的存储及处理方式。

示为优化DB在S7-1500内的存储及处理方式。
       从图5- 18和图5- 19可知，S7-1500 CPU处理标准DB块内的数据时，要额外消耗CPU的资源，导致CPU效率下降，所以推荐使用优化的DB。在优化的DB中，所有的变量以符号形式存储，没有**地址，不易出错，且数据存储的编码方式与S7-1500 CPU编码方式相同，效率更高。
       优化的DB支持以下访问方式：
注意：无论使用优化DB还是标准DB，在S7-1500中，都应尽量避免使用“OPN DB[#DBNumber])”这样的指令来对DB块进行操作，因为S7-1500的CPU中没有真实的DB寄存器（其DB寄存器是虚拟的），所以执行该指令需要消耗S7-1500 CPU额外的性能。

        ARRAY DB是一种特殊类型的全局DB，仅包含一个ARRAY数组类型。ARRAY的元素可以是PLC数据类型或其它任何数据类型。这种DB不能包含除ARRAY 之外的其它元素。可以使用“ReadFromArrayDB”指令从ARRAY DB中读取数据并写入目标区域中。
由于ARRAY DB类型为“优化块访问”属性，且不能更改，所以 ARRAY DB不支持标准访问。
本地数据区（L）
       本地数据区位于CPU的系统数据区，地址标识符为“L”。本地数据区用于存储FC（函数）、FB（函数块）的临时变量、以及OB（“标准”访问的组织块）中的开始信息、参数传送信息及梯形图编程的内部逻辑结果（**标准程序块）等。在程序中访问本地数据区的表示方法与访问输入输出映像区的表示方法类似。
       Slice访问可以方便快捷地访问数据类型为Byte、Word、Dword和Lword变量中的Bit、Byte、Word以及DWord， Slice访问的优势是访问简单灵活，直观高效，*对访问的目标地址单独定义。
       Slice访问支持I/Q/DB/M等数据区，尤其适用于优化的DB。由于优化的DB内变量没有偏移地址，所以无法通过**地址直接访问一个变量内部的数据，例如变量中的一个位信号或字节等信号。这时就可以通过Slice访问方式来实现。例如，DB内变量“My_DW_Variable”是一个DWord类型的变量，如需访问该变量的*2个字，则访问格式为My_DW_Variable.W1；“My_W_Variable”是一个Word数据类型的变量，访问该变量的*1个bit的访问格式为My_W_Variable.X0 。如图5- 22所示。

        AT访问也称之为AT变量覆盖，是指通过在程序块的接口数据区附加声明来覆盖所声明的变量。其优势在于*指令即可根据需要，实现变量的自由拆分，拆分后的变量可在程序中使用。可以选择对不同数据类型的已声明变量进行AT访问。具体使用方法可以参考图5- 23中的示例。

        首先将程序块“AT_Demo” FC 5的访问属性修改为标准的块访问，之后在该块内定义一个类型为字符串（String）的输入变量 “Message”。在变量“Message”下新建一行，在该行数据类型中输入“AT”，然后定义一个名为“AT_Message”的结构体。根据字符串“String”的数据结构，创建一个结构体变量对变量“Message”进行拆分。该结构体一个变量为“Max_Length”，类型为SINT，对应“Message”字符串中可存储的较大字符长度；*二个变量为“Act_Length”，类型也为SINT，对应“Message”字符串中的实际字符数量；*三个变量“Letter”为字符数组。
       这样，在该程序块内部，可直接访问结构体变量“AT_Message”内的各个变量，而*再次编程对输入变量“Message”的内容进行提取。
A博途软件概述
TIA博途软件平台支持的新一代PLC产品介绍
SIMATIC S71500 PLC控制系统的硬件组成
SIMATIC S71500硬件配置
数据类型与地址区
SIMATIC S71500 PLC的编程指令
程序块
SIMATIC S71500组态控制功能
SIMATIC S71500 PLC的通信功能
SIMATIC S71500 PLC的PID功能