??自動化控制領域一般可分為小型，中型，大型自動化控制系統。小型自動化控制系統的控制器可以采用西門子LOGO!全系列，西門子PLC S7-200系列，西門子PLC S7-200 SMART系列，西門子PLC S7-1200系列；中型自動化控制系統可以選擇西門子PLC S7-300系列或西門子PLC S7-1500系列；大型自動化控制系統可以選擇西門子PLC S7-400系列或西門子PLC S7-1500系列。
位置控制模式
S7-1500 選型介紹
1.用戶程序運行在CPU模塊中，CPU模塊內沒有程序裝載存儲器，程序存儲在專用的存儲卡中里，概念同S7-300。存儲卡需要單獨訂貨。CPU目前有三種型號：
? CPU 1511-1 PN
? CPU 1513-2 PN
? CPU 1516-3 PN/DP
三個CPU型號從上至下性能由低到高排列，區別于指令執行速度，各種地址空間尺寸，內存大小，集成通訊口種類個數等等方面，具體請參考對應的CPU手冊。
2.對于PLC系統，用戶程序處理的是輸入/輸出(I/O)信號直接的邏輯關系。那么往往系統需配置I/O模塊，S7-1500的CPU模塊自身沒有集成I/O，I/O信號輸入通過拓展I/O模塊進行輸入輸出。常見I/O信號有，
? 數字量輸入(DI)：也就是開關量(還有稱作離散量)信號輸入
? 數字量輸出(DQ)：開關量信號輸出
? 模擬量輸入(AI)：連續量輸入，如電壓-10V ～ +10V, 4 ～ 20mA等
? 模擬量輸出(AQ)：連續量輸出
? 還有脈沖輸入(PI)， 脈沖輸出(PQ)等
3.S7-1500的數字量輸入模塊
? DI 32x24VDC HF
? DI 16x24VDC HF
? DI 16x230VAC BA
? DI 16x24VDC SRC BA
? …
型號簡介：
DI： Digital input，數字量輸入
32x24VDC：共32個輸入通道 (點) ，電壓規格為直流24V
16x230VDC：共16個輸入通道 (點) ，電壓規格為交流230V
BA：Basic，基本型
HF：High feature, 高性能型
SRC： Source Input， 源型輸入 ，未標識為漏型。
4.S7-1500的數字量輸出模塊
? DQ 16x24VDC/0.5A ST
? DQ 32x24VDC/0.5A ST
? DQ 8x24VDC/2A HF
? DQ 8x230VAC/2A ST
? DQ 8x230VAD/5A ST
? …
型號簡介，以第一個型號為例：
DQ： Digital Ouput, 數量輸出
16x24VDC：共16個輸出通道，輸出電壓為DC24V, 容量每個通道最大0.5A。
HF：High Feature, 高性能型，通常意味著模塊帶診斷功能。相對應的是ST(Standard，標準)型，無診斷功能。
5.S7-1500的模擬量輸入模塊
? AI 8xU/I HS
? AI 8xU/I/RTD/TC ST
? …
以第一個型號為例，型號簡介：
AI： Analogue input，模擬量輸入模塊
8xU/I：8個通道，支持電壓或電流型號輸入
6.S7-1500的模擬量輸出模塊
? AQ 4xU/I ST
? AQ 8xU/I HS
? …
同樣以第一個型號為例，型號簡介：
AQ：Analogue Output，模擬量輸出模塊
4xU/I：共4個通道，支持電壓，電流輸出
ST：標準型
7.選定CPU和I/O模塊之后，要確定系統的供電，選擇電源模塊，電源模塊選型需要注意S7-1500有兩種背板供電方式：
? PM模塊： 不提供機架的背板工作電源，由CPU提供
PM 70 W 120/230 VAC
PM 190 W 120/230 VAC
? PS模塊：連接到機架背板，提供背板工作電壓，有診斷功能
PS 25W 24VDC
PS 60W 120/230V AC/DC
S7-1500電源選型按模塊消耗的功率選，TIA 博途軟件提供電源計算：
根據軟件提供的模塊功率可以選電源模塊， 需要提一下是上圖的選項：
“Supply voltage L+ connected”選中，意思是CPU的電源端子有輸入，CPU(也)提供背板的電源供電。
8.S7-1500安裝需要專用導軌，導軌按長度分，有這么幾種規格：
160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。
9.編程使用的工具是TIA博途軟件，使用以太網網線直接連接計算機網卡與CPU1500就可以下載程序。
軟件：SIMATIC STEP 7 Professional V12
10.最后簡單介紹一個S7-1500的選型配置。
假設需要選一個S7-1500本地站，包含24VDC DI 40點，24VDC DQ 28點，0～10V電壓模擬量輸入3個點，4～20mA電流輸入3個點，4～20mA電流輸出5個點。
這里我們選型為：
序號 名稱 型號 數量
1 導軌 DIN rail S7-1500, 482 mm 1
2 電源 PS 60W 120/230V AC/DC 1
3 CPU CPU 1511-1 PN 1
4 存儲卡 Memory card, 4 MB 1
5 數字量輸入模塊 DI 16x24VDC HF 1
6 數字量輸入模塊 DI 32x24VDC HF 1
7 數字量輸出模塊 DQ 32x24VDC/0.5A ST 1
8 數字量輸入模塊 AI 8xU/I HS 1
9 模擬量輸出模塊 AQ 8xU/I HS 1
10 前連接器 螺釘型, 40針 1
11 編程軟件 STEP 7 Professional V12 1
S7-1500 的運動控制功能支持軸的定位和移動，是 S7-1500 系列 CPU 眾多集成功能中的重要組成部分。運動控制功能支持旋轉軸、定位軸、同步軸和外部編碼器等工藝對象。根據PLC-Open，具有 PROFIdrive 功能的驅動裝置或帶模擬量設定值接口的驅動裝置將通過標準運動控制指令控制。軸控制面板以及全面的在線和診斷功能有助于輕松完成驅動裝置的調試和優化工作。
集成的運動控制工藝功能
SIMATIC S7-1500 的所有 CPU 均支持運動控制工藝功能。STEP 7 提供根據 PLCopen
進行標準化的 Motion Control 指令，可用于組態驅動器并將其連接到 CPU。
S7-1500 Motion Control 支持以下工藝對象：
● 速度控制軸
● 定位軸
● 同步軸
● 外部編碼器
● 輸出凸輪
● 凸輪軌跡
● 測量輸入
SIMATIC S7-1500 的運動控制 CPU 提供更強的 Motion Control 功能：
● 高級同步功能
– 同步位置的同步
– 實際值耦合
– 改變隨動軸的主值
– 凸輪系統
● 多達 4 個編碼器或測量系統提供用于位置控制的實際位置
SIMATIC S7-1500 的工藝 CPU 還支持以下工藝對象：- 凸輪 – 運動機構
● 凸輪
● 運動機構
● 運動機構的控制，例如
– 笛卡爾型
– 皮輥扦
– 并聯型 (Delta)
– 平面關節型 (SCARA)
憑借對這些工藝功能的支持，S7-1500T CPU 可完美適用于控制包裝機、薄膜加工應用和
安裝自動化等。
附加的集成工藝功能
SIMATIC S7-1500 系列控制器的所有 CPU 變量都具有各種跟蹤功能，從而實現驅動裝置
和控件的高效調試、診斷和快速優化。
除驅動集成之外，SIMATIC S7-1500 還提供 PID 緊湊型閉環控制器；易于組態的塊允許
對控制器參數進行自動優化，從而大幅提升控制質量。
其它工藝功能
工藝模塊還可實現高速計數、位置檢測與測量功能以及脈沖發生器（PTO、PWM 和頻率
輸出）。緊湊型 CPU 1511C-1 PN 和 CPU 1512C-1 PN CPU 中均集成有這些運動控制
功能，因而無需額外連接工藝模塊。
SIWAREX 是用途廣泛且靈活的稱重模塊，可將其用作靜態秤。
一??西門子PLC模塊概述
接上篇，延續經典、舍我其誰—西門子PLC模塊 S7-1500替代S7-300 全解析系列一硬件篇二
這一次為大家帶來
S7-300/ET200M/ET200S?到S7-1500/ET200MP/ET200SP
硬件方面替代的第三部分：工藝功能。
二??西門子PLC模塊工藝功能
S7-300/ET200M、ET200S系列有很多種工藝功能模塊，包括高速計數模塊、定位模塊、脈沖輸出模塊等，在S7-1500系列中一般可以找到對應模塊，或功能性替代。但是由于模塊功能眾多，這里只針對工藝模塊的基本功能替代關系進行介紹，如果功能上希望完全替代，那么需要仔細檢查所需功能。
由于工藝功能模塊通常都會包含輸入部分、輸出部分以及工藝部分實現，所以替代表格也將按照這種方式展現。
高速計數模塊：
S7-300/ET200M系列有三種模塊或CPU：FM 350-1、FM 350-2、CPU 300C
● FM 350-1功能強大，主要支持1路zui高輸入頻率500kHz的5V差分編碼器或1路zui高輸入頻率200kHz的24V單端增量、脈沖編碼器，前者可以使用S7-1500/ET200MP系列的TM PosInput 2替代，而后者可以使用S7-1500/ET200MP系列的TM Count 2×24V替代。
● FM 350-2，主要支持8路zui高輸入頻率20kHz的24V單端增量、脈沖編碼器，可以使用四個支持2路輸入的S7-1500/ET200MP系列的TM Count 2×24V模塊替代。
如果只是功能簡單的計數，可以使用兩個S7-1500/ET200MP系列的TM Timer DIDQ 16×24V模塊替代，該模塊支持zui多4路增量、脈沖編碼器。也可以使用兩個S7-1500/ET200MP系列的DI 16×24VDC HS模塊替代，該模塊支持zui多4路脈沖編碼器，2路zui高頻率20kHz，2路zui高頻率10kHz。
● CPU 300C，不同CPU型號支持的個數與zui高頻率不同，zui多支持4路zui高輸入頻率60kHz的24V單端增量、脈沖編碼器？梢允褂肅PU 1500C替代，或者使用FM350-2的替代。
ET200S系列有兩種模塊：1 Count 5V/500kHz、1 Count 24V/100kHz
●?1 Count 5V/500kHz，主要支持1路zui高輸入頻率500kHz的5V差分編碼器，可以使用ET200SP系列的TM PosInput 1模塊替代。
●?1 Count 24V/100kHz，主要支持1路zui高輸入頻率100kHz的24V單端增量、脈沖編碼器，可以使用ET200SP系列的TM Count 1×24V模塊替代。
以上替代關系總結見表1和表2：
SSI模塊：
S7-300/ET200M系列有一種模塊，SM 338，支持3路zui大幀長度為25位zui大傳輸率1MHz的SSI絕 對值編碼器，可以使用兩個TM PosInput 2模塊替代。
ET200S系列有一種模塊，1SSI，支持1路zui大幀長度為25位zui大傳輸率2MHz的SSI絕 對值編碼器，可以使用ET200SP系列的TM PosInput 1模塊替代。
以上替代關系總結見表3和表4：
定位模塊：
此定位模塊的功能是通過數字量輸出控制繼電器或者線圈直接驅動電機高低速切換定位，使用編碼器進行位置反饋。S7-1500/ET200MP系列與ET200SP系列目前沒有替代模塊，只能功能性替代。
S7-300/ET200M系列有兩種模塊或CPU：FM 351、CPU 314C。
●?FM 351支持2個軸，每個軸支持4個數字量輸出，編碼器支持5V差分編碼器、24V單端增量編碼器以及SSI編碼器。S7-1500/ET200MP系列可以使用TM PosInput 2模塊或者TM Count 2×24V模塊連接編碼器，普通DO連接輸出。使用SIOS上的庫實現軟件功能，下載地址：https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109745386
●?CPU 314C支持1個軸，支持4個數字量輸出或者模擬量輸出，編碼器支持24V單端增量編碼器？梢允褂肅PU 1500C功能性替代，或者使用TM Count 2×24V模塊連接編碼器，普通AO連接輸出，并配合SIOS上的庫實現軟件功能，下載地址同上。
●?ET200S系列有一種模塊，1PosUniversal，支持1個軸，支持3個數字量輸出，編碼器支持5V差分編碼器、24V單端增量編碼器，SSI編碼器。ET200SP可以使用TM PosInput 1模塊或者TM Count 1×24V模塊連接編碼器，普通DO連接輸出。使用SIOS上的庫實現軟件功能，下載地址同上。
以上替代關系總結見表5和表6：
伺服定位、脈沖模塊：
S7-300/ET200M系列有三種模塊或CPU：FM 353、FM 354以及CPU 300C。
●?FM 353是開環脈沖定位模塊，支持1路zui高200kHz的5V差分信號輸出控制步進電機。可以使用S7-1500/ET200MP系列的TM PTO4替代，TM PTO4 支持zui高4路輸出。
●?FM 354是閉環模擬量控制定位模塊，支持1路 ±10V輸出以及5V差分編碼器、24V單端增量編碼器、SSI編碼器輸入？梢允褂肧7-1500/ET200MP系列的任意AO模塊，以及TM PosInput 2模塊或者TM Count 2×24V模塊連接編碼器，實現功能替代。
●?FM 353與FM 354支持的數控常用的G代碼功能，目前S7-1500不支持。
●?CPU 300C，不同CPU型號支持的個數不同，zui多支持4路zui高輸出頻率2.5kHz的PWM輸出。可以使用CPU 1500C替代，或者使用TM Timer DIDQ 16×24V實現該功能。
ET200S系列有兩種模塊：1 STEP 5V和2 Pulse。
●?1 STEP 5V是開環脈沖定位模塊，支持1路zui高510kHz的5V差分信號輸出控制步進電機。ET200SP有模塊TM PTO 2×24V支持控制步進電機，但是該模塊不支持5V差分信號輸出，如果步進電機側可以更改信號類型為DC24V輸出，則可以替代。否則需要使用S7-1500/ET200MP系列的TM PTO4進行功能性替代。
●?2 Pulse是個多功能的脈沖輸出模塊，常用來實現PWM與脈沖串輸出。可以使用ET200SP系列的TM Pulse 2×24V替代。
以上替代關系總結見表7和表8：
凸輪輸出模塊：
S7-300/ET200M系列有一種模塊，FM 352，支持1路5V差分編碼器、24V單端增量編碼器、SSI編碼器，以及zui多13路的凸輪輸出。S7-1500/ET200MP系列沒有直接替代的模塊，目前可以使用TM PosInput 2模塊或者TM Count 2×24V模塊連接編碼器，TM Timer DIDQ 16×24V或者普通DO實現凸輪輸出，需要使用外部編碼器與凸輪輸出的運動控制工藝對象。如果使用TM Timer DIDQ 16×24V模塊，需要所在主機架或站使用等時模式，例如使用接口模塊IM155-5 PN ST/HF。
如果不希望使用以上需要運動控制工藝對象的方式，可以使用ET200SP系列的DQ 4×24VDC/2A HS配合TM PosInput 1模塊或者TM Count 1×24V模塊連接編碼器，實現功能性替代。這種方法需要子站使用等時模式，例如使用接口模塊IM155-6 PN HF。
以上替代關系總結見表9：
PID 模塊：
S7-300/ET200M系列有四種模塊，FM 355 C/S、FM 355-2 C/S。這四種模塊都是帶4路PID的模塊，支持各種模擬量輸入，支持模擬輸出（C）或者數字輸出（S）。這種硬件PID模塊在S7-1500/ET200MP系列沒有替代產品，只能通過硬件輸入輸出模塊以及軟件PID功能實現功能替代。
可以使用支持TC/RTD的AI模塊連接熱電偶/PT100等的輸入，或者使用支持模擬量電壓/電流的AI模塊連接相關信號儀表輸入。通過普通AO輸出作為PID的模擬輸出，或者使用普通DO模塊作為PID的數字輸出。
軟件功能取決于使用PID的具體功能。例如：加熱制冷控制，使用PID_Temp指令，串級控制使用PID_Temp指令，多區控制使用PID_Temp指令，死區控制使用PID_Temp、PID_3Step指令，三步控制使用PID_3Step指令，常規PID使用PID_Compact指令等。
對于CPU停止情況下的PID調節，目前S7-1500無法實現，只能通過增加CPU數量提高可靠性，例如使用S7-1500 R/H。
以上替代關系總結見表10：
高速布爾處理器：
S7-300/ET200M系列有兩種模塊：FM 352-5 源型輸出/漏型輸出。這是一種需要編程的獨立處理器，可以實現極為高速的邏輯控制。模塊支持1路5V差分編碼器、24V單端增量編碼器、SSI編碼器，以及8個高速輸入與輸出。S7-1500/ET200MP系列目前沒有替代產品，預計2023年將會出一款替代產品TM FAST模塊，已經使用上TIA Portal V18的小伙伴有興趣的話可以嘗試去組態一下。
目前的臨時替代方案是使用CPU 1518實現較短的時間周期，使用TM PosInput 2模塊、TM Count 2×24V模塊或者ET200SP系列的TM PosInput 1模塊、TM Count 1×24V模塊連接編碼器，使用TM Timer DIDQ 16×24V模塊或者ET200SP系列的TM Timer DIDQ 10×24V實現邊沿檢測，使用ET200SP系列的TM Pulse模塊實現極短的脈沖輸出，通常還配合著等時同步模式來實現程序和通信的實時同步。這里就不展開介紹了，替代前需要仔細檢查，必要時聯系西門子幫助確認功能能否替代。
三??西門子PLC模塊尾聲
看到這里，想必大家應該對S7-1500替代S7-300應該有了基本的認識了。剩下的就是針對模塊和功能進行逐一判斷選擇替代，為生產線升級換代做好萬全的準備。
變頻器 ?S7-200,S7-300,S7-1500 ? ? ?觸摸屏 ? PLC ? 電線電纜 ? ? 模塊代理商變頻器 ?S7-200,S7-300,S7-1500 ? ? ?觸摸屏 ? PLC ? 電線電纜 ? ? 模塊代理商
