在SIMATIC S7-1500与TIA Portal软件文中介绍了,S7-1500系列控制器的所有CPU型号,从CPU1511~1518共有几十款。
型号中的序号越大则性能越强,后缀代表特殊功能,后缀C代表紧凑型,后缀T表示运动控制专用,后缀F为故障安全型。
除了可以从型号中看出CPU的类型,还看出集成通信接口的个数和通信类型,比如CPU1511-1PN,表示这款CPU集成了一个PN的通信接口,CPU1516-3PN/DP,表示集成了一个DP接口和两个PN接口。
根据接口分类,主要有以下四种类型:
- CPU15XX-1PN
- CPU15XX-2PN
- CPU15XX-3PN/DP
- CPU15XX-4PN/DP
从上图可以看出,CPU第一个PN接口,实际上是具有交换机功能的两个RJ45。
说到通信接口,给大家补充一些知识:SIMATIC S7-1500系列彻底抛弃的MPI接口,全系列集成PN接口。Profibus-DP接口虽然在有些CPU上还存在,主要是考虑到兼容以前老的设备,满足旧设备的改造升级。
在使用S7-1500的PN接口属于标准配置。
2、CPU的操作模式SIMATIC S7-1500系列主要有以下四种操作模式:
- STARTUP
- RUN
- STOP
- MRES
启动模式(STARTUP),这种模式是介于停止和运行的中间模式,CPU不会长期处于启动模式中,具备运行的条件则进入运行模式,反之进入停止模式。
启动模式过程中会清除非保持性存储器,刷新过程映像输入,清除过程映像输出,并且运行启动相关的OB块。
运行模式(RUN),只有在运行模式下,我们编写的程序才会执行。把CPU切换到RUN模式下,有三种方式,一是CPU上的拨码开关,拨到RUN位置,二是通过按显示屏上的RUN按钮,还可以通过博途软件进行切换。
停止模式(STOP),停止模式下不执行用户程序,当CPU切换到STOP模式后,会执行输出模块的相关设置,使设备进入安全状态。
当我们给CPU下载程序后,会在停止模式下检测所有的硬件配置模块,是否与实际一致,并判断是否满足运行条件。
把CPU切换到STOP模式下,同样有三种方式,拨码开关、STOP按钮、博途软件。
复位模式(MRES),主要用于存储器的复位,把CPU中的数据进行初始化操作,使PLC恢复到“初始状态”。
只有CPU处于STOP模式后,才可以进行复位操作。复位后工作存储器中的数据被删除,只保留诊断缓冲区的内容,以及CPU中的时间和IP地址。
复位最后阶段CPU会把存储卡中的程序,重新装载到工作存储器中,所以程序中的所有数据块的当前值,被初始化成起始值。
可以通过拨码开关、STOP按钮、博途软件进行复位操作。复位过程中CPU上的指示灯黄色闪烁。
具体操作步骤比较繁琐,有兴趣的可以去官网找视频看一下。
模式切换,下图是四种操作模式之间的切换:
①⑤PLC上电后硬件配置和程序没有错误,经过启动模式后直接进入运行模式。
②PLC上电后进入停止模式。
③⑤停止模式向运行模式进行切换。
④启动模式不能完成,转入停止模式。
⑥运行模式进入停止模式。
3、CPU的存储器SIMATIC S7-1500系列PLC的存储器有内部集成和外插的存储卡两部分,内部集成的存储器根据性能的不同又可以有如下分类:
- 工作存储器
- 保持性存储器
- 系统存储器
工作存储器用于存储运行中的程序代码和数据块,它是集成在CPU中的,不能进行扩展。所以在选型时一定根据程序大小选择合适的CPU。
工作存储器是易失性存储器在掉电和发生故障时,存储的数据会丢失。再次启动时会把程序从装载存储器中复制工作存储器中。
保持性存储器顾名思义就是可以保持数据的存储器,在电源发生故障或者掉电时可以保存有限的数据不丢失。
这些数据可以是整个DB块,DB块中的一部分,位存储器M区域,定时器,计数器等,那些具有保持功能需要我们预先定义。具体怎么设置,在软件使用中再仔细介绍。
保持性存储器的大小也是与CPU的类型有关,在上面的图中我们可以查到具体大小。
也可以在博途软件中查看,具体操作如下:
系统存储器主要是位存储器,定时器,计数器,过程映像,临时数据,当然这些数据的大小也与CPU的类型相关。具体数据我们可以查看技术手册。
前面我们说了S7-1500系列PLC的存储器由内部集成和外插的存储卡两部分,存储卡又叫做装载存储器,用于存储代码块(FB/FC)、数据块(DB)、硬件配置等。
装载存储器是非易失性存储器,不会受掉电的影响。在我们往PLC下载程序时,会先存储在装载存储器中(也就是先下载到存储卡中),然后再复制到工作存储器中。
S7-1500的存储卡除了存储前面说的程序相关数据,还会存储变量符号,注释,CPU相关信息,所以存储卡的空间远大于工作存储区。
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