6ES7515-2AM02-0AB0型号规格

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西门子plcs7-200系列
一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。
控制规模
可以分为大型机、中型机和小型机。

西门子plcs7-300系列
小型机: 小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。
西门子小型机有s7-200：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量248点；模拟量35路 。
中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。
西门子中型机有s7-300：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量1024点；模拟量128路；网络profibus；工业以太网；mpi。
大型机：大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。

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plc系统中干扰的主要来源及途径

（1）强电干扰：plc系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，如刀开关的使用均会产生电网内部的扰动。

刀开关也就是我们通常所说的闸刀开关，是一种接通和分断交直流电路或作隔离开关用的手动开关装置。操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。

（2）柜内干扰：控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对plc造成一定程度的干扰。

来自信号线引入的干扰：与plc控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。

    此干扰主要有两种途径：一是通过变送器

变送器是将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视；

   二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起i／o信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。

（3）来自接地系统混乱时的干扰：接地是提高电子设备电磁兼容性(emc)的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使plc系统将无法正常工作。

（4）来自plc系统内部的干扰：主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路

逻辑电路是包含逻辑关系的数字电路，以二进制为原理、实现数字离散信号的传递，逻辑运算和操作的电路。基本的逻辑电路是常见的门电路，门电路为与电路、或电路和非电路。相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。

（5）变频器干扰：一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。

西门子plcs7-400系列
西门子大型机有s7-400 ：处理速度0.3ms / 1k字；
存贮器512k ；i/o点12672；
控制性能
可以分为机、中档机和低档机。
低档机
这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。
比如，德国siemens公司生产的s7-200就属于这一类。
中档机
这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和pid运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。
比如，德国siemens公司生产的s7-300就属于这一类。
机
这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和pid运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。
比如，德国siemens公司生产的s7-400就属于这一类。

结构
整体式
整体式结构的可编程序控制器把电源、cpu、存储器、i/o系统都集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的plc。

plc结构
控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。
组合式
组合式结构的可编程序控制器是把plc系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如cpu模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的i/o模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、pid控制模块、通讯模块等等。组合式结构的plc特点是cpu、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、i/o点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。

plc组合
叠装式
叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的i/o点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其特点是cpu自成独立的基本单元（由cpu和一定的i/o点组成），其它i/o模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧。

详细介绍
1．simatic s7-200 plc s7-200plc是超小型化的plc，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。s7-200plc的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。s7-200plc可提供4个不同的基本型号与8种cpu可供选择使用。
2．simatic s7-300 plc s7-300是模块化小型plc系统，能满足中等性能要求的应用。

启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为softstarter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。
启动方式 
运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式。

斜坡升压软起动
这种起动方式，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。

斜坡恒流软起动
这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。

阶跃起动
开机，即以短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。

脉冲冲击起动
在起动开始阶段，让晶闸管在极短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。软起动与传统减压起动方式的不同之处在哪里？笼型电机传统的减压起动方式有y-q起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。软起动与传统减压起动方式的不同之处是：（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至的起动电流。

电压双斜坡起动
在起动过程中，电机的输出力矩随电压增加，在起动时提供一个初始的起动电压us，us根据负载可调，将us调到大于负载静磨擦力矩，使负载能立即开始转动。这时输

出电压从us开始按一定的斜率上升(斜率可调)，电机不断加速。当输出电压达到达速电压ur时，电机也基本达到额定转速。软起动器在起动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。

限流起动
就是电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值(im)的软起动方式。其输出电压从零开始迅速增长，直到输出电流达到预先设定的电流限值im，然后保持输出电流i这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整。对电网影响小，其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间。

突跳起动
在起动开始阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后回落，再按原设定的值线性上升，进入恒流起动，该起动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。

节能原理
电动机属感性负载，电流滞后电压，大多数用电器都属此类

。为了提高功率因数须用容性负载来补偿，并电容或用同步电动机补偿。降低电动机的激磁电流也可提高功率因数（hps2节能功能，在轻载时降低电压，使激磁电流降低，使cos∮提高）。节能运行模式：轻载时降低电压减少了激磁电流，电机电流分为有功分量和无功分量（激磁分量）提高cos∮。

运行模式
当电动机负载轻时，软启动器在选择节能功能的状态下，pf开关热拨至y位，在电流反馈的作用下，软启动器自动降低电动机电压。减少了电动机电流的励磁分量。从而提高了电动机的功率因数（cos∮）。（国产软启动器多无此功能）在接触器旁路状态下无法实现此功能。tpf开关提供了节能功能的两种反应时间；正常、慢速。节能运行模式：自动节能运行。（正常、慢速两种反应速度）空载节能40%，负载节能5%。

保护功能
(1)过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时

，关断晶闸管并发出报警信号。

(2)缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。

(3)过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。(4)其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。

软启动器工作原理

软起动器(软启动器)是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为softstarter。
软启器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。
使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，
电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。
待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，
为电动机正常运转提供额 定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，
又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，
转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。

保护功能
(1)过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。
通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时 ，关断晶闸管并发出报警信号。 
(2)缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。 
(3)过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。 
(4)其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。

  modbus协议是一项应用层报文传输协议，包括ascii、rtu、tcp三种报文类型。标准的modbus协议物理层接口有rs232、rs422、rs485和以太网接口，采用master/slave方式通信。modbus设备可分为主站(master)和从站(slave)，主站只有一个，从站有多个，主站向各从站发送请求帧，从站给予响应。在使用tcp通信时，主站为client端，主动建立连接；从站为server端，等待连接。对于这三种通信在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的。modbustcp协议是一个运行在tcp/ip网络连接中的一种协议，与传统的串口方式相比，modbus tcp插入一个标准的modbus报文头到tcp报文中，不再带有差错校验和地址域，如下图所示。mbap为报文头，长度为7字节。

一、simatic s7-1500modbustcp 通信使用要求

    从tia portal v12 sp1开始软件中增加了s7-1500的modbustcp块库（v3.0及以上版本），用于s7-1500与支持modbustcp的通信伙伴进行通信。s7-1500支持modbustcp指令的所有库版本，在用户程序中调用和参数化"mb_client"和"mb_server"指令。
    "mb_client"指令通过cpu 或 cm/cp的本地接口作为modbustcp客户端进行通信，无需要任何额外的硬件支持。使用"mb_client"指令在客户端和服务器之间建立连接，发送请求和接收响应，并控制断开连接。
    "mb_server"指令通过cpu 或 cm/cp的本地接口作为modbustcp服务器进行通信，无需要任何额外的硬件支持。"mb_server"指令处理modbustcp客户端的连接请求，接收modbus客户端的请求并发送响应消息。

    软件需求：

tia v16 professional
modbus poll
modbus slave

    硬件需求：

cpu 1511-1 pn v2.8
cp 1543-1 v2.2

二、modbus tcp通信程序

1、打开 tia portal v16软件，新建一个项目命名为 "modbustcp"，在项目中添加 cpu1511-1pn v2.8及cp1543-1 v2.2，为cp1543-1以太网接口新建一个子网并设置 ip地址为 "192.168.0.3"。

2、在 cpu1511-1pn的 ob1组织块中添加modbus tcp server功能块 "mb_server"，软件将提示会为该fb块增加一个背景数据块，本例中为db1"mb_server_db"，如下图所示。接下来为指令块分配引脚，各引脚的具体含义如下图所示。

3、保持性寄存器存储区与"mb_server"管脚参数"mb_hold_reg"进行映射，对于线圈、离散输入、输入寄存器等通过功能块均已经与s7-1500的过程映像区进行了映射，其映射地址对应如下图所示。

4、使用上述指令实现cp1543-1为modbus tcp的server与通信伙伴建立通信，通过表2可知connect参数的设定有两种方式，下面分别介绍这两种方式如何创建connect参数。

1）使用tcon_ip_v4结构创建连接参数。

添加一个全局数据块用于匹配功能块"mb_server"的管脚"connect"，本例中为数据块db2（块名称：mb_connect），打开该数据块，创建变量"mb_server"，手动在数据类型框中输入"tcon_ip_v4"，并将该变量关联到功能块"mb_server"的管脚参数"connect"上。

2）通过"网络视图"创建tcp连接后，再使用tcon_configured结构创建连接参数。

   在"网络视图"窗口，左上侧选择"连接"按钮，选择”tcp连接“，然后在cpu上点击鼠标"右键"并选择"添加新连接"。在"添加新连接"窗口中，"类型"选择为"tcp连接"，伙伴选择"未指定"，本地接口选择"cp1543-1，以太网接口_1[x1]"，分配本地连接id，服务器为被动连接，点击"添加"创建tcp 连接。

"tcp_连接_1"为建立的连接，选中该连接，在属性的"地址详细信息"中可以设置该tcp 连接的相关信息。

添加一个全局数据块用于匹配功能块"mb_server"的管脚"connect"，本例中为数据块db2（块名称：mb_connect），打开该数据块，创建变量"mb_server"，手动在数据类型框中输入"tcon_configured"，并将该变量关联到功能块"mb_server"的管脚参数"connect"上。