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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動化設(shè)備有限公司
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在西門子s7-1500plc中，有cp（通訊處理器）和cm（通訊模塊）兩種通信模塊，由于兩個模塊的功能既有重疊之處，又有區(qū)別之處，往往給初學(xué)者造成很大的困惑，特別是在硬件組態(tài)時無法確定選擇哪個模塊更合適。下面對cp和cm進(jìn)行了功能上的詳細(xì)區(qū)分，見表中所示。
前兩篇教程介紹了模擬量輸入模塊的接線，和配置模塊參數(shù)。
這些工作完成后，就需要在程序中把模塊讀取到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行規(guī)范化以方便我們使用。
模擬量模塊工作的基本原理是：通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（a-d轉(zhuǎn)換），將模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號。并且以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式表示，占用兩個字節(jié)，共16位，位為符號位。
16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的數(shù)值范圍是-32768~+32767，但模塊的測量范圍卻不與數(shù)值范圍相同。
測量范圍為-27648~+27648，比如測量的電壓為±10v，那么對應(yīng)關(guān)系就是：
-10v=-27648
+10v=+27648
數(shù)值范圍與測量范圍的不同，可以表示當(dāng)傳感器輸入信號超*的數(shù)據(jù)，這樣cpu就能對故障進(jìn)行診斷。
1、模擬量值的規(guī)范化
剛才講了，無論外部的信號是什么（溫度、壓力、流量、速度），這些信號經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換后都用-27648~+27648范圍的整數(shù)表示，這個整數(shù)沒有單位，更不容易記憶。
我們在程序中使用模擬量時，如果程序中的數(shù)值和實際中的情況一致，那么將會更加方便。把無意義的數(shù)值轉(zhuǎn)換成有實際意義的數(shù)據(jù)，就是模擬量的規(guī)范化。
2、scale指令
在經(jīng)典step7軟件中通過庫的方式，提供規(guī)范化程序模塊，在博途中把這些常用的功能塊做成了指令。
scale指令就相當(dāng)于經(jīng)典step7中的fc105，用法相同。
示例：利用壓力傳感器通過4-20ma信號，采集壓力值，壓力變送器量程0~0.6mpa，如果利用scale指令采集模擬量數(shù)據(jù)，如下圖所示：
in：模擬量數(shù)據(jù)地址，在硬件組態(tài)中可查到具體地址，以%iw開頭（與經(jīng)典step7不同）。
hi_lim：量程上限，本示例為壓力變送器上*程0.6，數(shù)據(jù)類型為浮點數(shù)。
lo_lim：量程下限，本示例為壓力變送器上*程0.0，數(shù)據(jù)類型為浮點數(shù)。
ret_val：錯誤代碼，當(dāng)轉(zhuǎn)換出錯時可根據(jù)代碼提示查找錯誤。
out：轉(zhuǎn)換值，通過指令

西門子工業(yè)部門直面時代的巨大挑戰(zhàn)。憑借在工業(yè)與非住宅建筑、住宅建筑以及公共設(shè)施領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，西門子確保提供增強(qiáng)的舒適性與建筑能效，為個人、財產(chǎn)及業(yè)務(wù)流程提供安全和保護(hù)。作為在業(yè)界擁有術(shù)的可靠、專業(yè)的合作伙伴，我們?yōu)榭蛻籼峁┝可矶ㄗ龅慕鉀Q方案，可為客戶帶來可持續(xù)的附加價值。

創(chuàng)新是成功的關(guān)鍵。

我們將繼續(xù)對新技術(shù)的研究與開發(fā)進(jìn)行重大投資。我們擁有自己的實驗與測試實驗室，可對建筑內(nèi)氣候以及火災(zāi)、毒氣和爆炸防護(hù)等進(jìn)行密集的基礎(chǔ)性研究。這使得我們有經(jīng)驗和機(jī)會創(chuàng)造出新的解決方案，并使其不斷地融入我們的新產(chǎn)品與系統(tǒng)。在一些特殊測試場所，如機(jī)場建筑和醫(yī)院等，我們可測試單個系統(tǒng)之間的互操作性。這種經(jīng)驗數(shù)據(jù)被整合到行業(yè)解決方案中，從而不斷地設(shè)立新標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化我們的技術(shù)。

高能效與環(huán)境保護(hù)是我們的企業(yè)原則。

這一企業(yè)原則適用于不同公司和每個員工：我們承諾保護(hù)環(huán)境、認(rèn)真使用資源。自從 1994 年以來，我們參與了 1300 多項高能效項目，這些項目總共節(jié)省了大約 15 億歐元的能源成本，每年減少 CO2排放約 700,000 噸。因此，正如您所看到的那樣，技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施智能解決方案不僅有利于建筑物的擁有者和管理者，也有利于那些和他們毫無關(guān)系的人們。

用戶的需求即是我們的銷售主張

這絕不僅僅是一個新聞發(fā)言，我們通過各種努力以保持緊密的客戶關(guān)系。我們深入了解他們的業(yè)務(wù)，并使他們加入到我們的創(chuàng)新發(fā)展當(dāng)中。我們的技能使我們成為行業(yè)專門解決方案與服務(wù)專家提供商，建筑生命周作伙伴——并使我們享受到與客戶相互促進(jìn)、共同成長的樂趣。

贏得競爭優(yōu)勢——憑借集成樓宇解決方案。

全面樓宇解決方案意味著從單一來源進(jìn)行更多的創(chuàng)新，從而在一個屋頂下實現(xiàn)增強(qiáng)的功能性。當(dāng)需要提供的建筑為全包 (turnkey) 建筑，要求使用單一來源配電系統(tǒng)、樓宇自動化與安全和防火設(shè)備時，西門子*可以獨(dú)自完成。我們不僅僅是各個部分的相加，而且能夠做得更多，我們的服務(wù)包括如下項目：

電氣安裝
配電盤與接線盒、低壓控制、樓宇控制、開關(guān)與插座

樓宇自動化
供熱、通風(fēng)和空調(diào)控制系統(tǒng)，節(jié)能的全面能源解決方案

安*方案
門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、報警控制中心、報警控制中心操作

防火
火警、報警、疏散、滅火和成套消防解決方案

讓我們仔細(xì)看看西門子提供的所有選項。請確認(rèn)我們的產(chǎn)品可為您提供的機(jī)會，弄清我們是如何幫助您持續(xù)增強(qiáng)競爭優(yōu)勢的。

集成技術(shù)

無需附加模塊就可集成運(yùn)動控制功能：

通過標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅(qū)動器和 PROFIdrive 驅(qū)動器

運(yùn)動控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對同步操作（在沒有位置同步規(guī)范的條件下實現(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）凸輪和和用于控制運(yùn)動系統(tǒng)等擴(kuò)展的運(yùn)動控制功能。

全面跟蹤所有 CPU 標(biāo)簽，以進(jìn)行實時診斷和間歇錯誤檢測；
擁有有效調(diào)試和快速優(yōu)化驅(qū)動器和控制裝置

廣泛的控制功能：
例如，可輕松組態(tài)的塊可進(jìn)行控制參數(shù)的自動優(yōu)化以實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量

通過提供的工藝模塊獲得附加功能：
例如，高速計數(shù)、位置檢測或高達(dá) 1 MHz 信號的測量

安全集成

保證人身安全和機(jī)器安全 – 在集成式完整系統(tǒng)框架內(nèi)

故障安全 SIMATIC S7-1500(T)F 控制器可在同一控制器上處理標(biāo)準(zhǔn)程序和安全程序。
故障安全用戶程序和標(biāo)準(zhǔn)用戶程序是在 TIA Portal 中使用相同編輯器創(chuàng)建的；因此，可以像在標(biāo)準(zhǔn)用戶程序中分析標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)那樣來分析故障安全數(shù)據(jù)。由于這種軟件集成，故障安全應(yīng)用也可利用 SIMATIC 的系統(tǒng)有點和全面功能。

冗余系統(tǒng)

CPU 1513R-1 PN、CPU 1515R-2 PN

CPU 1517H-3 PN/FO

冗余 S7-1500R/H CPU 適用于需要控制器具有*可用性的應(yīng)用。

兩個 CPU 通過一個 PROFINET-IO 環(huán)網(wǎng)與 I/O 站相連。通過該環(huán)網(wǎng)或通過適用于 S7-1500H 的單獨(dú) FOC 同步電纜實現(xiàn) S7-1500R 的同步。萬一 CPU 出現(xiàn)故障，后備 CPU 自動承擔(dān)過程的控制。數(shù)據(jù)不會丟失，該過程可迅速繼續(xù)進(jìn)行。PROFINET IO 環(huán)網(wǎng)確?，F(xiàn)場總線發(fā)生中斷時，所有節(jié)點都保持可訪問狀態(tài)。

組態(tài)方式與標(biāo)準(zhǔn) CPU 相同。TIA Portal 和冗余 CPU 處理程序與數(shù)據(jù)的同步。用戶不會有任何額外開銷。

3、循環(huán)采集
對于模擬量信號，在短時間內(nèi)不會出現(xiàn)很大的波動，沒必要在主程序中每個周期都掃描采集，可以利用循環(huán)中斷，實現(xiàn)固定時間間隔進(jìn)行采樣。
新建一個組織塊，類型選擇為cyclic interrupt（循環(huán)中斷），如下圖所示：
上圖中的時間間隔單位是μs，數(shù)值范圍250~60000000（250μs~60s）
把我們編寫的模擬量采集程序塊，拖拽到循環(huán)中斷ob30中，即可實現(xiàn)每隔500ms對模擬量進(jìn)行一次采樣。
本系列教程：
西門子全新一代 simatic s7-1500系列plc簡介
s7-1500電源模塊組態(tài)方法及容易出錯點
『軟件』博途v13、v14軟件下載鏈接及授權(quán)
s7-1500 通信模塊種類、接口說明、參數(shù)設(shè)置
s7-1500 數(shù)字量模塊參數(shù)、接線、跳線方法
在tia博途軟件中配置cpu參數(shù)
使用tia博途軟件歸檔項目
s7-1500 plc的存儲器詳解
s7-1500 顯示屏
s7-1500 模擬量ai/ao模塊詳解
s7-1500 di模塊組態(tài)、參數(shù)設(shè)置
s7-1500 do組態(tài)模塊、參數(shù)設(shè)置
s7-1500 硬件選型簡單介紹
s7-1500和博途的三本書（含鏈接)
tia博途與經(jīng)典step7編程的不同之處
模擬量輸入(ai)模塊參數(shù)配置
以太網(wǎng)通信：
總結(jié)： 1. cp不支持profinet通訊，用于擴(kuò)展附加功能的以太網(wǎng)接口（在組態(tài)網(wǎng)絡(luò)中偏向管理層）；