S7-1500——零基础入门2、PLC的硬件架构

一，西门子PLC概述

本节主要内容

西门子PLC硬件架构，主要内容包括PLC概述、组成、功能及S7-1500 demo的组成与安装演示。
介绍了PLC的定义、功能、应用场合，以及与继电器控制的对比优势。同时，阐述了PLC的硬件构成，包括CPU、模块、电源等，并介绍了PLC的扩展性和通信能力。
展示S7-1500 demo的安装和演示，直观了解PLC的实际应用。

1、西门子PLC概述

PLC的定义和功能（PLC的概念、组成和功能）

PLC是可编程逻辑控制器，设计用于工业环境。
PLC内部存储计算，用于逻辑控制、计算和外部数字模拟输入输出。
PLC可以接受数字信号和模拟信号，并具有相应的数字量和模拟量模块。
PLC可以作为工业现场的计算机，进行计算、输入输出处理和通信。
PLC具有易扩展、便于通信和可连接各种输入设备的特点。

PLC广泛应用于各种制造行业，如冶金、石化、汽车、能源、机械加工、造纸和食品等。

PLC与继电器控制的对比

对比项目	继电器控制	PLC控制
控制方式	采用继电器控制	采用软件控制
控制功能	顺序控制	顺序控制、定时、计数、运动控制、通信、闭环控制
可靠性与维护	可靠性差，维护困难	可靠性高，易于维护
功能灵活性	功能单一，不易修改	柔性高，易于修改
反应速度	反应慢	反应快
设计与调试	设计复杂，调试繁琐	设计简单，调试方便

PLC与嵌入式控制的对比

对比项目	嵌入式控制	PLC控制
成本	成本低	成本高
编程难度	编程难度大	编程简单
后期扩展与维护	后期扩展难度大、维护困难	后期扩展容易、维护简单
适用产品类型与开发周期	适合开发单一产品，开发周期长	适合任意类型产品，开发周期短
可靠性	可靠性差	可靠性好

2、PLC的组成

类别	组成部分
硬件	CPU、模块、存储单元、电源
软件	编程软件、程序

3、PLC的功能

功能分类	具体功能描述
CPU	运算中枢；可进行逻辑控制、数学计算；具备通信能力；具备诊断能力
IO	数字量输入输出、模拟量输入输出，涵盖本地和远程IO
存储器	保存程序、数据，具备数据断电保持功能
供电	提供负载供电、背板供电

4、S7-1500Demo的组成和安装演示

S7 - 1500 PLC安装设备展示
CPU、显示屏及存储卡的安装
模块及前连接器的安装*

Demo包括电源模块、CPU、I/O模块和背板电源。
通过以太网连接远程I/O模块。

①PM电源，上有型号，订货号，指示灯，进线，出线，
PLC,上有型号，订货号，指示灯
数字量输入，DI32，型号，订货号；还需要安装前连接器；
数字量输出，DQ32，型号，订货号；还需要安装前连接器；
背板电源/系统电源：功率，订货号，指示灯，接线；
模拟量输入模块（8通道）：订货号，指示灯，前连接器；
模拟量输出模块（8通道）：订货号，指示灯，前连接器；
ET200SP分布式I/O：接口模块，DI模块，DQ模块
U型连接器，用于连接不同的模块；
存储卡，插在1500的下方；

15min
此处不做整理说明，将原视频上传至此，以供分享；
PM的电源模块

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二，CPU介绍

本节主要内容

西门子S7-1500系列PLC的CPU，内容包括存储器作用、电源分类、通信接口、指示灯功能以及CPU显示屏操作等
CPU内部存储器类型及其作用，包括非易失性存储器和运行时的用户程序执行部分。电源系统分为负载电源和背板电源
以及通信接口支持多种通讯方式如以太网接口、profibus DP接口等。此外，还涉及了CPU指示灯的多重指示功能和显示屏操作
以及S7-1500系列CPU的分类和选择考量因素（全面了解S7-1500系列PLC的CPU架构）

1、存储器的作用

编程设备（STEP7中的项目）

类型	具体内容
离线项目数据	硬件配置、用户程序、项目信息、强制/跟踪作业、符号和注释、其他

SIMATIC存储卡（STEP7中的项目）

类型	具体内容
在线项目数据	硬件配置、用户程序、项目信息、强制/跟踪作业、符号和注释
其他数据	数据日志、配方、非SIMATIC文件

CPU

存储器类型	功能
非易失存储器	保存需要断电保持的数据
工作存储器	运行时处理用户程序中的可执行部分
其它存储器	过程映像输入、过程映像输出、位存储器、S5定时器、S5计数器、临时数据区

2、电源的分类

电源类型	功能描述	特点及补充说明
负载电源（PM电源）	为CPU提供外部电源，供应系统电源、模板输入输出电源，也可为传感器和执行器供电，可将外部电源转换成24V	-
背板电源（PS电源）	通过背板总线为模块内