CPU 1511-1 PN

CPU 1511-1 PN

根据污水处理厂现场情况，主要有以下需求：

（1）需采用冗余系统、包括控制器冗余、电源冗余以及不间断电源，保障在部分硬件出现故障能够及时切换到备用模块，在工厂出现断电异常保障系统正常运转，实现系统的稳定可靠且连续的运行。

（2）IO点数有大于15%裕量。

（3）两台现场级控制柜可操作。

（4）中控室远程监控以及操作，包含两个操作员站以及一台工程师站。

PLC系统主要材料选型表如下图：

该自控系统最终设计采用包括：

（1）1515R冗余CPU，为了实现更高的可用性。在冗余操作的系统中，即使有个别自动化组件出现故障也不会妨碍污水的连续处理。两个CPU将并行处理相同的项目数据和相同的用户程序。两个CPU通过冗余连接进行同步，如果一个CPU出现故障，另一个CPU就会接替它对整个自控系统进行控制；

（2）ET200MP分布式远程IO控制站，PLC1柜主要控制污水收集至生化处理段工艺，PLC2柜主要控制沉淀工艺、添加剂处理以及污泥处理工艺段。

现场层的两套分布式IO通过IM155-5 PN HF高性能接口模块将IO模块（具有 IP20 防护等级，采用和 S7-1500 相同的I/O 模块，具有很好的通用性集成到各自的远程站）。

分布式设备通过PROFINET和上层的可编程控制器1515R冗余CPU实现快速的数据交换，开放的PROFINET通讯标准，给自动化系统带来灵活的连接方式。

统一的工程开发，透明的诊断，实现与PLC和HMI在博途中的集成；

（3）现场触摸操作屏采用西门子TP1200精智12寸面板 ，与S7-1500控制器协同，将各个远程站的数据（包括流量、水质、溶解氧、液位等）显示在触摸屏上面，可满足实时显示现场设备运行状态并且远程点控设备，方便现场人员整体操控；

（4）中控室包括一台工程师站和两台操作员站，采用编程组态软件有：WinCC 7.4、博途V16.0。

其中WinCC集成图形系统、报警消息系统、归档系统、报表系统、用户管理系统以及脚本系统。

解决污水处理厂的流程显示、组显示、报表显示、趋势显示、报警记录等。

在各个操作站试图中可以自动控制、点动控制现场设备并监控其运行状态，参数设置等。

CPU 1511-1 PN

一．项目介绍

1.功能介绍

通过S7-1500实现一个自动化工程师广为熟悉的’电机启停控制’ 逻辑。

2.软硬件列表

注：

实例项目中的选型仅供参考，用户务必根据实际要求选型。

有关硬件选型,请参考

3.所使用的计算机操作系统 :Windows7 Ultimate Service Pack1 32-bit

4.IO表

由于TIA Portal是基于符号的编程方式,在硬件清单确认后可事先为所有信号定义好所用通道及编程中使用的符号.

5.软件安装

硬件安装

在安装时如图所示按图号顺序安装，总结一句话就是：

先导轨，模块先左后右装，U块勿忘模块间。

接线

编辑项目

1.双击桌面上的

图标，打开STEP 7 Professional V12 软件。

2.在欢迎界面中，我们点击“创建新项目"，填写项目名称并选择存放路径后，请点击 “创建"按钮：

3.项目成功创建后，我们点击左下角的“项目视图"转到编辑界面：

4.点击项目名称左边的小箭头展开项目树，双击“添加新设备"

5.接下来我们先插入一个CPU1516-3PN/DP：

请依次点击“控制器"、“SIMATIC S7-1500"、“CPU"、“CPU 1516-3PN/DP"左侧的小箭头展开项目树，然后选择PLC订货号“6ES7 516-3AN00-0BA0"，最后点击“确认"按钮插入：

6.成功插入PLC后，STEP 7 Professional V12 软件会自动跳转到设备视图。

接下来我们要做的是在主机架上依次插入一个16通道的数字量输出扩展模块和一个数字量输入扩展模块。

首先，添加DQ模块：

在“设备视图"右侧的产品目录中，依次点击“DQ"、“DQ 16*24VDC/0.5A ST"左侧的小箭头展开项目树，然后用鼠标点中订货号“6ES7 522-1BH00-0AB0"，按住鼠标左键不放，将DQ模块拖拽到2号槽位上，松开鼠标：

7.现在我们再插入一个DI模块：

在“设备视图"右侧的产品目录中，依次点击“DI"、“DI 16*24VDC HF"左侧的小箭头展开项目树，然后用鼠标点中订货号“6ES7 521-1BH00-0AB0"，按住鼠标左键不放，将DI模块拖拽到3号槽位上，松开鼠标：

8.设备组态至此已经完成，在项目视图下方的“设备概览"中，我们可以查看到系统默认分配的数字量输出地址是QB0~QB1，数字量输入的地址是IB0~IB1：

9.编写变量表：

为了提高程序的可读性，我们需要对I/Q地址起一些符号名。

----1.双击项目树中的“显示所有变量"

----2.在变量表中，我们定义地址I0.0的名称是“Moto_Start", 地址I0.1的名称是“Moto_Stop", 地址Q0.0的名称是“Moto"。

10.接下来我们开始编程：

依次点击软件界面左侧的项目树中的“PLC_1[CPU 1516-3PN/DP]"、“程序块"左侧的小箭头展开结构，再双击“Main[OB1]"打开主程序：

11.我们现在开始编辑一个自锁程序：

输入点I0.0 用于启动电机，I0.1用于停止电机，电机启停由输出点Q0.0控制。

----1.从指令收藏夹中用鼠标左击选中常开触点，按住鼠标左键不放将其拖拽到绿色方点处：

----2.重复上述操作，在已插入的常开触点下方再插入一个常开触点：

----3.选中下面的常开触点右侧的双箭头，点击收藏夹中的向上箭头，连接能流：

----4.同理用拖拽的方法，在能流结合点后面再添加一个常闭触电和输出线圈：

单击指令上方的，依次输入地址I0.0，I0.1，Q0.0和Q0.0，如下图所示：

----所有地址都填写好后的效果如下图：

下载项目

一、要对S7-1500进行项目下载，我们首先要设置电脑网卡的IP地址。

由于在之前的项目组态中，CPU1516-3PN/DP的“PROFNET接口_1"的默认的IP地址是192.168.0.1，因此我们要将电脑网卡的IP地址设为192.168.0.2。

----1.打开Windows 7 操作系统的控制面板，找到小图标视图，单击打开“Network and Sharing Center":

----2.点击窗口左侧的“Change Adapter settings":

----3.鼠标右击实际使用的本地连接，选择属性（Properties）

----4.在属性窗口中：

选中“Internet Protocol Version 4(TCP/IPv4)"，再点击属性按钮：

----5.在下面窗口中，我们选择“使用下面IP地址"，填写IP地址为:192.168.0.2，子网掩码为：

255.255.255.0。

之后我们一次点击“OK"按钮依次确认和关闭窗口。

二、STEP 7 Professional V12 软件中的下载操作：

----1.我们先选中项目树中的“PLC_1[CPU1516-3PN/DP]"，然后点击“在线"下拉菜单中的“扩展的下载到设备（X）…."

----2.

在“扩展的下载到设备"窗口中：

--------a.选择“PG/PC接口类型"为“PN/IE"

--------b.选择“PG/PC 接口"为实际使用的网卡

--------c.选择“子网的连接"为“插槽‘1X1处的方向"

----如果CPU1516-3PN/DP没有出现在“目标子网的兼容设备"窗口中，请您再勾选“显示所有兼容的设备"

----CPU1516-3PN/DP出现在“目标子网的兼容设备"窗口中后，我们就可以直接点击“下载"按钮执行下载了。

调试PLC

此项目中的IO功能如下表所示：

(1)将PLC的模式开关设置为RUN，如下所示。

(2)按下连接在输入点I0.0上的按钮，即可看到输出点Q0.0点亮了。

(3)按下连接在输入点I0.1上的按钮，即可看到输出点Q0.0熄灭了。

至此，表明我们的程序和PLC运行一切正常。

监控变量状态

利用监控表可以实现监控变量的功能，具体可以通过如下步骤实现：

----（1）软件中点击“监控与强制表"->“添加新监控表"

----（2）在新建的监控表中输入我们想监控的变量，如下所示：

小提示：

输入变量时，直接在地址中输入I0.0等即可。

----（3）接下来点击监控按钮

，具体如下所示：

----（4）正常监控后就可以在监视值中看到相应的数值：

（以下是启动按钮未按下时的状态）

以下是按下启动按钮时的状态

小提示：

如果仅仅是想监视变量的状态，利用变量表也可以实现类似的效果，如下所示：

在线监控后如下所示：

监控程序状态

通过监控程序的运行状态，可以帮助我们进一步判断程序的执行情况。

----（1）先打开我们编写好的程序，如下所示：

----（2）点击软件上部的监控按钮

，具体如下所示：

----（3）当启动按钮I0.0 未按下时，程序显示如下：

----（4）启动按钮I0.0按下时，程序显示如下：

小提示：

绿色实线表示能流导通，蓝色虚线表示能流未导通。

在线诊断查看模块故障

利用在线诊断功能可以帮助我们看到现场模块的实际状态，比如说模块是否运行等。

----（1）通过点击“设备组态"进入如下的界面

----（2）点击“转到在线"即可查看模块状态

----（3）正常在线后的状态如下：

小提示：

（a）模块上方的表示模块正常

（b）点击“转到离线"即可退出监控状态