可能很多人都只可意味不可言全。PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称。当然现在随着计算机技术的发展，已经不单单执行简单的逻辑运算，还可以执行很多复杂的功能，比如定时、计数、PID控制等等。

PLC具有如下特点：

1、可编程，控制系统硬件柔性化

2、可靠性高，抗干扰能力强

3、功能完善，适用性强

4、易学易用

5、维护方便

正因为PLC如上的诸多特点，使其在工业自动化生产中得到了广泛的应用，为工业4.0和中国制造2025战略的实现贡献力量。

典型的西门子PLC可以分为三类：

紧凑型PLC ：比如S7-200系列

中低性能范围PLC：比如S7-300系列

中高性能范围PLC：比如S7-400系列

当然，目前西门子最新推出的控制器是S7-1200/1500系列，S7-1200性能介于S7-200和S7-300之间；S7-1500性能介于S7-300和S7-400之间。

S7-200系列PLC运行稳定，使用简单方便，价格便宜，很适用于小型控制系统；但是其I/O点数少，扩展困难。目前支持Win7的软件是 Step7 MicrowinX，该软件无需授权。

S7-300系列PLC是针对中低性能要求设计的模块化中小型控制系统PLC。目前在工业自动化生产中应用广泛（比如汽车整车制造等）

可选择不同类型的扩展模块

可以扩展多达32个模块

模块内集成背板总线

可以连接MPI、 Profibus DP、Profinet接口

S7-300 PLC硬件各模块构成如下图所示：

其中PS电源模块为可选，只需要外部能够提供PLC稳定的24VDC即可，IM模块为接口模块，仅在当需要扩展机架的时候才需要。CPU模块为必选，SM信号模块、FM功能模块、CP通信处理器根据需要增减添加。注意在硬件组态中左边三个模块槽位位置固定。

S7-400系列PLC是针对于中高级性能要求的控制系统

可以选择不同的模块

可以扩展多达300个模块

背板总线集成在模块内

也可以连接MPI、 Profibus DP、Profinet等接口

S7-400PLC类似于S7-300PLC，也是模块化硬件结构，其与S7-300的主要区别是：

1. S7-400PLC的PS电源模块为必选，而且有电池，需要定期更换；

2. S7-400PLC的各硬件模块没有插槽顺序限制；

3. S7-400PLC有4个累加器，而S7-300PLC只有两个累加器。

S7-1200和S7-1500是西门子硬件更新的大势所趋，虽然目前应用面还不大，但请大家留心学习，后续衡云湘水也会推出关于S7-1200/1500的系列学习专辑。

PLC型号所蕴含的信息

如何通过CPU型号了解其基本信息呢？相信通过以下两个例子解释你就了然于胸了：

1. CPU315-2 PN/DP

CPU3XX表示PLC控制器是300系列，-2表示该CPU有两种类型的接口，一个类型接口兼容MPI和ProfiBus DP，另一个类型接口兼容PN口。

2. CPU319F-3PN/DP

CPU3XX表示PLC控制器是300系列（319是300系列PLC最高级的一款），F表示该CPU为故障安全型PLC，-3表示该CPU有三种类型的接口，第一个类型接口兼容MPI和ProfiBus DP，第二个类型接口兼容ProfiBus DP口，第三个类型接口兼容PN口。

PLC设备安装

PLC可以根据需要进行水平或者竖直安装

编程软件简介

SIMATIC S7-200

使用STEP 7 Micro/Win 软件 无需授权

SIMATIC S7-300/400

使用STEP 7 软件 正版需要授权

STEP 7软件可选附件有：S7-SCL、S7-GRAPH、S7-PLCSIM等

最新的SIMATIC S7-1200/S7-1500

采用TIA Portal 博途软件,正版需要授权

以上就是本章专题的主要内容，思考以下几个问题，可以帮您巩固所学内容：

1. SIMATIC自动控制系统主要由什么构成？

2. 西门子PLC按性能可分为哪几大类？

3. S7-300 PLC主要由哪些模块构成？

4. 说说S7-300/400在硬件上的主要区别？

工业控制产品：
SIRIUS 模块化系统。

SIRIUS 产品系列

创新解决方案的基础

工业控制工程领域中有着很高的用户需求：用户需要经济有效的解决方案，这种解决方案可以方便地集成到控制柜、配电柜以及分布式系统中，并能完美地相互通信。

为满足这种需求，西门子提供了 SIRIUS 工业控制产品。

SIRIUS 工业控制产品

西门子PLC模块CPU1513-1PN参数型号SIRIUS 产品系列包含负载的分断、保护和起动所需的所有产品。用于监视、控制、检测、命令及信号发送的产品使得这一工业控制产品系列变得更加完整。

楼宇控制柜应该快捷、方便、灵活和节省空间。但如何才能同时满足所有这些要求？答案是采用高达 250 kW/400 V 的的 SIRIUS 模块化系统，其中包括对电机和工业系统进行分断、保护和起动所需的所有产品。

并且，SIRIUS 模块化系统的所有部件都具有节省空间的设计和高灵活性，并且相互间可实现最佳协调。配置、安装、接线和维护极为方便，节省时间。

无论您是需要自己构建含有电机起动保护器/断路器、过载继电器、接触器或软起动器的起动装置，还是决定选用预组装的起动装置，SIRIUS 都堪称是每种应用的正确之选。

持续的进一步开发和定期创新可确保我们的客户拥有 SIRIUS 最佳配备，并获益于节能型解决方案 - 无论现在还是将来。

系统性进一步开发 – SIRIUS 创新产品

长期以来，SIRIUS 在全球范围内已成为工业控制产品的同义词，从一开始就是这个领域内的领跑者。SIRIUS 模块化系统由用于对电机和工业系统进行分断、起动、保护和监视的组件组成，代表着快速、灵活以及节省空间的控制柜结构。

由于对主电路和控制电路进行了最新创新，新的 SIRIUS 模块化系统再一次加强了其领先地位。

始终如一的 SIRIUS 产品开发更好地考虑了当前市场要求，尤其是考虑了产品种类要少、灵活性更高以及节省成本与时间等方面的要求。对于公司而言，其优点是生产效率和成本效益提高。

点击取代了接线

在 SIRIUS 模块化系统产品线中，您可以找到完美协调和可以灵活组合的部件，这些部件现在更易于安装：只需插入到位、连接和点击，即大功告成！

复杂的接线以及伴随的接线错误已成为过去的事情。对于用户来说，这就意味着时间与成本的显著节约。

全面创新

电流高达 40 A、规格为 S00 和 S0 的 SIRIUS 模块化系统在主电路和控制电路方面进行了全面改进。因此，创新的基本部件（如电机起动保护器和接触器）具有众多优点，无论是现在还是将来，都可用于对装置进行优化。创新常常体现在细微之处。例如，同样的设计能够提供更高的功率，并在基本单元中组合进多种功能，从而大大节省了空间。

同时，创新实现了极高的灵活性。无论客户装置是需要直接起动、可逆起动或星-三角起动，还是要将经过测试的组合装置或配有紧凑型起动器的“多功能合一”解决方案用于软起动或频繁起动，SIRIUS 模块化系统均能够胜任。

新产品进展中的另一个重要方面是装置可用性的提高。将来，该模块化系统中的 SIRIUS 组件甚至可用来以极低的成本对应用进行监视。选择性装置监视会变得十分简单 – 电流监控继电器直接集成在电机起动器中，或通过与 AS-Interface 或 IO-Link 之间的电机起动器连接从控制器进行组态。

这些创新是对今天的 S00 至 S12 模块化系统（高达 250 kW/400 V）的完美低端产品补充，针对控制柜结构提供了众多新的选择。

提高控制柜安装的效率

新型 SIRIUS 模块化系统在组装与处理、应用监视、与控制器的连接以及整个装置生命周期中所提供的客户支持等方面具有诸多亮点。

新型 SIRIUS 模块化系统的这些创新加在一起提供了众多可能性，可在控制柜安装中实现最高效率。

有关详细信息，请参见

概述：
SIRIUS 在 UL 认证方面为用户提供支持。

SIRIUS 应用领域

我们可在 UL 认证方面为用户提供支持

美国的产品责任法比欧洲的相应法律要明显严格。强烈建议希望将产品出口到北美地区的任何人都要按照 UL 标准对其产品进行认证，尤其是电气设备。我们可通过广泛的专门知识以及已通过 UL 认证的广泛低压控制产品为用户提供支持。

什么是 UL？

UL (Underwriters Laboratories Inc.®) 是全球领先的产品安全测试与认证组织之一。它是于 1894 年由美国火灾保险集团在美国成立的非盈利独立组织，旨在对电气设备所带来的火灾危险进行调查。

今天，UL 负责检查和认证所有种类材料、部件和最终产品的运行安全性，尤其是在发生人身伤害和形成火灾的可能性方面。UL 在多个欧洲国家中设有分支机构。若要了解有关该美国机构的详细信息以及如何与欧洲的众多分支机构取得联系，请访问网址 www.ul.com。

UL 和 IEC 的定义

UL 和 IEC 从根本上是不同的。

适用于 IEC 市场的 IEC 标准仅定义了设备或系统的最低安全要求。有关实际中如何满足这些安全要求的技术细节由厂商负责执行。

相比之下，适用于北美市场的指导原则要更加具体。根据标准，可对从产品设计和制造、应用和安装直至生产运行的整个相关过程进行监视。

NFPA79 是适用于控制柜外部的工业机械的电气标准。因此，它不同于控制柜标准 UL 508A，是该标准的一个对等标准。

自 1969 年以来便是一个 UL 合作伙伴

对于任何希望避免不必要的麻烦并希望节省时间与资金的人来说，采用像西门子这样一个合作伙伴的专门技术不失为一个明智之举。

从 1969 年起，我们位于 Amberg 市的生产设施就已经与 Underwriters Laboratories Inc. 展开紧密合作；这个生产设施开发和生产西门子完整系列的低压控制产品。

因此，我们拥有 UL 认证这一主题的全面知识：从按照 UL 标准进行生产，直至控制柜的接线；并且，我们很高兴能够在各种培训计划中将这种知识传递给用户。同时，我们不应忘记西门子的其它生产设施处的 UL 能力（例如，位于柏林的开关柜厂以及位于 Regensburg 的电气安装设备工厂）。

早在产品开发阶段，我们就不仅考虑进 IEC 指导原则，而且会考虑 UL 标准。这样就诞生了一个内容广泛的产品线，其中包括经过 UL 认证的低压开关柜、控制装置和保护电路技术产品。

我们的低压控制产品系列可使用户在 UL 认证方面获得安全保障，使其能够快速方便地组装符合 UL 标准的控制柜。

在北美地区的楼宇中运行开关柜和控制柜的成本效益

• 西门子PLC模块CPU1513-1PN参数型号通过西门子全面而相互协调的产品线，可灵活适应极为广泛的解决方案与扩展：从机器控制系统的馈电装置，到机器中的微型执行器。
• 产品具有通用性 (IEC-UL/CSA)，可获益于高效的库存控制。
• 基于西门子的标准系统，可实现统一的操作与维护。
• 采用统一的产品接口和紧凑的设计，节约空间与成本。
• 方便友好，可实现高效的本地操作。

经过 UL 认证的 SIRIUS 产品和系统

我们的产品目录中包含经过 UL 认证的产品，例如：

• 控制装置：从电机保护断路器和起动器到接触器和过载继电器
• 用于设备和变压器保护的断路器
• 检测装置和命令装置
• 变压器和电源

例如，这里提供了有关 UL 标准、UL 分类以及 UL 的几个技术特殊问题的信息。

在“信息资料”(Information Material) →“标准与认证”(Standards ａnd Approvals) 下面，我们总结了现有的产品和产品组。一个表中列出了这些产品应符合的 UL 标准，并包含指向相应 UL 报告的链接。

“产品”(Products) 下面列出了最相关的工业控制产品（包括指向相关 Internet 产品页面的链接）。

有关详细信息，请参见

从规划、调试直至最后运行：
SIRIUS Planning Efficiency。

组态控制柜的新方法

通过 Planning Efficiency，西门子工业业务领域提供了在电气规划过程中经常提出的典型问题的答案：

• 什么产品适合我的应用？
• 可在哪里可找到产品数据？
• 如何更加高效、省时地对过程进行设计？

Planning Efficiency 集中了西门子工业业务领域的全部电子支持方式。在项目的每个阶段，在线功能可以提高规划人员的效率，使其日常工作变得轻松方便。同时，Planning Efficiency 将重点放在控制柜配置优化等方面。尤其在电气规划中的早期阶段，可在时间和成本方面节省高达 80%。

为了向规划人员提供全部所需，并使配置控制柜时的现代电气规划工作更加容易，由 Planning Efficiency 提供的电子支持将重点放在：

• 简化产品选型
• 提供产品数据并集成到规划系统中
• 提高整个规划周期内的过程效率

在此过程的每个阶段，西门子工业业务领域的全面在线功能可在全球范围内全天候提供用户所需的信息和产品数据。

S7-1500 选型介绍

1.用户程序运行在CPU模块中，CPU模块内没有程序装载存储器，程序存储在专用的存储卡中里，概念同S7-300。存储卡需要单独订货。CPU目前有三种型号：

• CPU 1511-1 PN

• CPU 1513-2 PN

• CPU 1516-3 PN/DP

三个CPU型号从上至下性能由低到高排列，区别于指令执行速度，各种地址空间尺寸，内存大小，集成通讯口种类个数等等方面，具体请参考对应的CPU手册。

2.对于PLC系统，用户程序处理的是输入/输出(I/O)信号直接的逻辑关系。那么往往系统需配置I/O模块，S7-1500的CPU模块自身没有集成I/O，I/O信号输入通过拓展I/O模块进行输入输出。常见I/O信号有，

• 数字量输入(DI)：也就是开关量(还有称作离散量)信号输入

• 数字量输出(DQ)：开关量信号输出

• 模拟量输入(AI)：连续量输入，如电压-10V ～ +10V, 4 ～ 20mA等

• 模拟量输出(AQ)：连续量输出

• 还有脉冲输入(PI)， 脉冲输出(PQ)等

3.S7-1500的数字量输入模块

• DI 32x24VDC HF

• DI 16x24VDC HF

• DI 16x230VAC BA

• DI 16x24VDC SRC BA

• …

型号简介：

• DI： Digital input，数字量输入
• 32x24VDC：共32个输入通道 (点) ，电压规格为直流24V
• 16x230VDC：共16个输入通道 (点) ，电压规格为交流230V
• BA：Basic，基本型
• HF：High feature, 高性能型
• SRC： Source Input， 源型输入 ，未标识为漏型。

4.S7-1500的数字量输出模块

• DQ 16x24VDC/0.5A ST

• DQ 32x24VDC/0.5A ST

• DQ 8x24VDC/2A HF

• DQ 8x230VAC/2A ST

• DQ 8x230VAD/5A ST

• …

型号简介，以第一个型号为例：

• DQ： Digital Ouput, 数量输出
• 16x24VDC：共16个输出通道，输出电压为DC24V, 容量每个通道最大0.5A。
• HF：High Feature, 高性能型，通常意味着模块带诊断功能。相对应的是ST(Standard，标准)型，无诊断功能。
  

5.S7-1500的模拟量输入模块

• AI 8xU/I HS

• AI 8xU/I/RTD/TC ST

• …

以第一个型号为例，型号简介：

• AI： Analogue input，模拟量输入模块
• 8xU/I：8个通道，支持电压或电流型号输入
  

6.S7-1500的模拟量输出模块

• AQ 4xU/I ST

• AQ 8xU/I HS

• …

同样以第一个型号为例，型号简介：

• AQ：Analogue Output，模拟量输出模块
• 4xU/I：共4个通道，支持电压，电流输出
• ST：标准型
  

7.选定CPU和I/O模块之后，要确定系统的供电，选择电源模块，电源模块选型需要注意S7-1500有两种背板供电方式：

• PM模块： 不提供机架的背板工作电源，由CPU提供

• PM 70 W 120/230 VAC
• PM 190 W 120/230 VAC

• PS模块：连接到机架背板，提供背板工作电压，有诊断功能

• PS 25W 24VDC
• PS 60W 120/230V AC/DC

S7-1500电源选型按模块消耗的功率选，TIA 博途软件提供电源计算：

根据软件提供的模块功率可以选电源模块， 需要提一下是上图的选项：

“Supply voltage L+ connected”选中，意思是CPU的电源端子有输入，CPU(也)提供背板的电源供电。

8.S7-1500安装需要专用导轨，导轨按长度分，有这么几种规格：

160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。

9.编程使用的工具是TIA博途软件，使用以太网网线直接连接计算机网卡与CPU1500就可以下载程序。

软件：SIMATIC STEP 7 Professional V12

10.最后简单介绍一个S7-1500的选型配置。

假设需要选一个S7-1500本地站，包含24VDC DI 40点，24VDC DQ 28点，0～10V电压模拟量输入3个点，4～20mA电流输入3个点，4～20mA电流输出5个点。

这里我们选型为：