CPU 1511-1 PN

根據污水處理廠現場情況，主要有以下需求：

（1）需采用冗余系統、包括控制器冗余、電源冗余以及不間斷電源，保障在部分硬件出現故障能夠及時切換到備用模塊，在工廠出現斷電異常保障系統正常運轉，實現系統的穩定可靠且連續的運行。

（2）IO點數有大于15%裕量。

（3）兩臺現場級控制柜可操作。

（4）中控室遠程監控以及操作，包含兩個操作員站以及一臺工程師站。

PLC系統主要材料選型表如下圖：

該自控系統最終設計采用包括：

（1）1515R冗余CPU，為了實現更高的可用性。在冗余操作的系統中，即使有個別自動化組件出現故障也不會妨礙污水的連續處理。兩個CPU將并行處理相同的項目數據和相同的用戶程序。兩個CPU通過冗余連接進行同步，如果一個CPU出現故障，另一個CPU就會接替它對整個自控系統進行控制；

（2）ET200MP分布式遠程IO控制站，PLC1柜主要控制污水收集至生化處理段工藝，PLC2柜主要控制沉淀工藝、添加劑處理以及污泥處理工藝段。

現場層的兩套分布式IO通過IM155-5 PN HF高性能接口模塊將IO模塊（具有 IP20 防護等級，采用和 S7-1500 相同的I/O 模塊，具有很好的通用性集成到各自的遠程站）。

分布式設備通過PROFINET和上層的可編程控制器1515R冗余CPU實現快速的數據交換，開放的PROFINET通訊標準，給自動化系統帶來靈活的連接方式。

統一的工程開發，透明的診斷，實現與PLC和HMI在博途中的集成；

（3）現場觸摸操作屏采用西門子TP1200精智12寸面板 ，與S7-1500控制器協同，將各個遠程站的數據（包括流量、水質、溶解氧、液位等）顯示在觸摸屏上面，可滿足實時顯示現場設備運行狀態并且遠程點控設備，方便現場人員整體操控；

（4）中控室包括一臺工程師站和兩臺操作員站，采用編程組態軟件有：WinCC 7.4、博途V16.0。

其中WinCC集成圖形系統、報警消息系統、歸檔系統、報表系統、用戶管理系統以及腳本系統。

解決污水處理廠的流程顯示、組顯示、報表顯示、趨勢顯示、報警記錄等。

在各個操作站試圖中可以自動控制、點動控制現場設備并監控其運行狀態，參數設置等。

CPU 1511-1 PN

一．項目介紹

1.功能介紹

通過S7-1500實現一個自動化工程師廣為熟悉的’電機啟停控制’ 邏輯。

2.軟硬件列表

注：

實例項目中的選型僅供參考，用戶務必根據實際要求選型。

有關硬件選型,請參考

3.所使用的計算機操作系統 :Windows7 Ultimate Service Pack1 32-bit

4.IO表

由于TIA Portal是基于符號的編程方式,在硬件清單確認后可事先為所有信號定義好所用通道及編程中使用的符號.

5.軟件安裝

硬件安裝

在安裝時如圖所示按圖號順序安裝，總結一句話就是：

先導軌，模塊先左后右裝，U塊勿忘模塊間。

接線

編輯項目

1.雙擊桌面上的

圖標，打開STEP 7 Professional V12 軟件。

2.在歡迎界面中，我們點擊“創建新項目"，填寫項目名稱并選擇存放路徑后，請點擊 “創建"按鈕：

3.項目成功創建后，我們點擊左下角的“項目視圖"轉到編輯界面：

4.點擊項目名稱左邊的小箭頭展開項目樹，雙擊“添加新設備"

5.接下來我們先插入一個CPU1516-3PN/DP：

請依次點擊“控制器"、“SIMATIC S7-1500"、“CPU"、“CPU 1516-3PN/DP"左側的小箭頭展開項目樹，然后選擇PLC訂貨號“6ES7 516-3AN00-0BA0"，最后點擊“確認"按鈕插入：

6.成功插入PLC后，STEP 7 Professional V12 軟件會自動跳轉到設備視圖。

接下來我們要做的是在主機架上依次插入一個16通道的數字量輸出擴展模塊和一個數字量輸入擴展模塊。

首先，添加DQ模塊：

在“設備視圖"右側的產品目錄中，依次點擊“DQ"、“DQ 16*24VDC/0.5A ST"左側的小箭頭展開項目樹，然后用鼠標點中訂貨號“6ES7 522-1BH00-0AB0"，按住鼠標左鍵不放，將DQ模塊拖拽到2號槽位上，松開鼠標：

7.現在我們再插入一個DI模塊：

在“設備視圖"右側的產品目錄中，依次點擊“DI"、“DI 16*24VDC HF"左側的小箭頭展開項目樹，然后用鼠標點中訂貨號“6ES7 521-1BH00-0AB0"，按住鼠標左鍵不放，將DI模塊拖拽到3號槽位上，松開鼠標：

8.設備組態至此已經完成，在項目視圖下方的“設備概覽"中，我們可以查看到系統默認分配的數字量輸出地址是QB0~QB1，數字量輸入的地址是IB0~IB1：

9.編寫變量表：

為了提高程序的可讀性，我們需要對I/Q地址起一些符號名。

----1.雙擊項目樹中的“顯示所有變量"

----2.在變量表中，我們定義地址I0.0的名稱是“Moto_Start", 地址I0.1的名稱是“Moto_Stop", 地址Q0.0的名稱是“Moto"。

10.接下來我們開始編程：

依次點擊軟件界面左側的項目樹中的“PLC_1[CPU 1516-3PN/DP]"、“程序塊"左側的小箭頭展開結構，再雙擊“Main[OB1]"打開主程序：

11.我們現在開始編輯一個自鎖程序：

輸入點I0.0 用于啟動電機，I0.1用于停止電機，電機啟停由輸出點Q0.0控制。

----1.從指令收藏夾中用鼠標左擊選中常開觸點，按住鼠標左鍵不放將其拖拽到綠色方點處：

----2.重復上述操作，在已插入的常開觸點下方再插入一個常開觸點：

----3.選中下面的常開觸點右側的雙箭頭，點擊收藏夾中的向上箭頭，連接能流：

----4.同理用拖拽的方法，在能流結合點后面再添加一個常閉觸電和輸出線圈：

單擊指令上方的，依次輸入地址I0.0，I0.1，Q0.0和Q0.0，如下圖所示：

----所有地址都填寫好后的效果如下圖：

下載項目

一、要對S7-1500進行項目下載，我們首先要設置電腦網卡的IP地址。

由于在之前的項目組態中，CPU1516-3PN/DP的“PROFNET接口_1"的默認的IP地址是192.168.0.1，因此我們要將電腦網卡的IP地址設為192.168.0.2。

----1.打開Windows 7 操作系統的控制面板，找到小圖標視圖，單擊打開“Network and Sharing Center":

----2.點擊窗口左側的“Change Adapter settings":

----3.鼠標右擊實際使用的本地連接，選擇屬性（Properties）

----4.在屬性窗口中：

選中“Internet Protocol Version 4(TCP/IPv4)"，再點擊屬性按鈕：

----5.在下面窗口中，我們選擇“使用下面IP地址"，填寫IP地址為:192.168.0.2，子網掩碼為：

255.255.255.0。

之后我們一次點擊“OK"按鈕依次確認和關閉窗口。

二、STEP 7 Professional V12 軟件中的下載操作：

----1.我們先選中項目樹中的“PLC_1[CPU1516-3PN/DP]"，然后點擊“在線"下拉菜單中的“擴展的下載到設備（X）…."

----2.

在“擴展的下載到設備"窗口中：

--------a.選擇“PG/PC接口類型"為“PN/IE"

--------b.選擇“PG/PC 接口"為實際使用的網卡

--------c.選擇“子網的連接"為“插槽‘1X1處的方向"

----如果CPU1516-3PN/DP沒有出現在“目標子網的兼容設備"窗口中，請您再勾選“顯示所有兼容的設備"

----CPU1516-3PN/DP出現在“目標子網的兼容設備"窗口中后，我們就可以直接點擊“下載"按鈕執行下載了。

調試PLC

此項目中的IO功能如下表所示：

(1)將PLC的模式開關設置為RUN，如下所示。

(2)按下連接在輸入點I0.0上的按鈕，即可看到輸出點Q0.0點亮了。

(3)按下連接在輸入點I0.1上的按鈕，即可看到輸出點Q0.0熄滅了。

至此，表明我們的程序和PLC運行一切正常。

監控變量狀態

利用監控表可以實現監控變量的功能，具體可以通過如下步驟實現：

----（1）軟件中點擊“監控與強制表"->“添加新監控表"

----（2）在新建的監控表中輸入我們想監控的變量，如下所示：

小提示：

輸入變量時，直接在地址中輸入I0.0等即可。

----（3）接下來點擊監控按鈕

，具體如下所示：

----（4）正常監控后就可以在監視值中看到相應的數值：

（以下是啟動按鈕未按下時的狀態）

以下是按下啟動按鈕時的狀態

小提示：

如果僅僅是想監視變量的狀態，利用變量表也可以實現類似的效果，如下所示：

在線監控后如下所示：

監控程序狀態

通過監控程序的運行狀態，可以幫助我們進一步判斷程序的執行情況。

----（1）先打開我們編寫好的程序，如下所示：

----（2）點擊軟件上部的監控按鈕

，具體如下所示：

----（3）當啟動按鈕I0.0 未按下時，程序顯示如下：

----（4）啟動按鈕I0.0按下時，程序顯示如下：

小提示：

綠色實線表示能流導通，藍色虛線表示能流未導通。

在線診斷查看模塊故障

利用在線診斷功能可以幫助我們看到現場模塊的實際狀態，比如說模塊是否運行等。

----（1）通過點擊“設備組態"進入如下的界面

----（2）點擊“轉到在線"即可查看模塊狀態

----（3）正常在線后的狀態如下：

小提示：

（a）模塊上方的表示模塊正常

（b）點擊“轉到離線"即可退出監控狀態