【畅学技术】S7-1500T 替代 S7-300T

之前【畅学技术】延续经典、舍我其谁—— S7-1500替代S7-300全解析系列硬件篇中介绍了应该如何选择合适的硬件替代，那如果要在运动控制领域使用 S7-1500T 替代 S7-300T，则需要考虑以下几个方面的内容。

1. 硬件

S7-300T 可分为2类，具体区别如下（不含软 PLC，其中 CPU 317TF 集成了故障安全功能），如图1所示：


图1. S7-300T 运动控制资源

而 S7-1500T 产品线则丰富得多，目前共分为8类（不含软 PLC，其中TF CPU 集成了故障安全功能），图2中列出最新的 V3.0 版本的资源总量。


图2. S7-1500T 运动控制资源

在 S7-1500 中，不再限制具体工艺对象的数量，转而限制运动控制资源的总数。CPU 中组态每一个工艺对象都要消耗一定的运动控制资源，组态的工艺对象消耗的运动控制资源总数不能超过 CPU 能提供的运动控制资源总量。具体数据如图3所示。


图3. S7-1500T 各种工艺对象消耗的运动控制资源

所以大体上，CPU 315T 可以替换为 CPU1515T，而 CPU 317T/TF 可以替换为 CPU 1516T 或更高。CPU 1514 SPT 可以作为 CPU 315T 替代为 ET 200SP 系列的一个选项。CPU 1504D/CPU1507D 通常是作为 SIMOTION 的替代方案，而非 S7-300T 主要的替代选项。
2. 软件环境

S7-300T 只能在经典 Step7 + Technology 环境下组态与编程，不支持 TIA Portal 环境。

目前最新的 Technology 版本是 V4.2 SP5 ,可以安装在 Win10 或者 Win7 环境下，配合 Step7 V5.6 或者更高版本使用。S7-1500T 在 TIA Portal Step7 环境下组态即可，不需要安装额外组件，目前最新版本是 V18。如果还需要在博途下组态驱动器（如：S120），需要另外安装 Startdrive 组件。
3. 连接驱动器和编码器


S7-300T 只能通过 DP 总线或者扩展模块 IM174 连接驱动器以及编码器，如图4和图5所示。


图4. S7-300T 驱动器连接方法



图5. S7-300T 编码器连接方法

注意：

S7-300T 的 PN 接口不能连接驱动器或者编码器，只能作为普通通信接口使用（如用于 S7、Profinet IO、开放式用户通信等）。

各种计数模块，例如 FM350-1、SM338 连接编码器也不能作为位置环反馈。

而S7-1500T 连接驱动器、编码器的方式更为丰富，如图6和图7所示。



图6. S7-1500T 驱动器连接方法



图7. S7-1500T 编码器连接方法
此外，对于非标准 PROFIDRIVE 报文的驱动器与编码器，理论上也可以通过程序进行转换实现工艺对象的控制，这里就不再赘述。综上所述，如果 S7-1500T 替代 S7-300T，那么：1.驱动器方面：如果驱动器不发生变化，依然使用基于 DP 的 S120，则可以通过 CPU 本体连接 S120。依然使用 IM174 去连接伺服或者步进，则同样可以通过 CPU 本体连接IM174。如果可以更换驱动器，之前是基于 DP 的 S120，建议更换基于 PN 的驱动器，例如：S120、V90等，毕竟 PN 相对 DP 来说，通信更加稳定快速，调试更加方便，也是今后的趋势。2.编码器方面：通过 DP 网络连接的支持 PROFIDRIVE 报文的编码器，如果不发生变化，通过 CPU 本体或者扩展- DP 接口连接。或者替换成通过 PN 网络连接的支持 PROFIDRIVE 报文的编码器。
4. 工艺功能


TCPU 具有很多指令，这里根据类型分成单轴、同步、路径插补、凸轮盘、凸轮输出测量输入、基本等，具体如图8、9、10、11、12和13所示。在图表的备注中说明了 S7-1500T 使用的注意事项。此外值得注意的是，即使指令功能相同。但是 S7-300T 在部分指令中有些功能（例如不同模式）在 S7-1500T 中没有，这就需要具体问题具体分析。看是否可以使用其他方法替代，或者咨询西门子技术支持，这里不具体展开。



图8. 单轴指令



图9. 同步指令



图10. 路径插补指令



图11. 凸轮盘指令



图12. 凸轮输出测量输入指令



图13. 基本指令

5. 总结

最新版本的 S7-1500T 能够基本替代 S7-300T 的常用功能。新的 S7-1500T 提供了更为丰富的产品线。通过搭配不同的工艺模块，可以更灵活地连接不同种类的驱动器以及编码器。仅使用 TIA Portal Step7 就可以实现组态与编程，不再需要安装额外的软件包。另外配合西门子官网上提供的大量工艺库，可以更加方便地实现各种运动控制功能。

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