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S7-1500替代S7-300全解析系列一
十月初的時候，想必工控圈的小伙伴們都被S7-300系列即將于2023年10月1日退市的消息刷屏了吧？倒退到2年前的10月1日，同樣伴隨我們多年的ET200S系列也已經(jīng)悄無聲息地退市了。在感嘆經(jīng)典終將成為歷史，年華似水流逝的同時，作為工程師更需要提前做好知識儲備，熟悉產(chǎn)品的更替。
本文就為大家分享：
S7-300/ET200M/ET200S到S7-1500/ET200MP/ ET200SP硬件方面的替代關(guān)系。因為內(nèi)容較多，今天為大家?guī)淼氖怯布牡谝徊糠?，包括?strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; visibility: visible;">CPU、擴展機架及分布式IO的替代關(guān)系。
02
CPU
CPU一旦更換，整個系統(tǒng)就變了。對于CPU的替代，主要考慮以下七個方面內(nèi)容：
指令方面：指令不同，但不影響功能實現(xiàn)即可。
內(nèi)置通信：
MPI接口，S7-1500不再支持。現(xiàn)場大多數(shù)MPI協(xié)議都是用在和HMI設(shè)備以及上位機通信方面，理論上通過更換HMI設(shè)備或者使用電腦網(wǎng)卡然后通過以太網(wǎng)來實現(xiàn)。少量應(yīng)用在全局通信的MPI，可以使用以太網(wǎng)進行替代。此外，如果有和S7-200通信的，可以通過替換為S7-200 SMART然后通過以太網(wǎng)來實現(xiàn)。
DP接口是S7-300系列最主流的接口。CPU 1515及以下系列不再配備DP通信口，需要通過擴展DP模塊實現(xiàn)。對于CPU 1516及以上系列，雖然配置了DP通信口，但是如果要作為DP從站，同樣需要通過擴展DP模塊實現(xiàn)。
對于以太網(wǎng)接口，S7-1500除了不支持PROFINET CBA以外，基本可以無縫更換。并且S7-1500擁有更好的性能和更多的通信資源，還能夠支持更多的通信協(xié)議。
PtP接口，這個只有很少的S7-300C CPU集成，S7-1500可以通過增加基本型的串口模塊擴展該接口。
工作存儲器：
這是產(chǎn)品替代時需要重點考慮的問題，畢竟功能不夠，可以增加模塊實現(xiàn)，但是工作存儲器滿了，那就只能更換CPU了。S7-300和S7-1500之間沒有一個準確的存儲器占用換算關(guān)系。不過方的文檔中有一個CPU替代表格可供參考，如下表所示。
運算速度：
很多時候，雖然功能能滿足，程序也能裝的下，但是CPU掃描周期長會影響產(chǎn)線節(jié)拍。這時就需要考慮CPU運算速度。一般來說，運算速度可以用位運算時間和浮點運算時間來衡量，表2和表3列舉出了每一種CPU（ 1500 V2.9 版本）的位運算和浮點運算典型時間的對比，對照表1的替代方案來說，都可以做到運算速度顯著提升。
通信資源：
CPU都有其內(nèi)置通信資源，包括PROFIBUS DP從站數(shù)量、IO設(shè)備數(shù)量、連接資源（S7、開放式通信、HMI等）等，替代時通常需要考慮。和運算速度一樣，新一代S7-1500的通信連接資源要顯著高于表1對應(yīng)的S7-300，參考表4所示（CPU 1500 V2.9 版本）。即使是CPU317與CPU319可能會因為同時支持兩個DP網(wǎng)絡(luò)帶來的更多DP從站，S7-1500系列也可以通過增加CM1542-5擴展模塊去連接更多的DP從站。
存儲卡：
S7-300系列和S7-1500系列的存儲卡都是作為裝載存儲器使用，但是存儲內(nèi)容有所區(qū)別。S7-300只是下載程序、組態(tài)、配方、文本列表、Web頁面等，但不包含任何變量符號和注釋。所以存儲卡很小，最大只有8MB。S7-1500系列支持全部下載。所以S7-1500存儲卡最小4MB，最大可以到32GB。這里推薦CPU 1513及以下選擇12MB存儲卡，CPU 1516及以下選擇24MB存儲卡，CPU 1517及以上選擇 256MB 存儲卡，當然根據(jù)需要可以再調(diào)整，畢竟存儲卡更換相對容易。
內(nèi)置功能：
CPU 300C系列，自帶工藝功能，如果還要使用類似功能，那需要CPU 1500C來替代，詳細的內(nèi)容將在下篇文章中介紹。
03
擴展機架以及分布式IO
IO的替代對整體的影響相對較小。畢竟一般在S7-300上可以使用的IO模塊在S7-1500上也可以使用，所以可以逐步替代。通常這一部分替代會考慮以下五個方面：
擴展機架：
S7-300支持擴展機架，這是一種低成本擴展IO的方案。現(xiàn)在到了S7-1500時代，這種方案已經(jīng)淘汰。通過PROFINET IO可以輕松擴展出很多機架，即使只在主機架上，也能安裝最多30個擴展IO，一需要注意的是機架中模塊如果過多的話需要考慮配置系統(tǒng)電源。
分布式：
S7-300時代常用的分布式ET200M、ET200S，建議替換成為對應(yīng)版本的ET200MP和ET200SP。此外如果可能的話，建議將DP接口換成PN接口的接口模塊。PROFINET相對PROFIBUS，抗干擾能力更強、通信速率更快、擴展性也更好。
ET200MP有1種DP接口模塊，IM155-5 DP ST可以替代IM153-1、IM153-2。ET200MP有3種PN接口模塊，一般可以使用IM155-5 PN ST替代IM153-4 PN ST和IM153-4 PN HF。
如果需要替代使用有源背板的ET200M，目前只能使用IM155-5 PN HF。ET200SP有1種DP接口模塊，IM 155-6 DP HF可以替代各式各樣的ET200S DP接口模塊。ET200SP有5種PN接口模塊，一般可以直接使用IM155-6 PN ST替代IM151-3 PN ST，IM155-6 PN/2 HF替代IM151-3 PN HF，IM155-6 PN HS替代IM151-3 PN HS。
普通IO：
這個替代相對簡單，數(shù)字量主要看點數(shù)和有沒有特殊功能。模擬量主要看點數(shù)、測量類型以及有沒有特殊功能等，其他值得注意的是ET200S的模塊點數(shù)較少，可以合并后替代。因為模塊種類太多，表5-10只列舉ET200M IO較為常用的替代關(guān)系，表中注明了模塊短名稱以及訂貨號中間五位（x為數(shù)字），請仔細校對避免替換時弄錯。ET200S 替代類似于 ET200M，這里就不展開列舉了。
電源：
ET200S系列有各式各樣的電源模塊，最的有PM-E，到了ET200SP以后全部取消。更換成現(xiàn)在的白色電源底座。一般情況下需要在第一個模塊的位置和后面適當?shù)奈恢檬褂冒咨娫吹鬃?，用于負載供電，或者傳感器電源等，具體主要取決于負載電流。對于特殊模塊，可以使用選型工具（TIA Selection Tool）配置合適的底座。
ET200MP系列與S7-1500主機架因為支持模塊更多，所以可能會導(dǎo)致系統(tǒng)電源不夠。也可以在最左邊或者機架中間增加系統(tǒng)電源（PS），選型也可以在上面提到的選型工具中確定是否需要增加。而以前常用的PS307的S7-1500系列替代品是負載電源，一般使用S7-1500系列專用的PM電源或者SITOP電源替代，這個需要注意。
有源背板：
和ET200M不同，ET200MP目前如果需要使用有源背板，需要使用IM155-5 PN HF接口模塊V4.4以上的版本才可以。目前有3種底板，分別用于最多12個模塊、8個模塊與4個模塊（不包含接口模塊），選型相對以前的ET200M更加簡單，沒有特殊附件。