西门子S7-1500紧凑型单元CPU1511-1PN 质量保障

西门子PLC S7-1500系列的标准型CPU包含CPU1511，CPU1513，CPU1515，CPU1516，CPU1517，CPU1518；同时包含上述类型的故障安全型CPU，它们的主要特点有：
（1）集成有多个Profinet接口，不同型号的接口数量不同，有1-4个接口；
（2）位处理速度快，可以达到60ns-1ns；
（3）程序内存可以达到150KB-6MB；
（4）数据内存具有1MB-20MB；
（5）运动控制功能强大，包括外部编码器，输出凸轮，测量输入；速度和位置轴，相对同步，集成PID控制；高速计数，PWM，PTO输出等。
2. 模块化CPU-工艺型CPU
西门子PLC S7-1500系列的工艺型CPU包含CPU1511T，CPU1515T，CPU1516T，CPU1517T；同时包含上述类型的故障安全型CPU，它们的主要特点有：
（1）集成有多个Profinet接口，不同型号的接口数量不同，有1-4个接口；
（2）位处理速度快，可以达到60ns-2ns；
（3）程序内存可以达到225KB-3MB；
（4）数据内存具有1MB-8MB；
（5）运动控制功能强大，除了标准型CPU的运动控制功能外，还包括同步，凸轮同步，路径插补功能。
3. 模块化CPU-MFP-CPU
西门子PLC S7-1500系列的MFP-CPU是推出的一款产品，型号为CPU1518-4PN/DP MFP，同时包含故障安全型CPU，它的主要特点有：
（1）集成有3-4个Profinet接口；
（2）位处理速度非常快，可以达到1ns；
（3）程序内存可以达到4MB；
（4）数据内存具有20MB；
（5）运动控制功能强大，包括外部编码器，输出凸轮，测量输入；速度和位置轴，相对同步，集成PID控制；高速计数，PWM，PTO输出等；
（6）可支持C/C++语言。
4. 紧凑型CPU
西门子PLC S7-1500系列的紧凑型CPU包含CPU1511C和CPU1512C，它们的主要特点有：
（1）集成有1-2个Profinet接口；
（2）位处理速度快，可以达到60ns-48ns；
（3）程序内存可以达到175KB-250KB；
（4）数据内存具有1MB；
（5）运动控制功能强大，包括外部编码器，输出凸轮，测量输入；速度和位置轴，相对同步，集成PID控制；高速计数，PWM，PTO输出等；
（6）CPU本体上面集成有16DI/16DO或32DI/32DO，还包含5AI和2AQ，方便我们在点数较少的系统中选择。
1. SIMATIC NET软件成功安装后，在任务栏（Taskbar）中会有Station Configuration Editor图标2. 双击图标打开Station Configuration Editor 配置对话框3. 选择1号插槽，鼠标右键选择Add添加4. 在添加组件窗口中选择OPC Server，点击OK即完成5. 选择3号槽，鼠标右键选择Add添加6. 在添加组件窗口中选择CP5611，点击OK7. CP5611的参数设置：
a) 地址设置为 4
b) 波特率设置为187.5K
c) Bus profile设置为
Standard
8. 点击Station name按钮，PC站的名称。这里命名为“MPIOPC”。点击OK
按照以下路径打开OPC Scout：Start→All Programs→Simatic→SIMATIC NET→OPC Scout2. 在OPC Scout界面，双击“OPC.SimaticNET”3. 在随之弹出的“Add Group”对话框中输入组名，本例命名为“OPC_MPI”。点击OK确认4. 双击已添加的连接组5 在弹出的OPC Navigator对话框中双击S7，再双击S7 connection_1，然后双击objects，即出现可访问的对象树（objects tree）6 双击任意所需访问的PLC数据区都可以建立标签变量。这里以DB区为例。双击“New Definition”，“Define New Item”对话框即被打开。7 在“Define New Item”对话框中定义标签变量与数据类型。
a)：Datatype设置数据类型
b)：Address设置地址
c)：No.Value设置数据长度。定义完成后，点击OK确认。
8 新定义的条目显示在OPC Navigator的中间窗口。点击“→”就可将此条目移到OPC-Navigator的右侧窗口，再点击OK按钮就可将此条目连接到OPC Server9 上一步确认后，所定义的条目（Item）即嵌入到OPC Scout中。如果“Quality”显示“good”，则OPC Server与PLC的S7连接已经建立，也就意味着可以对标签变量进行读写操作。
装置升级的步骤如下：
1: 备份配置
一般情况下，升级软件过程中，参数不会丢失，尽管如此，还是需要在升级固件之前备份驱动参数。备份参数有两种方法：在存储卡上备份参数或者在Starter 项目中备份 。
2: 驱动软件升级
下载新的软件版本，升级步骤如下：
解压缩 *.zip 文件到空的MMC 卡中
设备断电，在驱动中插入卡，重新上电，软件自动升级，CUD 上的指示灯 RDY-LED 和DP1-LED 同时以0.5 Hz闪烁时，升级完成，此过程大约需要12 min。
装置断电重新上电，新软件被激活，在*次上电过程中，
– 连接的TM模块和/或SMC30执行固件升级（升级完成之后，需要重新上电）
– 如果AOP30 连接，新的AOP 软件可以使用，升级之后，点击确认
装置固件升级，DCC图表不会自动升级到新的DCC版本。
升级过程中，电子板电源不能断电，否则升级需要重新进行 。
3: 升级Starter 项目
安装新软件对应的SSP 安装包，不同版本的同一驱动的SSP 可以同时安装到Starter 软件中。
升级Starter项目：打开已有的Starter 项目，右击项目导航栏，选择"Target device" → "Device version…". 选择新的装置版本，并确认"Change version"，项目就转到新的版本， Starter 不支持降级。
4: 下载到驱动系统中 Copy RAM to ROM
下载项目到驱动设备中（下载到目标系统中），并久保存设置 (执行copy RAM to ROM)。
5: 升级DCC 工艺选件 (DCBLIB) 和 DCC 图表
DCC库没有要求必须升级，仅在您需要使用旧DCC 库中不支持的内容时，才需要升级。
只能通过相关的Starter 项目升级DCC库。升级时，不允许驱动中含有DCC 图表。升级软件之后，升级DCC库的步骤如下：
使用Starter 与装置连接在线
设定p0976=200，所有的参数设置和DCC 图表
参数复位后，重新与驱动连接
导入新的DCC 库
6: 下载到目标系统中, copy RAM to ROM
下载项目到驱动系统，升级驱动装置内的图表到新版本，并久保存(执行Copy RAM to
ROM)。STEP 7 项目（包括注释和符号、附加文件或 csv 文件（用于配方和归档））也可存储在 SIMATIC 存储。可通过用户程序和 SIMATIC 存储的函数来创建数据块，并存储或读取数据。CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能安装、编程和操作为简便嵌入式产品包　　由PLC构成的控制也是由输入、输出和控制三部分组成。
参数1： 模块的电源消耗：主要指模块对5V电源和24V电源的消耗能力。
（1） 5V电源消耗：5V电源是CPU通过I/O总线电缆供给模块使用的，5V电源是无法通过外接电源补充和扩展的。我们需计算所有S7-200数字量模块的5V电源消耗总和，以保证其不超过CPU 5V电源供应能力。
（2） 24V电源消耗：部分S7-200数字量模块的供电、数字量输入点及输出点需要使用24V电源。24V电源可由CPU模块的24V DC传感器输出电源提供，也可外加24V DC电源。通常，我们需计算S7-200数字量模块的24V电源消耗总和，以保证其不超过CPU模块的电源定额或选用正确容量的24V电源模块。
通过密码进行知识保护，防止未经*读取和修改程序块
通过复制保护来提高保护程度，防止未经*而复制程序块：
通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
具有四个不同*级别的权限：
可向各个用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。
改进了操作保护：
控制器将会检测到组态数据的更改或未*传输。
用于以太信处理器 (CP 1543-1)：
通过防火墙提供附加访问保护
建立安全  连接
SIMATIC S7-1500， 数字输入模块， 16 数字输入 x 24 V DC 总线适配器， 16 通道分成组，每组 16， 输入延迟典型值 3.2ms， 输入端类型 3（IEC 61131） 包括推入式正面连接器在内

一个 IO-link 主机
IO-link 主站是与上位控制系统的接口。IO-link 主站本身在现场总线上显示为普通现场总线节点，并通过相关设备描述（如 GSD 文件）集成到相应网络组态工具中。
IO 设备描述 (IODD)
IO-link 设备描述 (IODD) 为直至 IO-link 设备的系统特性进行全面而透明的描述。
IODD 包含有关通信特性、设备参数、标识、过程和诊断数据的信息，它由厂商来提供。IODD 的设计对于所有厂商的所有设备是相同的，总是由 IODD 解释工具以相同方式来表示。这样即可确保无论厂商是谁，所有 IO-link 设备的处理方式相同。
IO-link 规范 V1.1 中的新增功能
IO-link 规范的当前版本是 V1.1，目前已按照 IEC 61131‑9 实现标准化。
与以前的规范 V1.0 相比，规范 V1.1 提供了以下新功能：
在一个周期内传输多 32 字节过程数据
参数服务器功能
IO-link 输入模块
使用 IO-link 技术，有可能将标准传感器连接到 IO-link 主机。 但是，将标准传感器直接连接到 IO-link 主机无法发挥 IO-link 的全部潜力。
解决方案依赖于 IO-link 模块的技术。 与直接连接传感器相比，它们的使用更加经济，是一种具有吸引力的解决方案。
IO‑link 输入模块是对 ET 200S 分布式 I/O 产品的合理补充。 IO‑link 输入模块技术通过面向分散结构的纯粹点对点电缆连接，对 IO‑link 进行增强。 IO‑link 模块与 IO‑link 主站之间 IO‑link 连接的大电缆长度为 20 m。无需再使用接线复杂且易出错的传感器盒。
参数和诊断信号的传输
使用 IO-link 输入模块，还可以传输参数和诊断信号。 例如，这可以通过 IO-link 将模块的输入端参数化为 NC 触点或 NO 触点。 通过 IO-link 主机向控制系统发送传感器电源过载或短路的信号。
M8 和 M12 端子
M8 和 M12 端子用来连接传感器。 使用标准的 M12 连接电缆建立 IO-link 主机连接。
使用 IO-link 输入模块的好处：
创新的 IO-link 技术对于二元传感器也很经济
利用 IO-link 主站的所有端口
可以将多个二元传感器/执行器连接到 IO-link 主机的一个端口，因此，通过 IO-link 也可以较低的成本将二元传感器/执行器连接到控制系统。
减少站的数字量输入模块数
参数也可用于二元传感器（例如，可以参数化 NC 触点、NO 触点和输入延迟）
通过省去传感器盒，减少接线，因而降低接线错误风险
使用纯点对点接线，扩展分布式结构
在 IO-link 主站周围 20 m 半径范围内轻松、美观地集成传感器，例如：在 ET 200 站中
可以传输参数和诊断信号（例如，传感器电源过载）
由于紧凑的设计和高的防护等级 IP67，即使在苛刻的环境条件下也可使用。
IO-link I/O 模块特别适用于到目前为止将被动配电盘用于二元传感器连接的环境。

PLC在进行逻辑运算之前，必须对外部信号进行采样[8]，若要实现指令的功能，首先要设置外部I/O在梯形图中的地址，系统才能够对用户程序中所使用的I/O地址与单片机的引脚地址相匹配。本设计在I/O设置对话框底层设计了如表1所示的数据处理函数。
3.2 USB通信
PDIUSBD12的固件设计成完全的中断驱动，当CPU处理前台任务时，USB的传输可在后台进行；后台中断服务程序和前台主程序循环之间的数据交换可以通过事件标志和数据缓冲区来实现。当PDIUSBD12从USB收到一个数据包，即对CPU产生一个中断请求，CPU立刻响应中断。在中断服务程序中，固件将数据包从PDIUSBD12内部缓冲区移到循环数据缓冲区，并将PDIUSBD12的内部缓冲区清零，以便接收新的数据包，使CPU可以继续执行当前的前台任务直到完成。本文利用PDIUSBD12的端点1进行命令的传输和应答，端点1每次接收计算机发送过来的8 B指令，其指令格式如表2所示。例如，接收到十六进制码52 01 00 03 00 07 00 50，表示读24C01器件从03字节开始的7个字节的数据。52H为R的ASCII码，57H为W的ASCII码。端点2用于数据的传输。
本文在了解PLC国内外研究状况以及其市场需求的基础上，提出了研发开放式PLC的概念，完成了PLC集成开发系统的C51模块实现方案的设计，将USB通信方式引入PLC领域，所设计的梯形图编辑器提供了梯形图编辑平台，实现了PLC的基本逻辑指令，完成计算机与控制器的USB通信。
(PLC)仍以国外产品为主，造成这种局面的一个重要原因是欧、美、日等发达工业国家掌握了PLC的核心技术，其硬软件技术对应用者来说完全是封闭的，使用者只能从应用的角度学习PLC，而不能参与PLC的开发[1-2]。近年来，IEC61131-3国际标准的颁布和实施为各PLC生产厂家提供了统一的软件开发准则，开放的高性能单片机技术的发展，为硬件开发提供了有效的物质基础[3]。在这样的背景下，研制开放的PLC系统无论对于科学研究还是促进PLC行业的发展都有积极的现实意义。
PLC是一种于工业控制的计算机，其硬件主要由处理器、存储器、输入/输出接口等组成
开放式PLC硬件结构采用CPU+模块+接口构成，各个接口都按标准设计，大大提高了PLC的开放性，使其能方便地与大系统连接。编程语言遵循国际标准IEC61131-3，并将基于PC的编程软件作为PLC编程工具。系统硬件部分采用高性能51内核处理器STC89C51，其为模块化设计，采用滤波、隔离电路，以降低成本。主要电路有：微控制器STC89C51RC、开关量输入电路、继电器输出电路、晶体管输出电路、RS232通信接口电路、电源电路、时钟复位电路和USB通信接口电路等
CPU 1518-4 PN/DP,3 MB 程序，10 MB 数据, 集成3PN,1DP6ES7517-3AP00-0AB0
CPU 1517-3 PN/DP, 2MB程序，集成 2PN 接口，1 以太网接口，1DP 接口6ES7516-3AN00-0AB06ES7516-3AN01-0AB0CPU 1516-3 PN/DP：1 MB 程序，5 MB 数据；10 ns ；集成 2PN 接口，1 以太网接口，1DP 接口6ES7515-2AM00-0AB06ES7515-2AM01-0AB0CPU 1515-2 PN ,500K程序,3M数据，集成 2PN接口6ES7513-1AL00-0AB06ES7513-1AL01-0AB0CPU 1513-1 PN：300 KB 程序，1.5 MB 数据；40 ns；集成 2PN 接口，6ES7511-1AK00-0AB06ES7511-1AK01-0AB0CPU 1511-1 PN：150 KB 程序，1 MB 数据；60 ns；集成 2PN 接口，6ES7512-1DK00-0AB06ES7512-1DK01-0AB0CPU 1512SP-1 PN, 200KB 程序，1MB数据6ES7510-1DJ00-0AB06ES7510-1DJ01-0AB0CPU 1510SP-1 PN, 100KB 程序，750KB数据6ES7507-0RA00-0AB0
PS：60 W，额定输入电压 AC/DC 120/230 V6ES7505-0RA00-0AB0
PS：60 W， 额定输入电压 DC 24/48/60 V6ES7505-0KA00-0AB0
PS：25 W，额定输入电压 DC 24 V6ES7532-5HF00-0AB0
AQ 8：模拟输出模块，8AQ，U/I ，高速6ES7532-5NB00-0AB0

SIMATIC 存储卡（用来运行 CPU）
应用
CPU 1518-4 PN/DP 是快 S7-1500 CPU，具有极大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。例如，它可以作为生产线中的控制器，也可用作具备高处理速度的机床控制器。
CPU 1518-4 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能设备 （PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为双端口 交换机以便在系统中设立总线型拓扑。
例如，具备立 IP 地址的其它两个集成式 PROFINET 接口可以用来实现网络隔离。附加的 PROFINET IO RT 设备可通过 PROFINET 接口 X2 进行连接，或以 I-设备的形式建立快速通信连接。X3 接口可用在数据速率为 1 Gbit/s 的传输当中，比如用于与骨干信。分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。
另外，CPU 还提供全面的控制功能，并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器。
设计
The CPU 1518-4 PN/DP 的特点：
功能强大的处理器：
该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 1 ns。
大容量工作存储器：
4 MB，用于程序；20 MB，用于数据
采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器；
允许实现例如数据日志和归档等其它功能
灵活的扩展功能：
单层组态多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）
显示器的功能为：
显示概览信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名称、别名称、位置名称等。
显示器以及诊断确认和用户消息
模块信息显示
显示设置
显示可由用户定义的徽标
IP 地址设置
日期和时间设置
选择操作模式
复位 CPU 至出厂设置
项目的备份与恢复
禁用/启用显示屏
启用保护级别
PROFINET IO IRT 接口和第二 PROFINET IO RT 接口可通过 PROFINET 与分布式 I/O 相连接
三个 PROFINET 接口均可用于网络隔离；PROFINET 接口 X3 的数据传输率高达 1 Gbit/s
PROFIBUS DP 接口用于通过 PROFIBUS 进行分布式 I/O 连接
PROFIBUS DP 主站接口
作为运行系统选件的 OPC UA 服务器和客户端，用于方便地将 SIMATIC S7-1500 连接到第三方设备/系统，具有以下功能：
OPC UA Data Access
OPC UA Security
OPC UA Methods Call
支持 OPC UA Companion Specifications。
PROFIBUS 和 PROFINET 上的集中式和分布式等时同步模式
集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，轴定位以及同步操作，支持外部编码器，凸轮/凸轮轨道和探头
用于诊断集成 Web 服务器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项
SIMATIC S7-1500， CPU 1518-4 PN/DP， 处理器，带 4MByte 工作存储器用于 程序和 20MByte 用于数据， 第 1 个接口：PROFINET IRT 带双端口 交换机， 第 2 接口：PROFINET RT， 第 3 接口：以太网， 第 4 个接口：PROFIBUS， 1 ns 性能表现， 需要 SIMATIC 存储卡
工艺 CPU
CPU 1511T-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用，通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
CPU 1511TF-1 PN：
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的标准和故障安全应用，通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
CPU 1515T-2 PN:
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有中等和较高要求的应用。适用于通过 PROFINET IO 实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1515TF-2 PN：
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有中等和较高要求的标准和故障安全应用。适用于通过 PROFINET IO 实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1516T-3 PN/DP：
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有较高要求的应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1516TF-3 PN/DP：
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有较高要求的标准和故障安全应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 以 PROFIsafe 实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1517T-3 PN/DP:
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有极高要求的应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1517TF-3 PN/DP:
适用于在程序作用域、联网能力和处理速度方面有非常高要求的标准应用和故障安全应用场合。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 以 PROFIsafe 实现分布式组态。配备单 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。

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