• S7-1500 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于具有较高程序范围要求的应用。
• 具有较高处理速度，适用于二进制和浮点运算
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，带双端口交换机
• 带独立 IP 地址的附加 PROFINET 接口
• PROFINET I/O 控制器，用于经由 PROFINET 控制分布式 I/O。
• PROFINET 智能设备，用于作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器环境下的智能 PROFINET 设备，连接到 CPU。
• PROFIBUS DP 主站接口
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上实现等时同步模式
• 运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡

注：

SIPLUS extreme 产品基于 SIMATIC 标准产品。此处的内容摘自相关的标准产品。增加了与 SIPLUS extreme 相关的信息。

CPU 1516-3 PN/DP 是具有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。

可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（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。

配备单独 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。

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。

CPU 1516-3 PN/DP 功能：

• 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 10 ns。
• 大容量工作存储器：
  1 MB，用于程序；5 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、高级别名称、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 接口用于通过 PROFINET 进行分布式 I/O 连接
• PROFINET 接口用于网络分离
• PROFIBUS DP 接口用于通过 PROFIBUS 进行分布式 I/O 连接

• 性能
  • 指令处理速度更快, 取决于 CPU 型号、语言扩展和新的数据类型
  • 由于背板总线速度显著提高，CPU 的响应时间缩短
  • 功能强大的网络连接：
    每个 CPU 均标配PROFINET IO IRT（2 端口交换机）标准接口。此外，CPU 1516-3 PN/DP 的特点是具备第二个 PROFINET 接口，比如可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，或作为 I-设备用于高速通信。
• 集成技术
  • 通过标准化的块 (PLCopen) 连接模拟驱动器和具有 PROFIdrive 功能的驱动器
  • 支持速度控制轴和定位轴以及外部编码器，各轴之间可实现位置精确的传动，凸轮/凸轮轨道和探头
  • 追踪功能适用于所有 CPU 标签，既适用于实时诊断，也适用于偶发错误检测；还可通过 CPU的网页服务器来调用
  • 全面的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动优化控制参数实现*优控制质量
• 集成安全功能
  • 通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块
  • 通过复制保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号：只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
  • 4-级 授权理念：
    与 HMI 设备的通信也会受到限制。
  • 操作保护：
    控制器可以识别工程组态数据的更改和未授权传输。
• 设计与操作
  • 显示概览信息：
    例如，站名称，工厂标识符，位置名称，诊断信息，模块信息，显示设置。
  • 显示器上可能的操作：
    设置 CPU 或所连接以太网通信处理器的地址、设置日期和时间、选择 CPU 的操作模式、复位 CPU 至默认设置、禁用/启用显示器、激活保护等级，确认消息，备份和恢复项目。
• 集成系统诊断
  • 显示屏上、TIA 博途中、HMI 设备上以及 Web 服务器上以纯文本形式一致显示系统诊断信息（甚至能显示来自变频器的消息），即使 CPU 处于停止模式也会进行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，无须进行特殊组态
• SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)
  • 用作插入式装载存储器，或用于更新固件。
  • 还可用于存储附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）
  • 通过用户程序的系统函数创建数据块实现数据存储/读取
• 数据记录（归档）和配方
  • 配方和归档以 csv 文件保存在 SIMATIC 存储卡中；
    便于使用 Office 工具或通过 web 服务器，访问工厂运行数据
  • 通过网页浏览器或 SD 读卡器，可方便地访问机器的组态数据（与控制器之间的双向数据交换）
• 西门子模块6ES7516-3AN01-0AB0介绍  编程
  • 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本进行编程
  • 用于从 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 S7-1500 的移植工具；可基本上自动转换程序代码。记录不可转换的代码，并可以手动进行调整。
  • STEP 7 V11 项目可在兼容模式下继续和 STEP 7 V12 组合使用 。
  • S7-1200 程序可通过复制/粘贴手段转移至 S7-1500

  • 应用

    SIMATIC S7-1500 是一个模块化控制系统，适用于离散自动化领域内的各种自动化应用。

    模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

    SIMATIC S7-1500 的应用领域包括：

    特殊机械

    纺织机械

    包装机械

    通用机械工程

    控制器制造

    机床制造

    安装系统

    电气与电子工业及相关产业。

    汽车

    水/污水

    食品与饮料

    提供了具有不同性能水平的多种 CPU 以及一个包含许多便利功能的全面模块系列。故障安全 CPU 便于在故障安全应用中使用。由于具有模块化的设计，用户可以仅采用其应用所需的模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

    SIMATIC S7-1500 具有较高的电磁兼容性、抗冲击性及抗振性，工业强度高，可实现通用。

     
    

    设计

    概述

    S7-1500 自动化系统具有模块化的结构，可包含*多 32 个模块。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。S7-1500 自动化系统支持单层配置，其中的所有模块均安装在一个 DIN 导轨上（请参见手册以了解要求）。

    系统包含下列组件：

    • 控制器：
      CPU 具有不同性能等级，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于连接分布式 I/O 或用于编程设备、操作员面板、其它 SIMATIC 控制器或第三方设备间的通信。
      SIMATIC S7-1500 适合使用多种型号的 CPU：
      • 标准 CPU（MFP 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）
      • 紧凑型 CPU 不仅配备数字型和模拟型输入输出，还配备计数器输入和高速输出，将技术功能直接集成在 CPU 上。
      • 故障安全型 CPU（MFP 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）适用于在同一台计算机上执行标准程序和安全相关的程序。
      • 具有扩展运动控制功能的 T-CPU，如绝对同步运行（通过指定同步位置进行同步）、凸轮功能以及运动控制功能。
    • 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
    • 工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
    • 通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展

    根据具体要求，也可使用下列模块：

    • 在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。另外，60 W 24/48/60 V DC HF PS 还可让 CPU 永久性存储整个工作存储器的内容（数据）。
    • 用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
    • 接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。

    西门子模块6ES7516-3AN01-0AB0介绍  设计

    简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 多功能，便于维护。

    • 集成背板总线：
      集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过 U 形连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。
    • 模块组装在 S7-1500 安装导轨上：
      具有各种长度，包括切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨，可以卡装广泛的标准部件，如附加端子、小型断路器或小型继电器。
    • 性能可靠，接线方便：
      • I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。信号模块和前连接器之间具有机械编码，可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
      • 为了对前连接器进行简单接线，可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上，插头尚未与模块电路接触。此位置还可用于在运行过程中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
      • 前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。两个型号都可以连接线芯截面积为 0.252 ~ 1.5 mm2（AWG 24 ~ AWG 16）的导线。
      • 另外，数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。通过 TOP Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。
      • 对于模拟量模块，可以直接在模块上进行屏蔽；随模块提供了一个屏蔽连接套件，无需工具即可进行安装。
    • 设备特定标签：
      标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。可使用标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印，而无需重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式，可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开，则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
    • 可变和可扩展的站配置：
      • 信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
      • 配置包括带有 31 个模块（30 个模块 + 1 个电源）的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
    • 尺寸紧凑：
      SIMATIC S7-1500 可顺利安装到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安装空间内。
    • 移动敷设：
      SIMATIC S7-1500 及其模块可以垂直和水平安装，从而可以*佳方式安装到可用空间内。

    I/O 模块

    以下模块类型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

    • 标准和故障安全数字量输入模块
    • 标准和故障安全数字量输出模块
    • 数字量输入/输出模块
    • 模拟量输入模块
    • 模拟 I/O 模块
    • 模拟量输出模块
      • 包括高速 (HS) 模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 µs
    • 用于计数和定位的工艺模块
    • 用于点到点通信和总线连接的通信模块

    提供了各种模块等级，可使用户在其应用中实现*佳扩展。模块本身通过标签进行相应标记：

    • BA（基本型）：简易低成本模块，无诊断功能，没有参数
    • ST（标准型）：具有与模块或负载组相关的诊断的模块，如果适用，带有参数；模拟量模块：准确度等级 0.3%
    • HF（高性能型）：模块具有特定通道诊断功能和参数设置功能并支持等时同步模式；对于模拟量模块：准确度等级 0.1%，抗扰度和电流隔离程度提高
    • HS（高速型）：具有极端滤波和转换时间的模块适用于超高速应用以及对同步模式的支持；例如 8 通道模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 µs。

    I/O 模块的附件：

    • 标签纸：
      可插入到 I/O 模块中（10 张 DIN A4 标签纸，每张标签纸带有 10 个标签，预穿孔，可使用标准激光打印机进行打印；可用颜色：Al 灰）
    • 屏蔽连接：
      SIMATIC S7-1500 系统（模拟量模块和工艺模块）提供了一个简易屏蔽连接套件，无需使用工具即可安装。此套件包含一个 24 V DC 馈电元件、一个屏蔽夹和一个通用屏蔽端子。该屏蔽端子可用于单根细干线电缆、多根细干线电缆或一根粗干线电缆。由于对 24 V DC 电源和测量信号进行分离，并且在屏蔽和信号电缆之间具有低阻抗连接，因此可确保较高的 EMC 稳定性和抗干扰性。
    • 统一的 40 针前连接器
    • I/O 模块的前门或自组装背板总线的 U 型连接器等其它附件

    通信

    

    S7-1500 配有各种通信接口：

    • PROFINET IO IRT 接口（2 端口交换机），集成在 CPU 中；
      用于获得确定的响应时间和高设备精度。
    • 通信处理机，用于连接到 PROFIBUS，工业以太网和 PROFINET 总线系统。
    • 用于点到点连接的通讯模块。

    CPU 1515 PN 具有一个附加的集成 PROFINET 接口，其具有单独的 IP 地址，例如，用于网络分离或连接其他 PROFINET IO 设备。对于 CPU 1516-3 PN/DP，可通过该集成 PROFIBUS 接口来连接 PROFIBUS 节点。通过一个 PROFIBUS CM，可方便地对不带集成 PROFIBUS 接口的 CPU 进行扩展。

    通过 PROFINET IO 进行过程通信

    SIMATIC S7-1500 通过集成的 PROFINET 接口连接到 PROFINET IO 总线系统，可实现具有确定响应时间和高精度设备性能的分布式自动化配置。

    从用户的角度来看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 处理与集中式 I/O 处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

    可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：

    • SIMATIC S7-1500
    • SIMATIC S7-1200
    • SIMATIC S7-300（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
    • SIMATIC S7-400（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
    • SIMATIC ET 200（通过带有 PROFINET 接口的 CPU）

    以下可作为智能设备或设备连接：

    • SIMATIC S7-1500
    • SIMATIC S7-1200（FW 4.0 或更高版本）
    • ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
    • ET 200SP CPU 1510SP-1 PN, CPU 1512SP-1 PN
    • SIMATIC S7-300（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
    • SIMATIC S7-400（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
    • ET 200 分布式 I/O 设备
    • 作为直接按键模块运行的人机界面设备
    • 现场设备

    通过 PROFIBUS DP 进行过程通信

    SIMATIC S7-1500 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通讯模块,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

    从用户的角度来看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

    以下设备可作为主站连接：

    • SIMATIC S7-1500 
      （通过带 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模块的 CPU）
    • SIMATIC S7-300 
      （使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
    • SIMATIC S7-400 
      （使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
    • SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，带 IM 308
    • SIMATIC 505

    以下设备可作为普通从站或智能从站来连接：

    • 分布式 I/O 设备，例如 ET 200
    • 现场设备
    • SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300
    • C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP
    • SIMATIC S7-400（仅通过 CP 443-5）
    • SIMATIC S7-1500（只能通过 CP/CM 1542-5）

    不过，安装有 STEP 7 的编程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板仅使用部分通过 PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP 功能。

    通过以太网的数据通信

    S7-1500 可通过集成 PROFINET 接口或通过通信模块连接到工业以太网总线系统。可连接以下设备：

    • SIMATIC S7-1200
    • SIMATIC S7-1500
    • SIMATIC S7-300
    • SIMATIC S7-400
    • SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
    • 编程设备
    • PC、工业 PC
    • SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统
    • 数控
    • 机械手控制装置
    • 驱动控制装置
    • 其它厂商的设备

    支持的协议：

    •  TCP/IP
    • ISO-on-TCP (RFC1006)
    • UDP
    • SNMP
    • DCP
    • LLDP
    • HTTP
    • HTTPS
    • MODBUS TCP
    • OPC UA

    工业以太网通信处理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能：

    • 1 Gbit 接口
    • 支持 IPv6
    • 安全性：通过硬件识别、IP/MAC 访问列表、防火墙、VPN 隧道进行访问保护
    • 通过 ISO 协议与 S5 系统通信
    • FTP（客户端/服务器），电子邮件，SNMPv1 / v3

    通过 PROFIBUS 的数据通信

    SIMATIC S7-1500 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。可连接以下设备：

    • SIMATIC S7-1200
    • SIMATIC S7-1500
    • SIMATIC S7-300
    • SIMATIC S7-400
    • SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
    • 编程设备
    • PC、工业 PC
    • SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统
    • 数控
    • 机械手控制装置
    • 驱动控制装置
    • 其它厂商的设备

    通过点到点通信模块进行数据通信

    通过点到点通信模块，可实现功能强大的点到点连接。例如，可以连接以下设备：

    • SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
    • 扫描仪、条形码阅读器、识别系统
    • 机械手控制装置
    • 打印机

    支持的协议：

    • Freeport：适用于通用通信的用户可设置报文格式
    • 3964(R) 可提高传输可靠性
    • Modbus RTU 主站
    • Modbus RTU 从站
    • USS，通过指令实现

    接口性质：

    • RS 232 带辅助信号
    • RS 422 用于全双工连接
    • RS 485 用于半双工和多点连接
    • 传输速率为 300 - 115 200 bit/s
    • 通过 Sub D 连接器进行连接