概述

• S7-1500 控制器产品系列中带集成数字量和模拟量输入和输出的紧凑型 CPU
• 带集成技术功能，比如高速计数器 (HSC)、频率测量功能、周期持续时间测量或步进电机控制、脉宽调制、频率输出等
• 适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式 PLC 使用
• PROFINET IO IRT 接口，带 2 端口交换机
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O
• PROFINET 智能设备用于连接 CPU 以作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器下的智能 PROFINET 设备
• 作为运行系统选件的 OPC UA 服务器和客户机，用于方便地将 SIMATIC S7-1500 连接到非西门子设备/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
  • OPC UA 报警和条件
• 等时同步模式（分布式）
• 集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，输出凸轮/凸轮轨道和探头
• 用于诊断集成 Web 服务器，带创建用户自定义 Web 页面的选项

注

运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡。

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CPU 1511C-1 PN 是入门 CPU，用于非连续生产技术中对处理速度和响应速度要求不高的应用。

CPU 1511C-1 PN 具有 5 点模拟量输入；通过这些输入，可以获得压力或温度等模拟过程信号。其中 4 点个输入可用于电流或电压测量，1 点输入可用于电阻测量。
CPU 上的集成模拟量输出将 16 位数字值转换为电流或电压并输出到过程。例如，它们适合控制比例阀。
借助于 16 点集成数字量输入，可在控制器上直接记录来自设备的 24 V DC 信号。
16 点集成数字量输出可以切换 24 V DC 电压，从而将内部信号从控制器传送到设备。
集成计数器可记录速度高达 100 kHz 的信号并直接在控制器中分析计数器状态或当速度，无需使用附加模块。速度可以频率或周期的形式输出，或以用户归一化速度的形式输出。
CPU 的运动控制功能可将计数器用作实际位置值，将模拟量输出用作速度设定值输出。4 – 100 kHz 输出可用于：

• 直接控制步进电机
• 输出频率

或通过 PWM 功能进行控制：

• 直接控制阀门或
• 通过数字方式发送模拟信号

另外，CPU 通过易组态的块提供控制功能，以及通过标准化 PLCopen 块提供连接至驱动的能力。

CPU 1511C-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成 PROFINET IO IRT 接口设计为 2 端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。

CPU 1511C-1 PN 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 60 ns。
• 大容量工作存储器：
  175 KB 用于程序，1 MB 用于数据
• 集成输入/输出；
  16 点数字量输入和 16 点数字量输出以及 5 点模拟量输入和 2 点模拟量输出（用于电流/电压信号），并具有一个用于测量 CPU 温度的附加输入。
• SIMATIC 存储卡作为装载存储器：
  具有数据记录和归档等附加功能
• 灵活的扩展功能：
  单层组态蕞多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）
• 具有以下功能的屏幕画面：
  • 显示概览信息，如集成接口的 IP 地址、站名称、设备名称、位置标识符等。
  • 显示器以及诊断确认和用户消息
  • 模块信息显示
  • 显示可由用户定义的徽标
  • 显示设置
  • 设置 IP 地址
  • 设置日期和时间
  • 选择运行模式
  • 将 CPU 复位为出厂设置
  • 项目的备份与恢复
  • 禁用/启用显示
  • 启用保护别
• PROFINET IO IRT 接口：
  具有通过 PROFINET 连接分布式 I/O 的选件。

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。
• 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却的传动，凸轮/凸轮轨道和探头。
  • 集成式 I/O，例如，用于直接操作步进电机和模拟轴或直接记录HTL编码器。
  • 组态与编程中的计数器功能设计与 TM Count 2x24V 模块兼容。
  • 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的网页服务器进行调用。
  • 的控制功能，例如，可通过易于组态的块来自动优化控制参数以获得蕞佳控制性能。
• 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- 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，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 Web 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）
• 编程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 SP 1 UPD 4 或更高版本进行编程
  • 用于从 SIMATIC S7-300/S7-400 升到 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。
  • S7-1200 程序可通过复制/粘贴转移至 S7-1500。

西门子S7 1500 COMPACT CPU CPU 1511C 1PN 6ES7511-1CK01-0AB0

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（PROFINET RT 仅于 S7-1500R/H）；
  用于获得确定的响应时间和高精度设备特性。
• 通信模块，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信模块

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 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组态。

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 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（非 S7-155R/H）通过通信模块或带集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通信模块，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（非 S7-1500R/H）
  （通过带 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模块的 CPU）
• SIMATIC S7-300
  （通过带 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （通过带 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP CP 的 CPU）
• 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 运行的编程设备和 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
• DHCP
• DNS
• 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（客户机/服务器），电子邮件，SNMPv1 / v3

通过 PROFIBUS 的数据通信

SIMATIC S7-1500（非 S7-1500R/H）可通过通信处理器或通过带集成 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帧格式
• 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

接口特性：

• 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 - 115200 bps
• 通过 Sub D 连接器进行连接

通过 IO-Link 通信模块进行数据通信

通过 8xIO-Link 通信模块，可连接蕞多 8 个 IO-Link 设备。

• 符合 IO-Link 规范 V1.1 的 IO-Link 主站
• 数据传输速率 COM1 (4.8 kBit/s)、COM2 (38.4 kBit/s)、COM3 (230.4 kBit/s)
• 可为每个通道设置诊断功能：
• 通过“IO_LINK_MASTER_8”函数块执行主站备份
• 更换 IO-Link 设备（仅于 V1.1 设备）
• 支持 IO-Link 设备的固件更新
• I/O 数据的可变地址范围，蕞多 240 字节输入和 240 字节输出
  扩展限制：
  • 每个端口蕞多 32 字节输入和输出数据
  • 每个模块蕞多 240 字节输入和输出数据
• 端口限定符信息 (PQI)
• 通过 S7-PCT 进行 IO-Link 端口组态
• 通过 STEP 7 或 GSD 进行 IO-Link 组态（不使用 S7-PCT）

原创作者：河南兆阳自动化科技有限公司