西门子CPU1516-3PN/DP紧凑型单元

S7-1500 系统为大家提供了很多可以参考和学习的手册，这些手册数目和种类众多，刚开始接触S7-1500 系统的用户可能无法快速找到自己需要的手册，在这里向大家简单介绍一下S7-1500手册的分类。
总的来说，S7-1500自动化系统提供的手册分为以下三类：
系统手册：描述某个产品系列的整体信息，包括该产品系列的组件，硬件配置、安装 、接线规则 ，调试和维护以及相关技术规范和尺寸图。
功能手册：介绍了各种产品使用时需要了解的概念，背景知识和各种功能的实现方法。
设备手册：详细介绍产品组件的特性，技术参数，使用及诊断方法。
下面我们通过一个简单的实例来介绍一下S7-1500 选择相关手册的方法。
在S7-1500 CPU中通过程序处理一个数字量输入模块DI 16x24VDC HF的硬件中断，我们需要查阅哪些手册呢：
1.首先我们需要了解该模块都可以提供哪些硬件中断，这部分内容可以参考相关I/O模块的设备手册。
在本例中我们查阅的是《S7-1500/ET 200MP DI 16x24VDC HF 数字量输入模块》设备手册，在该手册的“中断/诊断报警”我们可以知道这款模块可以由那些类型的信号来触发硬件中断。
除此之外，在设备手册中还可以查阅到相关模块的技术参数（如可测量的信号类型、供电电压），接线图，以及尺寸图等详细信息。
2.除了组态模块的硬件中断，我们还需要了解在模块触发硬件中断后，CPU如何处理这些中断的，这部分内容可以在系统手册中找到。
在《S7-1500 自动化系统》手册的“事件和OB”描述了不同事件对应的不同OB，以及不同OB的优先级和运行特性。初次之外，在S7-1500系统手册中还可以了解到S7-1500自动化系统的新特性，所有支持的模块，系统安装和接线规则，以及相关模块的技术规范和尺寸图等系统相关的信息
3.如果希望了解更多关于OB执行方式，中断产生系统开销（响应时间），我们同样可以通过相应的功能手册查找到相关的信息。
在功能手册《S7-1500、ET 200MP 和 ET 200SP 循环和响应时间》中就详细描述了不同 OB 的执行方式以及不同中断的响应时间；同样在功能手册《S7-1500、ET 200MP、ET 200SP模拟值处理》还可以了解模拟信号测量中许多参数的概念和解释。
S7-1500 选型介绍
1.用户程序运行在CPU模块中，CPU模块内没有程序装载存储器，程序存储在的存储卡中里，概念同S7-300。存储卡需要单订货。CPU目前有三种型号：
CPU 1511-1 PN
CPU 1513-2 PN
协议及其报文帧的设计取决于要传输的数据类型。
数据类型
IO-link 规范区分了以下数据类型：
过程数据
设备的过程数据在数据帧中循环传输，过程数据宽度由设备来定义。每个设备的过程数据可以是 0 - 32 字节（输入和输出）。传输*性的宽度不固定，因此取决于主站。
值状态
每个端口都具有值状态 (PortQualifier)。值状态显示出过程值是否有效。值状态可与过程数据一起循环传输。
设备数据
设备数据可以是参数、标识数据和诊断信息。设备数据替换是非循环的，在响应来自 IO-link 主站的查询时进行。可以将设备数据写入设备 (Write) 并从设备读取设备数据 (Read)。
事件
发生事件时，设备向主站发出事件发生的信号。主站随后读出该事件。事件可以是故障消息（如短路）和警告/维护数据（如污染、过热）。故障消息通过 IO‑link 主站从设备传输至控制器或 HMI。IO‑link 主站也可以传输事件和状态。例如，事件包括断线或通信故障。
设备参数或事件的传输立于过程数据的循环传输进行。各传输不会相互影响或削弱。
数据存储
从规范 V1.1 起，可为 IO-link 生成数据存储方案。在这种方案中，IO-link 设备在上层参数服务器上启动其数据存储。在更换设备的情况下，参数服务器可以还原初始参数设置。因此，*重新参数设置即可更换设备。
IO-link 主站包含参数服务器。也可在 PLC 中或在系统服务器中集中实现参数服务器。在此情况下，必须通过提供的功能块将数据下载到控制系统。
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。*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。

SIMATIC 存储卡（用来运行 CPU）
应用
CPU 1518-4 PN/DP 是快 S7-1500 CPU，具有较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*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， * 1 个接口：PROFINET IRT 带双端口 交换机， * 2 接口：PROFINET RT， * 3 接口：以太网， * 4 个接口：PROFIBUS， 1 ns 性能表现， 需要 SIMATIC 存储卡

各通道的反馈接口
下表列出了反馈接口的分配：
表格 3- 4 反馈接口的分配
起始地址的偏移
量
参数 含义
字节 0 到 3 COUNT VALUE 当前计数值
字节 4 到 7 CAPTURED
VALUE
上一次采集到的 Capture 值
字节 8 到 11 MEASURED
VALUE
当前测量值
字节 12 – 位 3 到 7：预留；置位为 0
LD_ERROR 位 2：通过控制接口加载时出错
ENC_ERROR 位 1：编码器信号不正确
POWER_ERROR 位 0：电源电压 L+ 不正确
字节 13 – 位 6 到 7：预留；置位为 0
STS_SW_GATE 位 5：软件门状态
STS_READY 位 4：板载数字量 I/O 启动并分配参数
LD_STS_SLOT_1 位 3：已检测到并执行了 Slot 1 加载请求（切换）
LD_STS_SLOT_0 位 2：已检测到并执行了 Slot 0 加载请求（切换）
RES_EVENT_ACK 位 1：复位事件位激活
起始地址的偏移
量
参数 含义
– 位 0：预留；置位为 0
字节 14 STS_DI2 位 7：预留；置位为 0
STS_DI1 位 6：HSC DI1 的状态
STS_DI0 位 5：HSC DI0 的状态
STS_DQ1 位 4：HSC DQ1 的状态
STS_DQ0 位 3：HSC DQ0 的状态
STS_GATE 位 2：内部门状态
STS_CNT 位 1：后 0.5 s 时检测到计数脉冲
STS_DIR 位 0：上一次计数时值更改的方向
6ES7532-5NB00-0AB0西门子S7-1500PLC模块SIMATIC S7-1500， 模拟输出模块 AQ 2x U/I ST， 16 位分辨率 ， 精度 0.3%. 2 条通道，每组 2 条， 诊断；替换值 包括 Push-In 式前面板连接器， 馈电元素，屏蔽支架， 屏蔽端子
掌握PLC性能，一定要了解它的模块，并通过了解模块的性能，去弄清楚PLC的性能。
除了模块，PLC还有外部设备。
尽管用PLC实现对系统的控制可不用外部设备，配置好合适的模块就行了。然而，要对PLC编程，
要PLC及其所控制的系统的工作状况，以及存储用户程序、打印数据等，就得使用PLC的外部
设备。故一种PLC的性能如何，与这种PLC所具外部设备丰富与否，外部设备好用与否直接相关。
PLC的外部设备有类：
编程设备：简单的为简易编程器，多只接受助记将编程，个别的也可用图形编程（如日本东芝公
司的EX型可编程控制器）。复杂一点的有图形编程器，可用梯形图语编程。有的还有的计算
机，可用其它语编程。编程器除了用于编程，还可对系统作一些设定，以确定PLC控制方式
，或工作方式。编程器还可PLC及PLC所控制的系统的工作状况，以进行PLC用户程序的调试
。
设备：小的有数据监视器，可监视数据；大的还可能有图形监视器，可通过画面监视数据。
除了不能改变PLC的用户程序，编程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。性能好的PLC，
这种外部设备已越来越丰富。
存储设备：它用于*性地存储用户数据，使用户程序不丢失。这些设备，如存储卡、存储磁带
、软磁盘或只读存储器。而为实现这些存储，相应的就有存卡器、磁带机、软驱或ROM写入器，
以及相应的接口部件。各种PLC大体都有这方面的配套设施。
输入输出设备：它用以接收信号或输出信号，便于与PLC进行人机对话。输入的有条码读入器，
输入模拟量的电位器等。输出的有打印机、编程器、器虽也可对PLC输入信息，从PLC输出信
息，但输入输出设备实现人机对话更方便，可在现场条件下实现，并便于使用。随着技术进步，
这种设备将更加丰富。
外部设备已发展成为PLC系统的不可分割的一个部分。它的情况，当然是选用PLC必须了解的重要
方面，所以也应把它列为PLC性能的重要内容。
5.4内存容量
PLC内存有用户及系统两大部分。用户内存主要用以存储用户程序，个别的还将其中的一部分划
为系统所用。系统内存是与CPU配置在一起的。CPU既要具备访问这些内存的能力，还应提供相应
的存储介质。
西门子扩展模块代理商
用户内存大小与可存储的用户程序量有关。内存大，可存储的程序量大，也就可进行更为复杂的
控制。从发展趋势看，内存容量总是在不断着。大型PLC的内存容量可达几十k，以至于一百
多k。系统内存对于用户，主要体现在PLC能提供多少内部器件。不同的内部器件占据系统内存的
不同区域。在物理上并无这些器件，仅仅为RAM。但通过运行程序进行使用时，给使用者提供的
却实实在在有这些器件。
内存器件种类越多，数量越多，越便于PLC进行种种逻辑量及模拟控制。它也是代表
PLC性能的重要指标。

系统主要实现的功能
(1)显示功能：工艺流程、测量值、设备运行状态、操作模式、报警等显示、画面调用等功能；
(2)报警处理和报表生成功能：纪录报警发生时间、故障内容等信息，并对报警信息进行管理，系统报表有时报、日报、月报等；
(3)历史趋势功能：对现场的皮带速度、料槽料位以曲线图形显示。每个趋势曲线显示的画面主要包括画面名称、时间、趋势等；
(4)画面系统对系统料位参数进行修改，实现对系统自动/手动的切换；
(5)管理权限：实现不同级别的系统管理权限，系统操作员可以选择操作模式，查看趋势曲线及报表等；系统可以对软件和下位机软件进行修改。
(6)操作控制功能：根据界面上的按钮可以对各条皮带进行操作，比如：启动、停止；对料位按工艺要求进行设定并对其进行选择。
S7-1200和S7-1500是西门子硬件更新的大势所趋，虽然目前应用面还不大，但请大家留心学习，后续衡云湘水也会推出关于S7-1200/1500的系列学习专辑。
PLC型号所蕴含的信息
如何通过CPU型号了解其基本信息呢？相信通过以下两个例子解释你就了然于胸了：
1. CPU315-2 PN/DP
CPU3XX表示PLC控制器是300系列，-2表示该CPU有两种类型的接口，一个类型接口兼容MPI和ProfiBus DP，另一个类型接口兼容PN口。
2. CPU319F-3PN/DP
CPU3XX表示PLC控制器是300系列（319是300系列PLC的一款），F表示该CPU为故障安全型PLC，-3表示该CPU有三种类型的接口，个类型接口兼容MPI和ProfiBus DP，*二个类型接口兼容ProfiBus DP口，*三个类型接口兼容PN口。
PLC设备安装
PLC可以根据需要进行水平或者竖直安装
编程软件简介
SIMATIC S7-200
使用STEP 7 Micro/Win 软件 *授权
SIMATIC S7-300/400
使用STEP 7 软件 正版需要授权
STEP 7软件可选附件有：S7-SCL、S7-GRAPH、S7-PLCSIM等
新的SIMATIC S7-1200/S7-1500
采用TIA Portal 博途软件,正版需要授权
工业控制产品：
SIRIUS 模块化系统。
SIRIUS 产品系列
创新解决方案的基础
工业控制工程领域中有着很高的用户需求：用户需要经济有效的解决方案，这种解决方案可以方便地集成到控制柜、配电柜以及分布式系统中，并能地相互通信。
为满足这种需求，西门子提供了 SIRIUS 工业控制产品。
SIRIUS 工业控制产品
西门子模块CPU1518-4PN/DPSIRIUS 产品系列包含负载的分断、保护和起动所需的所有产品。用于监视、控制、检测、命令及信号发送的产品使得这一工业控制产品系列变得更加完整。
楼宇控制柜应该快捷、方便、灵活和节省空间。但如何才能同时满足所有这些要求？是采用高达 250 kW/400 V 的的 SIRIUS 模块化系统，其中包括对电机和工业系统进行分断、保护和起动所需的所有产品。
并且，SIRIUS 模块化系统的所有部件都具有节省空间的设计和高灵活性，并且相互间可实现佳协调。配置、安装、接线和维护较为方便，节省时间
无论您是需要自己构建含有电机起动保护器/断路器、过载继电器、接触器或软起动器的起动装置，还是决定选用预组装的起动装置，SIRIUS 都堪称是每种应用的正确之选
全面创新
电流高达 40 A、规格为 S00 和 S0 的 SIRIUS 模块化系统在主电路和控制电路方面进行了全面改进。因此，创新的基本部件（如电机起动保护器和接触器）具有众多优点，无论是现在还是将来，都可用于对装置进行优化。创新常常体现在细微之处。例如，同样的设计能够提供更高的功率，并在基本单元中组合进多种功能，从而大大节省了空间
同时，创新实现了较高的灵活性。无论客户装置是需要直接起动、可逆起动或星-三角起动，还是要将经过测试的组合装置或配有紧凑型起动器的“多功能合一”解决方案用于软起动或频繁起动，SIRIUS 模块化系统均能够胜任。
新产品进展中的另一个重要方面是装置可用性的提高。将来，该模块化系统中的 SIRIUS 组件甚至可用来以较低的成本对应用进行监视。选择性装置监视会变得十分简单 – 电流继电器直接集成在电机起动器中，或通过与 AS-Interface 或 IO-link 之间的电机起动器连接从控制器进行组态
这些创新是对今天的 S00 至 S12 模块化系统（高达 250 kW/400 V）的低端产品补充，针对控制柜结构提供了众多新的选择
提高控制柜安装的效率
新型 SIRIUS 模块化系统在组装与处理、应用监视、与控制器的连接以及整个装置生命周期中所提供的客户支持等方面具有诸多亮点
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 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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