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SIMATIC S7-1500，CPU 1518-4 PN/DP,3 MB 程序，10 MB 數(shù)據(jù), 集成3PN,1DP

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產(chǎn)品名稱：SIMATIC S7-1500CPU
產(chǎn)品型號：175430-792
出品單位：西門子
訂購：

SIMATIC S7-1500 CPUs

概述

• 一般信息
• 特性和客戶收益
• 技術(shù)數(shù)據(jù)
• 安全免責(zé)聲明

一般信息

*處理單元 (CPU) 是 SIMATIC S7-1500 的核心組件。它們除了可以執(zhí)行用戶程序，還可用于連接控制器和其它自動化組件。

發(fā)布的產(chǎn)品中包含以下三種 CPU：

CPU-1511-1 PN 適用于中小型應(yīng)用

CPU-1513-1 PN 適用于大中型應(yīng)用

CPU-1516-3 PN/DP 適用于要求較高的大型應(yīng)用和其它通信任務(wù)

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特性和客戶收益

憑借各種創(chuàng)新技術(shù)，SIMATIC S7-1500 的 CPU *地提升了生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率。該系列 CPU 的硬件設(shè)計緊湊。組件和模塊高度集成、通用性強，不僅節(jié)省了機柜空間，同時還降低了備件的庫存費用。

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*性能

• 機器的響應(yīng)時間降至zui低，*提升了生產(chǎn)效率（控制質(zhì)量）

• 縮短了循環(huán)時間，提高了生產(chǎn)效率

• 相同的循環(huán)時間內(nèi)可執(zhí)行更多程序

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顯示調(diào)試和診斷信息

• 主機架模塊和分布式模塊中統(tǒng)一使用純文本診斷信息，縮短了停機時間

• 可直接使用用戶特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，無需進行現(xiàn)場編程

• 支持在操作過程中對顯示屏進行熱插拔操作

• 可通過 TIA 博途設(shè)置顯示屏操作密碼

• 使用壽命更長，運行時間長達 50,000 小時

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每個 CPU 上都支持 PROFINET 標(biāo)準(zhǔn)

• PN IRT (V2.2) 可確保精準(zhǔn)的響應(yīng)時間以及工廠設(shè)備的高精度操作

• CPU 上附帶的以太網(wǎng)接口，便于集成到工廠網(wǎng)絡(luò)中

• Web server，可快速瀏覽服務(wù)和診斷信息

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創(chuàng)新的存儲機制

• 充足的存儲空間，可用于各行業(yè)的所有應(yīng)用

• 靈活的存儲卡機制，適合各種項目規(guī)模

• 較大的存儲空間：支持高達 2 GB 的存儲卡，可存儲項目數(shù)據(jù)、歸檔、配方和相關(guān)文檔

• 優(yōu)化后的數(shù)據(jù)模塊，可精確選擇剩余存儲空間中的數(shù)據(jù)。

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優(yōu)化的診斷機制

• 通過對 STEP 7、HMI、Web server、CPU 顯示屏中數(shù)據(jù)的統(tǒng)一顯示，實現(xiàn)了高效的故障分析

• 統(tǒng)一集成的系統(tǒng)診斷功能，即便增加機器設(shè)備數(shù)量，也無需額外進行項目規(guī)劃

• 即便 CPU 處于 STOP 模式，也不會丟失系統(tǒng)錯誤消息

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創(chuàng)新的 STEP 7 語言

• 全符號編程，*提高了程序的可讀性

• 提高了編譯器性能，縮短了程序循環(huán)時間

• 在所有 IEC 語言中支持64 位數(shù)據(jù)類型，編程工藝更為精準(zhǔn)

• 統(tǒng)一下載所有程序變更

• LD 和功能設(shè)備中集成計算功能塊，簡化了復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算過程

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信息安全集成

• 通過控制器安全級別的保護機制，提高了系統(tǒng)安全，防止通過 HMI 進行未經(jīng)*的訪問

• 通過對組件和程序進行信息安全保護，增強投資保護力度

• 對項目規(guī)劃數(shù)據(jù)、固件文件以及安全通信進行完整性和機密性保護，提高了設(shè)備的可用性

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兼容性 / 即插即用

• 在現(xiàn)有 S7 項目中，通過重復(fù)使用所有 S7-1500 CPU 上的程序以及集成的移植工具，實現(xiàn)對現(xiàn)有專有知識的投資保護

• 通過將硬件數(shù)據(jù)上傳到工程組態(tài)，實現(xiàn)各種硬件的快速準(zhǔn)確識別

• 使用符號上傳整個項目，進行維修操作時無需打開當(dāng)前項目

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技術(shù)集成

• 集成標(biāo)準(zhǔn)運動控制功能，靈活連接支持 PROFIdrive 的所有驅(qū)動裝置

• 集成標(biāo)準(zhǔn) PLCopen 組件，實現(xiàn)項目快速實施

• TRACE 功能：可循環(huán)記錄多達 16 個變量，實現(xiàn)控制程序和驅(qū)動裝置的精確優(yōu)化

• 記錄CPU 不同存儲區(qū)的數(shù)據(jù)，便于查找偶發(fā)錯誤

• 集成的 PID 控制器，可簡化閉環(huán)控制任務(wù)：控制參數(shù)的優(yōu)化實現(xiàn)了*控制質(zhì)量（PID 控制器），從而節(jié)省了操作時間

• PID Compact/PID 3-Step：帶有模擬量或脈沖寬度調(diào)制輸出的連續(xù)控制器，以及適用于帶有自整定功能的外部執(zhí)行器（如閥門）的特殊步進控制器

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數(shù)據(jù)日志（歸檔）和配方

• 可通過 Office 工具和 Web server，快速訪問所有機器相關(guān)的操作數(shù)據(jù)

• 可通過 Web 瀏覽器或 SD 卡讀卡器，快速訪問設(shè)備組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器進行雙向數(shù)據(jù)交換）

訂貨號】

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? 塊保護：
用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。
? Integral HMI services：
用戶只需為 HMI 設(shè)備定義數(shù)據(jù)源和目的地。這些數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)
周期地以及自動地進行傳輸。
? 集成的通訊功能：
? PSG/OP 通訊
? 共享數(shù)據(jù)通訊
? S7 標(biāo)準(zhǔn)通訊
? S7 通訊
CPU 416-3 PN/DP 另外包括：
? 在 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP（RFC1006）上實現(xiàn)開放的通訊
? 在 PROFInet 上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
? 通過集成的 Web 服務(wù)器而獲得附加診斷功能
? 通過網(wǎng)絡(luò)進行固件更新
可組態(tài)的屬性
可使用 STEP 7 工具“Hardware Confi guration"對 S7-400（包括
CPU）的性能和響應(yīng)進行編程，如：
? MPI 多點接口：
－ 定義站地址
－ 啟動/循環(huán)響應(yīng)特性
－ 定義zui大的掃循環(huán)描時間和通訊負載
? 地址分配：
I/O 模板編址
? 保持范圍：
定義具有保持特性的位存儲器、計數(shù)器、定時器、數(shù)據(jù)塊和時
鐘存儲器的數(shù)量
? 過程映像，局部數(shù)據(jù)的大小
? 診斷緩存區(qū)的長度
? 保護級：
設(shè)置程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。
? 系統(tǒng)診斷：
定義診斷報文的范圍，以及處理的范圍
? 監(jiān)視器中斷：
定義周期時間
CPU 416-3 PN/DP 另外包括：
? PROFINET 接口
? 使用 NTP 規(guī)程對時間同步進行參數(shù)化
信息指示功能
? 狀態(tài)和故障指示燈：
用 LED 指示內(nèi)部和外部故障，以及運行狀態(tài)，如 RUN（運行）、
STOP（停止）、重新啟動（Restart）、和測試功能等
? 測試功能：
編程設(shè)備可用來顯示程序執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)，可以單獨修改
過程變量，讀取棧存儲器的內(nèi)容，單步執(zhí)行程序以及禁止部分程
序的運行。
? 信息功能：
編程器可向用戶提供：有關(guān)存貯器容量，CPU 運行模式，以及工
作存儲器和裝載存儲器的信息。

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SIMATIC S7-400
設(shè)備需要帶安全性保護的 PLC 控制，CPU 一側(cè)需要采用容錯技
術(shù)，配置如下：
? 帶 F 運行時間許可證可證的 2 個CPU412-3H/414-4H/417-4H
? 2 條 PROFIBUS-DP 線
? 帶 2 個 IM 153-2 FO（冗余式）的 2 個 ET 200M
? 冗余設(shè)計的安全型信號模板
S7-400FH 的冗余切換式 I/O
綜述
如果 CPU、IM153-2FO、PROFIBUS-DP，安全型信號模板或 ET
200M 出現(xiàn)故障，PLC 可以繼續(xù)運行。
在 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)中也可以使用標(biāo)準(zhǔn)模板，但它們不能和
ET 200M 一起使用。
圖：冗余切換式 I/O 的配置
總體技術(shù)規(guī)范
保護等級IP 20
環(huán)境溫度 0 ~ 60 ?C
相對濕度 5 ~ 95 %，無凝結(jié)
大氣壓 860 ~ 1080 hPa
電磁兼容 EG Directive 89/336/EWG；
? Per EN 50082-2（噪聲抑制），
Testing per：IEC 61000-4-2，
IEC61000-4-4，IEC61000-4-3
IEC61000-4-6，IEC61000-4-5
抑制干擾符合 EN 50081-2，極限
制符合 EN 55011，A 級，第 1 組
總體技術(shù)規(guī)范
機械公差
? 震動測試 IEC 68，Part2 ~ 6/10 ~ 58 Hz；
連續(xù)振幅 0.075 mm；
58 ~ 150 Hz；恒定加速度 1 g；
? 碰撞測試 IEC 68，Part 2 ~ 27/半正弦
碰撞 15 g（峰值），持續(xù) 11 ms

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SIMATIC S7-400
功能
CPU
? 塊保護：
用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。
? 集成的 HMI 服務(wù):
用戶只需為 HMI 設(shè)備定義數(shù)據(jù)源和目的地。這些數(shù)據(jù)通過系
統(tǒng)周期地以及自動地進行傳輸。
? 集成的通訊功能：
－ PG/OP 通訊
－ 全局數(shù)據(jù)通訊
－ S7 標(biāo)準(zhǔn)通訊
－ S7 通訊
可編程的屬性
STEP 7 工具中的“硬件配置"可用來對 S7-400 系統(tǒng)中包括 CPU
在內(nèi)的硬件進行屬性和響應(yīng)設(shè)置。
? 多點接口 MPI：
－ 定義節(jié)點地址
－ 啟動/循環(huán)響應(yīng)特性
－ 定義zui大的掃描時間和通訊負載
? 地址分配：
I/O 模板編址
? 保持區(qū)域：
定義具有保持特性的位存儲器、計數(shù)器、定時器、數(shù)據(jù)塊和
時鐘存儲器的數(shù)量
? 過程映像，局部數(shù)據(jù)的大小
? 診斷緩存區(qū)的長度
? 保護級：
設(shè)置程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限
? 系統(tǒng)診斷：
定義診斷報文的范圍，以及處理的范圍
? 監(jiān)視器中斷：
定義周期時間
顯示和信息功能
? 狀態(tài)和故障指示燈：
用 LED 指示指示內(nèi)部和外部故障，以及運行狀態(tài)，如 RUN
（運行），STOP（停止），啟動和測試功能等
? 測試功能：
PG 可用來顯示程序執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)，可以單獨修改過程
變量，讀取棧存儲器的內(nèi)容，單步執(zhí)行程序以及禁止部分程序的
運行。
? 信息功能：
編程器可向用戶提供：有關(guān)存貯器容量，CPU 運行模式，以及工
作存儲器和裝載存儲器的信息。

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SIMATIC S7-400
CPU
CPU 414 概述
? 滿足中等規(guī)模要求中有較高要求的 CPU
? 可應(yīng)用在對程序和處理速度有額外要求的應(yīng)用中
? CPU 414-3 PN/DP 中集成了 PROFINET 功能
CPU 414-2，CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 為中等性能要求中
的高需求而設(shè)計。他們可以滿足對程序容量和處理速度有較高
要求的應(yīng)用。
CPU 414-2 和 CPU 414-3 中內(nèi)置 PROFIBUS DP 口，可以作為主
站或從站直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場總線。
使用 IF 964-DP 接口模板，還可將其他 DP 主站系統(tǒng)連接到 CPU
414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 上。
在使用 PROFINET-ASIC ERTEC 400 時，CPU 414-3 PN/DP 具
有交換機功能。它提供了可從外部接觸到的兩個 PROFINET 端
口。除分層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)之外，還可以在新型 S7-400 控制器
中創(chuàng)建總線形和環(huán)形結(jié)構(gòu)。
注意：
只能使用 6ES7 964-2AA04-0AB0 接口子模板。
CPU 裝配有：
? 功能強大的處理器：
CPU 的指令執(zhí)行時間僅為每個二進制指令 0.04 微秒。
? CPU 414-2：1 MB RAM（其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 0.5 MB）；
CPU 414-3：2.8 MB RAM（其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB）；
CPU 414-3 PN/DP：4 MB RAM（其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 2 MB）；
用于執(zhí)行用戶程序的快速 RAM。
? 靈活擴展：
zui多 131072 點數(shù)字量和 81932 點模擬量輸入/輸出。
? MPI 多點接口：
通過 MPI，可簡便地將zui多 32 個站連成網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率
高達 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之
間建立zui多 32 個連接。
? 模式選擇開關(guān)：
波動開關(guān)設(shè)計。
? 診斷緩沖區(qū)：
zui后的故障和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖器中，用于進行
診斷可以對輸入數(shù)目進行設(shè)定。
? 實時時鐘：
日期和時間附加在 CPU 的診斷消息后面
? 存儲卡:
用于擴展內(nèi)置的裝載存儲器。存儲在裝載存儲器中的信息包
括 S7-400 參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要 2 倍的存儲空間。
其結(jié)果是：
－ 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存
儲卡。可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
? PROFIBUS-DP 接口和組合的 MPI/DP 接口：
通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現(xiàn)分布式自動化組態(tài)，
從而提高了速度，便于使用。對用戶來說，分布式 I/O 單元可
作為一個集中式單元來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
組合式配置：SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 可以作為 PROFIBUS
主站符合 EN 50 170 規(guī)范。
CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 還包括：
? 附加模塊插槽：
可用 IF 964-DP 接口子模板進行連接到 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)中。
CPU 414-3 PN/DP 另外包括：
? PROFINET 接口，帶 2 個端口（交換機）：
－ PROFINET I/O，可連接 256 個 IO 設(shè)備
－ PROFINET CBA

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? 故障安全型自動化系統(tǒng)，可提高工程的安全需求
? 性能范圍內(nèi)的高性能 CPU
? 帶 2 個接口（1xDP/MPI，1xDP）
? 安全性滿足 SIL 3（IEC 61508）、AK6（DIN V 19250）和
Cat.4（EN 954-1）
? 只通過 1 個 CPU 就可以解決標(biāo)準(zhǔn)和與安全相關(guān)的控制任務(wù)
? 允許多 CPU 模式
? 采用 PROFIsafe 規(guī)范，通過 PROFIBUS DP 與分布式 I/O 站進行
安全通訊
? 分布式故障安全 I/O 模塊既可以通過內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接
口進行連接，也可以通過通訊模板（CP443-5 Ext. 和 CP443-
1Adv.）進行連接
? 標(biāo)準(zhǔn)模塊的集中式和分布式使用，可滿足于故障安全無關(guān)的
應(yīng)用
CPU 416F-2 支持建立一個故障安全自動化系統(tǒng)，以滿足不斷增
長的安全需要，特別適用于生產(chǎn)功能。
分布式故障安全 I/O 模塊既可以通過內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接
口進行連接，也可以通過通訊模板（CP443-5 Ext.和 CP443-1
Adv.）進行連接 采用 PROFIsafe 規(guī)范，通過 PROFIBUS DP 進行
安全通訊。
CPU 裝配有：
? 功能強大的處理器：
CPU 處理每條二進制指令時間小于 0.08 微秒。
? 2.8 MB RAM（其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB）；
用于執(zhí)行用戶程序的快速 RAM。
? 靈活擴展：
zui多 262144 點數(shù)字量和 16384 點模擬量輸入/輸出。
? MPI 多點接口：
通過 MPI，可簡便地將zui多 32 個站連成網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率
高達 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之
間建立zui多 44 個連接。
? 模式選擇開關(guān)：
設(shè)計為鑰匙開關(guān)。通過轉(zhuǎn)動模式選擇開關(guān)而限制用戶數(shù)據(jù)的
訪問權(quán)。
? 診斷緩沖區(qū)：
zui近的 120 個故障和中斷事件可存儲在環(huán)形緩沖區(qū)中以便進
行診斷，可設(shè)置條目的數(shù)量。
? 實時時鐘：
日期和時間附加在 CPU 的診斷消息后面
? 存儲卡：
用于擴展內(nèi)置的裝載存儲器。存儲在裝載存儲器中的信息包
括 S7-400 參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要 2 倍的存儲空間。其
結(jié)果是：
? 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲
卡。提供 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于保持性存儲）
? PROFIBUS DP 接口：
通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現(xiàn)分布式自動化組態(tài)，
從而提高了速度，便于使用。對用戶來說，分布式 I/O 單元可
作為一個集中式單元來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
組合式設(shè)計：SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 可以作為 PROFIBUS
主站符合 EN 50 170 規(guī)范。
分布式故障安全 I/O 模塊既可以通過內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接
口進行連接，也可以通過通訊模板（CP443-5 Ext.和 CP443-1
Adv.）進行連接采用 PROFIsafe 規(guī)范，通過 PROFIBUS DP 進行
安全通訊。