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產品名稱：SIMATIC S7-1500CPU
產品型號：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
• 技術數據
• 安全免責聲明

一般信息

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

發布的產品中包含以下三種 CPU：

CPU-1511-1 PN 適用于中小型應用

CPU-1513-1 PN 適用于大中型應用

CPU-1516-3 PN/DP 適用于要求較高的大型應用和其它通信任務

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特性和客戶收益

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

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*性能

• 機器的響應時間降至zui低，*提升了生產效率（控制質量）

• 縮短了循環時間，提高了生產效率

• 相同的循環時間內可執行更多程序

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顯示調試和診斷信息

• 主機架模塊和分布式模塊中統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絡設置，無需進行現場編程

• 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 標準

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

• CPU 上附帶的以太網接口，便于集成到工廠網絡中

• Web server，可快速瀏覽服務和診斷信息

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創新的存儲機制

• 充足的存儲空間，可用于各行業的所有應用

• 靈活的存儲卡機制，適合各種項目規模

• 較大的存儲空間：支持高達 2 GB 的存儲卡，可存儲項目數據、歸檔、配方和相關文檔

• 優化后的數據模塊，可精確選擇剩余存儲空間中的數據。

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優化的診斷機制

• 通過對 STEP 7、HMI、Web server、CPU 顯示屏中數據的統一顯示，實現了高效的故障分析

• 統一集成的系統診斷功能，即便增加機器設備數量，也無需額外進行項目規劃

• 即便 CPU 處于 STOP 模式，也不會丟失系統錯誤消息

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創新的 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，縮短了程序循環時間

• 在所有 IEC 語言中支持64 位數據類型，編程工藝更為精準

• 統一下載所有程序變更

• LD 和功能設備中集成計算功能塊，簡化了復雜的數學運算過程

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信息安全集成

• 通過控制器安全級別的保護機制，提高了系統安全，防止通過 HMI 進行未經*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

• 對項目規劃數據、固件文件以及安全通信進行完整性和機密性保護，提高了設備的可用性

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兼容性 / 即插即用

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

• 通過將硬件數據上傳到工程組態，實現各種硬件的快速準確識別

• 使用符號上傳整個項目，進行維修操作時無需打開當前項目

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技術集成

• 集成標準運動控制功能，靈活連接支持 PROFIdrive 的所有驅動裝置

• 集成標準 PLCopen 組件，實現項目快速實施

• TRACE 功能：可循環記錄多達 16 個變量，實現控制程序和驅動裝置的精確優化

• 記錄CPU 不同存儲區的數據，便于查找偶發錯誤

• 集成的 PID 控制器，可簡化閉環控制任務：控制參數的優化實現了*控制質量（PID 控制器），從而節省了操作時間

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

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數據日志（歸檔）和配方

• 可通過 Office 工具和 Web server，快速訪問所有機器相關的操作數據

• 可通過 Web 瀏覽器或 SD 卡讀卡器，快速訪問設備組態數據（與控制器進行雙向數據交換）

訂貨號】

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SIMATIC S7-400
CPU
功能
? 塊保護：
用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。（也可通過鑰匙
開關設置）
? 集成的 HMI 服務：
用戶只需為 HMI 設備定義數據源和目的地。這些數據通過系
統周期地以及自動地進行傳輸。
? 集成的通訊功能:
－ PG/OP 通訊
－ 全局數據通訊
－ S7 基本通訊
－ S7 通訊
可組態的屬性
STEP 7 工具中的“硬件配置"可用來對 S7-400 系統中包括 CPU
在內的硬件進行屬性和響應設置。
? 多點接口（MPI）：
－ 定義站地址。
－ 啟動/循環響應特性
－ 定義zui大的掃循環描時間和通訊負載
? 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、計數器、定時器、數據塊和
時鐘存儲器的數量
? 過程映像，局部數據的大小
? 診斷緩存區的長度
? 保護級：
設置程序和數據的訪問權限。
? 系統診斷：
定義診斷報文的范圍，以及處理的范圍
? 監視器中斷：
定義周期時間
信息指示功能
? 狀態和故障指示燈：
用 LED 指示內部和外部故障，以及運行狀態，如 RUN（運
行）、STOP（停止）、重新啟動（Restart）、和測試功能等
? 測試功能：
PG 可用來顯示程序執行過程中的信號狀態，可以單獨修改過程
變量，讀取棧存儲器的內容，單步執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。
通訊
通過 PROFIBUS DP 進行*控制器和 ET200 故障安全模塊之
間的安全通訊和標準通訊。通過特別開發的 PROFIBUS 行規
PROFIsafe，可以在標準數據報文中傳輸帶有安全功能的用戶數
據。無需其它硬件組件，例如特殊安全總線。所需的軟件既可以
作為一個操作系統的擴展功能集成在硬件組件中，也可以作為一
個軟件插件裝載到 CPU 中。
運行模式
F CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中和包含在故障安全信號
模塊中。
信號模塊通過差異分析監視輸入和輸出信號。
CPU 通過自檢、指令測試和順序程序流控制來監視 PLC 的正確運
行。此外，通過請求信號檢查 I/O。
如果系統診斷出一個錯誤，則隨后轉入安全狀態。
運行 CPU 416F-2 時需要一個 F 運行*。
編程
CPU 416F-2 的編程方法同其他 SIMATIC S7 編程方法相同。通過諸
如 STEP 7 編程工具創建非安全相關的用戶程序。
SIMATIC S7 分布式安全選件包
STEP 7 選件包“S7 F Distributed Safety"用來編寫安全相關的程
序。選件包中包括所有用來創建 F 程序的所有功能和塊。
帶有安全功能的F 程序鏈接在 F-FBD 或 F-LAD 或使用 F 庫中的特殊
功能塊。由于具有統一的、各供應商可統一采用的以及經過測試
的編程軟件，使用 F-FBD 或 F-LAD 可以簡化工廠的規劃和編程。
無須使用其他工具，程序員就可以對安全相關的應用進行組態。

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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 設備定義數據源和目的地。這些數據通過系統
周期地以及自動地進行傳輸。
? 集成的通訊功能：
? PSG/OP 通訊
? 共享數據通訊
? S7 標準通訊
? S7 通訊
CPU 416-3 PN/DP 另外包括：
? 在 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP（RFC1006）上實現開放的通訊
? 在 PROFInet 上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
? 通過集成的 Web 服務器而獲得附加診斷功能
? 通過網絡進行固件更新
可組態的屬性
可使用 STEP 7 工具“Hardware Confi guration"對 S7-400（包括
CPU）的性能和響應進行編程，如：
? MPI 多點接口：
－ 定義站地址
－ 啟動/循環響應特性
－ 定義zui大的掃循環描時間和通訊負載
? 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、計數器、定時器、數據塊和時
鐘存儲器的數量
? 過程映像，局部數據的大小
? 診斷緩存區的長度
? 保護級：
設置程序和數據的訪問權限。
? 系統診斷：
定義診斷報文的范圍，以及處理的范圍
? 監視器中斷：
定義周期時間
CPU 416-3 PN/DP 另外包括：
? PROFINET 接口
? 使用 NTP 規程對時間同步進行參數化
信息指示功能
? 狀態和故障指示燈：
用 LED 指示內部和外部故障，以及運行狀態，如 RUN（運行）、
STOP（停止）、重新啟動（Restart）、和測試功能等
? 測試功能：
編程設備可用來顯示程序執行過程中的信號狀態，可以單獨修改
過程變量，讀取棧存儲器的內容，單步執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
設備需要帶安全性保護的 PLC 控制，CPU 一側需要采用容錯技
術，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 出現故障，PLC 可以繼續運行。
在 S7-400F/FH 自動化系統中也可以使用標準模板，但它們不能和
ET 200M 一起使用。
圖：冗余切換式 I/O 的配置
總體技術規范
保護等級IP 20
環境溫度 0 ~ 60 ?C
相對濕度 5 ~ 95 %，無凝結
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
總體技術規范
機械公差
? 震動測試 IEC 68，Part2 ~ 6/10 ~ 58 Hz；
連續振幅 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 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:
用戶只需為 HMI 設備定義數據源和目的地。這些數據通過系
統周期地以及自動地進行傳輸。
? 集成的通訊功能：
－ PG/OP 通訊
－ 全局數據通訊
－ S7 標準通訊
－ 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 系統中包括 CPU
在內的硬件進行屬性和響應設置。
? 多點接口 MPI：
－ 定義節點地址
－ 啟動/循環響應特性
－ 定義zui大的掃描時間和通訊負載
? 地址分配：
I/O 模板編址
? 保持區域：
定義具有保持特性的位存儲器、計數器、定時器、數據塊和
時鐘存儲器的數量
? 過程映像，局部數據的大小
? 診斷緩存區的長度
? 保護級：
設置程序和數據的訪問權限
? 系統診斷：
定義診斷報文的范圍，以及處理的范圍
? 監視器中斷：
定義周期時間
顯示和信息功能
? 狀態和故障指示燈：
用 LED 指示指示內部和外部故障，以及運行狀態，如 RUN
（運行），STOP（停止），啟動和測試功能等
? 測試功能：
PG 可用來顯示程序執行過程中的信號狀態，可以單獨修改過程
變量，讀取棧存儲器的內容，單步執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
? 功能強大的 SIMATIC S7-400 CPU
? 可用在高性能范圍中zui復雜的裝置
? 有 2 個 IF 模塊插槽
CPU 417 概述
CPU
CPU 417-4 是功能強大的 SIMATIC S7-400 CPU 集成的
PROFIBUS-DP 接口使它能夠作為主站或從站直接連接到
PROFIBUS-DP 現場總線。
可通過 IF 964-DP 接口子模板連接 2 個 DP 主站系統。
注意：
只能使用 6ES7 964-2AA04-0AB0 接口模板。
應用
設計
CPU 417-4 裝配有：
? 高性能的處理器：
CPU 處理每條二進制指令時間小于 0.018 微秒。
? 30 MB RAM（程序和數據各 15 MB）；
高速 RAM 用于執行程序
? 靈活的擴展能力：
zui大 262144 個數字量，16384 個模擬量 I/O
? 多點接口 MPI：
用 MPI，能夠建立zui多 32 個站的簡單網絡，其數據傳輸速率
zui大為 12Mbit/s。CPU 與通訊總線（C 總線）和 MPI 上的zui
多 44 個節點進行連接。
注意：
當同時操作 PROFIBUS DP 和 MPI 接口時，只有下列總線連接器
可以連接到 MPI 上：
－ 帶 1 個插座：6ES7 972-0BB41-0XA0
－ 無插座：6ES7 972-0BA41-0XA0
? 模式選擇開關：
微動開關。
? 診斷緩沖區：
zui后的 120 個故障和中斷事件保存在一個環形緩沖器中，用于
進行診斷。（可擴展）
? 實時時鐘：
CPU 診斷報文具有日期標簽和時間標簽。
? 存儲卡：
用于擴展內置的裝載存儲器。在裝載存貯區中的信息，除了程序
外，還包括 S7-400 的組態數據。因此，它需要將近兩倍的存儲
空間。其結果是：
? 內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
PROFIBUS DP 主站接口能夠被用來建立一個高速的分布式自動化系
統，并且使得操作大大簡化。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、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 規范。
注意：
當同時操作 PROFIBUS DP 和 MPI 接口時，只有下列總線連接器
可以連接到 MPI 上：
－ 帶 1 個插座：6ES7 972-0BB41-0XA0
－ 無插座：6ES7 972-0BA41-0XA0
? 兩個附加插槽：
可通過 IF 964-DP 接口子模板連接 2 個 PROFIBUS DP 主站系統。

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? 故障安全型自動化系統，可提高工程的安全需求
? 性能范圍內的高性能 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 就可以解決標準和與安全相關的控制任務
? 允許多 CPU 模式
? 采用 PROFIsafe 規范，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
? 標準模塊的集中式和分布式使用，可滿足于故障安全無關的
應用
CPU 416F-2 支持建立一個故障安全自動化系統，以滿足不斷增
長的安全需要，特別適用于生產功能。
分布式故障安全 I/O 模塊既可以通過內置的 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，程序和數據各使用 1.4 MB）；
用于執行用戶程序的快速 RAM。
? 靈活擴展：
zui多 262144 點數字量和 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 個站連成網絡，數據傳輸速率
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：
設計為鑰匙開關。通過轉動模式選擇開關而限制用戶數據的
訪問權。
? 診斷緩沖區：
zui近的 120 個故障和中斷事件可存儲在環形緩沖區中以便進
行診斷，可設置條目的數量。
? 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 參數數據以及程序，因此需要 2 倍的存儲空間。其
結果是：
? 內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，可以實現分布式自動化組態，
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、編址和編程）。
組合式設計：SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 可以作為 PROFIBUS
主站符合 EN 50 170 規范。
分布式故障安全 I/O 模塊既可以通過內置的 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 規范，通過 PROFIBUS DP 進行
安全通訊。