西門子CPU1518-4PN/DP*處理單元

S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含zui多 32 個(gè)模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個(gè)安裝導(dǎo)軌上（請參見手冊以了解前提條件）。

一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等級(jí)，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程設(shè)備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設(shè)備間的通信。

提供有大量功能，支持用戶的 S7-1500 編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。

• 性能

• 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號(hào)、語言擴(kuò)展和新的數(shù)據(jù)類型

• 代碼生成得到優(yōu)化，響應(yīng)時(shí)間顯著縮短

• 集成技術(shù)

• 通過標(biāo)準(zhǔn) PLCopen 運(yùn)動(dòng)控制塊，簡便、快速地對(duì)運(yùn)動(dòng)序列進(jìn)行編程

• 方便的診斷和調(diào)試工具提供了驅(qū)動(dòng)器調(diào)試支持

• 向組態(tài)系統(tǒng)和人機(jī)界面自動(dòng)發(fā)送報(bào)警消息：簡化的故障排除步驟節(jié)省了調(diào)試時(shí)的時(shí)間與工作量。

• 等時(shí)同步模式

• 將分布式信號(hào)采集、信號(hào)傳輸和程序執(zhí)行與具有恒定總線循環(huán)時(shí)間的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)進(jìn)行同步耦合：
  采集輸入信號(hào)并進(jìn)行處理，按固定時(shí)間間隔（恒定總線循環(huán)時(shí)間）將輸出信號(hào)輸出。同時(shí)創(chuàng)建了前后*的部分過程圖像。

• 由于分布式 I/O 以恒定總線循環(huán)時(shí)間進(jìn)行同步信號(hào)處理，可實(shí)現(xiàn)可重現(xiàn)的確定過程響應(yīng)時(shí)間

• 在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-1500 還可執(zhí)行高速處理操作，并可取得*的精度和重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。

• 提供了用于完成運(yùn)動(dòng)控制、測量值采集、高速控制等復(fù)雜任務(wù)的全面組件。

• 集成安全功能

• 通過密碼進(jìn)行知識(shí)保護(hù)，防止未經(jīng)*而讀取和修改程序塊（與 STEP 7 相結(jié)合） 

• 通過復(fù)制保護(hù)
  來提高保護(hù)程度，防止未經(jīng)*而復(fù)制程序塊：通過復(fù)制保護(hù)，可將 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上的程序塊與其序列號(hào)綁定，以便只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運(yùn)行。

• 4-級(jí)*理念：
  可向用戶組分配不同訪問權(quán)限。通過新的保護(hù)級(jí)別 4，還可以限制與  設(shè)備之間的通信。由于操作保護(hù)得到改進(jìn)，控制器可以檢測到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未經(jīng)允許的傳輸。

• 西門子CPU1518-4PN/DP*處理單元

• 設(shè)計(jì)與操作

• 帶集成顯示屏的 CPU：
  可方便地分析集中和分布式模塊的狀態(tài)，或不使用編程設(shè)備而設(shè)置或更改 IP 地址。系統(tǒng)診斷信息和用戶報(bào)警在顯示屏上以普通文本形式顯示，有助于快速有效地響應(yīng)產(chǎn)生的錯(cuò)誤消息。菜單和消息文本在顯示屏上可以多種語言顯示。

• 集成式系統(tǒng)診斷

• 系統(tǒng)診斷信息在顯示屏上以純文本格式持續(xù)顯示，TIA Portal， 設(shè)備和 web 服務(wù)器，包括驅(qū)動(dòng)器中的消息，在CPU停止運(yùn)行的狀態(tài)下均有可能。此功能是作為一個(gè)系統(tǒng)功能集成在 CPU 固件中，無需由用戶單獨(dú)組態(tài)。若配置了新硬件組件，則會(huì)自動(dòng)更新診斷信息。

• 通過質(zhì)量信息，直接在用戶程序中進(jìn)行簡單快速的診斷：
  通過激活模塊的質(zhì)量信息 (QI)，可直接在用戶程序中查詢和評(píng)估所提供過程值的有效性。此時(shí)，訪問是通過過程映像并使用簡單二進(jìn)制或加載命令進(jìn)行的。先決條件是可在 TIA Portal 中對(duì)模塊進(jìn)行診斷，并對(duì)質(zhì)量信息進(jìn)行組態(tài)。

• 通過 SIMATIC STEP 7 Professional V12 組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)

• SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平臺(tái)中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本來編程。 SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直觀組態(tài)系統(tǒng)。

• 

  協(xié)議及其報(bào)文幀的設(shè)計(jì)取決于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型。

  數(shù)據(jù)類型

  IO-Link 規(guī)范區(qū)分了以下數(shù)據(jù)類型：

  過程數(shù)據(jù)

  設(shè)備的過程數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)幀中循環(huán)傳輸，過程數(shù)據(jù)寬度由設(shè)備來定義。每個(gè)設(shè)備的過程數(shù)據(jù)可以是 0 - 32 字節(jié)（輸入和輸出）。傳輸*性的寬度不固定，因此取決于主站。

  值狀態(tài)

  每個(gè)端口都具有值狀態(tài) (PortQualifier)。值狀態(tài)顯示出過程值是否有效。值狀態(tài)可與過程數(shù)據(jù)一起循環(huán)傳輸。

  設(shè)備數(shù)據(jù)

  設(shè)備數(shù)據(jù)可以是參數(shù)、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和診斷信息。設(shè)備數(shù)據(jù)替換是非循環(huán)的，在響應(yīng)來自 IO-Link 主站的查詢時(shí)進(jìn)行。可以將設(shè)備數(shù)據(jù)寫入設(shè)備 (Write) 并從設(shè)備讀取設(shè)備數(shù)據(jù) (Read)。

  事件

  發(fā)生事件時(shí)，設(shè)備向主站發(fā)出事件發(fā)生的信號(hào)。主站隨后讀出該事件。事件可以是故障消息（如短路）和警告/維護(hù)數(shù)據(jù)（如污染、過熱）。故障消息通過 IO?Link 主站從設(shè)備傳輸至控制器或 HMI。IO?Link 主站也可以傳輸事件和狀態(tài)。例如，事件包括斷線或通信故障。

  設(shè)備參數(shù)或事件的傳輸獨(dú)立于過程數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸進(jìn)行。各傳輸不會(huì)相互影響或削弱。

  數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

  從規(guī)范 V1.1 起，可為 IO-Link 生成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案。在這種方案中，IO-Link 設(shè)備在上層參數(shù)服務(wù)器上啟動(dòng)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在更換設(shè)備的情況下，參數(shù)服務(wù)器可以還原初始參數(shù)設(shè)置。因此，無需重新參數(shù)設(shè)置即可更換設(shè)備。

  IO-Link 主站包含參數(shù)服務(wù)器。也可在 PLC 中或在系統(tǒng)服務(wù)器中集中實(shí)現(xiàn)參數(shù)服務(wù)器。在此情況下，必須通過提供的功能塊將數(shù)據(jù)下載到控制系統(tǒng)。

  一個(gè) IO-Link 主機(jī)

  IO-Link 主站是與上位控制系統(tǒng)的接口。IO-Link 主站本身在現(xiàn)場總線上顯示為普通現(xiàn)場總線節(jié)點(diǎn)，并通過相關(guān)設(shè)備描述（如 GSD 文件）集成到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具中。

  IO 設(shè)備描述 (IODD)

  IO-Link 設(shè)備描述 (IODD) 為直至 IO-Link 設(shè)備的系統(tǒng)特性進(jìn)行全面而透明的描述。

  IODD 包含有關(guān)通信特性、設(shè)備參數(shù)、標(biāo)識(shí)、過程和診斷數(shù)據(jù)的信息，它由廠商來提供。IODD 的設(shè)計(jì)對(duì)于所有廠商的所有設(shè)備是相同的，總是由 IODD 解釋工具以相同方式來表示。這樣即可確保無論廠商是誰，所有 IO-Link 設(shè)備的處理方式相同。

  IO-Link 規(guī)范 V1.1 中的新增功能

  IO-Link 規(guī)范的當(dāng)前版本是 V1.1，目前已按照 IEC 61131?9 實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

  與以前的規(guī)范 V1.0 相比，規(guī)范 V1.1 提供了以下新功能：

• 在一個(gè)周期內(nèi)傳輸zui多 32 字節(jié)過程數(shù)據(jù)

• 參數(shù)服務(wù)器功能

• IO-Link 輸入模塊

  使用 IO-Link 技術(shù)，有可能將標(biāo)準(zhǔn)傳感器連接到 IO-Link 主機(jī)。 但是，將標(biāo)準(zhǔn)傳感器直接連接到 IO-Link 主機(jī)無法發(fā)揮 IO-Link 的全部潛力。

  解決方案依賴于 IO-Link 模塊的技術(shù)。 與直接連接傳感器相比，它們的使用更加經(jīng)濟(jì)，是一種具有吸引力的解決方案。

  IO?Link 輸入模塊是對(duì) ET 200S 分布式 I/O 產(chǎn)品的合理補(bǔ)充。 IO?Link 輸入模塊技術(shù)通過面向分散結(jié)構(gòu)的純粹點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電纜連接，對(duì) IO?Link 進(jìn)行增強(qiáng)。 IO?Link 模塊與 IO?Link 主站之間 IO?Link 連接的zui大電纜長度為 20 m。無需再使用接線復(fù)雜且易出錯(cuò)的傳感器盒。

  參數(shù)和診斷信號(hào)的傳輸

  使用 IO-Link 輸入模塊，還可以傳輸參數(shù)和診斷信號(hào)。 例如，這可以通過 IO-Link 將模塊的輸入端參數(shù)化為 NC 觸點(diǎn)或 NO 觸點(diǎn)。 通過 IO-Link 主機(jī)向控制系統(tǒng)發(fā)送傳感器電源過載或短路的信號(hào)。

  M8 和 M12 端子

  M8 和 M12 端子用來連接傳感器。 使用標(biāo)準(zhǔn)的 M12 連接電纜建立 IO-Link 主機(jī)連接。

  使用 IO-Link 輸入模塊的好處：

• 創(chuàng)新的 IO-Link 技術(shù)對(duì)于二元傳感器也很經(jīng)濟(jì)

• 利用 IO-Link 主站的所有端口

• 可以將多個(gè)二元傳感器/執(zhí)行器連接到 IO-Link 主機(jī)的一個(gè)端口，因此，通過 IO-Link 也可以較低的成本將二元傳感器/執(zhí)行器連接到控制系統(tǒng)。

• 減少外圍站的數(shù)字量輸入模塊數(shù)

• 參數(shù)也可用于二元傳感器（例如，可以參數(shù)化 NC 觸點(diǎn)、NO 觸點(diǎn)和輸入延遲）

• 通過省去傳感器盒，減少接線，因而降低接線錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)

• 使用純點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線，擴(kuò)展分布式結(jié)構(gòu)

• 在 IO-Link 主站周圍 20 m 半徑范圍內(nèi)輕松、美觀地集成傳感器，例如：在 ET 200 站中

• 可以傳輸參數(shù)和診斷信號(hào)（例如，傳感器電源過載）

• 由于緊湊的設(shè)計(jì)和高的防護(hù)等級(jí) IP67，即使在苛刻的環(huán)境條件下也可使用。

• IO-Link I/O 模塊特別適用于到目前為止將被動(dòng)配電盤用于二元傳感器連接的環(huán)境。

  應(yīng)用程序示例：通過使用 IO-Link I/O 模塊替代被動(dòng)配電盤

  

  以前的技術(shù)使用被動(dòng)配電盤。

  

  使用 IO-Link I/O 模塊的技術(shù)。

• 
  

  連接以下設(shè)備：

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• ｛話｝：182  -  21+79  -  69+61

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• 扣: Q354 + 8508 +227

• SIMATIC S7-1200

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• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設(shè)備

• PC、工業(yè) PC

• SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)

• 數(shù)控

• 機(jī)械手控制裝置

• 驅(qū)動(dòng)控制裝置

• 其它廠商的設(shè)備

• 支持的協(xié)議：

• TCP/IP

• ISO-on-TCP (RFC1006)

• UDP

• SNMP

• 工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能：

• 1 Gbit 接口

• 支持 IPv6

• 安全性：通過硬件識(shí)別、IP/MAC 訪問列表、防火墻、VPN 隧道進(jìn)行訪問保護(hù)

• 通過 ISO 協(xié)議與 S5 系統(tǒng)通信

• FTP（客戶端/服務(wù)器），電子郵件，SNMPv1 / v3

• 通過 PROFIBUS 的數(shù)據(jù)通信

  SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 可連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)?？蛇B接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-1200

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-300

• SIMATIC S7-400

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設(shè)備

• PC、工業(yè) PC

• SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)

• 數(shù)控

• 機(jī)械手控制裝置

• 驅(qū)動(dòng)控制裝置

• 其它廠商的設(shè)備

• 通過點(diǎn)到點(diǎn)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

  通過點(diǎn)到點(diǎn)通信模塊，可實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的點(diǎn)到點(diǎn)連接。例如，可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)

• 掃描儀、條形碼閱讀器、識(shí)別系統(tǒng)

• 機(jī)械手控制裝置

• 打印機(jī)

• 支持的協(xié)議：

• Freeport：適用于通用通信的用戶可設(shè)置報(bào)文格式

• 3964(R) 可提高傳輸可靠性

• Modbus RTU 主站

• Modbus RTU 從站

• USS，通過指令實(shí)現(xiàn)

• 接口性質(zhì)：

• RS 232 帶輔助信號(hào)

• RS 422 用于全雙工連接

• RS 485 用于半雙工和多點(diǎn)連接

• 傳輸速率為 300 - 115 200 bit/s

• 通過 Sub D 連接器進(jìn)行連接

• 功能

  提供有大量功能，支持用戶的 S7-1500 編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。

• 性能

• 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號(hào)、語言擴(kuò)展和新的數(shù)據(jù)類型

• 代碼生成得到優(yōu)化，響應(yīng)時(shí)間顯著縮短

• 集成技術(shù)

• 通過標(biāo)準(zhǔn) PLCopen 運(yùn)動(dòng)控制塊，簡便、快速地對(duì)運(yùn)動(dòng)序列進(jìn)行編程

• 運(yùn)動(dòng)控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對(duì)同步操作（在沒有位置同步規(guī)范的條件下實(shí)現(xiàn)同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。

• CPU 技術(shù)中還集成了諸如同步操作（利用位置同步規(guī)范進(jìn)行同步）凸輪系統(tǒng)等擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)控制功能。

• 方便的診斷和調(diào)試工具提供了驅(qū)動(dòng)器調(diào)試支持

• 向組態(tài)系統(tǒng)和人機(jī)界面自動(dòng)發(fā)送報(bào)警消息：簡化的故障排除步驟節(jié)省了調(diào)試時(shí)的時(shí)間與工作量。

• 等時(shí)同步模式

• 將分布式信號(hào)采集、信號(hào)傳輸和程序執(zhí)行與具有恒定總線循環(huán)時(shí)間的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)進(jìn)行同步耦合：
  采集輸入信號(hào)并進(jìn)行處理，按固定時(shí)間間隔（恒定總線循環(huán)時(shí)間）將輸出信號(hào)輸出。同時(shí)創(chuàng)建了前后*的部分過程圖像。

• 由于分布式 I/O 以恒定總線循環(huán)時(shí)間進(jìn)行同步信號(hào)處理，可實(shí)現(xiàn)精確可重現(xiàn)的確定過程響應(yīng)時(shí)間

• 在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-1500 還可執(zhí)行高速處理操作，并可取得*的精度和重現(xiàn)性。這意味著可在提供且恒定的質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)量。

• 提供了用于完成運(yùn)動(dòng)控制、測量值采集、高速控制等復(fù)雜任務(wù)的全面組件。

• 集成安全功能

• 通過密碼進(jìn)行知識(shí)保護(hù)，防止未經(jīng)*而讀取和修改程序塊（與 STEP 7 相結(jié)合）

• 通過復(fù)制保護(hù)
  來提高保護(hù)程度，防止未經(jīng)*而復(fù)制程序塊：通過復(fù)制保護(hù)，可將 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上的程序塊與其序列號(hào)綁定，以便只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運(yùn)行。

• 4 級(jí)*方式：
  可向用戶組分配不同訪問權(quán)限。通過新的保護(hù)級(jí)別 4，還可以限制與 HMI 設(shè)備之間的通信。由于操作保護(hù)得到改進(jìn)，控制器可以檢測到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未經(jīng)允許的傳輸。

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