西門子S7 1500 COMPACT CPU CPU 1511C 1PN 6ES7511-1CK01-0AB0

概述

• S7-1500 控制器產品系列中帶集成數字量和模擬量輸入和輸出的緊湊型 CPU
• 帶集成技術功能，比如高速計數器 (HSC)、頻率測量功能、周期持續時間測量或步進電機控制、脈寬調制、頻率輸出等
• 適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的應用
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產線上作為集中式 PLC 使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運行分布式 I/O
• PROFINET 智能設備用于連接 CPU 以作為 SIMATIC 或非西門子 PROFINET IO 控制器下的智能 PROFINET 設備
• 作為運行系統選件的 OPC UA 服務器和客戶機，用于方便地將 SIMATIC S7-1500 連接到非西門子設備/系統，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 報警和條件
• 等時同步模式（分布式）
• 集成運動控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器，輸出凸輪/凸輪軌道和探頭
• 用于診斷集成 Web 服務器，帶創建用戶自定義 Web 頁面的選項

注

運行 CPU 所需的 SIMATIC 存儲卡。

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CPU 1511C-1 PN 是入門級 CPU，用于非連續生產技術中對處理速度和響應速度要求不高的應用。

CPU 1511C-1 PN 具有 5 點模擬量輸入；通過這些輸入，可以獲得壓力或溫度等模擬過程信號。其中 4 點個輸入可用于電流或電壓測量，1 點輸入可用于電阻測量。
CPU 上的集成模擬量輸出將 16 位數字值轉換為電流或電壓并輸出到過程。例如，它們適合控制比例閥。
借助于 16 點集成數字量輸入，可在控制器上直接記錄來自設備的 24 V DC 信號。
16 點集成數字量輸出可以切換 24 V DC 電壓，從而將內部信號從控制器傳送到設備。
集成計數器可記錄速度高達 100 kHz 的信號并直接在控制器中分析計數器狀態或當前速度，無需使用附加模塊。速度可以頻率或周期的形式輸出，或以用戶歸一化速度的形式輸出。
CPU 的運動控制功能可將計數器用作實際位置值，將模擬量輸出用作速度設定值輸出。4 – 100 kHz 輸出可用于：

• 直接控制步進電機
• 輸出頻率

或通過 PWM 功能進行控制：

• 直接控制閥門或
• 通過數字方式發送模擬信號

另外，CPU 通過易組態的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLCopen 塊提供連接至驅動的能力。

CPU 1511C-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統（PROFINET 智能設備）。集成 PROFINET IO IRT 接口設計為 2 端口交換機以便在系統中設立總線型拓撲。

CPU 1511C-1 PN 的特點：

• 功能強大的處理器：
  該 CPU 的單條二進制命令的命令執行時間可低至 60 ns。
• 大容量工作存儲器：
  175 KB 用于程序，1 MB 用于數據
• 集成輸入/輸出；
  16 點數字量輸入和 16 點數字量輸出以及 5 點模擬量輸入和 2 點模擬量輸出（用于電流/電壓信號），并具有一個用于測量 CPU 溫度的附加輸入。
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器：
  具有數據記錄和歸檔等附加功能
• 靈活的擴展功能：
  單層組態蕞多可支持 32 個模塊（CPU + 31 個模塊）
• 具有以下功能的屏幕畫面：
  • 顯示概覽信息，如集成接口的 IP 地址、站名稱、設備名稱、位置標識符等。
  • 顯示器以及診斷確認和用戶消息
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • 顯示設置
  • 設置 IP 地址
  • 設置日期和時間
  • 選擇運行模式
  • 將 CPU 復位為出廠設置
  • 項目的備份與恢復
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護級別
• PROFINET IO IRT 接口：
  具有通過 PROFINET 連接分布式 I/O 的選件。

性能

• 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數據類型
• 由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應時間縮短
• 功能強大的網絡連接：
  每個 CPU 均標配PROFINET IO IRT（2 端口交換機）標準接口。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅動器和具有 PROFIdrive 功能的驅動器
  • 支持速度控制軸和定位軸以及外部編碼器，各軸之間可實現位置精卻的傳動，凸輪/凸輪軌道和探頭。
  • 集成式 I/O，例如，用于直接操作步進電機和模擬軸或直接記錄HTL編碼器。
  • 組態與編程中的計數器功能設計與 TM Count 2x24V 模塊兼容。
  • 追蹤功能適用于所有 CPU 標簽，既適用于實時診斷，也適用于偶發錯誤檢測；還可通過 CPU的網頁服務器進行調用。
  • 全面的控制功能，例如，可通過易于組態的塊來自動優化控制參數以獲得蕞佳控制性能。
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經授權讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號：只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念：
    與 HMI 設備的通信也會受到限制。
  • 操作保護：
    控制器可以識別工程組態數據的更改和未授權傳輸。
• 設計與操作
  • 顯示概覽信息：
    例如，站名稱，工廠標識符，位置名稱，診斷信息，模塊信息，顯示設置。
  • 顯示器上可能的操作：
    設置 CPU 或所連接以太網通信處理器的地址、設置日期和時間、選擇 CPU 的操作模式、復位 CPU 至默認設置、禁用/啟用顯示器、激活保護等級，確認消息，備份和恢復項目。
• 集成系統診斷
  • 顯示屏上、TIA 博途中、HMI 設備上以及 Web 服務器上以純文本形式一致顯示系統診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進行特殊組態。
• SIMATIC 存儲卡(用來運行 CPU)
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統函數創建數據塊實現數據存儲/讀取
• 數據記錄（歸檔）和配方
  • 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲卡中；
    便于使用 Office 工具或通過 web 服務器，訪問工廠運行數據
  • 通過 Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態數據（與控制器之間的雙向數據交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 SP 1 UPD 4 或更高版本進行編程
  • 用于從 SIMATIC S7-300/S7-400 升級到 S7-1500 的移植工具；可基本上自動轉換程序代碼。記錄不可轉換的代碼，并可以手動進行調整。
  • S7-1200 程序可通過復制/粘貼轉移至 S7-1500。

西門子S7 1500 COMPACT CPU CPU 1511C 1PN 6ES7511-1CK01-0AB0

S7-1500 配有各種通信接口：

• PROFINET IO IRT 接口（2 端口交換機），集成在 CPU 中（PROFINET RT 僅限于 S7-1500R/H）；
  用于獲得確定的響應時間和高精度設備特性。
• 通信模塊，用于連接到 PROFIBUS，工業以太網和 PROFINET 總線系統
• 用于點到點連接的通信模塊

CPU 1515 PN 具有一個附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨的 IP 地址，例如，用于網絡分離或連接其他 PROFINET IO 設備。對于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過該集成 PROFIBUS 接口來連接 PROFIBUS 節點。通過一個 PROFIBUS CM，可方便地對不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進行擴展。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過集成 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統，可實現具有確定響應時間和高精度設備性能的分布式自動化組態。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區別（相同的組態，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200（通過帶 PROFINET 接口的 CPU）

以下可作為智能設備或設備連接：

• 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（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• ET 200 分布式 I/O 設備
• 作為直接按鍵模塊運行的人機界面設備
• 現場設備

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

SIMATIC S7-1500（非 S7-155R/H）通過通信模塊或帶集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統。通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通信模塊，可構建一個高速的分布式自動化系統，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式 I/O 處理沒有區別（相同的組態、編址及編程）。

以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-1500（非 S7-1500R/H）
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模塊的 CPU）
• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP CP 的 CPU）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶 IM 308
• SIMATIC 505

以下設備可作為普通從站或智能從站來連接：

• 分布式 I/O 設備，例如 ET 200
• 現場設備
• 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（僅通過 CP 443-5）
• SIMATIC S7-1500（只能通過 CP/CM 1542-5）

不過，安裝有 STEP 7 的編程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板僅使用部分通過 PROFIBUS DP 運行的編程設備和 OP 功能。

通過以太網的數據通信

S7-1500 可通過集成 PROFINET 接口或通過通信模塊連接到工業以太網總線系統。可連接以下設備：

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設備
• PC、工業 PC
• SIMATIC HMI 操作員控制和監視系統
• 數控
• 機械手控制裝置
• 驅動控制裝置
• 其它廠商的設備

支持的協議：

• TCP/IP
• ISO-on-TCP (RFC1006)
• UDP
• DHCP
• DNS
• SNMP
• DCP
• LLDP
• HTTP
• HTTPS
• MODBUS TCP
• OPC UA

工業以太網通信處理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能：

• 1 Gbit 接口
• 支持 IPv6
• 安全性：通過硬件識別、IP/MAC 訪問列表、防火墻、VPN 隧道進行訪問保護
• 通過 ISO 協議與 S5 系統通信
• FTP（客戶機/服務器），電子郵件，SNMPv1 / v3

通過 PROFIBUS 的數據通信

SIMATIC S7-1500（非 S7-1500R/H）可通過通信處理器或通過帶集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統�？蛇B接以下設備：

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設備
• PC、工業 PC
• SIMATIC HMI 操作員控制和監視系統
• 數控
• 機械手控制裝置
• 驅動控制裝置
• 其它廠商的設備

通過點到點通信模塊進行數據通信

通過點到點通信模塊，可實現功能強大的點到點連接。例如，可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統和其他公司的系統
• 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統
• 機械手控制裝置
• 打印機

支持的協議：

• Freeport：適用于通用通信的用戶可設置幀格式
• 3964(R) 可提高傳輸可靠性
• Modbus RTU 主站
• Modbus RTU 從站
• USS，通過指令實現

接口特性：

• RS 232 帶輔助信號
• RS 422 用于全雙工連接
• RS 485 用于半雙工和多點連接
• 傳輸速率為 300 - 115200 bps
• 通過 Sub D 連接器進行連接

通過 IO-Link 通信模塊進行數據通信

通過 8xIO-Link 通信模塊，可連接蕞多 8 個 IO-Link 設備。

• 符合 IO-Link 規范 V1.1 的 IO-Link 主站
• 數據傳輸速率 COM1 (4.8 kBit/s)、COM2 (38.4 kBit/s)、COM3 (230.4 kBit/s)
• 可為每個通道設置診斷功能：
• 通過“IO_LINK_MASTER_8”函數塊執行主站備份
• 更換 IO-Link 設備（僅限于 V1.1 設備）
• 支持 IO-Link 設備的固件更新
• I/O 數據的可變地址范圍，蕞多 240 字節輸入和 240 字節輸出
  擴展限制：
  • 每個端口蕞多 32 字節輸入和輸出數據
  • 每個模塊蕞多 240 字節輸入和輸出數據
• 端口限定符信息 (PQI)
• 通過 S7-PCT 進行 IO-Link 端口組態
• 通過 STEP 7 或 GSD 進行 IO-Link 組態（不使用 S7-PCT）