• S7-1500 控制器產品系列中具有較大容量程序及數據存儲器的 CPU，適用于具有較高程序范圍和聯網要求的苛刻應用。
• 具有極高處理速度，適用于二進制和浮點運算
• 用于系列機器、專用機器以及工廠中的跨領域自動化任務
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產線上作為集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機
• PROFINET I/O 控制器，用于經由 PROFINET 控制分布式 I/O。
• PROFINET 智能設備，用于作為 SIMATIC 或非西門子 PROFINET IO 控制器環境下的智能 PROFINET 設備，連接到 CPU。
• 兩個帶獨立 IP 地址的附加 PROFINET 接口；可用于網絡隔離PROFINET IO 接口 X2 可用于連接更多 PROFINET IO RT 設備，或在快速通信中用作 I 設備。PROFINET 接口 X3 具有千兆數據傳輸速率的能力。
• PROFIBUS DP 主站接口
• OPC UA 服務器（數據訪問）作為運行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設備/系統
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上實現等時同步模式
• 集成運動控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，軸定位以及同步操作，支持外部編碼器，凸輪/凸輪軌道和探頭
• 用于診斷集成 Web 服務器，帶有創建用戶定義的 Web 站點的選項

注：

SIMATIC 存儲卡（用來運行 CPU）

CPU 1518-4 PN/DP 是最快 S7-1500 CPU，具有極大容量程序及數據存儲器的 CPU，適用于除集中式 I/O 外還包含分布式自動化結構的應用中要求十分苛刻的任務。例如，它可以作為生產線中的中央控制器，也可用作具備高處理速度的機床控制器。

CPU 1518-4 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設備 （PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設計為雙端口交換機以便在系統中設立總線型拓撲。
例如，具備獨立 IP 地址的其它兩個集成式 PROFINET 接口可以用來實現網絡隔離。附加的 PROFINET IO RT 設備可通過 PROFINET 接口 X2 進行連接，或以 I-設備的形式建立快速通信連接。X3 接口可用在數據速率為 1 Gbit/s 的傳輸當中，比如用于與骨干網通信。分布式 I/O 可通過 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口進行連接。

另外，CPU 還提供全面的控制功能，并能夠通過標準化的 PLC-open 塊連接變頻器。

The CPU 1518-4 PN/DP 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 1 ns。
• 大容量工作存儲器：
  4 MB，用于程序；20 MB，用于數據
• 采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
  允許實現例如數據日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴展功能：
  單層組態最多可支持 32 個模塊（CPU + 31 個模塊）
• 顯示器的功能為：
  • 顯示概覽信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名稱、高級別名稱、位置名稱等。
  • 顯示器以及診斷確認和用戶消息
  • 模塊信息顯示
  • 顯示設置
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • IP 地址設置
  • 日期和時間設置
  • 選擇操作模式
  • 復位 CPU 至出廠設置
  • 項目的備份與恢復
  • 禁用/啟用顯示屏
  • 啟用保護級別
• PROFINET IO IRT 接口和第二 PROFINET IO RT 接口可通過 PROFINET 與分布式 I/O 相連接
• 三個 PROFINET 接口均可用于網絡隔離；PROFINET 接口 X3 的數據傳輸率高達 1 Gbit/s
• PROFIBUS DP 接口用于通過 PROFIBUS 進行分布式 I/O 連接

• 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：
    PROFINET IO IRT（2 端口交換機）作為標準接口。兩個附加 PROFINET 接口，用于（例如）網絡分離。附加的 PROFINET IO RT 設備可通過 PROFINET 接口 X2 進行連接，或以 I-設備的形式建立快速通信連接。X3 接口可用在數據速率為 1 Gbit/s 的傳輸當中，比如用于與骨干網通信。
• 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確的傳動
  • 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的網頁服務器來調用
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態的塊可自動優化控制參數實現最優控制質量
• 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
  • 通過網頁瀏覽器或 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 或更高版本進行編程
  • 用于從 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 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/粘貼手段轉移至 S7-1500

  • 概述：

    TM Count 2x24V，訂貨號： 6ES7550-1AA00-0AB0 是一個能夠提供雙通道計數、測量以及位置反饋功能的工藝模塊。

    

    圖01. TM Count 2x24V 模塊視圖

    工藝模塊 TM Count 2x24V 的主要屬性：

    1. 支持的編碼器/信號類型：
    • 24 V 增量編碼器；
    • 具有方向信號的 24 V 脈沖編碼器；
    • 不具有方向信號的 24 V 脈沖編碼器；
    • 用于向上和向下計數脈沖的 24 V 脈沖編碼器；
    1. 支持的技術功能：
    • 高速計數
    • 測量 (頻率, 速度, 脈沖周期)
    • 作為運動控制的位置反饋
    1. 集中式應用/分布式應用：
    • 可以在 S7-1500 自動化系統中集中使用工藝模塊。
    • 可以通過 ET 200MP 分布式 I/O 的接口模塊在分布式系統中使用工藝模塊，如在 S7-300/400 系統中的分布式運行或者在第三方系統中的分布式運行。

    工藝模塊 TM Count 2x24V 的接線：

    工藝模塊 TM Count 2x24V 可以接兩路 24V 脈沖信號編碼器，每個通道同時提供了三個數字量輸入和兩個數字量輸出信號，具體接線方式請參考圖02 和圖03。
    
    
    
    圖02. TM Count 2x24V 端子分配
    
    
    圖03. TM Count 2x24V 模塊的接線
    
    在本例中，使用的是帶有方向信號的 24V 脈沖編碼器，所以將脈沖信號接到模塊的1號端子，將方向信號接到模塊的2號端子。 
    

    計數功能概述：

    計數是指對事件進行記錄和統計，工藝模塊的計數器 捕獲編碼器信號和脈沖，并對其進行相應的評估�？梢允褂镁幋a器或脈沖信號或通過用戶程序指定計數的方向。也可以通過數字量輸入控制計數過程。模塊內置的比 較值功能可在定義的計數值處準確切換數字量輸出（不受用戶程序及 CPU 掃描周期的影響）。

    計數功能組態實例：

        1. 本文中所使用的系統硬件及軟件信息：
    

    名稱	訂貨號	版本
    CPU 1511	6ES7511-1AK00-0AB0	FW V1.5
    TM 2x24V	6ES7550-1AA00-0AB0	FW V1.0
    STEP7 TIA Portal	6ES7822-1AA03-0YA5	V13

    1. 硬件配置：
    首先將項目切換到項目視圖，然后從左側的硬件目錄中找到：工藝模塊->計數->TM Count 2x24V, 并將計數模塊拖拽到設備機架上（圖04）；
    
    
    圖04. TM Count 2x24V 硬件配置 01
    
    在模板下方點擊屬性，進入模板的基本參數設置界面，將通道 0 的工作模式選擇為：通過工藝對象組態通道（圖05）；
    
    
    圖05. TM Count 2x24V 硬件配置 02
    
    1. 組態工藝對象：
    硬件配置完成后需要組態計數器的工藝對象。首先從左側的項目樹中，選擇工藝對象下面的：插入新對象（圖06）；
    
    圖06. 插入新對象
    
    在插入新對象時選擇：計數和測量，并填入對象名稱（圖07）；
    
    圖07. 選擇新對象類型
    
    插 入對象后，在左側的項目樹下就能看到新建的計數器工藝對象，選擇這個計數器工藝對象，點擊“組態”即可在中間的工作區域看到工藝對象的參數配置界面。參數界面可以通過 狀態圖標反映出參數分配狀態：紅色圖標表示參數里包含錯誤或者不可用的參數；綠色圖標表示配置里面包含手動修改過得可用參數；藍色圖標表示系統默認可用的 配置參數（圖08）；
    
    圖08. 組態工藝對象
    
    在工藝對象的基本參數中，首先需要給這個計數器工藝對象分配一個硬件，也就是前面組態的高速計數模塊，并選擇相應的模塊通道，完成工藝對象與硬件的關聯（圖09）；
    
    圖09. 為工藝對象分配硬件
    
    在計數器輸入參數中選擇輸入信號的類型，可選擇的類型參見下表，在附加參數里面還可以選擇對脈沖的濾波和傳感器類型（圖10），可以支持的信號類型請參見表01
    
    圖10. 選擇計數器工藝對象的信號類型
    
    計數器工藝對象支持的信號類型：

    圖例	名稱	信號類型
    	增量編碼器（A、B 相差）	帶有 A 和 B 相位差信號的增量編碼器。
    	增量編碼器（A、B、N）	帶有 A 和 B 相位差信號以及零信號 N 的增量編碼器。
    	脈沖 (A) 和方向 (B)	帶有方向信號（信號 B）的脈沖編碼器（信號 A）。
    	單相脈沖 (A)	不帶方向信號的脈沖編碼器（信號 A）。可以通過控制接口指定計數方向。
    	向上計數 (A)，向下計數 (B)	向上計數（信號 A）和向下計數（信號 B）的信號。

    表01. 計數器工藝對象支持的信號類型

    在計數器特性里面可以配置計數器的起始值，上下極限值和計數值到達極限時的狀態，以及門啟動時計數值的狀態。在本例中設置起始值為0，上下極限為+/-10000，設置當計數值到達極限時計數器將停止，并且將計數值重置為起始值，將門功能設置為繼續計數（圖11）。
    
    圖11.  設置計數器的上下限及門功能

    1. 組態 DO 在計數值大于比較值時輸出：
    該 計數模塊內置了兩個比較器，可以將計數值與預設的比較值之間進行比較，在 DO 特性里面可以設置計數模塊本體的兩個數字量輸出根據比較器的狀態做相應的響應。在本例中，將 DQ0 設置為當計數值大于比較值且小于上限值時輸出，也就是當計數值大于1000且小于10000的時候，第一個數字量DQ 會輸出為 1 ，同時，比較器的狀態還可以在后面的程序塊輸出管腳的“CompResult”中顯示（圖12）。該參數界面還可以設置DO更多的響應特性，具體細節請參 見模板手冊。
    
    圖12.  組態 DO 在計數值大于比較值時輸出
    1. 調試工藝對象：
    計 數功能中必要的參數基本配置完畢，其他功能如數字量輸入/輸出，測量等，可根據實際需要來做一定的修改，具體功能和使用方法請參考功能手冊。接下來進入計 數功能的調試階段。計數工藝對象提供了一個可以調試的控制面板，在這個調試界面下可以進行計數器的基本操作和錯誤診斷。需要注意的是，使用調試界面前，需 要先在主程序中調用高速計數功能塊才能正常使用。
    
    將主畫面切換到 OB1 編輯界面，從右側的指令列表里面找到工藝類->計數和測量，找到 High_Speed_Counter 功能塊并拖拽到程序段中，并在背景數據塊中選擇之前建立的計數器工藝對象（圖13）：
    
    圖13. 在程序中調用功能塊
    
    將項目存盤編譯并下載之后，可以通過項目樹或者功能塊的快捷圖標進入到工藝對象的調試功能（圖14）；
    
    圖14. 在程序中調用功能塊
    
    進 入調試界面后，首先點擊左上角的在線圖標切換到在線模式，在在線模式下首先要使能軟件門”SwGate”，然后觀察反饋的門狀態”StatusGate” 是否為 TRUE，如果為 TRUE 說明計數器已經開始工作，這時候如果有外部脈沖信號的話，計數器將進行計數并將計數值反饋到”CountValue”處（圖15）。
    
    圖15. 計數器工藝對象的調試界面
    
    1. 故障診斷：
       可以通過項目樹或功能塊上的快捷圖標切換到診斷界面。在診斷界面可以看到錯誤的ID、描述和相關的狀態位（圖16）：
    
    圖16. 計數器工藝對象的診斷界面
    1. 編程：
    如果調試面板沒有問題可以回到程序塊進行編程，程序塊的管腳及使用方法與之前的調試面板完全一致，所以非常方便的參考調試面板進行編程（圖17），工藝功能塊的部分主要參數及功能請參見表02。
    
    
    圖17. 高速計數程序功能塊
    
    計數器工藝功能的主要參數：

    序號	名稱	功能
    1	SwGate	軟件門：通過該控制位來控制計數器啟動和停止；
    2	ErrorACK	錯誤應答：出現錯誤并處理錯誤后通過此控制位來復位故障狀態；
    3	EventACK	事件應答：確認計數器事件狀態，如：計數值超限等；
    4	SetCountValue	設置計數值：通過該控制位可以將當前計數值更改為其他值，注意：修改值需要寫到工藝對象靜態變量“NewCountValue”中；
    5	StatusHW	工藝模塊狀態位： 模塊已組態并準備好運行， 模塊數據有效；
    6	StatusGate	門狀態位：該狀態位反映了內部門的實際狀態，只有改狀態為為"True"時，計數器才會工作；
    7	StatusUp	增計數狀態位：表示當前計數方向為增計數；
    8	StatusDown	減計數狀態位：表示當前計數方向為減計數；
    9	PosOverflow	超上限狀態位：表示當前計數值已經超過設定的計數值上限；
    10	NegOverflow	超下限狀態位：表示當前計數值已經超過設定的計數值下限；
    11	Error	錯誤狀態位：表示當前計數工藝對象有錯誤；
    12	ErrorID	錯誤代碼：顯示當前工藝對象錯誤的故障代碼；
    13	CounterValue	計數值：計數器工藝對象的實際計數值；

    
    表02. 計數器工藝功能的主要參數
    
        7. 通過用戶程序修改實際計數值：
    
    在很多情況下都有可能需要人工修改一下當前的實際計數值，這需要首先將要修改的值傳送到工藝DB的新計數值"NewCountValue"中，然后置位功能塊輸入管腳“SetCountValue” 則新計數值生效（圖18）。具體步驟如下：
    
    (1). 選中左面項目樹的"High_Speed_Couter"工藝對象；
    (2). 展開下面的詳細視圖，則可以看到工藝DB中的所有變量；
    (3). 找到"NewCountValue"變量，并將其拖拽到用戶程序的傳送指令輸出端；
    (4). 將新的計數值傳送到"NewCountValue"；
    (5). 置位功能塊輸入管腳“SetCountValue” ；
    (6). 新的計數值生效。
    
    
    圖18. 通過用戶程序修改實際計數值
    
        8. 通過用戶程序修改比較值：
    
    同修改實際計數值的方法類似，用戶也可以通過用戶程序修改該組態里面預制的比較值（圖19），具體步驟如下：
    
    (1). 選中左面項目樹的"High_Speed_Couter"工藝對象；
    (2). 展開下面的詳細視圖，則可以看到工藝DB中的所有變量；
    (3). 找到"NewReferencevalue0"變量，并將其拖拽到用戶程序中進行賦值；
    (4). 找到"SetReferencevalue0"變量，并將其拖拽到用戶程序中進行置位，就可以將剛剛修改的新比較值寫到計數器模塊中。
    
    
    圖19. 通過用戶程序修改比較值
    
        9. 查看工藝對象 DB 中的所有變量
    
    上 述查找工藝對象變量的方法適用于 STEP 7 TIA Protal V13 以上版本，之前的版本可以通過鼠標右鍵點擊工藝對象名稱，選則最下面的"打開 DB 編輯器" ，這樣可以通過數據視圖顯示工藝對象 DB 里面的所有變量，使用變量的時候可以在用戶程序中直接敲入相應的變量名即可（圖20）。
              S7-1500 中有兩種電源可供選擇，系統電源和負載電源。

    系統電源 (PS)
    系統電源為背板總線提供內部所需的系統電壓。這種系統電壓將為模塊電子元件和  LED  指示燈供電。 CPU (以及PROFIBUS CMs和以太網CPs, PtP-CMs ) 或者接口模塊未連接到 24 VDC 負載電流電源時，系統電源還可以為其供電。 

    負載電源 (PM)
    負載電流電源未連接到背板總線，給模板的輸入輸出回路供電。此外，可以根據需要使用負載電源為 CPU 和系統電源提供 24 VDC 電壓。

    在這種情況下可以為每個CPU組態最多8個輸入/輸出模塊。但是需要在 STEP7 (TIA Portal) 中確認電源容量是否夠用，例如對 CPs 和 CMs，需要額外再加電源。

    下面的三個表格給出了為模板供電的可能配置方式。

    1. 只通過 CPU 給背板總線供電
       通過負載電源向 CPU 提供 24 VDC 電壓。CPU 的參數分配： STEP 7 的“常規”(General)  選項卡內“屬性”(Properties navigation)  區域導航中，選擇“連接電源電壓  L+” (Connection to supply voltage L+) 選項，以便 STEP 7 可以正確進行供電平衡計算。

    CPU		系統電源		提供給模塊的 電源容量 [W]
    簡稱	訂貨號	簡稱	訂貨號
    1511-1 PN	6ES7511-1AK00-0AB0	-	-	10
    1513-1 PN	6ES7513-1AL00-0AB0	-	-	10
    1516-3 PN/DP	6ES7516-3AN00-0AB0	-	-	12

    表 01

    
    圖.01

    1. 只通過系統電源給背板總線供電
       位于 CPU 左側 0 號槽的系統電源通過背板總線為 CPU 供電。CPU 的參數分配：在 STEP 7 的“常規”(General)  選項卡內“屬性”(Properties navigation)  區域導航中，選擇“未連接電源電壓  L+”(No connection to supply voltage L+)  選項，以便 STEP 7 可以正確進行供電平衡計算。

    CPU		系統電源		提供給模塊的 電源容量 [W]
    簡稱	訂貨號	簡稱	訂貨號
    1511-1 PN	6ES7511-1AK00-0AB0	PS 25W, 24V DC	6ES7505-0KA00-0AB0	19,5
    1511-1 PN	6ES7511-1AK00-0AB0	PS 60W, 24/48/60V DC	6ES7505-0RA00-0AB0	54,5
    1511-1 PN	6ES7511-1AK00-0AB0	PS 60W, 120/230V AC/DC	6ES7507-0RA00-0AB0	54,5
    1513-1 PN	6ES7513-1AL00-0AB0	PS 25W, 24V DC	6ES7505-0KA00-0AB0	19,5
    1513-1 PN	6ES7513-1AL00-0AB0	PS 60W, 24/48/60V DC	6ES7505-0RA00-0AB0	54,5
    1513-1 PN	6ES7513-1AL00-0AB0	PS 60W, 120/230V AC/DC	6ES7507-0RA00-0AB0	54,5
    1516-3 PN/DP	6ES7516-3AN00-0AB0	PS 25W, 24V DC	6ES7505-0KA00-0AB0	18,3
    1516-3 PN/DP	6ES7516-3AN00-0AB0	PS 60W, 24/48/60V DC	6ES7505-0RA00-0AB0	53,3
    1516-3 PN/DP	6ES7516-3AN00-0AB0	PS 60W, 120/230V AC/DC	6ES7507-0RA00-0AB0	53,3

    表 02

    
    圖 02

    1. 通過 CPU 和系統電源給背板總線供電
       向系統電源提供允許的電源電壓，并通過負載電流電源向 CPU 提供 24 VDC 電壓。CPU 的參數分配同第一條。在 CPU 右側的插槽中，最多插入 2 個系統電源(電源段)。

    系統電源		提供給模塊的 電源容量 [W]
    簡稱	訂貨號
    PS 25W, 24V DC	6ES7505-0KA00-0AB0	25
    PS 60W, 24/48/60V DC	6ES7505-0RA00-0AB0	60
    PS 60W, 120/230V AC/DC	6ES7507-0RA00-0AB0	60

    表 03