西门子CPU1511C-1PN

6ES7511-1CK01-0AB0SIMATIC S7-1500 COMPACT CPU CPU 1511C-1PN, CENTRAL PROCESSING UNIT WITH WORKING MEMORY 175 KB FOR PROGRAM AND 1 MB FOR DATA, 16 DIGITAL INPUTS, 16 DIGITAL OUTPUTS, 5 ANALOG INPUTS, 2 ANALOG OUTPUTS, 6 HIGH SPEED COUNTERS, 4 HIGH SPEED OUTPUTS FOR PTO/PWM/FREQUENCY OUTPUT 1. INTERFACE: PROFINET IRT WITH 2 PORT SWITCH, 60 NS BIT-PERFORMANCE, INCL. FRONT CONNECTOR PUSH-IN, SIMATIC MEMORY CARD NECESSARY

概述

  • S7-1500 控制器产品系列中带有集成式数字量和模拟量输入和输出的紧凑型 CPU

  • 带有集成技术功能，比如高速计数器 (HSC)、频率测量功能、周期测量或步进电机控制、脉宽调制、频率输出等

  • 适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用

  • 在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用

  • PROFINET IO IRT 接口，带 2 端口交换机

  • PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O

  • 用于连接 CPU 作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET I-Device

  • OPC UA 服务器（数据访问）作为运行时选件，可轻易将 SIMATIC S7-1500 连接至第三方设备/系统

  • 等时同步模式

  • 集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，凸轮/凸轮轨道和探头

  • 用于诊断集成 Web 服务器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

注

运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡。

功能

性能

  • 指令处理速度更快, 取决于 CPU 型号、语言扩展和新的数据类型

  • 由于背板总线速度显著提高，CPU 的响应时间缩短

  • 功能强大的网络连接：
    每个 CPU 均标配PROFINET IO IRT（2 端口交换机）标准接口。

  • 集成技术

    • 通过标准化的块 (PLCopen) 连接模拟驱动器和具有 PROFIdrive 功能的驱动器

    • 支持速度控制轴和定位轴以及外部编码器，各轴之间可实现位置的传动，凸轮/凸轮轨道和探头

    • 集成式 I/O，例如，用于直接操作步进电机和模拟轴或直接记录HTL编码器。

    • 组态与编程中的计数器功能设计与 TM Count 2x24V 模块兼容。

    • 追踪功能适用于所有 CPU 标签，既适用于实时诊断，也适用于偶发错误检测；还可通过 CPU的网页服务器进行调用。

    • 全面的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动优化控制参数实现控制质量。

  • 集成安全功能

    • 通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块

    • 通过复制保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号：只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。

    • 4-级 授权理念：
      与 HMI 设备的通信也会受到限制。

    • 操作保护：
      控制器识别已改变的或未经授权的工程组态数据的传输

  • 设计与操作

    • 显示概览信息：
      例如，站名称，工厂标识符，位置名称，诊断信息，模块信息，显示设置。

    • 显示屏上的操作员控制选项：
      设置 CPU 或所连接以太网通信处理器的地址、设置日期和时间、选择 CPU 的操作模式、复位 CPU 至默认设置、禁用/启用显示器、激活保护等级，确认消息，备份和恢复项目。

  • 集成系统诊断

    • 显示屏上、TIA 博途中、HMI 设备上以及 Web 服务器上以纯文本形式一致显示系统诊断信息（甚至能显示来自变频器的消息），即使 CPU 处于停止模式也会进行更新。

    • 集成在 CPU 的固件中，无须进行特殊组态。

  • SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)

    • 用作插入式装载存储器，或用于更新固件。

    • 还可用于存储附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）

    • 通过用户程序的系统函数创建数据块实现数据存储/读取

  • 数据记录（归档）和配方

    • 配方和归档以 csv 文件保存在 SIMATIC 存储卡中；
      便于使用 Office 工具或通过 web 服务器，访问工厂运行数据

    • 通过 Web 浏览器或 SD 读卡器，可方便地访问机器的组态数据（与控制器之间的双向数据交换）

  • 编程

    • 使用 STEP 7 Professional V13 SP 1 UPD 4 或更高版本进行编程

    • 用于从 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 S7-1500 的移植工具；可基本上自动转换程序代码。记录不可转换的代码，并可以手动进行调整。

    • 通过复制与粘贴操作，可将 S7-1200 基本程序传送到 S7-1500。


在 TIA Portal V12 中为S7-1200/S7-1500 CPU 添加一个 DB 块时，其缺省属性为优化的 DB ，优化的 DB 块与标准的 DB 块整体对比如下表 01 所示： 标准 DB 优化 DB ......

在 TIA Portal V12 中为S7-1200/S7-1500 CPU 添加一个 DB 块时，其缺省属性为优化的 DB ，优化的 DB 块与标准的 DB 块整体对比如下表 01 所示：



标准 DB优化 DB
数据管理取决于变量的生明。用户可以生成用户定义或一个内存优化的数据结构。数据被系统管理和优化。用户可以生成用户定义的数据结构，系统进行优化以节省内存的空间。
存储方式每个变量的存储地址在 DB 块中每个变量的偏移地址可见每个变量的存储地址由 CPU 自动分配，无偏移地址。
访问方式可通过符号地址、地址以及指针方式寻址仅可通过符号地址访问
无需初始化功能不支持支持（仅 S7-1500）
访问速度慢快
数据保持性以整个 DB 块为单位设置保持性DB 块内的每个变量均可单独设置保持性
兼容性与 S7-300/400 PLC 兼容与 S7-300/400 PLC 不兼容
出错几率地址访问 (例如 HMI 或间接寻址 )，声明修改后可能导致数据的不一致。缺省为符号访问，不会造成数据的不一致，例如 HMI 只与符号名称对应。
西门子CPU1511C-1PN

表 01.

S7-300/S7-400 与 S7-1200 以及 S7-1500 DB 参数的对比如下表 02 所示：


S7-300/S7-400S7-1200S7-1500
DB 的容量64 KB64 KB标准 DB 64KB，优化 DB 16 M。
DB 的块号1600065535
DB 块类型标准 DB优化 DB、标准 DB（取决于DB块的属性）

 

表 02.

可通过修改 DB 块的属性将 DB 块修改为标准 DB 块或优化的 DB 块，如下图 01 所示：




图 01. 

如 DB 块属性为标准 DB 块，该 DB 块内变量的偏移地址（offset）被编译后会出现，标准 DB 块与优化的 DB 块对比如下图 02 所示：


图 02. 

S7-1200 CPU中，标准 DB 块与优化的 DB 块在 PLC 中按照下图 03 方式存储。


图 03. 

S7-1500 CPU中，标准 DB 块与优化的 DB 块在 PLC 中按照下图 04 方式存储。


图 04.

在 S7-1500 CPU 中，相比于标准的 DB 块，优化的 DB 块提供更快的访问速度，其根本原因与 CPU 的编码方式有关，如下图 05 所示：


图 05. 

与标准的 DB 块相比，优化的 DB 块有以下优势：

  • 提供更快的访问速度；

  • 以符号寻址，编程者无需考虑 DB 块中每个变量存储的具体地址，每个变量在 CPU 中存储的位置由 PLC 的系统自动进行分配；

  • CPU 与 HMI （如 Panel）连接时，由于优化的 DB 是靠符号寻址，所以当 PLC 变量连接到 HMI 后，PLC 侧对变量做的修改，HMI 无需重新；

  • 对 DB 块内的任意位置对变量进行添加及删除，或对变量的类型进行修改（如将Tag_1的属性由 byte 修改为Word），不会引起该 DB 块其它变量的使用；


S7-1200/S7-1500中如有以下应用，必须使用标准 DB 块：

  • 与其它 CPU 建立 S7 单边通信时（PUT/GET），用于存储发送区数据和接收区数据的 DB 块；

  • 与 Wincc V7.2 进行 HMI 连接时，Wincc V7.2 访问的 S7-1200/S7-1500 CPU 的 DB 块只能是标准的 DB 块；

  • 使用Simatic Net V8.2 与S7-1200/S7-1500 PLC进行 OPC 连接时，OPC 服务器访问 S7-1200/S7-1500 CPU 的 DB 块只能是标准的 DB 块。

描述

控制器S7-1500 和 分布式控制器ET200SP(开放式控制器) 的装载存储区存储以下 S7 程序数据：

  • 程序块 (FC，FB 和 OB) 

  • 数据块 (DB)

  • 技术参数

  • 数据类型

  • PLC 标签

  • 程序代码、符号和注释等相关信息


这意味着 S7-1500 CPU  的程序通常比 S7-300/S7-400 CPU、 ET 200S CPU  、 WinAC RTX 大10倍左右。


S7-1500 CPU 的装载存储区在 SIMATIC 存储卡上。根据以下操作步骤可以确定用户程序所需要的存储区的大小以便确定所需存储卡的大小。
在项目中选中需要确定存储区大小的 CPU。在菜单中点击“工具” 选择“资源”,然后选择“装载存储器” 。如图01和图02。 


图 01




图 02

注意

注意除用户程序以外，以下的数据同样存储在 SIMATIC 存储卡上并且这些数据不能通过 “装载存储器” 来确定。

  • 硬件组态

  • 连接组态

  • 配方，数据记录和 HMI 备份

  • 非 SIMATIC 文件，例如 PDF 等

SMC上装载存储区的估算
在STEP 7（博途）V13+SP1和更高版本中，可以将文件夹作为用户卡以便能估算S7-1500CPU的装载存储区。这个功能不需要SMC。目标文件夹提供关于实际所需存储区的信息。

  1. 在D盘中的资源管理器中建立一个文件夹；例如：给文件夹命名为"01_SMC_Memory"。
       
    注意
    实际的存储区大小还基于SMC的类型以及硬盘或区域的大小。
      

  2. 在STEP 7（博途）的项目导航中打开I"Card Reader/USB Memory"文件夹。
      

  3. 双击功能"Add User-defined Card Reader"。
      

  4. 在打开的"Search folder"对话框中选择保存路径，例如这个在D盘上的例子： "01_SMC_Memory" 并单击OK。之后读卡器文件夹就被STEP 7（博途）建立了。
      

  5. 如图3所示，将完整的S7-1500站拖放到读卡器文件夹中的路径"(D:\01_SMC_Memory)" 。
      


    图. 3
      

  6. 然后"Load preview"对话框就会打开。单击"Download"按钮来从S7-1500 CPU传输程序到读卡器文件夹。
      

  7. 将资源管理器和导航换到建立的存储路径，例如D:\01_SMC_Memory。"SIMATIC.S7S"文件夹包含STEP 7（博途）的程序。 
      

  8. 右键单击“SIAMTIC.S7S”并在弹出菜单中选择"Properties" 。
      


    图. 4
      


  9. 在"SIMATIC.S7S Properties"对话框中到"General" 标签就可以读取磁盘中所需大小。


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