产品概述 22.1 固件版本 V2.9 中的新功能本节概括介绍了自手册上次修订以来最重要的新增 CPU 固件功能。固件版本为 V2.9 的 CPU 的新功能新功能 客户获益 信息出处控制交换 S1 设备的切换时间自固件版本 V2.9 开始，主 CPU 出现故障/停止运行后，用户可以控制交换 S1 设备从断开到恢复所用的切换时间。此功能具有以下优势：• 优化交换 S1 设备从断开到恢复之间的切换时间《PROFINET 功能手册》MRP 互连 MRP 互连过程属于 MRP 的扩展。MRP 互连可在 PROFINET 网络中实现 2 个或更多环网与MRP 的冗余耦合。MRP 互连具有以下优势：• 设置冗余网络拓扑时，将不受环网中最多50 台设备的限制。• 对采用环网冗余的更大型拓扑进行监视。R/H-CPU 仿真 PLCSIM Advanced V4.0 支持对 R/H-CPU 进行仿真• 对系统中使用 R/H-CPU 的设备进行虚拟调试• 自动测试 STEP 7 用户程序仿真具有以下优势：• 错误早期检测、最大限度降低风险• 响应时间缩短• 无硬件成本《S7-PLCSIM Advanced 功能手册》产品概述2.1 固件版本 V2.9 中的新功能CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)10 设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC新功能 客户获益 信息出处OB 72（CPU 冗余错误）自固件版本 V2.9 开始，操作系统在发生更多事件时将调用 OB 72：• R/H 系统已进入 RUN-Redundant 系统状态，两个 R/H-CPU 可以冗余同步。• R/H 系统已进入 RUN-Redundant 系统状态，但两个 R/H-CPU 无法冗余同步。• R/H 系统仍处于 RUN-Redundant 系统状态，两个 R/H-CPU 可以立即或再次冗余同步。• R/H 系统仍处于 RUN-Redundant 系统状态，但两个 R/H-CPU 不能继续保持冗余同步。《S7-1500R/H 系统手册》“RH_CTRL”指令 自固件版本 V2.9 开始，“RH_CTRL”指令支持更多功能：• 请求 SYNCUP• 将主 CPU 切换到 STOP 模式（jinxian RUNRedundant 系统状态）• 将备用 CPU 切换至 STOP 模式配方阶段的指令 自固件版本 V2.9 开始，配方阶段的指令将支持以下各项：• RecipeExport（导出配方）• Recipeimport（导入配方）STEP 7 在线帮助工艺对象 TO_BasicPos和SSI_Absolute_Encoder工艺对象“TO_BasicPos”借助“TO_BasicPos”指令，可以使用 SINAMICSS/G/V 基本定位器功能的工艺对 SINAMICS 驱动器进行循环控制。工艺对象 SSI_Absolute_Encoder在用户程序中使用“SSI_Absolute_Encoder”指令控制 TM PosInput 工艺模块的位置检测及测量功能。产品概述2.1 固件版本 V2.9 中的新功能CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC 11固件版本 V2.8 的 CPU 的新功能新功能 客户获益 信息出处RUN-Redundant 系统状态下下载修改的用户程序可在 RUN-Redundant 系统状态下，将修改的用户程序下载到 R/H CPU。优势：对用户程序进行更改期间，冗余系统将一直保持在 RUN-Redundant 系统状态下。系统状态不会切换为 RUN-Rolo 或 SYNCUP。《S7-1500R/H 系统手册》109754833)在运行时备份 S7-1500R/H 冗余系统的组态可在设备运行时备份，而无需中断运行过程。设备不间断运行可有效地降低高额的重启与物料成本。交换 S1 设备 通过 CPU 的“交换 S1 设备”功能，可以在 S7-1500R/H 冗余系统中操作标准 IO 设备。使用断点进行测试 使用断点进行测试时，将在 STARTUP（启动OB）或 RUN-Solo 系统状态下运行断点间的一段程序。使用断点进行测试具有以下优势：• 使用断点测试 SCL 和 STL 程序代码• 逐步定位逻辑错误• 在实际调试前，简单、快速分析复杂程序• 记录单次执行循环中的当前值• 在 SCL 或 STL 程序段的 LAD/FBD 块中，还可使用断点进行程序验证。PID 控制器 PID 控制器作为标准内置于所有 R/H-CPU 中。PID 控制器可测量物理变量的实际值，例如温度或压力，并将实际值与设定值进行比较。基于产生的误差信号，控制器计算调节变量，该调节变量会使过程值尽可能快速而稳定地达到设定值。PID 控制器具有以下优势：• 通过集成的编辑器和块简化组态和编程• 通过 PG 和 HMI 简化仿真、可视化、调试和操作• 在操作期间自动计算控制参数和调节• 无需额外的硬件和软件• 《S7-1500R/H 系统手册》• 《PID 控制功能手册》产品概述2.1 固件版本 V2.9 中的新功能CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)12 设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC新功能 客户获益 信息出处用户程序中的报警 报警可显示 S7-1500R/H 冗余系统中的过程执行事件，可快速识别、准确定位和纠正错误。诊断功能手册(https://support.industry.siemens.com/cs/ww/zh/view/59192926)更多信息有关相应固件版本的所有新功能、改进和修订的概览信息，敬请访问 Internet。产品概述2.2 组态和操作原理CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC 132.2 组态和操作原理结构S7-1500R 冗余系统包含以下组件：• 两个 CPU 1513R-1 PN 型 CPU• 两个 SIMATIC 存储卡• PROFINET 电缆（冗余连接，PROFINET 环网）• IO 设备• 负载电源（可选）CPU 可安装在一个公共安装导轨，也可分别安装在两个单独的安装导轨上。在 PROFINET环网中，使用 PROFINET 电缆连接两个 CPU 和 IO 设备。① 负载电流电源，可选② 第一个 CPU③ 集成有 DIN 导轨规约的安装导轨④ 第二个 CPU⑤ PROFINET 电缆（冗余连接，PROFINET 环网）图 2-1 S7-1500R 的组态示例产品概述2.2 组态和操作原理CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)14 设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC说明标准导轨适配器使用标准导轨适配器将 CPU 安装在标准 35 mm 导轨上。有关安装标准导轨适配器的信息，请参见《S7-1500R/H 冗余系统》109754833)系统手册。工作原理冗余系统内两个 CPU 中的一个将执行过程控制角色（主 CPU）。另一个 CPU 将作为跟随CPU（备用 CPU）。在操作过程中，各 CPU 所分配的角色可能变更。由于主 CPU 与备用CPU 间的所有相关数据均进行同步，因此可确保主 CPU 发生故障时可在 CPU 间快速切换。如果主 CPU 发生故障，则备用 CPU 将在中断处作为新的主 CPU 继续过程控制。冗余连接是支持 MRP 功能的 PROFINET 环网。CPU 通过 PROFINET 环网进行同步。更多信息有关 CPU 操作与设计的详细说明，请参见《S7-1500R/H 冗余系统系统手册。产品概述2.3 硬件特性CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC 152.3 硬件特性订货号6ES7513-1RL00-0AB0模块视图下图显示了 CPU 1513R-1 PN。图 2-2 CPU 1513R-1 PN说明保护膜请注意，CPU 在交付时显示屏上贴有可移除的保护膜。产品概述2.3 硬件特性CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)16 设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC特性CPU 1513R-1 PN 具有以下技术特性：特性 说明 更多信息CPU 显示屏 S7 1500R/H 冗余系统中的所有 CPU 均配有纯文本信息显示屏。通过显示屏上，可显示诊断消息以及 CPU 的订货号、固件版本和序列号等信息。此外，在显示屏上还可查看和分配 CPU 的 IP 地址、PROFINET 设备名称和冗余 ID。系统 IP 地址不在显示屏中显示，可通过 STEP 7 进行查看。除了上述功能之外，显示屏还支持其它诸多功能。有关显示屏的更多功能，请参见《SIMATICS7 1500 显示屏仿真器》。• 《S7-1500R/H 冗余系统》系统手册• 《SIMATIC S7-1500 显示屏仿真器》电源电压 CPU 正面的一个 4 针插头可提供 24 V DC 的电源电压。• “连接 (页 27)”部分• 《S7-1500R/H 冗余系统》系统手册产品概述2.3 硬件特性CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC 17特性 说明 更多信息PROFINET IOPROFINET IO 接口（X1 P1 R 和X1 P2 R）该 CPU 配有一个双端口的 X1 接口（X1 P1 R 和X1 P2 R）。• PROFINET IO 接口 X1（默认 P1 R）用于连接两个 CPU 和 IO 设备，构建 PROFINET 环网。• PROFINET IO 接口 X1（默认 P2 R）用于连接PROFINET 环网中的两个 R-CPU。在 PROFINET 环网中，将通过以下连接方式在 CPU间传送同步帧：– 直接连接 (X1 P2 R)– 通过 IO 设备进行间接连接 (X1 P1 R)• 该接口支持 PROFINET IO RT（实时）和PROFINET 基本功能。PROFINET 的基本功能包括：– HMI 通信– 与组态系统通信– 与上位网络（骨干网、路由器、Internet）进行通信– 与其它机器或自动化单元通信• 《S7-1500R/H 冗余系统》系统手册• 功能手册《PROFINET》CPU 作为 IO 控制器时的操作IO 控制器：作为 IO 控制器时，CPU 将寻址以下组态的 IO 设备：• PROFINET 环网内的 IO 设备（使用系统冗余S2）• 使用交换机与 PROFINET 环网分离的 IO 设备（使用系统冗余 S2）• 标准 IO 设备（交换 S1 设备）标准 IO 设备通常不支持 H-Sync 转发。为避免 PROFINET 环网中断时循环时间增加，请将标准 IO 设备集成在交换机后，而不是 PROFINET环网中。产品概述2.3 硬件特性CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)18 设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC说明PROFINET 的基本功能CPU 1513R-1 PN 配有一个双端口的 PROFINET IO 接口（X1 P1 R 和 X1 P2 R）。要通过工业以太网将 HMI 设备或 PG/PC 连接到 CPU 中，则可通过 PROFINET X1 接口构建PROFINET 环网。此时，需要在 PROFINET 环网中安装一台交换机，并通过交换机进行工业以太网连接。H-Sync 转发使用 H-Sync 转发功能时，支持采用 MRP 的 PROFINET 设备仅在 PROFINET 环网中转发 S7-1500R 冗余系统的同步数据（同步帧）。此外，通过 H-Sync 转发功能，甚至可在对 PROFINET 环网进行重新组态过程中转发同步数据。如果 PROFINET 环网中断，H-Sync 转发功能可避免循环时间增加。说明H-Sync 转发支持技术规范通常表明 PROFINET 设备是否支持 H-Sync 转发功能。GSD 文件还将指示设备是否支持 H-Sync 转发功能。如果“ApplicationClass”属性包含“HighAvailability”令牌，则设备支持 H-Sync 转发功能。更多关于 H-Sync 转发的信息，请参见系统手册 S7-1500R/H 冗余系统。附件有关“附件/备件”主题的信息，请参见系统手册《S7-1500R/H 冗余系统》。产品概述2.4 固件功能CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC 192.4 固件功能功能CPU 1513R-1 PN 支持以下固件功能：功能 说明 更多信息CPU 冗余 PROFINET 环网内，两个相同的 CPU 通过冗余连接进行数据同步。如果一个 CPU 发生故障，则另一个 CPU 将继续过程控制。《S7-1500R/H 冗余系统》系统手册集成系统诊断 系统将自动生成系统诊断消息，并通过 PG/PC、HMI 设备或集成的显示屏进行输出。即使 CPU处于操作状态 STOP 时，也会报告系统诊断信息。功能手册《诊断》集成跟踪功能 跟踪功能适用于排除用户程序中的错误和/或优化。使用跟踪和逻辑分析器功能，可记录设备变量并对记录进行评估。如，CPU 中驱动参数变量、系统变量和用户变量。跟踪和逻辑分析器功能尤其适用于高动态过程的操作监视。注：请注意，S7-1500R/H 冗余系统虽然可记录测量结果，但无法将测量结果保存到 SIMATIC存储卡中。功能手册《使用跟踪和逻辑分析器功能》PROFINET IO系统冗余 S2 具有 S2 系统冗余的 IO 设备可以在主 CPU 与备用 CPU 切换期间实现系统的不间断运行。如果 CPU 的角色发生变更，则新的主 CPU 将接管 PROFINET IO 通信。• 系统手册《S7-1500R/H 冗余系统109754833)》• 功能手册《PROFINET》产品概述2.4 固件功能CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)20 设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC功能 说明 更多信息交换 S1 设备 通过 CPU 的交换 S1 设备功能，可以在S7-1500R/H 冗余系统上操作标准 IO 设备。《S7-1500R/H 冗余系统》系统手册RT（实时） 与标准帧不同，RT 优先处理 PROFINET IO 帧。这样，可确保自动化技术中所要求的确定性。在此过程中，数据将通过已优先的以太网帧进行传输。功能手册《PROFINET》MRP（介质冗余协议） 介质冗余协议可用于冗余网络的组态。冗余传输链路（环形拓扑结构）可确保一条传输链路发生故障时另一条通信路径可用。在 PROFINET 环网中，进行相应的项目组态后，R-CPU 将作为 MRP 管理员角色，而环网中其它所有设备将作为 MRP 客户端角色。MRP 互连 MRP 互连过程是对 MRP 的增强，可在 PROFINET网络中实现两个或更多环网与 MRP 的冗余耦合。MRP 互连（与 MRP 一样）在标准 IEC62439-2（第 3 版）中规定。PROFIenergy PROFIenergy 是一种基于 PROFINET 的数据接口，用于统一关闭耗电设备，并在暂停期间进行充分协调，而不考虑制造商或设备的类型。由于在该过程中，只需提供真正所需的电力即可。因此，该过程可节约大量电能。而且 PROFINET 设备自身功率较小，因而可具有较大的节能潜力。集成工艺功能集成闭环控制功能 • PID Compact（PID 连续控制器）• PID 3Step（步进控制器，用于集成执行器）• PID Temp（温度控制器，通过两个单独的执行器进行加热和冷却）功能手册《PID 控制》控制、测量和位置检测 • TO_BasicPos（控制 SINAMICS 驱动器）• SSI_Absolute_Encoder（控制 TM PosInput 工艺模块的位置检测和测量功能）STEP 7 在线帮助产品概述2.4 固件功能CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC 21功能 说明 更多信息安全集成专有技术保护 专有技术保护用于保护用户块，防止未经授权的访问和修改。《S7-1500R/H 冗余系统》系统手册访问保护 可使用认证级别为各用户组分配不同的权限。完整性保护 系统默认，CPU 设置有完整性保护功能。使用完整性保护功能，可识别 SIMATIC 存储卡中的工程组态数据或在 STEP 7 与 CPU 间进行数据传输的过程中是否发生篡改。此外，完整性保护还检查 SIMATIC HMI 系统到CPU 间的数据通信，检查工程组态数据是否发生篡改。如果完整性保护发现工程组态数据发生篡改，则用户将接收到一条相应消息。密码提供程序 除了手动输入密码，也可在 STEP 7 中关联一个密码提供程序。密码提供程序具有以下优势：• 密码处理更为方便快捷。STEP 7 可自动导入各块的密码，从而节省大量时间。• 即使用户也不知道实际的密码，因此可从而实现zuijia块保护。产品概述2.5 操作员控件和显示屏元件CPU 1513R-1 PN (6ES7513-1RL00-0AB0)22 设备手册, 05/2021, A5E42009482-AC2.5 操作员控件和显示屏元件2.5.1 前面板闭合时的 CPU 正视图下图显示了 CPU 1513R-1 PN 的正视图。① LED 指示灯，指示 CPU 的当前操作状态和诊断状态② 显示屏③ 控制键图 2-3 CPU 1513R-1 PN（带前面板）的正视图说明显示屏的温度范围为了增加显示屏的使用寿命，在低于所允许的设备操作温度时显示屏将自动关闭。冷却后，显示屏将自动开启。显示屏关闭后，LED 指示灯将继续指示 CPU 的状态。有关显示屏自动开启和关闭时温度限值的更多信息，请参见“技术规范 (页 37)”。