紧凑型 CPU 的性能特性 紧凑型 CPU 集成有板载模拟量和数字量 I/O 并集成大量工艺功能，可完美适用于各种中小型应用。下表列出了紧凑型 CPU 的特定属性。 CPU 1511C-1 PN CPU 1512C-1 PN 集成的模拟量输入/输出 5 个输入/2 个输出 5 个输入/2 个输出 集成的数字量输入/输出 16 个输入/16 个输出 32 个输入/32 个输出 高速计数器 6 6 频率计 6（最高 100 kHz） 6（最高 100 kHz） 周期持续时间测量 6 个通道 6 个通道 脉宽调制（PWM 输出） 最多 4 个（高达 100 kHz） 最多 4 个（高达 100 kHz） 脉冲串输出（PTO 输出） 最多 4 个（高达 100 kHz） 最多 4 个（高达 100 kHz） 频率输出 高达 100 kHz 高达 100 kHz 集成的运动控制工艺功能 SIMATIC S7-1500 自动化系统的所有 CPU 都支持运动控制工艺功能。STEP 7 提供的 PLCopen 标准化 Motion Control 指令可用于组态驱动装置并将其连接到 CPU。 S7-1500 Motion Control 支持以下工艺对象： • 速度控制轴 • 定位轴 • 同步轴 • 外部编码器 • 凸轮 • 凸轮轨迹 • 测量输入 产品概述 2.2 SIMATIC S7-1500 CPU 的应用领域 CPU 1513-1 PN (6ES7513-1AL02-0AB0) 设备手册, 05/2021, A5E40882000-AB 19 SIMATIC S7-1500 自动化系统的工艺 CPU 提供增强的 Motion Control 功能： • gaoji同步功能 – 指定同步位置的同步 – 实际值耦合 – 改变随动轴的主值 – 凸轮系统 • 多达 4 个编码器或测量系统提供用于位置控制的实际位置 • 凸轮 • 运动系统可用于控制： – 笛卡尔型传送门 – 皮辊扦 – 摇杆控制机械臂 – 并联型分拣机 – SCARA 机械臂 凭借对这些工艺功能的支持，S7-1500T CPU 可完美适用于控制包装机、物料加工应用和安装自动化等。 附加的集成工艺功能 SIMATIC S7-1500 控制器系列还为所有 CPU 变量提供了各种的跟踪功能，用于对驱动和控制装置进行高效调试，诊断并快速优化。 除驱动集成之外，SIMATIC S7-1500 控制器系列还提供 PID 紧凑型闭环控制器；易于组态的块允许对控制器参数进行自动优化，从而大幅提升控制质 量。 其它工艺功能 工艺模块还可实现高速计数、位置检测与测量功能以及脉冲发生器（PTO、PWM 和频率输出）。CPU 1511C-1 PN 和 CPU 1512C-1 PN 紧凑型 CPU 中均集成有这些功能，无需额外连接工艺模块即可实现。 SIWAREX 称重模块可作为静态秤，应用极为灵活广泛。 产品概述 2.2 SIMATIC S7-1500 CPU 的应用领域 CPU 1513-1 PN (6ES7513-1AL02-0AB0) 20 设备手册, 05/2021, A5E40882000-AB 冗余 CPU S7-1500R/H 冗余系统的 CPU 可提供高度的可靠性和系统可用性。最重要的自动化组件的冗余组态可降低生产停机的概 率并减轻组件错误造成的后果。 生产停机的风险和成本越高，越值得使用冗余系统。可通过避免生产停机补偿通常来讲较 高的投资成本。 信息安全集成 与 STEP 7 一同使用时，这些 CPU 可提供基于密码的专有技术保护，从而有效防止对程序块未经授权的读取或修改。 防拷贝保护是一种高可靠性的保护措施，可以防止对程序块未经授权的复制。通过防拷贝 保护，SIMATIC 存储卡上的各个块可以关联到其序列号，因此只有当组态的存储卡插入到 CPU 中时，才能运行这些块。 另外，还可以使用四个不同的授权级别，在控制器中为各个不同的用户组分配不同的访问 权限。 防篡改保护经过改进，允许控制器检测工程组态数据的传输是否被篡改或未被授权。 使用以太网 CP (CP 1543-1) 可通过防火墙提供额外的访问保护或可以建立安全 VPN 连接。 信息安全集成 故障安全型 CPU 主要适用于同时采用集中式和分布式两种方式实施高标准要求的标准应用和故障安全应用 。 这些故障安全 CPU 允许在同一 CPU 上处理标准程序和安全程序，从而允许在标准用户程序中评估故障安全数据。正是基于这 种功能集成，SIMATIC 的系统优势和大量功能也可完美适用于故障安全应用。 故障安全 CPU 经过验证，在安全模式下使用可达以下级别： • 符合 IEC 61508:2010 的安全级别（安全完整性等级）SIL 3 • 符合 13849-1:2015 或 EN ISO 13849-1:2015 的性能等级 (PL) e 和 Cat. 4 为保证 IT 安全，还为 F 组态和 F 程序设置了其它密码保护。 产品概述 2.2 SIMATIC S7-1500 CPU 的应用领域 CPU 1513-1 PN (6ES7513-1AL02-0AB0) 设备手册, 05/2021, A5E40882000-AB 21 设计和操作 SIMATIC S7-1500 产品系列的所有 CPU 均配有纯文本信息显示屏。可为用户显示所有相连模块的订货号、固件版本和序列号信息 。另外，可在本地直接更改该 CPU 的 IP 地址和其它网络参数，而无需使用编程设备。错误消息将以纯文本方式直接显示在显示屏 上。执行维护时，可以通过快速访问诊断报警来最大程度缩短工厂停机时间。关于此主题 以及显示屏的诸多其它功能的详细信息，请参见 SIMATIC S7-1500 显示屏仿真器 (https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109761758/en)。 所有模块采用统一的前连接器，并且通过集成的电位跳线器灵活构成电位组，极大简化了 存储方式。SIMATIC S7-1500 导轨中应用了 DIN 导轨之后，便可轻松快速地安装附加组件（例如断路器、继电器等）。SIMATIC S7-1500 产品系列的 CPU 可使用单个的模块以模块化方式集中扩展。功能扩展节省空间，可以灵活适应各种应用。 数字信号模块的系统布线可实现快速清晰地连接到现场传感器和执行器（由前连接器模块 、连接电缆和 I/O 模块构成的完全模块化连接），以及轻松完成控制室内的接线（由预装导线的前连接器构 成的灵活连接）。 系统诊断和报警 CPU 集成的系统诊断会默认激活。可组态各种不同类型的诊断而无需进行编程。来自驱动器的 系统诊断信息和报警会以普通文本形式一致地显示在： • CPU 显示屏上 • STEP 7 中 • HMI 中 • Web 服务器上 这些信息在 RUN 模式下提供，但在 CPU 的 STOP 模式下也可用。在组态新硬件组件时，诊断信息将自动更新。 该 CPU 作为中央中断服务器时，可最多支持三种项目语言。HMI 采用为 CPU 定义的项目语言接管显示屏。如果您需要其它语言形式的报警文本，可以通过组态的连接 将其加载到 HMI 中。CPU、STEP 7 和 HMI 可保证数据的一致性，无需额外工程组态步骤。维护工作变得更简单。 产品概述 2.3 硬件属性 CPU 1513-1 PN (6ES7513-1AL02-0AB0) 22 设备手册, 05/2021, A5E40882000-AB 2.3 硬件属性 订货号 6ES7513-1AL02-0AB0 模块视图 下图显示了 CPU 1513-1 PN。 图 2-1 CPU 1513-1 PN 说明 保护膜 请注意，出厂发货时，CPU 的显示屏上贴有保护膜。必要时，可撕去保护膜。 产品概述 2.3 硬件属性 CPU 1513-1 PN (6ES7513-1AL02-0AB0) 设备手册, 05/2021, A5E40882000-AB 23 特性 CPU 1513-1 PN 具有以下技术特性： 属性 说明 更多信息 CPU 显示屏 SIMATIC S7-1500 产品系列的所有 CPU 均配有纯文本信息显示屏。显示屏显示了所有连 接模块的订货号、固件版本和序列号信息。此外 ，还可以设置 CPU 的 IP 地址，以及进行其它网络设置。显示屏直接以纯 文本形式显示错误消息。 除了此处列出的功能外，显示屏上还显示了 SIMATIC S7-1500 显示屏仿真器中介绍的诸多其它功能。PROFINET 接口（X1 P1R 和 X1 P2 R）该接口有两个端口。除 PROFINET的基本功能之外，它还支持 PROFINET IORT（实时）和 IRT（等时实时）功能。CPU 可用作• IO 控制器• 智能设备• IO 控制器：作为 IO 控制器时，CPU 将寻址所连接的 IO设备• 智能设备：作为智能设备（智能 IO 设备）时，CPU将分配给更gaoji的 IO控制器，并在过程中被用作子过程的智能预处理单元集成系统诊断 系统自动生成系统诊断消息，并通过PG/PC、HMI 设备、Web服务器或集成的显示屏输出这些消息。CPU 处于STOP 模式时，也会报告系统诊断信息。集成 Web 服务器 使用 Web 服务器，可通过网络对 CPU数据进行访问。因此，可进行长距离的评估、诊断和修改。无 STEP 7时也可以实现监视和评估；仅需一个 Web浏览器。请确保采取了适当措施（例如，限制网络访问、使用防火墙等），防止 CPU遭受恶意入侵。集成跟踪功能 跟踪功能支持诊断和/或优化用户程序。通过轨迹和逻辑分析器功能，可记录设备变量并评估相应记录。例如，变量为 CPU的驱动参数或系统和用户变量。设备将保存记录结果。如果需要，可读取并yongjiu保存记录结果（使用组态系统(ES)）。因此，轨迹和逻辑分析器功能适用于监视高度动态的过程。跟踪记录也可以通过 Web 服务器进行显示。OPC UA 使用OPC UA，可通过与制造商无关的开放式通信协议进行数据交换。CPU 可用作 OPC UA服务器。作为 OPC UA 服务器的 CPU 可与OPC UA 客户端通信。OPC UA配套规范允许独立于制造商统一指定相应方法。使用这些指定的方法，可将不同制造商的设备轻松地集成到工厂和生产过程中。组态控制 通过组态控制，可基于硬件的一个已组态最大组态，来运行各种实际硬件配置。这表示，可使用单个项目来运行/组态不同的机器组态形式，特别是在成批机器制造方面。RT（实时） 相对于标准报文，RT 优先处理 PROFINET IO报文。这可以确保自动化技术中要求的确定性。 在该过程中，数据通过优先的以太网报文来传输。IRT（等时实时） 在发送时钟内，系统为 IRT数据预留有一定带宽。预留带宽可确保按时间同步间隔传送 IRT数据，而不受其它高网络负载（如：TCP/IP通信或其它实时通信）的影响。可通过 IRT实现确定性最大的更新时间。IRT可用于等时同步应用中。等时同步模式 等时同步模式系统属性获取测量值和过程数据以及处理信号（在固定的系统时钟内）。因而，等时同步模式不但可以大幅提高控制质量，同时还进一步提高了生产制造的精度。等时同步模式将过程响应时间发生波动的可能性降至最低。可保证时间的处理过程能够实现更高的机器周期。MRP（介质冗余协议） 可通过介质冗余协议建立冗余网络。冗余传输链路（环网拓扑结构）可确保在一条传输链路出现 故障时，使用备用通信路径。作为该冗余网络一部分的 PROFINET 设备形成 MRP 域。可使用 MRP 来实现 RT 操作。MRPD（支持有计划复制的介质冗余）MRP 扩展功能 MRPD的优势在于，环网中的某台设备或线路发生故障时，其它所有设备可继续使用 IO数据而不会发生中断且更新时间较短。MRPD 基于 IRT 和MRP。要实现短更新时间的介质冗余，环网中的PROFINET设备需双向发送数据。设备在两个环网端口接收该数据，从而节省了重新组态时间。共享设备 “共享设备”功能允许 IO设备的模块或子模块在不同的 IO控制器中进行划分。大型或分布较广的分布式系统经常使用数量众多的 IO控制器。如果不使用“共享设备”功能，I/O设备的每个 I/O 模块都会分配给同一个 IO控制器。如果在物理上彼此接近的传感器必须向不同的 IO 控制器提供数据，则需要多个 IO设备。“共享设备”功能允许 IO设备的模块或子模块在不同的 IO控制器中进行划分，因而实现了灵活的自动化概念。例如，可以将物理上彼此接近的各 I/O模块集成在一个 IO 设备中。PROFIenergy PROFIenergy 是基于 PROFINET的数据接口，用于统一关闭用电设备，并在暂停期间进行充分协调，而无需考虑制造厂商或设备类型如何。这样，应确保仅为过程中的设备提供真正所需的电力。过程会节约大部分能量且PROFINET设备自身功率较小，因而具有较大的节能潜力。运动控制 S7-1500 CPU 支持使用以下工艺对象通过 S7-1500 运动控制功能实现轴的受控定位和行进：速度控制轴、定位轴、同步轴、外部编码器、凸轮、凸轮轨迹和测量输入。• 速度控制轴，用于控制可指定速度的驱动装置• 定位轴，用于控制驱动装置的位置• 同步轴，与主值关联。该轴与主轴位置同步。• 外部编码器，用于检测编码器的实际位置，并且用作同步操作的主值• 凸轮和凸轮轨迹，用于根据位置生成开关信号• 测量输入，用于根据事件快速、精准的感测实际位置集成闭环控制功能 • PID Compact（PID 连续控制器）• PID 3Step（步进控制器，用于集成执行器）• PIDTemp（温度控制器，通过两个单独的执行器进行加热和冷却）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。防拷贝保护 防拷贝保护将用户块与 SIMATIC 存储卡或 CPU的序列号相关联。如果没有对应的 SIMATIC存储卡或 CPU，则用户程序无法运行。完整性保护 默认情况下，CPU具有完整性保护。完整性保护可以识别出SIMATIC 存储卡上或在 TIA Portal 和 CPU之间进行数据传输期间可能对工程组态数据进行的篡改。完整性保护还会对从 SIMATIC HMI 系统到 CPU的通信进行检查，确定该过程中是否可能存在对工程组态数据的篡改。如果完整性保护识别出对工程组态数据的篡改， 用户将接收到相应消息。密码提供程序 除了手动输入密码，也可在 STEP 7中连接一个密码提供程序。密码提供程序具有以下优势：• 密码处理更为方便快捷。STEP 7可自动读取块的密码。从而节省大量时间。• 用户不知道实际密码，从而实现了zuijia块保护。