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西門子模塊6ES7516-3AN02-0AB0

SIMATIC S7-1500 系統(tǒng)概述

新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多種創(chuàng)新技術(shù)之外，還設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)，提高生產(chǎn)效率。無(wú)論是小型設(shè)備還是對(duì)速度和準(zhǔn)確性要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置，都一一適用。SIMATIC S7-0 無(wú)縫集成到 TIA 博途中，極大提高了工程組態(tài)的效率。

SIMATIC S7-1500 采用模塊化結(jié)構(gòu)，各種功能皆具有可擴(kuò)展性。
每個(gè)控制器中都包含有以下組件：

·        一個(gè)中央處理器(CPU)，用于執(zhí)行用戶程序

·        一個(gè)或多個(gè)電源

·        信號(hào)模塊，用作輸入/輸出

·        以及相應(yīng)的工藝模塊和通信模塊。

性能

沒(méi)有最快，只有更快！SIMATICS7-1500 的系統(tǒng)性能極大縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而優(yōu)化了控制質(zhì)量并提高了系統(tǒng)性能。

處理速度

SIMATIC S7-1500 的信號(hào)處理速度更為快速，極大縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。

高速背板總線

新型的背板總線技術(shù)采用高波特率和高效傳輸協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速處理。

技術(shù)集成

SIMATIC S7-1500 中可將運(yùn)動(dòng)控制功能直接集成到PLC 中，而無(wú)需使用其它模塊。通過(guò) PLCopen 技術(shù)，控制器可使用標(biāo)準(zhǔn)組件連接支持PROFIdrive 的各種驅(qū)動(dòng)裝置。

此外，SIMATICS7-1500 還支持所有 CPU 變量的 TRACE 功能，提高了調(diào)試效率的同時(shí)優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)和控制器的性能。

TRACE 功能

TRACE 功能適用于所有 CPU，不僅增強(qiáng)了用戶程序和運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用診斷的準(zhǔn)確性，同時(shí)還極大優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)裝置的性能。

運(yùn)動(dòng)控制功能

通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制功能可連接各種模擬量驅(qū)動(dòng)裝置以及支持 PROFIdrive 的驅(qū)動(dòng)裝置。同時(shí)該功能還支持轉(zhuǎn)速軸和定位軸。

信息安全集成

SIMATIC S7-1500 中提供一種更為的安全保護(hù)機(jī)制，包括*級(jí)別、模塊保護(hù)以及通信的完整性等各個(gè)方面。

“信息安全集成”機(jī)制除了可以確保投資安全，而且還可持續(xù)提高系統(tǒng)的可用性。

專有技術(shù)保護(hù)

加密算法可以有效防范未經(jīng)*的訪問(wèn)和修改。這樣可以避免機(jī)械設(shè)備被仿造，從而確保了投資安全。

防拷貝保護(hù)

可通過(guò)綁定 SIMATIC 存儲(chǔ)卡或 CPU 的序列號(hào)，確保程序無(wú)法在其它設(shè)備中運(yùn)行。

這樣程序就無(wú)法拷貝，而且只能在的存儲(chǔ)卡或 CPU 上運(yùn)行。

訪問(wèn)保護(hù)

訪問(wèn)保護(hù)功能提供一種的安全保護(hù)功能，可防止未經(jīng)*的項(xiàng)目計(jì)劃更改。采用為各用戶組分別設(shè)置訪問(wèn)密碼，確保具有不同級(jí)別的訪問(wèn)權(quán)限。此外，安全的CP 1543-1 模塊的使用，更是加強(qiáng)了集成防火墻的訪問(wèn)保護(hù)。

操作保護(hù)

系統(tǒng)對(duì)傳輸?shù)娇刂破鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，防止對(duì)其進(jìn)行未經(jīng)*的訪問(wèn)?？刂破骺梢宰R(shí)別發(fā)生變更的工程組態(tài)數(shù)據(jù)或者來(lái)自陌生設(shè)備的工程組態(tài)數(shù)據(jù)。

設(shè)計(jì)與操作

SIMATIC S7-1500 中包含有諸多新特性，地確保了工程組態(tài)的高效性和可用性。

內(nèi)置 CPU 顯示屏

可快速訪問(wèn)各種文本信息和詳細(xì)的診斷信息，以提高設(shè)備的可用性同時(shí)也便于了解工廠的所有信息。

標(biāo)準(zhǔn)前連接器

標(biāo)準(zhǔn)化的前連接器不僅極大簡(jiǎn)化了電纜的接線操作，同時(shí)還節(jié)省了更多的接線時(shí)間。

集成短接片

通過(guò)集成短接片的連接，可以更為靈活便捷地建立電位組。

l  CPU 模塊

l  CPU 1518-4 PN/DP：4 M 程序，20 M 數(shù)據(jù)；1 ns；1 x PROFINET （2 端口交換機(jī)），2 x ETHERNET，1 x PROFIBUS 6ES7 518-4AP00-0AB0

l  CPU 1517-3 PN/DP：2 MB 程序，8 MB 數(shù)據(jù)；2 ns；1 x PROFINET（2 端口交換機(jī)），1 x ETHERNET，1 x PROFIBUS 6ES7 517-3AP00-0AB0

l  CPU 1516-3 PN/DP：1 MB 程序，5 MB 數(shù)據(jù)；10 ns；1 x PROFINET（2 端口交換機(jī)），1 x ETHERNET，1 x PROFIBUS 6ES7 516-3AN01-0AB0

l  CPU 1515-2 PN：500K 程序，3 M 數(shù)據(jù)；30 ns；1 x PROFINET（2 端口交換機(jī)），1 x ETHERNET 6ES7 515-2AM01-0AB0

l  CPU 1513-1 PN：300 KB 程序，1.5 MB 數(shù)據(jù)；40 ns；1 x PROFINET（2 端口交換機(jī)） 6ES7 513-1AL01-0AB0

l  CPU 1511-1 PN：150 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；60 ns；1 x PROFINET（2 端口交換機(jī)） 6ES7 511-1AK01-0AB0

l  CPU 1512SP-1 PN：200 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；48 ns ；1 x PROFINET，

l  帶有 3 個(gè)端口（1xRJ45，2x 通過(guò) BusAdapter（RJ45 或 FC）

l  6ES7 512-1DK01-0AB0

l  CPU 1510SP-1 PN：100 KB 程序，750 KB 數(shù)據(jù)；72 ns ；1 x PROFINET，

l  帶有 3 個(gè)端口（1xRJ45，2x 通過(guò) BusAdapter（RJ45 或 FC）

l  6ES7 510-1DJ01-0AB0

l  CPU 1512C-1 PN, 250 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；48 ns；集成2x PN 接口；集成 32 DI/32 DO, 5 AI/2AO, 6 HSC@100kHz 6ES7 512-1CK00-0AB0

l  CPU 1511C-1 PN, 175 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；60 ns；集成2x PN 接口；集成 16 DI/16 DO, 5 AI/2AO, 6 HSC@100kHz 6ES7 511-1CK00-0AB0

l  CPU 1515SP PC 2GB ，8GB CFast，Windows 7 嵌入版32 位6ES7677-2AA31-0EB0

l  CPU 1515SP PC 2GB 備件* 6ES7677-2AA30-0AA0

l  CPU 1515SP PC 4GB ，16GB CFast，Windows 7 嵌入版64 位6ES7677-2AA41-0FB0

l  CPU 1515SP PC 4GB 備件* 6ES7677-2AA40-0AA0

l  CPU 1515SP PC 4GB ，16GB CFast，Windows 7 嵌入版64 位 + HMI 128PT6ES7677-2AA41-0FK0

l  CPU 1515SP PC 4GB ，16GB CFast，Windows 7 嵌入版64 位+ HMI 512PT 6ES7677-2AA41-0FL0

l  CPU 1515SP PC 4GB ，16GB CFast，Windows 7 嵌入版64 位 + HMI 2048PT6ES7677-2AA41-0FM0

l  SIMATIC ODK 1500S 開(kāi)發(fā)包6ES7806-2CD00-0YA0

l  S7-1500 軟件控制器CPU 1507S 6ES7672-7AC00-0YA0

l  安全CPU 模塊

l  CPU 1518F-4 PN/DP，中央處理單元，帶有工作存儲(chǔ)區(qū)（4 M 程序，20 M 數(shù)據(jù)） 6ES7 518-4FP00-0AB0

l  CPU 1517F-3 PN/DP，中央處理單元，帶有工作存儲(chǔ)區(qū)（2 MB 程序，8 MB 數(shù)據(jù)） 6ES7 517-3FP00-0AB0

l  CPU 1516F-3 PN/DP，中央處理單元，帶有工作存儲(chǔ)區(qū)（1.5 MB 程序，5 MB 數(shù)據(jù)） 6ES7 516-3FN01-0AB0

l  CPU 1515F-2 PN，中央處理單元，帶有工作存儲(chǔ)區(qū)（750 KB 程序，3 MB 數(shù)據(jù)） 6ES7 515-2FM01-0AB0

l  CPU 1513F-1 PN，中央處理單元，帶有工作存儲(chǔ)區(qū)（450KB 程序，1.5 MB 數(shù)據(jù)） 6ES7 513-1FL01-0AB0

l  CPU 1511F-1 PN，中央處理單元，帶有工作存儲(chǔ)區(qū)（225KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)） 6ES7 511-1FK01-0AB0

l  CPU 1512SP F-1 PN，中央處理單元，帶有工作存儲(chǔ)區(qū)（300 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)） 6ES7 512-1SK01-0AB

l  CPU 1510SP F-1 PN，中央處理單元，帶有工作存儲(chǔ)區(qū)（150 KB 程序，750 KB 數(shù)據(jù)） 6ES7 510-1SJ01-0AB0

l  35mm 高性能信號(hào)模塊，不含40 針前連接器

l  DI 16：數(shù)字輸入模塊，高性能 16DI，24 V DC 6ES7 521-1BH00-0AB0

l  DI 16：源型輸入，16DI，24 V DC 6ES7 521-1BH50-0AA0

l  DI 16：數(shù)字輸入模塊，16DI，230 V AC 6ES7 521-1FH00-0AA0

l  DI 32：數(shù)字輸入模塊，高性能 32DI，24 V DC 6ES7 521-1BL00-0AB0

l  DQ 8：數(shù)字輸出模塊，8DQ，可控硅，230 V AC / 2 A 6ES7 522-5FF00-0AB0

l  DQ 8：數(shù)字輸出模塊，8DQ，繼電器，230 V AC / 5 A 6ES7 522-5HF00-0AB0

l  DQ 8：數(shù)字輸出模塊，高性能 8DQ，晶體管，24 V DC / 2 A 6ES7 522-1BF00-0AB0

l  DQ 16：數(shù)字輸出模塊，16DQ，晶體管，24 V DC / 0.5 A 6ES7 522-1BH00-0AB0

l  DQ 32：數(shù)字輸出模塊，32DQ，晶體管，24 V DC / 0.5 A 6ES7 522-1BL00-0AB0

l  AI 8：模擬輸入模塊，8AI，U/I/RTD/TC 6ES7 531-7KF00-0AB0

l  AI 8：模擬輸入模塊，8AI，U/I，高速6ES7 531-7NF10-0AB0

l  AQ 4：模擬輸出模塊，4AQ，U/I 6ES7 532-5HD00-0AB0

l  AQ 8：模擬輸出模塊，8AQ，U/I ，高速6ES7 532-5HF00-0AB0

l  25mm 緊湊型信號(hào)模塊，含 40 針推入式前連接器

l  DI 16：數(shù)字量輸入模塊，16 DI 緊湊型，24V DC 6ES7 521-1BH10-0AA0

l  DI 32：數(shù)字量輸入模塊，32 DI 緊湊型，24V DC 6ES7 521-1BL10-0AA0

l  DQ 16：數(shù)字量輸出模塊，16 DQ 緊湊型，晶體管，24VDC/0.5A 6ES7 522-1BH10-0AA0

l  DQ 32 ：數(shù)字量輸出模塊，32 DQ 緊湊型，晶體管，24VDC/0.5A 6ES7 522-1BL10-0AA0

l  DI16/DQ16：數(shù)字量輸入輸出模塊，16 DI x24VDC / 16 DQ x24VDC/0.5A 緊湊型 6ES7 523-1BL00-0AA0

l  AI 4：模擬量輸入模塊，4 AI 緊湊型，U/I/RTD/TC ST 6ES7 531-7QD00-0AB0

l  AQ 2：模擬量輸出模塊，2 AQ 緊湊型，U/I ST 6ES7 532-5NB00-0AB0

l  AI 4/ AQ 2：模擬量輸入輸出模塊，AI 4xU/I/RTD/TC / AQ 2xU/I ST 6ES7534-7QE00-0AB0

l  通信模塊

l  CM：PtP RS232，通訊模塊6ES7 540-1AD00-0AA0

l  CM：PtP RS422/485，通訊模塊6ES7 540-1AB00-0AA0

l  CM：PtP RS232，高性能通訊模塊6ES7 541-1AD00-0AB0

l  43

l  S7-1500 訂貨號(hào)

l  CM：PtP RS422/485，高性能通訊模塊6ES7 541-1AB00-0AB0

l  CM 1542-5：RS485，PROFIBUS 通訊模塊6GK7 542-5DX00-0XE0

l  CP 1542-5；RS485，PROFIBUS 通訊模塊6GK7 542-5FX00-0XE0

l  CP 1543-1：RJ45，工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊6GK7 543-1AX00-0XE0

l  CM 1542-1；RJ45，PROFINET 通訊模塊 6GK7 542-1AX00-0XE0

下載程序時(shí)，CPU將編譯該程序，如果CPU發(fā)現(xiàn)程序違反編譯規(guī)則（如出現(xiàn)非法指令），就會(huì)停止下載程序，并生成一個(gè)非致命編譯規(guī)則錯(cuò)誤代碼。表1列出了違反編譯規(guī)則生成的錯(cuò)誤代碼及其意義。

    表1  編譯規(guī)則錯(cuò)誤

Profibus 接線

無(wú)論是組成MPI還是RPOFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，用到的主要部件都是一樣的：

• PROFIBUS電纜：電纜型號(hào)有多種，其中基本的是PROFIBUS FC（Fast Connect快速連接）Standard電纜（訂貨號(hào)6XV1 830-0EH10）
• PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接器：網(wǎng)絡(luò)連接器也有多種形式，如出線角度不同等等

具體電纜及接頭訂貨號(hào)請(qǐng)參看：常用附件訂貨號(hào)

連接網(wǎng)絡(luò)連接器

A. 電纜和剝線器。使用FC技術(shù)不用剝出裸露的銅線。

圖1. 剝好一端的PROFIBUS電纜與快速剝線器（FCS，訂貨號(hào)6GK1905-6AA00）。

B. 打開(kāi)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接器。首先打開(kāi)電纜張力釋放壓塊，然后掀開(kāi)芯線鎖。

圖2. 打開(kāi)的PROFIBUS連接器

C. 去除PROFIBUS電纜芯線外的保護(hù)層，將芯線按照相應(yīng)的顏色標(biāo)記插入芯線鎖，再把鎖塊用力壓下，使內(nèi)部導(dǎo)體接觸。應(yīng)注意使電纜剝出的屏蔽層與屏蔽連接壓片接觸。

CPU不需要進(jìn)行通信編程。PUT/GET 指令中TABLE 參數(shù)用于定義遠(yuǎn)程CPU的 IP地址、本地CPU和遠(yuǎn)程 CPU的數(shù)據(jù)區(qū)域以及通信長(zhǎng)度（TABLE 參數(shù)定義見(jiàn) 表 2）。

表 1 PUT和GET 指令：

表 2 PUT和GET 指令的TABLE參數(shù)定義：

1 D ：通信完成標(biāo)志位，通信已經(jīng)成功完成或者通信發(fā)生錯(cuò)誤。
2 A ：通信已經(jīng)激活標(biāo)志位。
3 E ：通信發(fā)生錯(cuò)誤，錯(cuò)誤原因需要查詢 錯(cuò)誤代碼4。
4 錯(cuò)誤代碼 ：見(jiàn)表 3 PUT 和 GET 指令TABLE 參數(shù)的錯(cuò)誤代碼。
5 通信數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 ：需要訪問(wèn)遠(yuǎn)程 CPU通信數(shù)據(jù)的字節(jié)個(gè)數(shù)，PUT 指令可向遠(yuǎn)程設(shè)備寫(xiě)入多 212 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，GET 指令可從遠(yuǎn)程設(shè)備讀取多 222 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

表 3 PUT 和 GET 指令TABLE 參數(shù)的錯(cuò)誤代碼：

通信資源數(shù)量

S7-200 SMART CPU 以太網(wǎng)端口含有 8 個(gè)PUT/GET 主動(dòng)連接資源和 8 個(gè)PUT/GET 被動(dòng)連接資源。例如：CPU1 調(diào)用 PUT/GET 指令與 CPU2 ~ CPU9 建立8主動(dòng)連接的同時(shí)，可以與 CPU10 ~ CPU17 建立8被動(dòng)連接（CPU10 ~ CPU17 調(diào)用 PUT/GET 指令），這樣的話 CPU1 可以同時(shí)與16臺(tái) CPU（CPU2 ~ CPU17）建立連接。關(guān)于主動(dòng)連接資源和被動(dòng)連接資源的詳細(xì)解釋如下：

1、主動(dòng)連接資源和被動(dòng)連接資源

• 調(diào)用 PUT/GET 指令的CPU 占用主動(dòng)連接資源數(shù)；相應(yīng)的遠(yuǎn)程 CPU 占用被動(dòng)連接資源。

2、8 個(gè)PUT/GET 主動(dòng)連接資源

• S7-200 SMART CPU 程序中可以包含遠(yuǎn)多于 8個(gè)PUT/GET 指令的調(diào)用，但是在同一時(shí)刻多只能激活 8 個(gè) PUT/GET 連接資源。
• 同一時(shí)刻對(duì)同一個(gè)遠(yuǎn)程 CPU 的多個(gè) PUT/GET 指令的調(diào)用，只會(huì)占用本地 CPU的一個(gè)主動(dòng)連接資源和遠(yuǎn)程 CPU的一個(gè)被動(dòng)連接資源。本地 CPU 與遠(yuǎn)程 CPU之間只會(huì)建立一條連接通道，同一時(shí)刻觸發(fā)的多個(gè) PUT/GET 指令將會(huì)在這條連接通道上順序執(zhí)行。
• 同一時(shí)刻多能對(duì)8個(gè)不同 IP 地址的遠(yuǎn)程 CPU 進(jìn)行 PUT/GET 指令的調(diào)用，第9個(gè) 遠(yuǎn)程CPU的PUT/GET 指令調(diào)用將報(bào)錯(cuò)，無(wú)可用連接資源。已經(jīng)成功建立的連接將被保持，直到遠(yuǎn)程 CPU斷電或者物理斷開(kāi)。

3、8 個(gè)PUT/GET 被動(dòng)連接資源

• S7-200 SMART CPU 調(diào)用 PU西門子6ES75101DJ010AB0T/GET 指令，執(zhí)行主動(dòng)連接的同時(shí)也可以被動(dòng)地被其他遠(yuǎn)程 CPU 進(jìn)行通信讀寫(xiě)。
• S7-200 SMART多可以與被8個(gè)不同 IP 地址的遠(yuǎn)程 CPU 進(jìn)行 建立被動(dòng)連接。已經(jīng)成功建立的連接將被保持，直到遠(yuǎn)程 CPU斷電或者物理斷開(kāi)。

指令編程舉例

在下面的例子中，CPU1 為主動(dòng)端，其 IP 地址為192.168.2.100，調(diào)用 PUT/GET 指令；CPU2 為被動(dòng)端，其 IP 地址為192.168.2.101，不需調(diào)用 PUT/GET 指令，網(wǎng)絡(luò)配置見(jiàn)圖 1 。通信任務(wù)是把 CPU1 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息寫(xiě)入 CPU2 中，把CPU2 中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息讀寫(xiě)到 CPU1 中。

圖 1 CPU通信網(wǎng)絡(luò)配置圖

1、CPU1 主動(dòng)端編程

CPU1 主程序中包含讀取 CPU 實(shí)時(shí)時(shí)鐘、初始化 PUT/ GET 指令的 TABLE 參數(shù)表、調(diào)用 PUT 指令和 GET 指令等。

網(wǎng)絡(luò)1：讀取 CPU1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，存儲(chǔ)到 VB100 ~ VB107 。

圖 2 讀取 CPU1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘

 注：READ_RTC 指令用于讀取 CPU 實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令，并將其存儲(chǔ)到從字節(jié)地址 T 開(kāi)始的 8 字節(jié)時(shí)間緩沖區(qū)中，數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼。

網(wǎng)絡(luò)2：定義 PUT 指令 TABLE 參數(shù)表，用于將 CPU1 的VB100 ~ VB107 傳輸?shù)竭h(yuǎn)程 CPU2 的VB0 ~ VB7。

圖 3 定義 PUT 指令 TABLE 參數(shù)表

• a.定義通信狀態(tài)字節(jié)
• b.定義 CPU2 IP 地址
• c.定義 CPU2 的通信區(qū)域 ，從 VB0 地址開(kāi)始
• d.定義通信數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
• e.定義 CPU1 的通信區(qū)域，從 VB100 地址開(kāi)始

網(wǎng)絡(luò)3：定義 GET 指令 TABLE 參數(shù)表，用于將遠(yuǎn)程 CPU2 的VB100 ~ VB107 讀取到 CPU1 的 VB0 ~ VB7。

 西門子模塊6ES7516-3AN01-0AB0

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這些功能碼是對(duì)四個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)位輸入、位輸出、寄存器輸入、寄存器輸出進(jìn)行訪問(wèn)的，如圖 4 所示。

圖4 訪問(wèn)的數(shù)據(jù)區(qū)

Modbus地址由起始的數(shù)據(jù)類型代號(hào)和地址偏移量組成。功能碼決定對(duì)Modbus地址進(jìn)行操作類型，其可根據(jù)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和個(gè)數(shù)來(lái)決定，如圖 5 所示。

圖5 MODBUS 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

注意：在傳輸消息楨中，用戶使用的地址是0為基準(zhǔn)，而對(duì)應(yīng)的Modbus地址是1為基準(zhǔn)，如FC16功能碼時(shí)以16進(jìn)制的0000為起始地址，對(duì)應(yīng)的寄存器是從40001開(kāi)始。

MODBUS RTU 傳輸模式：消息楨中的每個(gè)8位分成2個(gè)4位16進(jìn)制的字符。

每個(gè)字符幀格式（11位），如圖 6 所示。

圖6 字符幀格式

注意：如果無(wú)奇偶校驗(yàn)位，停止位是2位。

消息幀格式，如圖 7 所示。