新型的SIMATICS7-1500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)，最大程度提高生產(chǎn)效率。無論是小型設(shè)備還是對速度和準(zhǔn)確性要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置，都一一適用。SIMATICS7-1500無縫集成到TIA博途中，極大提高了工程組態(tài)的效率。

性能

沒有最快，只有更快！SIMATIC S7-1500卓越的系統(tǒng)性能極大縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時間，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 的信號處理速度更為快速，極大縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間，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，以實現(xiàn)信號的快速處理。

通信

SIMATIC S7-1500帶有多達(dá)3個PROFINET接口。

其中，兩個端口具有相同的IP地址，適用于現(xiàn)場級通信；第三個端口具有獨(dú)立的IP地址，可集成到公司網(wǎng)絡(luò)中。

通過 PROFINET IRT，可定義響應(yīng)時間并確保高度精準(zhǔn)的設(shè)備性能。

集成 Web Server

無需親臨現(xiàn)場，即可通過Internet瀏覽器隨時查看CPU狀態(tài)。過程變量以圖形化方式進(jìn)行顯示，同時用戶還可以自定義網(wǎng)頁，這些都極大地簡化了信息的采集操作。

結(jié)構(gòu)組成

SIMATIC S7-1500采用模塊化結(jié)構(gòu)，各種功能皆具有可擴(kuò)展性。

每個控制器中都包含有以下組件：

·一個中央處理器 (CPU)，用于執(zhí)行用戶程序

·一個或多個電源

·信號模塊，用作輸入/輸出

·以及相應(yīng)的工藝模塊和通信模塊。[

設(shè)計操作

SIMATIC S7-1500 中包含有諸多新特性，最大程度地確保了工程組態(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)備的可用性同時也便于全面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化了電纜的接線操作，同時還節(jié)省了更多的接線時間。

集成短接片

通過集成短接片的連接，可以更為靈活便捷地建立電位組。

集成DIN 導(dǎo)軌

可快速便捷地安裝自動斷路器、繼電器之類的其它組件。

靈活電纜存放方式

憑借兩個預(yù)先設(shè)計的電纜定位槽裝置，即使存放粗型電纜，也可以輕松地關(guān)閉模塊前蓋板。

預(yù)接線位置

通過帶有定位功能的轉(zhuǎn)向布線系統(tǒng)，無論是初次布線還是重新連接，都非?？焖俦憬?。

集成的屏蔽夾

對模擬量信號進(jìn)行適當(dāng)屏蔽，可確保高質(zhì)量地識別信號并有效防止外部電磁干擾。同時，使用插入式接線端子，無需借助任何工具既可實現(xiàn)快速安裝。

可擴(kuò)展性

靈活的可組裝性以及向上兼容性，便于系統(tǒng)的快速擴(kuò)展，從而在最大程度上確保了和投資安全性。

信息安全集成

SIMATIC S7-1500 中提供一種更為全面的安全保護(hù)機(jī)制，包括授權(quán)級別、模塊保護(hù)以及通信的完整性等各個方面。

“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)授權(quán)的訪問和修改。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)

可通過綁定SIMATIC 存儲卡或CPU 的序列號，確保程序無法在其它設(shè)備中運(yùn)行。

這樣程序就無法拷貝，而且只能在的存儲卡或CPU 上運(yùn)行。

訪問保護(hù)

訪問保護(hù)功能提供一種全面的安全保護(hù)功能，可防止未經(jīng)授權(quán)的項目計劃更改。采用為各用戶組分別設(shè)置訪問密碼，確保具有不同級別的訪問權(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保護(hù)。

操作保護(hù)

系統(tǒng)對傳輸?shù)娇刂破鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，防止對其進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的訪問。控制器可以識別發(fā)生變更的工程組態(tài)數(shù)據(jù)或者來自陌生設(shè)備的工程組態(tài)數(shù)據(jù)。

集成系統(tǒng)診斷

SIMATIC S7-1500 中集成有診斷功能，無需再進(jìn)行額外編程。統(tǒng)一的顯示機(jī)制可將故障信息以文本方式顯示在TIA博途、HMI、Web server和CPU 的顯示屏上。

一鍵生成診斷信息

只需簡單一擊，無需額外編程操作，既可生成系統(tǒng)診斷信息。整個系統(tǒng)中集成有包含軟硬件在內(nèi)的所有診斷信息。

統(tǒng)一的顯示機(jī)制

無論是在本地還是通過Web 遠(yuǎn)程訪問，文本信息和診斷信息的顯示都完全相同，從而確保所有層級上的投資安全。

接線端子/ LED 標(biāo)簽的1:1 分配

在測試、調(diào)試、診斷和操作過程中，通過對端子和標(biāo)簽進(jìn)行快速便捷的顯示分配，節(jié)省了大量操作時間。

通道級的顯示機(jī)制

發(fā)生故障時，可快速準(zhǔn)確地識別受影響的通道，從而縮短了停機(jī)時間，并提高了工廠設(shè)備的可用性。

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)動控制應(yīng)用診斷的準(zhǔn)確性，同時還極大優(yōu)化了驅(qū)動裝置的性能

技術(shù)集成

SIMATIC S7-1500 中可將運(yùn)動控制功能直接集成到PLC 中，而無需使用其它模塊。通過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)動裝置。

此外，SIMATIC S7-1500 還支持所有CPU 變量的TRACE 功能，提高了調(diào)試效率的同時優(yōu)化了驅(qū)動和控制器的性能。

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)動控制應(yīng)用診斷的準(zhǔn)確性，同時還極大優(yōu)化了驅(qū)動裝置的性能。

運(yùn)動控制功能

通過運(yùn)動控制功能可連接各種模擬量驅(qū)動裝置以及支持PROFIdrive 的驅(qū)動裝置。同時該功能還支持轉(zhuǎn)速軸和定位軸
在 TIA Portal V12 中為S7-1200/S7-1500 CPU 添加一個 DB 塊時，其缺省屬性為優(yōu)化的 DB ，優(yōu)化的 DB 塊與標(biāo)準(zhǔn)的 DB 塊整體對比如下表 01 所示： 標(biāo)準(zhǔn) DB 優(yōu)化 DB ......

在 TIA Portal V12 中為S7-1200/S7-1500 CPU 添加一個 DB 塊時，其缺省屬性為優(yōu)化的 DB ，優(yōu)化的 DB 塊與標(biāo)準(zhǔn)的 DB 塊整體對比如下表 01 所示：

標(biāo)準(zhǔn) DB

優(yōu)化 DB

數(shù)據(jù)管理 取決于變量的生明。用戶可以生成用戶定義或一個內(nèi)存優(yōu)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)被系統(tǒng)管理和優(yōu)化。用戶可以生成用戶定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化以節(jié)省內(nèi)存的空間。
存儲方式 每個變量的存儲地址在 DB 塊中每個變量的偏移地址可見 每個變量的存儲地址由 CPU 自動分配，無偏移地址。
訪問方式 可通過符號地址、絕對地址以及指針方式尋址 僅可通過符號地址訪問
下載無需初始化功能 不支持 支持（僅 S7-1500）
訪問速度 慢 快
數(shù)據(jù)保持性 以整個 DB 塊為單位設(shè)置保持性 DB 塊內(nèi)的每個變量均可單獨(dú)設(shè)置保持性
兼容性 與 S7-300/400 PLC 兼容 與 S7-300/400 PLC 不兼容
出錯幾率 絕對地址訪問 (例如 HMI 或間接尋址 )，聲明修改后可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致。 缺省為符號訪問，不會造成數(shù)據(jù)的不一致，例如 HMI 只與符號名稱對應(yīng)。
表 01.
S7-300/S7-400 與 S7-1200 以及 S7-1500 DB 參數(shù)的對比如下表 02 所示：

S7-300/S7-400

S7-1200

S7-1500

DB 的最大容量 64 KB 64 KB 標(biāo)準(zhǔn) DB 64KB，優(yōu)化 DB 最大 16 M。
DB 的最大塊號 16000 65535
DB 塊類型 標(biāo)準(zhǔn) DB 優(yōu)化 DB、標(biāo)準(zhǔn) DB（取決于DB塊的屬性）

表 02.

可通過修改 DB 塊的屬性將 DB 塊修改為標(biāo)準(zhǔn) DB 塊或優(yōu)化的 DB 塊，如下圖 01 所示：

圖 01.

如 DB 塊屬性為標(biāo)準(zhǔn) DB 塊，該 DB 塊內(nèi)變量的偏移地址（offset）被編譯后會出現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn) DB 塊與優(yōu)化的 DB 塊對比如下圖 02 所示：

圖 02.

S7-1200 CPU中，標(biāo)準(zhǔn) DB 塊與優(yōu)化的 DB 塊在 PLC 中按照下圖 03 方式存儲。

圖 03.

S7-1500 CPU中，標(biāo)準(zhǔn) DB 塊與優(yōu)化的 DB 塊在 PLC 中按照下圖 04 方式存儲。

圖 04.

在 S7-1500 CPU 中，相比于標(biāo)準(zhǔn)的 DB 塊，優(yōu)化的 DB 塊提供更快的訪問速度，其根本原因與 CPU 的編碼方式有關(guān)，如下圖 05 所示：

圖 05.

與標(biāo)準(zhǔn)的 DB 塊相比，優(yōu)化的 DB 塊有以下優(yōu)勢：

提供更快的訪問速度；
以符號尋址，編程者無需考慮 DB 塊中每個變量存儲的具體地址，每個變量在 CPU 中存儲的位置由 PLC 的系統(tǒng)自動進(jìn)行分配；
CPU 與 HMI （如 Panel）連接時，由于優(yōu)化的 DB 是靠符號尋址，所以當(dāng) PLC 變量連接到 HMI 后，PLC 側(cè)對變量做的修改，HMI 無需重新下載；
對 DB 塊內(nèi)的任意位置對變量進(jìn)行添加及刪除，或?qū)ψ兞康念愋瓦M(jìn)行修改（如將Tag_1的屬性由 byte 修改為Word），不會引起該 DB 塊其它變量的使用；

S7-1200/S7-1500中如有以下應(yīng)用，必須使用標(biāo)準(zhǔn) DB 塊：
與其它 CPU 建立 S7 單邊通信時（PUT/GET），用于存儲發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)和接收區(qū)數(shù)據(jù)的 DB 塊；
與 Wincc V7.2 進(jìn)行 HMI 連接時，Wincc V7.2 訪問的 S7-1200/S7-1500 CPU 的 DB 塊只能是標(biāo)準(zhǔn)的 DB 塊；
使用Simatic Net V8.2 與S7-1200/S7-1500 PLC進(jìn)行 OPC 連接時，OPC 服務(wù)器訪問 S7-1200/S7-1500 CPU 的 DB 塊只能是標(biāo)準(zhǔn)的 DB 塊。
SIMATIC NET OPC Server與S7-1500通訊要點
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S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中的入門級 CPU
適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的應(yīng)用
在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用
PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機(jī)
PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運(yùn)行分布式 I/O
用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET 智能設(shè)備
OPC UA 服務(wù)器（數(shù)據(jù)訪問）作為運(yùn)行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設(shè)備/系統(tǒng)
等時同步模式
集成運(yùn)動控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，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(wù)器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點的選項
注：
SIMATIC 存儲卡（用來運(yùn)行 CPU）

應(yīng)用

CPU 1511-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計為 2-端口交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力。

設(shè)計

CPU 1511-1 PN 的特點：
功能強(qiáng)大的處理器：
該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時間可低至 60 ns。
大容量工作存儲器：
150KB，用于程序；1 MB，用于數(shù)據(jù)
采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
允許實現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能
靈活的擴(kuò)展功能：
單層組態(tài)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(rèn)和用戶消息
模塊信息顯示
顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
顯示設(shè)置
IP 地址設(shè)置
日期和時間設(shè)置
選擇操作模式
復(fù)位 CPU 至出廠設(shè)置
項目的備份與恢復(fù)
禁用/啟用顯示屏
啟用保護(hù)級別
PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接

功能

性能
指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴(kuò)展和新的數(shù)據(jù)類型
由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應(yīng)時間縮短
功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接：
每個 CPU 均標(biāo)配PROFINET IO IRT（2 端口交換機(jī)）標(biāo)準(zhǔn)接口。
集成技術(shù)
通過標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)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(xiàn)位置精確的傳動，凸輪/凸輪軌道和探頭
追蹤功能適用于所有 CPU 標(biāo)簽，既適用于實時診斷，也適用于偶發(fā)錯誤檢測；還可通過 CPU的網(wǎng)頁服務(wù)器來調(diào)用
全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動優(yōu)化控制參數(shù)實現(xiàn)控制質(zhì)量
集成安全功能
通過密碼進(jìn)行知識保護(hù)，防止未經(jīng)授權(quán)讀取和修改程序塊
通過復(fù)制保護(hù)，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(yùn)行。
4-級 授權(quán)理念：
與 HMI 設(shè)備的通信也會受到限制。
操作保護(hù)：
控制器可以識別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權(quán)傳輸。
設(shè)計與操作
顯示概覽信息：
例如，站名稱，工廠標(biāo)識符，位置名稱，診斷信息，模塊信息，顯示設(shè)置。
顯示器上可能的操作：
設(shè)置 CPU 或所連接以太網(wǎng)通信處理器的地址、設(shè)置日期和時間、選擇 CPU 的操作模式、復(fù)位 CPU 至默認(rèn)設(shè)置、禁用/啟用顯示器、激活保護(hù)等級，確認(rèn)消息，備份和恢復(fù)項目。
集成系統(tǒng)診斷
顯示屏上、TIA 博途中、HMI 設(shè)備上以及 Web 服務(wù)器上以純文本形式一致顯示系統(tǒng)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(jìn)行更新。
集成在 CPU 的固件中，無須進(jìn)行特殊組態(tài)
SIMATIC 存儲卡(用來運(yùn)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(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲/讀取
數(shù)據(jù)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(wù)器，訪問工廠運(yùn)行數(shù)據(jù)
通過網(wǎng)頁瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機(jī)器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
編程
使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本進(jìn)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(zhuǎn)換程序代碼。記錄不可轉(zhuǎn)換的代碼，并可以手動進(jìn)行調(diào)整。
STEP?7?V11 項目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。
S7-1200 程序可通過復(fù)制/粘貼手段轉(zhuǎn)移至 S7-1500