• S7-1500 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于具有较高程序范围和联网要求的苛刻应用。
• 具有极高处理速度，适用于二进制和浮点运算
• 用于系列机器、专用机器以及工厂中的跨领域自动化任务
• 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，用于经由 PROFINET 控制分布式 I/O。
• PROFINET 智能设备，用于作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器环境下的智能 PROFINET 设备，连接到 CPU。
• 两个带独立 IP 地址的附加 PROFINET 接口；可用于网络隔离PROFINET IO 接口 X2 可用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，或在快速通信中用作 I 设备。PROFINET 接口 X3 具有千兆数据传输速率的能力。
• PROFIBUS DP 主站接口
• 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
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上实现等时同步模式
• 集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，轴定位以及同步操作，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：

SIMATIC 存储卡（用来运行 CPU）

CPU 1518-4 PN/DP 是最快 S7-1500 CPU，具有极大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。例如，它可以作为生产线中的中央控制器，也可用作具备高处理速度的机床控制器。

CPU 1518-4 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能设备 （PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为双端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。
例如，具备独立 IP 地址的其它两个集成式 PROFINET 接口可以用来实现网络隔离。附加的 PROFINET IO RT 设备可通过 PROFINET 接口 X2 进行连接，或以 I-设备的形式建立快速通信连接。X3 接口可用在数据速率为 1 Gbit/s 的传输当中，比如用于与骨干网通信。分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。

另外，CPU 还提供全面的控制功能，并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器。

The CPU 1518-4 PN/DP 的特点：

• 功能强大的处理器：
  该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 1 ns。
• 大容量工作存储器：
  4 MB，用于程序；20 MB，用于数据
• 采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器；
  允许实现例如数据日志和归档等其它功能
• 灵活的扩展功能：
  单层组态最多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）
• 显示器的功能为：
  • 显示概览信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名称、高级别名称、位置名称等。
  • 显示器以及诊断确认和用户消息
  • 模块信息显示
  • 显示设置
  • 显示可由用户定义的徽标
  • IP 地址设置
  • 日期和时间设置
  • 选择操作模式
  • 复位 CPU 至出厂设置
  • 项目的备份与恢复
  • 禁用/启用显示屏
  • 启用保护级别
• PROFINET IO IRT 接口和第二 PROFINET IO RT 接口可通过 PROFINET 与分布式 I/O 相连接
• 三个 PROFINET 接口均可用于网络隔离；PROFINET 接口 X3 的数据传输率高达 1 Gbit/s
• PROFIBUS DP 接口用于通过 PROFIBUS 进行分布式 I/O 连接

• 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：
    PROFINET IO IRT（2 端口交换机）作为标准接口。两个附加 PROFINET 接口，用于（例如）网络分离。附加的 PROFINET IO RT 设备可通过 PROFINET 接口 X2 进行连接，或以 I-设备的形式建立快速通信连接。X3 接口可用在数据速率为 1 Gbit/s 的传输当中，比如用于与骨干网通信。
• 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精确的传动
  • 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的网页服务器来调用
  • 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最优控制质量
• 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：
    控制器可以识别工程组态数据的更改和未授权传输。
• 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。
  • 显示器上可能的操作：
    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
  • 通过网页浏览器或 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 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。
  • S7-1200 程序可通过复制/粘贴手段转移至 S7-1500

  • 概述：

    TM Count 2x24V，订货号： 6ES7550-1AA00-0AB0 是一个能够提供双通道计数、测量以及位置反馈功能的工艺模块。

    

    图01. TM Count 2x24V 模块视图

    工艺模块 TM Count 2x24V 的主要属性：

    1. 支持的编码器/信号类型：
    • 24 V 增量编码器；
    • 具有方向信号的 24 V 脉冲编码器；
    • 不具有方向信号的 24 V 脉冲编码器；
    • 用于向上和向下计数脉冲的 24 V 脉冲编码器；
    1. 支持的技术功能：
    • 高速计数
    • 测量 (频率, 速度, 脉冲周期)
    • 作为运动控制的位置反馈
    1. 集中式应用/分布式应用：
    • 可以在 S7-1500 自动化系统中集中使用工艺模块。
    • 可以通过 ET 200MP 分布式 I/O 的接口模块在分布式系统中使用工艺模块，如在 S7-300/400 系统中的分布式运行或者在第三方系统中的分布式运行。

    工艺模块 TM Count 2x24V 的接线：

    工艺模块 TM Count 2x24V 可以接两路 24V 脉冲信号编码器，每个通道同时提供了三个数字量输入和两个数字量输出信号，具体接线方式请参考图02 和图03。
    
    
    
    图02. TM Count 2x24V 端子分配
    
    
    图03. TM Count 2x24V 模块的接线
    
    在本例中，使用的是带有方向信号的 24V 脉冲编码器，所以将脉冲信号接到模块的1号端子，将方向信号接到模块的2号端子。 
    

    计数功能概述：

    计数是指对事件进行记录和统计，工艺模块的计数器 捕获编码器信号和脉冲，并对其进行相应的评估。可以使用编码器或脉冲信号或通过用户程序指定计数的方向。也可以通过数字量输入控制计数过程。模块内置的比 较值功能可在定义的计数值处准确切换数字量输出（不受用户程序及 CPU 扫描周期的影响）。

    计数功能组态实例：

        1. 本文中所使用的系统硬件及软件信息：
    

    名称	订货号	版本
    CPU 1511	6ES7511-1AK00-0AB0	FW V1.5
    TM 2x24V	6ES7550-1AA00-0AB0	FW V1.0
    STEP7 TIA Portal	6ES7822-1AA03-0YA5	V13

    1. 硬件配置：
    首先将项目切换到项目视图，然后从左侧的硬件目录中找到：工艺模块->计数->TM Count 2x24V, 并将计数模块拖拽到设备机架上（图04）；
    
    
    图04. TM Count 2x24V 硬件配置 01
    
    在模板下方点击属性，进入模板的基本参数设置界面，将通道 0 的工作模式选择为：通过工艺对象组态通道（图05）；
    
    
    图05. TM Count 2x24V 硬件配置 02
    
    1. 组态工艺对象：
    硬件配置完成后需要组态计数器的工艺对象。首先从左侧的项目树中，选择工艺对象下面的：插入新对象（图06）；
    
    图06. 插入新对象
    
    在插入新对象时选择：计数和测量，并填入对象名称（图07）；
    
    图07. 选择新对象类型
    
    插 入对象后，在左侧的项目树下就能看到新建的计数器工艺对象，选择这个计数器工艺对象，点击“组态”即可在中间的工作区域看到工艺对象的参数配置界面。参数界面可以通过 状态图标反映出参数分配状态：红色图标表示参数里包含错误或者不可用的参数；绿色图标表示配置里面包含手动修改过得可用参数；蓝色图标表示系统默认可用的 配置参数（图08）；
    
    图08. 组态工艺对象
    
    在工艺对象的基本参数中，首先需要给这个计数器工艺对象分配一个硬件，也就是前面组态的高速计数模块，并选择相应的模块通道，完成工艺对象与硬件的关联（图09）；
    
    图09. 为工艺对象分配硬件
    
    在计数器输入参数中选择输入信号的类型，可选择的类型参见下表，在附加参数里面还可以选择对脉冲的滤波和传感器类型（图10），可以支持的信号类型请参见表01
    
    图10. 选择计数器工艺对象的信号类型
    
    计数器工艺对象支持的信号类型：

    图例	名称	信号类型
    	增量编码器（A、B 相差）	带有 A 和 B 相位差信号的增量编码器。
    	增量编码器（A、B、N）	带有 A 和 B 相位差信号以及零信号 N 的增量编码器。
    	脉冲 (A) 和方向 (B)	带有方向信号（信号 B）的脉冲编码器（信号 A）。
    	单相脉冲 (A)	不带方向信号的脉冲编码器（信号 A）。可以通过控制接口指定计数方向。
    	向上计数 (A)，向下计数 (B)	向上计数（信号 A）和向下计数（信号 B）的信号。

    表01. 计数器工艺对象支持的信号类型

    在计数器特性里面可以配置计数器的起始值，上下极限值和计数值到达极限时的状态，以及门启动时计数值的状态。在本例中设置起始值为0，上下极限为+/-10000，设置当计数值到达极限时计数器将停止，并且将计数值重置为起始值，将门功能设置为继续计数（图11）。
    
    图11.  设置计数器的上下限及门功能

    1. 组态 DO 在计数值大于比较值时输出：
    该 计数模块内置了两个比较器，可以将计数值与预设的比较值之间进行比较，在 DO 特性里面可以设置计数模块本体的两个数字量输出根据比较器的状态做相应的响应。在本例中，将 DQ0 设置为当计数值大于比较值且小于上限值时输出，也就是当计数值大于1000且小于10000的时候，第一个数字量DQ 会输出为 1 ，同时，比较器的状态还可以在后面的程序块输出管脚的“CompResult”中显示（图12）。该参数界面还可以设置DO更多的响应特性，具体细节请参 见模板手册。
    
    图12.  组态 DO 在计数值大于比较值时输出
    1. 调试工艺对象：
    计 数功能中必要的参数基本配置完毕，其他功能如数字量输入/输出，测量等，可根据实际需要来做一定的修改，具体功能和使用方法请参考功能手册。接下来进入计 数功能的调试阶段。计数工艺对象提供了一个可以调试的控制面板，在这个调试界面下可以进行计数器的基本操作和错误诊断。需要注意的是，使用调试界面前，需 要先在主程序中调用高速计数功能块才能正常使用。
    
    将主画面切换到 OB1 编辑界面，从右侧的指令列表里面找到工艺类->计数和测量，找到 High_Speed_Counter 功能块并拖拽到程序段中，并在背景数据块中选择之前建立的计数器工艺对象（图13）：
    
    图13. 在程序中调用功能块
    
    将项目存盘编译并下载之后，可以通过项目树或者功能块的快捷图标进入到工艺对象的调试功能（图14）；
    
    图14. 在程序中调用功能块
    
    进 入调试界面后，首先点击左上角的在线图标切换到在线模式，在在线模式下首先要使能软件门”SwGate”，然后观察反馈的门状态”StatusGate” 是否为 TRUE，如果为 TRUE 说明计数器已经开始工作，这时候如果有外部脉冲信号的话，计数器将进行计数并将计数值反馈到”CountValue”处（图15）。
    
    图15. 计数器工艺对象的调试界面
    
    1. 故障诊断：
       可以通过项目树或功能块上的快捷图标切换到诊断界面。在诊断界面可以看到错误的ID、描述和相关的状态位（图16）：
    
    图16. 计数器工艺对象的诊断界面
    1. 编程：
    如果调试面板没有问题可以回到程序块进行编程，程序块的管脚及使用方法与之前的调试面板完全一致，所以非常方便的参考调试面板进行编程（图17），工艺功能块的部分主要参数及功能请参见表02。
    
    
    图17. 高速计数程序功能块
    
    计数器工艺功能的主要参数：

    序号	名称	功能
    1	SwGate	软件门：通过该控制位来控制计数器启动和停止；
    2	ErrorACK	错误应答：出现错误并处理错误后通过此控制位来复位故障状态；
    3	EventACK	事件应答：确认计数器事件状态，如：计数值超限等；
    4	SetCountValue	设置计数值：通过该控制位可以将当前计数值更改为其他值，注意：修改值需要写到工艺对象静态变量“NewCountValue”中；
    5	StatusHW	工艺模块状态位： 模块已组态并准备好运行， 模块数据有效；
    6	StatusGate	门状态位：该状态位反映了内部门的实际状态，只有改状态为为"True"时，计数器才会工作；
    7	StatusUp	增计数状态位：表示当前计数方向为增计数；
    8	StatusDown	减计数状态位：表示当前计数方向为减计数；
    9	PosOverflow	超上限状态位：表示当前计数值已经超过设定的计数值上限；
    10	NegOverflow	超下限状态位：表示当前计数值已经超过设定的计数值下限；
    11	Error	错误状态位：表示当前计数工艺对象有错误；
    12	ErrorID	错误代码：显示当前工艺对象错误的故障代码；
    13	CounterValue	计数值：计数器工艺对象的实际计数值；

    
    表02. 计数器工艺功能的主要参数
    
        7. 通过用户程序修改实际计数值：
    
    在很多情况下都有可能需要人工修改一下当前的实际计数值，这需要首先将要修改的值传送到工艺DB的新计数值"NewCountValue"中，然后置位功能块输入管脚“SetCountValue” 则新计数值生效（图18）。具体步骤如下：
    
    (1). 选中左面项目树的"High_Speed_Couter"工艺对象；
    (2). 展开下面的详细视图，则可以看到工艺DB中的所有变量；
    (3). 找到"NewCountValue"变量，并将其拖拽到用户程序的传送指令输出端；
    (4). 将新的计数值传送到"NewCountValue"；
    (5). 置位功能块输入管脚“SetCountValue” ；
    (6). 新的计数值生效。
    
    
    图18. 通过用户程序修改实际计数值
    
        8. 通过用户程序修改比较值：
    
    同修改实际计数值的方法类似，用户也可以通过用户程序修改该组态里面预制的比较值（图19），具体步骤如下：
    
    (1). 选中左面项目树的"High_Speed_Couter"工艺对象；
    (2). 展开下面的详细视图，则可以看到工艺DB中的所有变量；
    (3). 找到"NewReferencevalue0"变量，并将其拖拽到用户程序中进行赋值；
    (4). 找到"SetReferencevalue0"变量，并将其拖拽到用户程序中进行置位，就可以将刚刚修改的新比较值写到计数器模块中。
    
    
    图19. 通过用户程序修改比较值
    
        9. 查看工艺对象 DB 中的所有变量
    
    上 述查找工艺对象变量的方法适用于 STEP 7 TIA Protal V13 以上版本，之前的版本可以通过鼠标右键点击工艺对象名称，选则最下面的"打开 DB 编辑器" ，这样可以通过数据视图显示工艺对象 DB 里面的所有变量，使用变量的时候可以在用户程序中直接敲入相应的变量名即可（图20）。
              S7-1500 中有两种电源可供选择，系统电源和负载电源。

    系统电源 (PS)
    系统电源为背板总线提供内部所需的系统电压。这种系统电压将为模块电子元件和  LED  指示灯供电。 CPU (以及PROFIBUS CMs和以太网CPs, PtP-CMs ) 或者接口模块未连接到 24 VDC 负载电流电源时，系统电源还可以为其供电。 

    负载电源 (PM)
    负载电流电源未连接到背板总线，给模板的输入输出回路供电。此外，可以根据需要使用负载电源为 CPU 和系统电源提供 24 VDC 电压。

    在这种情况下可以为每个CPU组态最多8个输入/输出模块。但是需要在 STEP7 (TIA Portal) 中确认电源容量是否够用，例如对 CPs 和 CMs，需要额外再加电源。

    下面的三个表格给出了为模板供电的可能配置方式。

    1. 只通过 CPU 给背板总线供电
       通过负载电源向 CPU 提供 24 VDC 电压。CPU 的参数分配： STEP 7 的“常规”(General)  选项卡内“属性”(Properties navigation)  区域导航中，选择“连接电源电压  L+” (Connection to supply voltage L+) 选项，以便 STEP 7 可以正确进行供电平衡计算。

    CPU		系统电源		提供给模块的 电源容量 [W]
    简称	订货号	简称	订货号
    1511-1 PN	6ES7511-1AK00-0AB0	-	-	10
    1513-1 PN	6ES7513-1AL00-0AB0	-	-	10
    1516-3 PN/DP	6ES7516-3AN00-0AB0	-	-	12

    表 01

    
    图.01

    1. 只通过系统电源给背板总线供电
       位于 CPU 左侧 0 号槽的系统电源通过背板总线为 CPU 供电。CPU 的参数分配：在 STEP 7 的“常规”(General)  选项卡内“属性”(Properties navigation)  区域导航中，选择“未连接电源电压  L+”(No connection to supply voltage L+)  选项，以便 STEP 7 可以正确进行供电平衡计算。

    CPU		系统电源		提供给模块的 电源容量 [W]
    简称	订货号	简称	订货号
    1511-1 PN	6ES7511-1AK00-0AB0	PS 25W, 24V DC	6ES7505-0KA00-0AB0	19,5
    1511-1 PN	6ES7511-1AK00-0AB0	PS 60W, 24/48/60V DC	6ES7505-0RA00-0AB0	54,5
    1511-1 PN	6ES7511-1AK00-0AB0	PS 60W, 120/230V AC/DC	6ES7507-0RA00-0AB0	54,5
    1513-1 PN	6ES7513-1AL00-0AB0	PS 25W, 24V DC	6ES7505-0KA00-0AB0	19,5
    1513-1 PN	6ES7513-1AL00-0AB0	PS 60W, 24/48/60V DC	6ES7505-0RA00-0AB0	54,5
    1513-1 PN	6ES7513-1AL00-0AB0	PS 60W, 120/230V AC/DC	6ES7507-0RA00-0AB0	54,5
    1516-3 PN/DP	6ES7516-3AN00-0AB0	PS 25W, 24V DC	6ES7505-0KA00-0AB0	18,3
    1516-3 PN/DP	6ES7516-3AN00-0AB0	PS 60W, 24/48/60V DC	6ES7505-0RA00-0AB0	53,3
    1516-3 PN/DP	6ES7516-3AN00-0AB0	PS 60W, 120/230V AC/DC	6ES7507-0RA00-0AB0	53,3

    表 02

    
    图 02

    1. 通过 CPU 和系统电源给背板总线供电
       向系统电源提供允许的电源电压，并通过负载电流电源向 CPU 提供 24 VDC 电压。CPU 的参数分配同第一条。在 CPU 右侧的插槽中，最多插入 2 个系统电源(电源段)。

    系统电源		提供给模块的 电源容量 [W]
    简称	订货号
    PS 25W, 24V DC	6ES7505-0KA00-0AB0	25
    PS 60W, 24/48/60V DC	6ES7505-0RA00-0AB0	60
    PS 60W, 120/230V AC/DC	6ES7507-0RA00-0AB0	60

    表 03