西门子模块6ES7516-3AN02-0AB0

SIMATIC S7-1500 系统概述

新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-0 无缝集成到 TIA 博途中，极大提高了工程组态的效率。

SIMATIC S7-1500 采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。
每个控制器中都包含有以下组件：

·        一个中央处理器(CPU)，用于执行用户程序

·        一个或多个电源

·        信号模块，用作输入/输出

·        以及相应的工艺模块和通信模块。

性能

没有最快，只有更快！SIMATICS7-1500 的系统性能极大缩短了系统响应时间，进而优化了控制质量并提高了系统性能。

处理速度

SIMATIC S7-1500 的信号处理速度更为快速，极大缩短系统响应时间，进而提高了生产效率。

高速背板总线

新型的背板总线技术采用高波特率和高效传输协议，以实现信号的快速处理。

技术集成

SIMATIC S7-1500 中可将运动控制功能直接集成到PLC 中，而无需使用其它模块。通过 PLCopen 技术，控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive 的各种驱动装置。

此外，SIMATICS7-1500 还支持所有 CPU 变量的 TRACE 功能，提高了调试效率的同时优化了驱动和控制器的性能。

TRACE 功能

TRACE 功能适用于所有 CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还极大优化了驱动装置的性能。

运动控制功能

通过运动控制功能可连接各种模拟量驱动装置以及支持 PROFIdrive 的驱动装置。同时该功能还支持转速轴和定位轴。

信息安全集成

SIMATIC S7-1500 中提供一种更为的安全保护机制，包括*级别、模块保护以及通信的完整性等各个方面。

“信息安全集成”机制除了可以确保投资安全，而且还可持续提高系统的可用性。

专有技术保护

加密算法可以有效防范未经*的访问和修改。这样可以避免机械设备被仿造，从而确保了投资安全。

防拷贝保护

可通过绑定 SIMATIC 存储卡或 CPU 的序列号，确保程序无法在其它设备中运行。

这样程序就无法拷贝，而且只能在的存储卡或 CPU 上运行。

访问保护

访问保护功能提供一种的安全保护功能，可防止未经*的项目计划更改。采用为各用户组分别设置访问密码，确保具有不同级别的访问权限。此外，安全的CP 1543-1 模块的使用，更是加强了集成防火墙的访问保护。

操作保护

系统对传输到控制器的数据进行保护，防止对其进行未经*的访问。控制器可以识别发生变更的工程组态数据或者来自陌生设备的工程组态数据。

设计与操作

SIMATIC S7-1500 中包含有诸多新特性，地确保了工程组态的高效性和可用性。

内置 CPU 显示屏

可快速访问各种文本信息和详细的诊断信息，以提高设备的可用性同时也便于了解工厂的所有信息。

标准前连接器

标准化的前连接器不仅极大简化了电缆的接线操作，同时还节省了更多的接线时间。

集成短接片

通过集成短接片的连接，可以更为灵活便捷地建立电位组。

l  CPU 模块

l  CPU 1518-4 PN/DP：4 M 程序，20 M 数据；1 ns；1 x PROFINET （2 端口交换机），2 x ETHERNET，1 x PROFIBUS 6ES7 518-4AP00-0AB0

l  CPU 1517-3 PN/DP：2 MB 程序，8 MB 数据；2 ns；1 x PROFINET（2 端口交换机），1 x ETHERNET，1 x PROFIBUS 6ES7 517-3AP00-0AB0

l  CPU 1516-3 PN/DP：1 MB 程序，5 MB 数据；10 ns；1 x PROFINET（2 端口交换机），1 x ETHERNET，1 x PROFIBUS 6ES7 516-3AN01-0AB0

l  CPU 1515-2 PN：500K 程序，3 M 数据；30 ns；1 x PROFINET（2 端口交换机），1 x ETHERNET 6ES7 515-2AM01-0AB0

l  CPU 1513-1 PN：300 KB 程序，1.5 MB 数据；40 ns；1 x PROFINET（2 端口交换机） 6ES7 513-1AL01-0AB0

l  CPU 1511-1 PN：150 KB 程序，1 MB 数据；60 ns；1 x PROFINET（2 端口交换机） 6ES7 511-1AK01-0AB0

l  CPU 1512SP-1 PN：200 KB 程序，1 MB 数据；48 ns ；1 x PROFINET，

l  带有 3 个端口（1xRJ45，2x 通过 BusAdapter（RJ45 或 FC）

l  6ES7 512-1DK01-0AB0

l  CPU 1510SP-1 PN：100 KB 程序，750 KB 数据；72 ns ；1 x PROFINET，

l  带有 3 个端口（1xRJ45，2x 通过 BusAdapter（RJ45 或 FC）

l  6ES7 510-1DJ01-0AB0

l  CPU 1512C-1 PN, 250 KB 程序，1 MB 数据；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 数据；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 备件* 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 备件* 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 开发包6ES7806-2CD00-0YA0

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

l  安全CPU 模块

l  CPU 1518F-4 PN/DP，中央处理单元，带有工作存储区（4 M 程序，20 M 数据） 6ES7 518-4FP00-0AB0

l  CPU 1517F-3 PN/DP，中央处理单元，带有工作存储区（2 MB 程序，8 MB 数据） 6ES7 517-3FP00-0AB0

l  CPU 1516F-3 PN/DP，中央处理单元，带有工作存储区（1.5 MB 程序，5 MB 数据） 6ES7 516-3FN01-0AB0

l  CPU 1515F-2 PN，中央处理单元，带有工作存储区（750 KB 程序，3 MB 数据） 6ES7 515-2FM01-0AB0

l  CPU 1513F-1 PN，中央处理单元，带有工作存储区（450KB 程序，1.5 MB 数据） 6ES7 513-1FL01-0AB0

l  CPU 1511F-1 PN，中央处理单元，带有工作存储区（225KB 程序，1 MB 数据） 6ES7 511-1FK01-0AB0

l  CPU 1512SP F-1 PN，中央处理单元，带有工作存储区（300 KB 程序，1 MB 数据） 6ES7 512-1SK01-0AB

l  CPU 1510SP F-1 PN，中央处理单元，带有工作存储区（150 KB 程序，750 KB 数据） 6ES7 510-1SJ01-0AB0

l  35mm 高性能信号模块，不含40 针前连接器

l  DI 16：数字输入模块，高性能 16DI，24 V DC 6ES7 521-1BH00-0AB0

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

l  DI 16：数字输入模块，16DI，230 V AC 6ES7 521-1FH00-0AA0

l  DI 32：数字输入模块，高性能 32DI，24 V DC 6ES7 521-1BL00-0AB0

l  DQ 8：数字输出模块，8DQ，可控硅，230 V AC / 2 A 6ES7 522-5FF00-0AB0

l  DQ 8：数字输出模块，8DQ，继电器，230 V AC / 5 A 6ES7 522-5HF00-0AB0

l  DQ 8：数字输出模块，高性能 8DQ，晶体管，24 V DC / 2 A 6ES7 522-1BF00-0AB0

l  DQ 16：数字输出模块，16DQ，晶体管，24 V DC / 0.5 A 6ES7 522-1BH00-0AB0

l  DQ 32：数字输出模块，32DQ，晶体管，24 V DC / 0.5 A 6ES7 522-1BL00-0AB0

l  AI 8：模拟输入模块，8AI，U/I/RTD/TC 6ES7 531-7KF00-0AB0

l  AI 8：模拟输入模块，8AI，U/I，高速6ES7 531-7NF10-0AB0

l  AQ 4：模拟输出模块，4AQ，U/I 6ES7 532-5HD00-0AB0

l  AQ 8：模拟输出模块，8AQ，U/I ，高速6ES7 532-5HF00-0AB0

l  25mm 紧凑型信号模块，含 40 针推入式前连接器

l  DI 16：数字量输入模块，16 DI 紧凑型，24V DC 6ES7 521-1BH10-0AA0

l  DI 32：数字量输入模块，32 DI 紧凑型，24V DC 6ES7 521-1BL10-0AA0

l  DQ 16：数字量输出模块，16 DQ 紧凑型，晶体管，24VDC/0.5A 6ES7 522-1BH10-0AA0

l  DQ 32 ：数字量输出模块，32 DQ 紧凑型，晶体管，24VDC/0.5A 6ES7 522-1BL10-0AA0

l  DI16/DQ16：数字量输入输出模块，16 DI x24VDC / 16 DQ x24VDC/0.5A 紧凑型 6ES7 523-1BL00-0AA0

l  AI 4：模拟量输入模块，4 AI 紧凑型，U/I/RTD/TC ST 6ES7 531-7QD00-0AB0

l  AQ 2：模拟量输出模块，2 AQ 紧凑型，U/I ST 6ES7 532-5NB00-0AB0

l  AI 4/ AQ 2：模拟量输入输出模块，AI 4xU/I/RTD/TC / AQ 2xU/I ST 6ES7534-7QE00-0AB0

l  通信模块

l  CM：PtP RS232，通讯模块6ES7 540-1AD00-0AA0

l  CM：PtP RS422/485，通讯模块6ES7 540-1AB00-0AA0

l  CM：PtP RS232，高性能通讯模块6ES7 541-1AD00-0AB0

l  43

l  S7-1500 订货号

l  CM：PtP RS422/485，高性能通讯模块6ES7 541-1AB00-0AB0

l  CM 1542-5：RS485，PROFIBUS 通讯模块6GK7 542-5DX00-0XE0

l  CP 1542-5；RS485，PROFIBUS 通讯模块6GK7 542-5FX00-0XE0

l  CP 1543-1：RJ45，工业以太网通讯模块6GK7 543-1AX00-0XE0

l  CM 1542-1；RJ45，PROFINET 通讯模块 6GK7 542-1AX00-0XE0

下载程序时，CPU将编译该程序，如果CPU发现程序违反编译规则（如出现非法指令），就会停止下载程序，并生成一个非致命编译规则错误代码。表1列出了违反编译规则生成的错误代码及其意义。

    表1  编译规则错误

Profibus 接线

无论是组成MPI还是RPOFIBUS-DP网络，用到的主要部件都是一样的：

• PROFIBUS电缆：电缆型号有多种，其中基本的是PROFIBUS FC（Fast Connect快速连接）Standard电缆（订货号6XV1 830-0EH10）
• PROFIBUS网络连接器：网络连接器也有多种形式，如出线角度不同等等

具体电缆及接头订货号请参看：常用附件订货号

连接网络连接器

A. 电缆和剥线器。使用FC技术不用剥出裸露的铜线。

图1. 剥好一端的PROFIBUS电缆与快速剥线器（FCS，订货号6GK1905-6AA00）。

B. 打开PROFIBUS网络连接器。首先打开电缆张力释放压块，然后掀开芯线锁。

图2. 打开的PROFIBUS连接器

C. 去除PROFIBUS电缆芯线外的保护层，将芯线按照相应的颜色标记插入芯线锁，再把锁块用力压下，使内部导体接触。应注意使电缆剥出的屏蔽层与屏蔽连接压片接触。

CPU不需要进行通信编程。PUT/GET 指令中TABLE 参数用于定义远程CPU的 IP地址、本地CPU和远程 CPU的数据区域以及通信长度（TABLE 参数定义见 表 2）。

表 1 PUT和GET 指令：

表 2 PUT和GET 指令的TABLE参数定义：

1 D ：通信完成标志位，通信已经成功完成或者通信发生错误。
2 A ：通信已经激活标志位。
3 E ：通信发生错误，错误原因需要查询 错误代码4。
4 错误代码 ：见表 3 PUT 和 GET 指令TABLE 参数的错误代码。
5 通信数据长度 ：需要访问远程 CPU通信数据的字节个数，PUT 指令可向远程设备写入多 212 个字节的数据，GET 指令可从远程设备读取多 222 个字节的数据。

表 3 PUT 和 GET 指令TABLE 参数的错误代码：

通信资源数量

S7-200 SMART CPU 以太网端口含有 8 个PUT/GET 主动连接资源和 8 个PUT/GET 被动连接资源。例如：CPU1 调用 PUT/GET 指令与 CPU2 ~ CPU9 建立8主动连接的同时，可以与 CPU10 ~ CPU17 建立8被动连接（CPU10 ~ CPU17 调用 PUT/GET 指令），这样的话 CPU1 可以同时与16台 CPU（CPU2 ~ CPU17）建立连接。关于主动连接资源和被动连接资源的详细解释如下：

1、主动连接资源和被动连接资源

• 调用 PUT/GET 指令的CPU 占用主动连接资源数；相应的远程 CPU 占用被动连接资源。

2、8 个PUT/GET 主动连接资源

• S7-200 SMART CPU 程序中可以包含远多于 8个PUT/GET 指令的调用，但是在同一时刻多只能激活 8 个 PUT/GET 连接资源。
• 同一时刻对同一个远程 CPU 的多个 PUT/GET 指令的调用，只会占用本地 CPU的一个主动连接资源和远程 CPU的一个被动连接资源。本地 CPU 与远程 CPU之间只会建立一条连接通道，同一时刻触发的多个 PUT/GET 指令将会在这条连接通道上顺序执行。
• 同一时刻多能对8个不同 IP 地址的远程 CPU 进行 PUT/GET 指令的调用，第9个 远程CPU的PUT/GET 指令调用将报错，无可用连接资源。已经成功建立的连接将被保持，直到远程 CPU断电或者物理断开。

3、8 个PUT/GET 被动连接资源

• S7-200 SMART CPU 调用 PU西门子6ES75101DJ010AB0T/GET 指令，执行主动连接的同时也可以被动地被其他远程 CPU 进行通信读写。
• S7-200 SMART多可以与被8个不同 IP 地址的远程 CPU 进行 建立被动连接。已经成功建立的连接将被保持，直到远程 CPU断电或者物理断开。

指令编程举例

在下面的例子中，CPU1 为主动端，其 IP 地址为192.168.2.100，调用 PUT/GET 指令；CPU2 为被动端，其 IP 地址为192.168.2.101，不需调用 PUT/GET 指令，网络配置见图 1 。通信任务是把 CPU1 的实时时钟信息写入 CPU2 中，把CPU2 中的实时时钟信息读写到 CPU1 中。

图 1 CPU通信网络配置图

1、CPU1 主动端编程

CPU1 主程序中包含读取 CPU 实时时钟、初始化 PUT/ GET 指令的 TABLE 参数表、调用 PUT 指令和 GET 指令等。

网络1：读取 CPU1 实时时钟，存储到 VB100 ~ VB107 。

图 2 读取 CPU1 实时时钟

 注：READ_RTC 指令用于读取 CPU 实时时钟指令，并将其存储到从字节地址 T 开始的 8 字节时间缓冲区中，数据格式为 BCD 码。

网络2：定义 PUT 指令 TABLE 参数表，用于将 CPU1 的VB100 ~ VB107 传输到远程 CPU2 的VB0 ~ VB7。

图 3 定义 PUT 指令 TABLE 参数表

• a.定义通信状态字节
• b.定义 CPU2 IP 地址
• c.定义 CPU2 的通信区域 ，从 VB0 地址开始
• d.定义通信数据长度
• e.定义 CPU1 的通信区域，从 VB100 地址开始

网络3：定义 GET 指令 TABLE 参数表，用于将远程 CPU2 的VB100 ~ VB107 读取到 CPU1 的 VB0 ~ VB7。

 西门子模块6ES7516-3AN01-0AB0

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这些功能码是对四个数据区位输入、位输出、寄存器输入、寄存器输出进行访问的，如图 4 所示。

图4 访问的数据区

Modbus地址由起始的数据类型代号和地址偏移量组成。功能码决定对Modbus地址进行操作类型，其可根据需要传输的数据类型和个数来决定，如图 5 所示。

图5 MODBUS 地址对应关系

注意：在传输消息桢中，用户使用的地址是0为基准，而对应的Modbus地址是1为基准，如FC16功能码时以16进制的0000为起始地址，对应的寄存器是从40001开始。

MODBUS RTU 传输模式：消息桢中的每个8位分成2个4位16进制的字符。

每个字符帧格式（11位），如图 6 所示。

图6 字符帧格式

注意：如果无奇偶校验位，停止位是2位。

消息帧格式，如图 7 所示。