SIMATIC ET 200SP CPU：紧凑型控制器集成了系统诊断功能

1.S7-1500 CPU模块的特点

S7-1500的CPU模块的响应时间快速，位指令执行时间最短可达1ns。集成有可用于调试和诊断的CPU显示面板、最多128轴的运动控制功能、标准以太网接口、PROFINET接口和Web服务器，可以通过网页浏览器快速浏览诊断信息。支持高达2GB的存储卡，可存储项目数据、归档、配方和相关文档。优化存储的程序块可以提高处理器的访问速度。

CPU具有优化的诊断机制和高效的故障分析能力，可用STEP 7、HMI、Web服务器和CPU的显示面板显示统一的诊断数据。集成了系统诊断功能，CPU即使处于停止模式，也不会丢失系统故障和报警消息。

S7-1500可以使用LAD、FBD、STL、SCL、GRAPH这几种编程语言。有标准型、工艺型、紧凑型、高防护等级型、分布式和开放式、故障安全型CPU，和基于PC的软控制器。额定电源电压为DC24V。

2.标准型CPU模块的技术规范

S7-1500现在有6种型号的标准型CPU模块（见表1-4和图1-5），中央机架可以安装32块模块。插槽式装载存储器（SIMATIC存储卡）最大32GB。各CPU集成了一个带2端口交换机的PROFINET接口。此外，有的CPU还集成了以太网接口和PROFIBUS-DP接口。输入、输出的I/O最大地址范围各32KB，所有输入/输出均在过程映像中。

随书光盘中的《S7-1500_ET200MP自动化系统手册集》包含了S7-1500/ET200MP系统产品系列的所有手册。

表1-4 S7-1500标准型CPU技术规范

图1-5 标准型CPU模块

3.紧凑型控制器

紧凑型控制器（见图1-6）CPU 1511C和CPU 1512C集成了离散量、模拟量输入/输出和高速计数功能，还可以像标准型控制器一样扩展25mm和35mm的IO模块。它们分别集成了16DI/16DQ和32DI/32DQ，均有4+1AI和2AQ，6通道400kHz（4倍频）的高速计数器，所有集成的模块都自带前连接器。集成自带交换机功能的PROFINET端口，作为IO控制器可带最多128个IO设备，支持iDevice、IRT、MRP、PROFIenergy和Option handing等功能。支持开放式以太网通信，集成了Web服务器、Trace、运动控制、闭环控制和信息安全功能。通过在生产空闲时使用PROFIenergy命令，适用于PROFINET的PROFIenergy可以降低能耗。

图1-6 紧凑型控制器

4.ET 200SP CPU模块

SIMATIC ET 200SP CPU是S7-1500控制器家族的新成员，是兼备S7-1500的突出性能与ET 200SP I/O简单易用，身形小巧于一身的控制器。它具备热插拔功能，控制器右侧可以直接扩展ET 200SP I/O模块。

ET 200SP的CPU 1510SP-1PN、CPU 1512SP-1 PN与S7-1500的CPU 1511-1PN、CPU 1513-1PN具有相同的功能，可以直接连接ET 200SP I/O，具有体积小、使用灵活、接线方便、价格便宜等特点。PROFINET接口带有3个交换端口。

ET 200SP开放式控制器CPU 1515SP PC是将PC-based平台与ET 200SP控制器功能相结合的可靠、紧凑的控制系统（见图1-7），使用双核1GHz的AMD G Series APU T40E处理器，2G/4G内存。用8G/16GCfast卡作为硬盘，使用32位或64位的Windows 7嵌入版操作系统。有一个千兆以太网接口、3个USB2.0接口，一个DVI-I接口。预装S7-1500软控制器CPU1505S，可选择预装WinCC高级版Runtime。支持ET200SPI/O模块，通过总线适配器可以扩展1个PROFINET接口（两端口交换机）。通过ET 200SP CM DP模块可以支持PROFIBUS-DP通信，可以通过ODK 1500S软件开发包，使用高级语言C/C++进行二次开发。

图1-7 CPU 1515S PPC(www.xing528.com)

5.S7-1500软件控制器

S7-1500软件控制器采用Hypervisor技术，安装到SIEMENS工控机后，将工控机的硬件资源虚拟成两套硬件，其中一套运行Windows系统，另一套运行S7-1500 PLC实时系统。两套系统并行运行，通过SIMATIC通信的方式交换数据。软PLC与S7-1500硬PLC代码100%兼容，它的运行独立于Windows系统，可以在软PLC运行时重启Windows。

有两个可选型号CPU1505S和CPU 1507S。可以通过ODK 1500S，使用高级语言C/C++进行功能扩展。CPU 1507S软件控制器只能运行在SIEMENS工控机上，其硬件配置有以下要求：必须是多核处理器；内存不低于4GB；不能装有RAID硬盘，安装操作系统的存储空间不小于8GB。

6.故障安全控制器

故障安全型控制器（F CPU）适用于对安全性要求很高的系统，在发生故障时可以确保切换到安全的模式。F CPU的安全功能包含在CPU的F程序中和包含在故障安全信号模块中。信号模块通过差异分析监视输入和输出信号。CPU通过自检、指令测试和顺序程序流控制来监视PLC的运行。通过请求信号检查I/O，如果系统诊断出一个错误，则转入安全状态。CPU、I/O模块和PROFIBUS/PROFINET都应具有故障安全功能。

S7-1500 F安全模块是S7-1500 PLC家族中的一员，它除了拥有S7-1500所有特点外，还集成了安全功能，将安全技术轻松地和标准自动化无缝集成在一起。

S7-1500FCPU故障安全控制器模块用于故障安全功能和标准功能，表1-4中的每一种标准型CPU都有对应的故障安全型CPU。例如CPU 1511F-1 PN对应于CPU 1511-1 PN。它们支持到SIL3/Category4/PLe安全等级，可灵活构建不同的网络结构，硬件参数可以从站点中完整上载，支持Shared I-Device，用读访问监控实现快速诊断。

7.电源模块

S7-1500的电源模块分为PS电源模块（系统电源模块）和PM电源模块（负载电源模块）。

（1）系统电源模块

系统电源模块专门为背板总线提供内部所需的系统电源，可以为模块的电子元件和LED指示灯供电，具有诊断报警和诊断中断功能。系统电源应安装在背板总线上，必须用TIA博途组态。系统电源模块有PS25W 24VDC、PS 60W 24/48/60V DC和PS 60W 120/230V AC/DC这3种型号。一个机架最多可以使用3个PS模块，通过系统电源模块内部的反向二极管，划分不同的电源段。

机架上可以没有系统电源模块，CPU或接口模块IM155-5的电源由负载电源模块PM或其他DC 24V电源提供。CPU/IM155-5向背板总线供电，但是功率有限，最多只能连接12个模块。如果需要连接更多的模块，需要增加系统电源模块PS。

如果在CPU/IM155-5左边的0号槽放置一块系统电源模块，CPU/IM155-5的电源端子同时连接DC24V电源，它们将一起向背板总线供电。

图1-8的左图是有两个系统电源模块的机架，0号槽的系统电源模块为1～3号槽的模块供电，4号槽的系统电源模块为5、6号槽的模块供电。选中4号槽的电源模块后，选中巡视窗口左边的“电源段概览”（见图1-8的右图），可以查看PS模块功率分配的详细信息。负的功率表示消耗，该PS模块还剩余22.75W的功率。

选中CPU的巡视窗口中的“系统电源”，可以查看0号槽的PS模块的功率分配信息。

图1-8 有两个系统电源的机架

（2）负载电源模块

负载电源模块通过外部接线可以为CPU/IM、I/O模块、PS电源等提供高效、稳定、可靠的DC 24V供电。输入电压为AC 120V/230V自适应，可用于世界各地的供电网络。负载电源不能通过背板总线向S7-1500和ET 200MP供电，可以不安装在机架上，可以不在博途中组态。它具有输入抗过压性能和输出过压保护功能。负载电源有24V/3A和24V/8A两种型号的模块。