西門子CPU模塊6ES7513-1AL02-0AB0：S7-1500 軟控制器執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統(tǒng)中運行。這SIMATIC IPC 就能用于控制機器設備。 新功能：除了標準 CPU 之外，S7-1500 軟件控制器還可作為故障安全 CPU。因此，基于 PC 的自動化解決方案還可用于面向安全的應用場合。 要通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接分布式 I/O，可以SIMATIC IPC 的集成以太網(wǎng)和 PROFIBUS 接口。另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力。 當必須使用編程語言 C 或 C++ 來集成特殊自動化功能或需要將 Windows 軟件與軟控制器直接連接時，該軟控制器顯示出特殊優(yōu)勢。 為此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 來開發(fā)這種應用程序。這些應用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 軟件（例如，數(shù)據(jù)庫、可視化系統(tǒng)或 Windows 文件系統(tǒng)），或用于實時應用（例如，算法、控制器。

1500存儲卡的功能

S7-1500使用SIMATIC存儲卡作為程序存儲器。SIMATIC存儲卡主要有以下功能：

   1.作為CPU的裝載存儲區(qū)，離開存儲卡CPU就無法運行。

   2.可以用于更新S7-1500CPU及集中式IO模塊的固件版本。

   3.讀取服務數(shù)據(jù)。

一、存儲卡信息

   ①  訂貨號

   ② 序列號

   ③ 產(chǎn)品版本

   ④ 存儲器大小

   ⑤ 設置寫保護的滑塊：

-----滑塊向上滑動：無寫保護

-----滑塊向下滑動：寫保護

二、設置SIMATIC卡類型

SIMATIC 存儲卡可用作程序卡或固件更新卡。

方式一：通過TIA STEP7的操作步驟：

1. 要設置卡類型，可將 SIMATIC 存儲卡插入編程設備的讀卡器。

2. 在項目樹中選擇“SIMATIC 讀卡器”(SIMATIC Card Reader) 文件夾。

3. 在所選 SIMATIC 存儲卡的屬性中，卡類型：

● 程序卡

可將程序卡用作 CPU 的外部裝載內(nèi)存。它將包含 CPU 中的完整用戶程序。CPU 將用戶程序從裝載內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)焦ぷ鞔鎯ζ?。用戶程序在工作存儲器中運行。

SIMATIC 存儲卡上將創(chuàng)建以下文件夾：

– SIMATIC.S7

– SINAMICS.S7S（僅用適于 SIMATIC Drive Controller）

● 固件更新卡

可將 CPU 和 I/O 模塊的固件文件保存在 SIMATIC 存儲卡中。這樣便可借助于專用的SIMATIC 存儲卡來執(zhí)行固件更新。SIMATIC 存儲卡上將創(chuàng)建以下文件夾：FWUPDATE.S7S。注意：使用 SIMATIC 存儲卡作為固件更新卡，取出和插入該卡不會導致保持性數(shù)據(jù)丟失。

方式二：用戶還可以通過 SIMATIC 存儲卡上的作業(yè)文件 S7_JOB.S7S 設置 SIMATIC 存儲卡是作為程序卡還是固件更新卡使用。

三、SIMATIC 存儲卡插入與移除

要插入 SIMATIC 存儲卡，請按以下步驟操作：

     1. 打開 CPU 的前蓋。

     2. 確保 CPU 已關(guān)閉或處于 STOP 模式。

     3. 如 CPU 上所述，將 SIMATIC 存儲卡插入到 SIMATIC 存儲卡插槽中。

     4. 輕輕用力將 SIMATIC 存儲卡插入到 CPU，直至 SIMATIC 存儲卡鎖定。

要移除 SIMATIC 存儲卡，請按以下步驟操作：

    1. 打開前蓋。                                

    2. 將 CPU 切換至 STOP 模式。

    3. 輕輕用力將 SIMATIC 存儲卡按入 CPU 中。存儲卡卡入到位后，即可取出 SIMATIC存儲卡。僅當 CPU 處于 POWER OFF 或 STOP 模式時，才能取出 SIMATIC 存儲卡。

四、使用序列號進行防拷貝保護

    通過為CPU設置防拷貝保護，可以將塊的執(zhí)行與特定SIMATIC存儲卡捆綁在一起。這樣，只有在序列號的 SIMATIC 存儲卡上，才能執(zhí)行該塊。

設置防拷貝保護：

     1. 打開相應塊的屬性。

     2. 請在“常規(guī)”(General) 下選擇“保護”(Protection) 選項。

     3. 在“防拷貝保護”（Copy protection）區(qū)域中，從下拉列表中選擇“綁定 CPU的序列號”（Bind to serial number of the CPU）條目或“綁定存儲卡的序列號”（Bind to serial number of the memory card）條目。

    4. 輸入 CPU 或 SIMATIC 存儲卡的序列號。

    5. 現(xiàn)在，可以在“專有技術(shù)保護”(Know-how protection) 區(qū)域中設置塊的專有技術(shù)保護。

說明 ：

   1、如果將受防拷貝保護的塊下載到與特定序列號不匹配的設備中，則將拒絕執(zhí)行整個下載操作。也就是說不會下載不帶防拷貝保護的塊。

   2、S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)的 CPU 不支持防拷貝保護功能。

五、SIMATIC 存儲卡的使用壽命

    SIMATIC 存儲卡只能執(zhí)行有限次數(shù)的刪除與寫操作。通過用戶程序?qū)?SIMATIC 存儲卡進行循環(huán)寫入操作，將縮短    SIMATIC 存儲卡的使用壽命。達到使用壽命時，存儲卡可能會無法使用。

    注意：隨著存儲卡寫入/刪除次數(shù)的不斷增加，存儲卡中數(shù)據(jù)的保留時間將隨之下降。如果達到最大寫入/刪除次數(shù)的 90%，則保證的數(shù)據(jù)保留時間將縮減至 1 年。如果達到最大寫入/刪除次數(shù)，則無法保證所保存數(shù)據(jù)的保留時間。

六、使用SIMATIC 存儲卡的注意事項

   1、執(zhí)行寫入操作時，請勿移除 SIMATIC 存儲卡。 如果在執(zhí)行寫入操作期間從 CPU 中移除存儲卡，存儲卡的內(nèi)容可能會失效。存儲區(qū)的保持性隨后可能也會丟失?？赡苄枰獜?PG 中刪除存儲卡并重新加載程序。

  2、從 CPU 中移出 SIMATIC 存儲卡，關(guān)閉電源電壓。

  3、SIMATIC存儲卡切勿使用 Windows 工具進行格式化。使用 Windows 進行格式化，將導致該存儲卡初期在 CPU 中無法使用

概述

• 模塊化、可擴展通用系統(tǒng)，IP20 防護等級

• 適用于離散自動化領域中各種自動化應用的系統(tǒng)解決方案

• 具有*性能和可用性

• 只能在含有 STEP 7 Professional V12 或更高版本的 Totally Integrated Automation Portal 中進行組態(tài)

性能

• 提高性能

• 1、高速指令執(zhí)行:

• 2、語言擴展

• 3、新數(shù)據(jù)類型

• 4、更快速的背板總線

• 5、經(jīng)過優(yōu)化的代碼生成

• 功能強大的通信：

• 1、以 PROFINET IO（雙端口開關(guān)）作為標準接口；從 CPU 1515-2 開始支持，以一個或多個額外的集成PROFINET 接口作為輸入設備，用于網(wǎng)絡隔離或用于連接更多的 PROFINET 設備或高速通信設備

• 2、OPC UA 服務器（數(shù)據(jù)訪問）和客戶端作為運行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設備/系統(tǒng)

• 3、可針對總線系統(tǒng)和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

集成技術(shù)

• 無需附加模塊就可集成運動控制功能：

  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅(qū)動器和 PROFIdrive 驅(qū)動器

  • 運動控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對同步操作（在沒有位置同步規(guī)范的條件下實現(xiàn)同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。

  • CPU 技術(shù)中還集成了諸如同步操作（利用位置同步規(guī)范進行同步）凸輪和和用于控制運動系統(tǒng)等擴展的運動控制功能。

跟蹤所有 CPU 標簽，以進行實時診斷和間歇錯誤檢測；擁有有效調(diào)試和快速優(yōu)化驅(qū)動器和控制裝置，廣泛的控制功能：例如，可輕松組態(tài)的塊可進行控制參數(shù)的自動優(yōu)化以實現(xiàn)控制質(zhì)量，通過提供的工藝模塊獲得附加功能：例如，高速計數(shù)、位置檢測或高達 1 MHz 信號的測量。

安全集成

• 保證人身安全和機器安全 – 在集成式完整系統(tǒng)框架內(nèi)故障安全 SIMATIC S7-1500(T)F 控制器可在同一控制器上處理標準程序和安全程序。

• 故障安全用戶程序和標準用戶程序是在 TIA Portal 中使用相同編輯器創(chuàng)建的；因此，可以像在標準用戶程序中分析標準數(shù)據(jù)那樣來分析故障安全數(shù)據(jù)。由于這種軟件集成，故障安全應用也可利用 SIMATIC 的系統(tǒng)有點和功能

編程功能

離線編程方式：可編程邏輯控制器和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型可編程邏輯控制器中常采用。

五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準（IEC6113123），同時，還應支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。

處理速度

可編程邏輯控制器采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。

處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)?？删幊踢壿嬁刂破鹘狱c的響應快、速度高，每條二進制指令執(zhí)行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于0.2ms/K

致命錯誤會導致CPU停止執(zhí)行用戶程序。根據(jù)錯誤的嚴重性，一個致命錯誤會導致CPU無法執(zhí)行某些功能或所有功能。處理致命錯誤的目的是使CPU進入安全狀態(tài)，使之可以響應對當前錯誤狀況的詢問。

當發(fā)生一個致命錯誤時，CPU執(zhí)行以下任務：①進入STOP(停止)方式；②點亮系統(tǒng)致命錯誤LED和STOP(停止)LED指示燈；③斷開輸出。這種狀態(tài)將會持續(xù)到錯誤清除之后。表1列出了可以從CPU模塊讀到的致命錯誤代碼及其描述。

表1    致命錯誤代碼及描述

在程序的正常運行中，可能會產(chǎn)生非致命錯誤（如尋址錯誤）。在這種情況下，CPU產(chǎn)生一個非致命運行時間錯誤代碼。表1列出了這些非致命錯誤代碼及其描述。

表1    運行程序錯誤

西門子CPU模塊6ES7513-1AL02-0AB0 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，還設定了新標準，提高生產(chǎn)效率。無論是小型設備還是對速度和準確性要求較高的復雜設備裝置，都一一適用。SIMATIC S7-0 無縫集成到 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展性。每個控制器中都包含有以下組件：

1、   一個中央處理器(CPU)，用于執(zhí)行用戶程序

2、   一個或多個電源

3、   信號模塊，用作輸入/輸出

4、    以及相應的工藝模塊和通信模塊。

性能：沒有較快，只有更快！SIMATICS7-1500 的系統(tǒng)性能極大縮短了系統(tǒng)響應時間，進而優(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)響應時間，進而提高了生產(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。

技術(shù)集成：SIMATIC S7-1500 中可將運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)，控制器可使用標準組件連接支持PROFIdrive 的各種驅(qū)動裝置。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，不僅增強了用戶程序和運動控制應用診斷的準確性，同時還極大優(yōu)化了驅(qū)動裝置的性能。

運動控制功能：通過運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。

信息安全集成：SIMATIC S7-1500 中提供一種更為全面的安全保護機制，包括*級別、模塊保護以及通信的完整性等各個方面。“信息安全集成”機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：加密算法可以有效防范未經(jīng)*的訪問和修改。這樣可以避免機械設備被仿造，從而確保了投資安全。

防拷貝保護：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備中運行。

這樣程序就無法拷貝，而且只能在的存儲卡或 CPU 上運行。

訪問保護：訪問保護功能提供一種全面的安全保護功能，可防止未經(jīng)*的項目計劃更改。采用為各用戶組分別設置訪問密碼，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，更是加強了集成防火墻的訪問保護。

操作保護：系統(tǒng)對傳輸?shù)娇刂破鞯臄?shù)據(jù)進行保護，防止對其進行未經(jīng)*的訪問?？刂破骺梢宰R別發(fā)生變更的工程組態(tài)數(shù)據(jù)或者來自陌生設備的工程組態(tài)數(shù)據(jù)。

設計與操作：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：可快速訪問各種文本信息和詳細的診斷信息，以提高設備的可用性同時也便于全面了解工廠的所有信息。

標準前連接器：標準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。