西門子PLC模塊6ES71556AU000CN0

提供有大量功能，支持用戶的 S7-1500 編程、調試和維護等工作。

• 性能
  • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數據類型
  • 代碼生成得到，響應時間顯著縮短
• 集成技術
  • 通過標準 PLCopen 運動控制塊，簡便、快速地對運動序列進行編程
  • 運動控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對同步操作（在沒有位置同步規范的條件下實現同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。
  • CPU 技術中還集成了諸如同步操作（利用位置同步規范進行同步）凸輪系統等擴展的運動控制功能。
  • 方便的診斷和調試工具提供了驅動器調試支持
  • 向組態系統和人機界面自動發送報警消息：簡化的故障排除步驟節省了調試時的時間與工作量。
• 等時同步模式
  • 將分布式信號采集、信號傳輸和程序執行與具有恒定總線循環時間的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環進行同步耦合：
    采集輸入信號并進行處理，按固定時間間隔（恒定總線循環時間）將輸出信號輸出。同時創建了前后一致的部分過程圖像。
  • 由于分布式 I/O 以恒定總線循環時間進行同步信號處理，可實現精確可重現的確定過程響應時間
  • 在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-1500 還可執行高速處理操作，并可取得極高的精度和重現性。這意味著可在提供佳且恒定的質量的同時提高產量。
  • 提供了用于完成運動控制、測量值采集、高速控制等復雜任務的全面組件。
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經授權而讀取和修改程序塊（與 STEP 7 相結合）
  • 通過復制保護
    來提高保護程度，防止未經授權而復制程序塊：通過復制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4 級授權方式：
    可向用戶組分配不同訪問權限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設備之間的通信。由于操作保護得到改進，控制器可以檢測到組態數據的更改或未經允許的傳輸。
• 設計與操作
  • 帶集成顯示屏的 CPU：
    可方便地分析集中和分布式模塊的狀態，或不使用編程設備而設置或更改 IP 地址。系統診斷信息和用戶報警在顯示屏上以普通文本形式顯示，有助于快速有效地響應產生的錯誤消息。菜單和消息文本在顯示屏上可以多種語言顯示。
• 集成系統診斷
  • 系統診斷信息在顯示屏上以純文本格式持續顯示，TIA Portal，HMI 設備和 web 器，包括驅動器中的消息，在CPU停止運行的狀態下均有可能。此功能是作為一個系統功能集成在 CPU 固件中，無需由用戶單獨組態。若配置了新硬件組件，則自動更新診斷信息。
  • 通過質量信息，直接在用戶程序中進行簡單快速的診斷：
    通過激活模塊的質量信息 (QI)，可直接在用戶程序中查詢和所提供過程值的有效性。此時，訪問是通過過程映像并使用簡單二進制或加載命令進行的。先決條件是可在 TIA Portal 中對模塊進行診斷，并對質量信息進行組態。
  • 支持 SIMATIC ProDiag S7-1500 – 用于輕松創建機器診斷與工廠診斷。它提升了可用性，并支持就地的故障分析和故障排除功能。
• 通過 SIMATIC STEP 7 Professional V12 組態軟件進行組態
  • SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平臺中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本來編程。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直觀組態系統。
• 兼容性
  • 移植：
    與 SIMATIC STEP 7 Professional V13 集成的一個移植工具可幫助從 S7-300/S7-400 切換到 S7-1500 控制器，并自動轉換程序代碼。無法自動轉換的程序代碼將會記錄下來，并可以手動進行調整。客戶支持頁面的下載區域中還以獨立工具的形式提供了該移植工具。STEP 7 V11 項目可在兼容模式下繼續和 STEP 7 V12 組合使用 。S7-1200 程序也可以通過復制/粘貼手段轉移至 S7-1500
• SIMATIC 存儲卡(用來運行 CPU)
  • SIMATIC 存儲卡用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。STEP 7 項目（包括注釋和符號、附加文件或 csv 文件（用于配方和歸檔））也可存儲在 SIMATIC 存儲卡上。可通過用戶程序和 SIMATIC 存儲卡上的系統函數來創建數據塊，并存儲或讀取數據。
• Safety Integrated（S7-1500F 控制器的功能選項）
  • “STEP 7 Safety Advanced”選件包；
    用于對 S7-1500F 控制器的安全相關程序部分進行編程。
    選件包中包括所有用來創建 F 程序的所有功能和塊。STEP 7 Safety Advanced V12 可在 SIMATIC STEP 7 Professional V12 SP1 下運行。

標準型 CPU

• 用于 SIMATIC S7-1500 的標準 CPU：
  CPU 1511-1 PN、CPU 1513-1 PN、CPU 1515-2 PN、CPU 1516-3 PN/DP、CPU 1517-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP ODK
• 用于 SIMATIC S7-1500 的故障安全 CPU：
  CPU 1511F-1 PN、CPU 1513F-1 PN、CPU 1515F-2 PN、CPU 1516F-3 PN/DP、CPU 1517F-3 PN/DP、CPU 1518F-4 PN/DP、CPU 1518F-4 PN/DP ODK
• 用于 SIMATIC S7-1500 的緊湊型 CPU：
  CPU 1511C-1 PN, CPU 1512C-1 PN
• 用于 SIMATIC S7-1500 的技術型 CPU：
  CPU 1511T-1 PN, CPU 1515T-2 PN, CPU 1517T-3 PN/DP, CPU 1517TF-3 PN/DP
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域

• S7-1500 控制器產品系列中的入門級 CPU
• 適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的應用
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產線上作為集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運行分布式 I/O
• 用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設備的 PRIFINET 智能設備
• OPC UA 器（數據訪問）作為運行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設備/系統
• 等時同步模式
• 集成運動控制功能，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 器，帶有創建用戶定義的 Web 站點的選項

注：

CPU 1511-1 PN 是經濟型入門級 CPU，用于不連續生產技術中對處理速度和響應速度要求不高的應用。 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備 （PROFINET 智能設備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設計為 2-端口交換機以便在系統中設立總線型拓撲。 另外，CPU 通過易組態的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅動器的能力。

CPU 1511-1 PN 的特點：

• 功能強大的處理器：
  該 CPU 的單條二進制命令的命令執行時間可低至 60 ns。
• 大容量工作存儲器：
  150KB，用于程序；1 MB，用于數據
• 采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
  允許實現例如數據日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴展功能：
  單層組態多可支持 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、別名稱、位置名稱等。
  • 顯示器以及診斷確認和用戶消息
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • 顯示設置
  • IP 地址設置
  • 日期和時間設置
  • 選擇操作模式
  • 復位 CPU 至出廠設置
  • 項目的備份與恢復
  • 禁用/啟用顯示屏
  • 啟用保護級別
• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進行分布式 I/O 連接

確定動態過載能力

功能概述

允許在運行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流（大允許連續直流電流）。但是超過的程度和持續時間要受到特定的限制，這在下面進行詳細說明。

過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續時間取決于過載電流的時間特性，以及該裝置的過載歷史，還取決于具體的設備情況。

每次過載都必定跟隨有欠載（過載相的負載電流小于額定直流電流）。一旦達到高允許過載持續時間，負載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。

通過對電源部分進行熱監視可以確定動態過載持續時間（I²t 監視）。I²t 監視使用實際負載電流的時間特性計算環境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下，要把具體的設備特性（例如熱阻和時間常數）加入到計算中。當轉換器打開時，計算過程從初始值開始，該初始值在關斷/線路供電故障之前確定。在設置參數時必須把環境條件（環境溫度和安裝高度）考慮進來。

計算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時，I²t監視會發出響應。作為響應，有兩種選擇可以被參數化：

• 電樞電流設置值下降到額定直流電流報警，或
• 設備關機故障

可以禁用 I²t 監視功能。在這種情況下，電樞電流高限制為額定直流電流。

動態過載能力的組態

組態單包含以下信息：

• 長負載持續時間t_an從低溫電源部分和指定恒定負載時算起，
• 長零電流間隔t_ab（長冷卻時間）直到電源部分達到“低溫”熱狀態，以及
• 極限特性的磁場，用于確定熱穩定、過載間歇運行期間的過載能力（周期性工作循環）

備注：如果計算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%，則認為電源部分處于“低溫”狀態。該狀態可以使用二進制可分配輸出查詢。

帶過載間歇運行時具有極限特性的磁場結構

具有極限特性的磁場是指具有總持續時間 300s 的間歇過載運行的負載循環。這種負載循環包括兩個時間部分——基本負載持續時間（電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流）和過載持續時間（電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流）。

每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負載電流表示成針對小負載持續時間（極限基本負載電流）的過載系數（極限基本負載電流，按額定直流電流的 a% 計算）。對于負載循環的剩余持續時間，大允許過載電流通過過載系數確定。如果對于所需的過載系數沒有指定極限特性，則要遵守針對下一個高過載系數的極限特性。

極限特性的勵磁對于 300s 負載循環有效。使用基本計算算法，負載循環可以長于或短于 300s 的負載循環持續時間組態。現在使用兩個基本任務顯示。

基本任務1 和 2 的特性舉例

基本任務 1

• 已知：
  裝置、循環持續時間、過載系數、過載持續時間
• 求：
  （小）基本負載持續時間和大基本負載電流

SINAMICS DC MASTER 裝置的并聯

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件：

在 CUD 上配備傳輸觸發脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。

多可以并聯 6 部設備。多部裝置并聯時，主裝置應該放置在中間，以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯接口線長度：15 m。

同樣，每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器（u_K 小 2 %），以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級（電流下降）運行，推薦公差 5% 或更好。

只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯。
裝置并聯時，允許的輸出電流為（維持輔助條件時）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數量

冗余運行（“（n+m）運行”模式）

SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中，作為特殊的并聯運行模式。在此運行模式下，如果一臺裝置故障（例如電源部分的保險燒斷），其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運行。正確組態好和互聯好之后，電樞電路和勵磁電路都可以冗余運行。

當一個裝置故障時，其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運行、持續工作不會中斷。在組態系統時，需要特別注意在冗余應用中，只須滿足 n 個裝置的額定功率（而不是 n+m 個裝置）。

在發生故障時，主裝置的功能會自動轉移。這樣一來，無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障，系統都會繼續運行。（可以根據要求提供冗余運行時的 MTBF 數據。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯時的電樞電路連接示意圖

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

(3) 裝置使用（8 針）屏蔽跳線（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 標準）連接，與 PC 網絡技術中使用的網線相同。可以直接從西門子購買標準的 5m 長線電纜（訂貨號：6RY1707-0AA08）。n 個裝置并聯需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設備上的總線終端。

(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設備上。

(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。

下面的產品目錄頁包含有關不是由西門子（而是由西門子集團外部的第三方，“外部公司”）生產和銷售的補充產品的信息。這些外部公司獨立地組織其產品的生產、銷售和交付。采用他們自己的業務及交貨的條款和條件。

有關這里介紹的補充產品和相關信息的責任由相關的外部公司獨自承擔。除非法律強制規定，西門子公司不對外部公司的產品承擔任何責任和做出任何擔保。另請參見每種產品隨附的有關“責任免除/超鏈接的使用”的說明。

注

CM CANopen 模塊是一種 HMS 產品，只能通過 HMS 獲得。

下面的描述包含有關非西門子（除西門子集團外的第三方，“外部公司”）生產和銷售的相關產品的信息。這些外部公司獨立地組織其產品的生產、銷售和交付。采用他們自己的業務及交貨的條款和條件。

有關這里介紹的相關產品和相關信息的責任由相關的外部公司獨自承擔。除非法律強制規定，西門子不對外部公司的產品承擔任何責任和做出任何擔保。另請參見有關“責任免除/超鏈接的使用”的說明。

概述

為基于 CANopen 運行 S7-1200，提供有一個接口模塊。該接口模塊可與 S7-1200 自動化系統及 IO 組件一起使用。

CiA 和 CANopen 是 CAN 在 Automation e.V. 中的注冊社區商標

CANopen 是一種廣泛采用的工業總線系統，可用于各種不同應用。使用該模塊，可簡單和經濟有效地將 CANopen 應用程序與 SIMATIC 相連。

• 車輛液壓閥/軸的控制
• 包裝機械或傳送帶電機控制
• 風力發電機組中角編碼器的位置數據采集
• 機器控制裝置采集，如操縱桿
• 路徑編碼器、傾角計或角編碼器的測量數據采集，例如，用于塔式起重機和龍門起重機

該 CM CANopen 模塊具有以下特點：

• SIMATIC S7-1200 的 CANopen 接口模塊（主站/從站）
• 在主站模式下可連接多達 16 個 CANopen 從站
• 每個模塊 256 字節輸入數據和 256 字節輸出數據
• 每個 CPU 可連接多達 3 個模塊
• 3 個 LED 指示燈，用于指示模塊、網絡和 I/O 狀態診斷
• 可以將該模塊集成到 TIA 博途平臺的硬件目錄中
• 支持 Transparent CAN 2.0A 以處理客戶特定協議
• 根據通信協議 CiA 301 Rev. 4.2 和 CiA 302 Rev. 4.1（主站）實現 CANopen

CiA 和 CANopen 是 CAN 在 Automation e.V. 中的注冊社區商標

• 模塊化、可擴展通用系統，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解決方案
• 具有極高性能和可用性
• 可專門通過 Totally Integrated Automation Portal 平臺中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型號進行組態

性能

• 提高性能
  • 高速指令執行:
  • 語言擴展
  • 新數據類型
  • 更快速的背板總線
  • 經過的代碼生成
• 功能強大的通信：
  • 以 PROFINET IO（雙端口開關）作為標準接口；
    從 CPU 15-2 PN 開始支持，以一個或多個額外的集成 PROFINET 接口作為輸入設備，用于網絡隔離或用于連接更多的 PROFINET 設備或高速通信設備
  • OPC UA 數據訪問器作為運行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設備/系統
  • 可針對總線系統和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

集成技術

• 無需附加模塊就可集成運動控制功能：
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅動器和 PROFIdrive 驅動器
  • 運動控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對同步操作（在沒有位置同步規范的條件下實現同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。
  • CPU 技術中還集成了諸如同步操作（利用位置同步規范進行同步）凸輪系統等擴展的運動控制功能。
• 全面跟蹤所有 CPU 標簽，以進行實時診斷和間歇錯誤檢測；
  擁有有效調試和快速驅動器和控制裝置
• 廣泛的控制功能：
  例如，可輕松組態的塊可進行控制參數的自動以實現優控制質量
• 通過提供的工藝模塊獲得附加功能：
  例如，高速計數、位置檢測或高達 1 MHz 信號的測量

安全集成

人身安全和機器安全 – 在集成式完整系統框架內

• 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。
  在 TIA 博途中，使用相同的編輯器生成故障安全和標準用戶程序；例如，這樣就能向標準用戶程序中的標準數據那樣，故障安全數據。由于這種軟件集成，故障安全應用也可利用 SIMATIC 的系統有點和全面功能。

集成安全功能

• 通過密碼進行知識保護，防止未經授權讀取和修改程序塊
• 通過復制保護來提高保護程度，防止未經授權而復制程序塊：
  通過復制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
• 具有四個不同授權級別的權限：
  可向各個用戶組分配不同訪問權限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設備之間的通信。
• 改進了操作保護：
  控制器將會檢測到組態數據的更改或未授權傳輸。
• 用于以太網通信處理器 (CP 1543-1)：
  • 通過防火墻提供附加訪問保護
  • 建立安全 VPN 連接

設計與操作

• 配備顯示器的 CPU，可顯示純文本信息（因特網上的顯示仿真工具）：
  • 可顯示所有連接模塊的訂貨號、固件版本和序列號信息
  • 直接在現場設置 CPU 的 IP 地址以及進行其它網絡設置，無需使用編程設備
  • 直接以普通文本形式顯示錯誤消息，可縮短停機時間
• 所有模塊采用統一的前連接器，并具有用于靈活形成電壓組的集成式電壓橋接件，從而簡化了庫存，降低了接線成本
• S7-1500 導軌上集成有 DIN 導軌：
  快速、方便地安裝小型斷路器、繼電器等附加組件
• 通過信號模塊進行集中擴展：
  可根據任何應用的要求進行靈活調整
• 數字量信號模塊的系統電纜連接：
  可快速、清晰地進行安排，以連接至現場的傳感器和執行器并在控制柜中進行簡便接線
• 電源：
  • 負載電源模塊（電源模塊）為模塊提供 24 V 電源
  • 電源模塊可通過背板總線向模塊內部電路供電
• 分布式擴展：
  • 通過 PROFINET 接口模塊 IM 155-5，可針對 ET 200MP I/O 系統使用多 30 個信號模塊、通信模塊和工藝模塊
  • 在集中和分布式運行的操作和系統功能方面沒有差別

集成系統診斷

• CPU 的集成系統診斷，默認情況下已激活：
  • 在顯示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 器中以普通文本形式一致地顯示系統診斷信息，甚至可顯示變頻器消息。即使 CPU 處于停止狀態，也會更新消息。
  • 系統診斷功能集成在 CPU 固件中。無需由用戶進行組態。組態發生改變時，會自動對診斷信息進行更新。

對 SIMATIC ProDiag S7-1500 的支持能力

• ProDiag 是一個輕松創建機器診斷與工廠診斷的概念。它提升了可用性，并支持就地的故障分析和故障排除功能。

數據記錄（歸檔）和配方

• SIMATIC 存儲卡：
  • 插入式裝載存儲器
  • 可進行固件更新
  • STEP 7 項目（包括注釋和符號）、附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）的存儲選項
  • 通過 SD 讀卡器并使用 Office 工具，可方便地訪問與設備相關的運行數據和組態數據（與控制器之間的雙向數據交換）
• 集成 wed 器：
  - 通過 Web 瀏覽器，可方便地訪問與設備相關的運行數據和組態數據

認證

SIMATIC S7-1500 符合以下和國際標準：

• cULus 認證
• cULus HazLoc 認證
• FM 認證
• ATEX 認證僅限于 24 V，不適用于 230 V
• CE
• RCM（以前的 C-TICK）
• KCC
• IECEx（僅限 24 V；不適用于 230 V）
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2