西门子6ES7 516-3TN00-0AB0

设计
概述
S7-1500 自动化系统具有模块化的结构，可包含多 32 个模块。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。S7-1500 自动化系统支持单层配置，其中的所有模块均安装在一个 DIN 导轨上（请参见手册以了解要求）。
系统包含下列组件：
•控制器：
CPU 具有不同性能等级，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于连接分布式 I/O 或用于编程设备、操作员面板、其它 SIMATIC 控制器或第三方设备间的通信。
SIMATIC S7-1500 适合使用多种型号的 CPU：- 标准 CPU（MFP 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）
- 紧凑型 CPU 不仅配备数字型和模拟型输入输出，还配备计数器输入和高速输出，将技术功能直接集成在 CPU 上。
- 故障安全型 CPU（MFP 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）适用于在同一台计算机上执行标准程序和安全相关的程序。
- 具有扩展运动控制功能的 T-CPU，如同步运行（通过*同步位置进行同步）、凸能以及运动控制功能。
•用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
•工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
•通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展
根据具体要求，也可使用下列模块：
•在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。另外，60 W 24/48/60 V DC HF PS 还可让 CPU *性存储整个工作存储器的内容（数据）。
•用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
•接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。
设计
简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 多功能，便于维护。
•集成背板总线：
集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过 U 形连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。
•模块组装在 S7-1500 安装导轨上：
具有各种长度，包括切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨，可以卡装广泛的标准部件，如附加端子、小型断路器或小型继电器。
•性能可靠，接线方便：- I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。信号模块和前连接器之间具**械编码，可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
- 为了对前连接器进行简单接线，可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上，插头尚未与模块电路接触。此位置还可用于在运行过程中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
- 前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。两个型号都可以连接线芯截面积为 0.252 ~ 1.5 mm2（AWG 24 ~ AWG 16）的导线。
- 另外，数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。通过 TOP Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。
- 对于模拟量模块，可以直接在模块上进行屏蔽；随模块提供了一个屏蔽连接套件，*工具即可进行安装。
•设备特定标签：
标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。可使用标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印，而*重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式，可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开，则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
•可变和可扩展的站配置：- 信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
- 配置包括带有 31 个模块（30 个模块 + 1 个电源）的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
•尺寸紧凑：
SIMATIC S7-1500 可顺利安装到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安装空间内。
•移动敷设：
SIMATIC S7-1500 及其模块可以垂直和水平安装，从而可以方式安装到可用空间内。

通过 PROFIBUS 的数据通信
SIMATIC S7-1500 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。可连接以下设备：
•SIMATIC S7-1200
•SIMATIC S7-1500
•SIMATIC S7-300
•SIMATIC S7-400
•SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
•编程设备
•PC、工业 PC
•SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统
•数控
•机械手控制装置
•驱动控制装置
•其它厂商的设备
通过点到点通信模块进行数据通信
通过点到点通信模块，可实现功能强大的点到点连接。例如，可以连接以下设备：
•SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
•扫描仪、条形码阅读器、识别系统
•机械手控制装置
•打印机
支持的协议：
•Freeport：适用于通用通信的用户可设置报文格式
•3964(R) 可提高传输可靠性
•Modbus RTU 主站
•Modbus RTU 从站
•USS，通过指令实现
接口性质：
•RS 232 带辅助信号
•RS 422 用于全双工连接
•RS 485 用于半双工和多点连接
•传输速率为 300 - 115 200 bit/s
•通过 Sub D 连接器进行连接
功能
提供有大量功能，支持用户的 SIMATIC S7-1500 编程、调试和维护等工作。
•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
- 代码生成得到优化，响应时间显著缩短
•集成技术- 通过标准 PLCopen 运动控制块，简便、快速地对运动序列进行编程
- 运动控制功能支持速度控制轴、定位轴、相对同步操作（在没有位置同步规范的条件下实现同步）以及外部编码器、凸轮和探头。
- CPU 技术中还集成了诸如同步操作（利用位置同步规范进行同步）凸轮和和用于控制运动系统等扩展的运动控制功能。
- 方便的诊断和调试工具提供了驱动器调试支持
- 向组态系统和人机界面自动发送报警消息：简化的故障排除步骤节省了调试时的时间与工作量。
•等时同步模式- 将分布式信号采集、信号传输和程序执行与具有恒定总线循环时间的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循环进行同步耦合：
采集输入信号并进行处理，按固定时间间隔（恒定总线循环时间）将输出信号输出。同时创建了前后一致的部分过程图像。
- 由于分布式 I/O 以恒定总线循环时间进行同步信号处理，可实现精确可重现的确定过程响应时间
- 在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-1500 还可促进高速处理操作，并可实现较高精度和重现性。这意味着可在提供且恒定的质量的同时提高产量。
- 提供了用于完成运动控制、测量值采集、高速控制等复杂任务的全面组件。
•集成安全功能- 通过密码进行知识保护，防止未经授权而读取和修改程序块（与 STEP 7 相结合）
- 通过复制保护
来提高保护程度，防止未经授权而复制程序块：通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
- 4 级授权方式：
可向用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。由于操作保护得到改进，控制器可以检测到组态数据的更改或未经允许的传输。
•设计与操作- 带集成显示屏的 CPU：
用于方便地分析集中和分布式模块的状态，或不使用编程设备而设置或更改 IP 地址。系统诊断信息和用户报警在显示屏上以普通文本形式显示，有助于快速有效地响应产生的错误消息。菜单和消息文本在显示屏上可以多种语言显示。
•集成系统诊断 - 显示屏上、TIA Portal 中、操作员面板上以及 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是可能的。此功能是作为一个系统功能集成在 CPU 固件中，*由用户单独组态。若配置了新硬件组件，则自动更新诊断信息。
- 通过质量信息，直接在用户程序中进行简单快速的诊断：
通过激活模块的质量信息 (QI)，可直接在用户程序中查询和评估所提供过程值的有效性。此时，访问是通过过程映像并使用简单二进制或加载命令进行的。先决条件是可在 TIA Portal 中对模块进行诊断，并对质量信息进行组态。
- 支持 SIMATIC ProDiag S7-1500 – 用于轻松创建机器诊断与工厂诊断。它提升了可用性，并支持就地的故障分析和故障排除功能。
•通过 SIMATIC STEP 7 Professional V12 组态软件进行组态- SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平台中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本来编程。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直观组态系统。
•兼容性- 移植：
与 SIMATIC STEP 7 Professional V12 集成的一个移植工具可帮助从 S7-300/S7-400 切换到 S7-1500 控制器，并自动转换程序代码。无法自动转换的程序代码将会记录下来，并可以手动进行调整。客户支持页面的下载区域中还以独立工具的形式提供了该移植工具。STEP 7 V11 项目可在兼容模式下继续和 STEP 7 V12 组合使用 。S7-1200 程序也可以通过复制/粘贴手段转移至 S7-1500
•SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)- SIMATIC 存储卡用作插入式装载存储器，或用于更新固件。STEP 7 项目（包括注释和符号、附加文件或 csv 文件（用于配方和归档））也可存储在 SIMATIC 存储卡上。可通过用户程序和 SIMATIC 存储卡上的系统函数来创建数据块，并存储或读取数据。
•Safety Integrated（S7-1500F / TF控制器的选项）- “STEP 7 Safety Advanced”选件包；
用于对 S7-1500F / TF 控制器的安全相关程序部分进行编程。
选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。
技术规范
一般技术数据
防护等级
IP20，符合 IEC 60 529
环境温度
•水平安装
0...60°C（显示：典型工作温度50 °C，显示器关闭）
•垂直安装
0...40°C（显示：典型工作温度40 °C，显示器关闭）
相对湿度
10 %...95 %；无冷凝
气压
1080 ～ 795 hPa
（相当于海拔 -1000 ～ +　2000 m）
绝缘
•< 50 V
707 V 直流试验电压（型式试验）
•< 150 V
2200 V DC 测试电压
•< 250 V
2500 V DC 测试电压
电磁兼容性
电磁兼容性指令要求；
抗扰性，依据标准 IEC 61000-6-2
•脉冲形干扰变量
测试依据：
静电放电：IEC 61000-4-2；
突发脉冲：IEC 61000-4-4；
浪涌脉冲： IEC 61000-4-5
•正弦干扰变量
测试依据：
高频辐射符合 IEC 61000-4-3，
高频去耦合符合 IEC 61000-4-6
电磁兼容性指令要求；
干扰发射，依据标准 IEC 61000-6-4
•射频干扰辐射
干扰辐射，根据 61000-6-4
电磁干扰辐射，根据 EN 61000-6-4
机械强度
•振动
测试标准 EN 60068-2-6
测试方法：
5 Hz ≤ f ≤ 8.4 Hz，恒定振幅 7 mm；
9 Hz ≤ f ≤ 150 Hz，恒定加速度 2 g；
振动持续时间：在三个互相垂直轴的每个方向上，每根轴为 10 个频率通过
•抗冲击性
测试标准 EN 60068-2-27
测试方法：
半波：
冲击强度 15 g（峰值），11 ms 持续时间；
冲击方向：三个相互垂直轴的每个轴的正、负方向上

概述
I/O 模块是 SIMATIC S7-1500 与过程之间的接口：
•数字量和模拟量模块可精确提供每种任务所需的输入/输出。
•SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工艺模块 - 具有高速计数和位置检测集成功能
- 具有用于完成过程级别的任务且响应时间较短的集成输入和输出
•用于 SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的通信模块 - 用于采用点对点连接的数据交换
- 用于连接至 PROFIBUS
- 用于连接到工业以太网
•用于方便、轻松地对 S7-1500 和 ET 200MP 模块进行接线的连接系统

标准型 CPU
•CPU 1511-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用，通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
•CPU 1513-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用，用于通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
•CPU 1515-2 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的应用，通过 PROFINET IO 进行分布式配置。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
•CPU 1516-3 PN/DP：
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有较高要求的应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
•CPU 1517-3 PN/DP：
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有较高要求的应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
•CPU 1518-4 PN/DP：
适用于在程序范围和网络方面具有较高要求的应用，且满足处理速度方面的较高要求。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。*二个集成式 PROFINET IO 接口可用于连接其它 PROFINET IO RT 设备，或作为智能设备进行快速通信。*三个PROFINET 接口配备单独的 IP 地址和 Gb 以太网，通过 Gb 以太网可实现诸多功能，比如网络隔离或与上层网络相连接。
•CPU 1518-4 PN/DP：
适用于在程序范围和网络方面具有较高要求的应用，且满足处理速度方面的较高要求。借助于 CPU 1518-4 PN/DP MFP 的计算能力，可以在一个公共平台上合并之前分开的应用程序，同时仍满足 S7-1500 在维护性和坚固性方面的较高需求。用于通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置；*二个集成式 PROFINET IO 接口可用于连接其它 PROFINET IO RT 设备，或作为智能设备用于快速通信。*三个PROFINET 接口配备单独的 IP 地址和 Gb 以太网，通过 Gb 以太网可实现诸多功能，比如网络隔离或与上层网络相连接。
故障安全 CPUs
•CPU 1511F-1 PN：
经济实用的入门级 CPU，适用于在分散生产技术中对处理性能和响应速度具有中等要求的标准应用和故障安全应用。
•CPU 1513F-1 PN：
具有中到高容量数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的标准应用和故障安全应用。
•CPU 1515F-2 PN：
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的应用，用于通过带有 PROFIsafe 的 PROFINET IO 实现分布式配置。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
•CPU 1516F-3 PN/DP：
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
•CPU 1517F-3 PN/DP：
适用于对程序范围网络和处理速度具有很高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
•CPU 1518F-4 PN/DP:
适用于对程序范围和处理速度具有较高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。*二个集成式 PROFINET IO 接口可用于连接其它 PROFINET IO RT 设备，或作为智能设备进行快速通信。*三个PROFINET 接口配备单独的 IP 地址和 Gb 以太网，通过 Gb 以太网可实现诸多功能，比如网络隔离或与上层网络相连接。
•CPU 1518F-4 PN/DP MFP：
适用于对程序范围和处理速度具有较高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。借助于 CPU 1518F-4 PN/DP MFP 的计算能力，可以在一个公共平台上合并之前分开的应用程序，同时仍满足 S7-1500 在维护性和坚固性方面的较高需求。*二个集成式 PROFINET IO 接口可用于连接其它 PROFINET IO RT 设备，或作为智能设备进行快速通信。*三个PROFINET 接口配备单独的 IP 地址和 Gb 以太网，通过 Gb 以太网可实现诸多功能，比如网络隔离或与上层网络相连接。