西门子CPU模块6ES7513-1AL02-0AB0

西门子CPU模块6ES7513-1AL02-0AB0：S7-1500 软控制器执行 S7-1500 控制器的功能，作为软件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系统中运行。这SIMATIC IPC 就能用于控制机器设备。 新功能：除了标准 CPU 之外，S7-1500 软件控制器还可作为故障安全 CPU。因此，基于 PC 的自动化解决方案还可用于面向安全的应用场合。 要通过 PROFINET 或 PROFIBUS 连接分布式 I/O，可以SIMATIC IPC 的集成以太网和 PROFIBUS 接口。另外，CPU 通过易组态的块提供全面控制功能，以及通过标准化 PLC-open 块 提供连接至驱动器的能力。 当必须使用编程语言 C 或 C++ 来集成特殊自动化功能或需要将 Windows 软件与软控制器直接连接时，该软控制器显示出特殊优势。 为此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 来开发这种应用程序。这些应用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 软件（例如，数据库、可视化系统或 Windows 文件系统），或用于实时应用（例如，算法、控制器。

1500存储卡的功能

S7-1500使用SIMATIC存储卡作为程序存储器。SIMATIC存储卡主要有以下功能：

   1.作为CPU的装载存储区，离开存储卡CPU就无法运行。

   2.可以用于更新S7-1500CPU及集中式IO模块的固件版本。

   3.读取服务数据。

一、存储卡信息

   ①  订货号

   ② 序列号

   ③ 产品版本

   ④ 存储器大小

   ⑤ 设置写保护的滑块：

-----滑块向上滑动：无写保护

-----滑块向下滑动：写保护

二、设置SIMATIC卡类型

SIMATIC 存储卡可用作程序卡或固件更新卡。

方式一：通过TIA STEP7的操作步骤：

1. 要设置卡类型，可将 SIMATIC 存储卡插入编程设备的读卡器。

2. 在项目树中选择“SIMATIC 读卡器”(SIMATIC Card Reader) 文件夹。

3. 在所选 SIMATIC 存储卡的属性中，卡类型：

● 程序卡

可将程序卡用作 CPU 的外部装载内存。它将包含 CPU 中的完整用户程序。CPU 将用户程序从装载内存传输到工作存储器。用户程序在工作存储器中运行。

SIMATIC 存储卡上将创建以下文件夹：

– SIMATIC.S7

– SINAMICS.S7S（仅用适于 SIMATIC Drive Controller）

● 固件更新卡

可将 CPU 和 I/O 模块的固件文件保存在 SIMATIC 存储卡中。这样便可借助于专用的SIMATIC 存储卡来执行固件更新。SIMATIC 存储卡上将创建以下文件夹：FWUPDATE.S7S。注意：使用 SIMATIC 存储卡作为固件更新卡，取出和插入该卡不会导致保持性数据丢失。

方式二：用户还可以通过 SIMATIC 存储卡上的作业文件 S7_JOB.S7S 设置 SIMATIC 存储卡是作为程序卡还是固件更新卡使用。

三、SIMATIC 存储卡插入与移除

要插入 SIMATIC 存储卡，请按以下步骤操作：

     1. 打开 CPU 的前盖。

     2. 确保 CPU 已关闭或处于 STOP 模式。

     3. 如 CPU 上所述，将 SIMATIC 存储卡插入到 SIMATIC 存储卡插槽中。

     4. 轻轻用力将 SIMATIC 存储卡插入到 CPU，直至 SIMATIC 存储卡锁定。

要移除 SIMATIC 存储卡，请按以下步骤操作：

    1. 打开前盖。                                

    2. 将 CPU 切换至 STOP 模式。

    3. 轻轻用力将 SIMATIC 存储卡按入 CPU 中。存储卡卡入到位后，即可取出 SIMATIC存储卡。仅当 CPU 处于 POWER OFF 或 STOP 模式时，才能取出 SIMATIC 存储卡。

四、使用序列号进行防拷贝保护

    通过为CPU设置防拷贝保护，可以将块的执行与特定SIMATIC存储卡捆绑在一起。这样，只有在序列号的 SIMATIC 存储卡上，才能执行该块。

设置防拷贝保护：

     1. 打开相应块的属性。

     2. 请在“常规”(General) 下选择“保护”(Protection) 选项。

     3. 在“防拷贝保护”（Copy protection）区域中，从下拉列表中选择“绑定 CPU的序列号”（Bind to serial number of the CPU）条目或“绑定存储卡的序列号”（Bind to serial number of the memory card）条目。

    4. 输入 CPU 或 SIMATIC 存储卡的序列号。

    5. 现在，可以在“专有技术保护”(Know-how protection) 区域中设置块的专有技术保护。

说明 ：

   1、如果将受防拷贝保护的块下载到与特定序列号不匹配的设备中，则将拒绝执行整个下载操作。也就是说不会下载不带防拷贝保护的块。

   2、S7-1500R/H 冗余系统的 CPU 不支持防拷贝保护功能。

五、SIMATIC 存储卡的使用寿命

    SIMATIC 存储卡只能执行有限次数的删除与写操作。通过用户程序对 SIMATIC 存储卡进行循环写入操作，将缩短    SIMATIC 存储卡的使用寿命。达到使用寿命时，存储卡可能会无法使用。

    注意：随着存储卡写入/删除次数的不断增加，存储卡中数据的保留时间将随之下降。如果达到最大写入/删除次数的 90%，则保证的数据保留时间将缩减至 1 年。如果达到最大写入/删除次数，则无法保证所保存数据的保留时间。

六、使用SIMATIC 存储卡的注意事项

   1、执行写入操作时，请勿移除 SIMATIC 存储卡。 如果在执行写入操作期间从 CPU 中移除存储卡，存储卡的内容可能会失效。存储区的保持性随后可能也会丢失。可能需要从 PG 中删除存储卡并重新加载程序。

  2、从 CPU 中移出 SIMATIC 存储卡，关闭电源电压。

  3、SIMATIC存储卡切勿使用 Windows 工具进行格式化。使用 Windows 进行格式化，将导致该存储卡初期在 CPU 中无法使用

概述

• 模块化、可扩展通用系统，IP20 防护等级

• 适用于离散自动化领域中各种自动化应用的系统解决方案

• 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 中进行组态

性能

• 提高性能

• 1、高速指令执行:

• 2、语言扩展

• 3、新数据类型

• 4、更快速的背板总线

• 5、经过优化的代码生成

• 功能强大的通信：

• 1、以 PROFINET IO（双端口开关）作为标准接口；从 CPU 1515-2 开始支持，以一个或多个额外的集成PROFINET 接口作为输入设备，用于网络隔离或用于连接更多的 PROFINET 设备或高速通信设备

• 2、OPC UA 服务器（数据访问）和客户端作为运行时选件，可轻易将 SIMATIC S7-1500 连接至第三方设备/系统

• 3、可针对总线系统和点到点连接，通过通信模块进行扩展

集成技术

• 无需附加模块就可集成运动控制功能：

  • 通过标准化的块 (PLCopen) 来连接模拟驱动器和 PROFIdrive 驱动器

  • 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。

跟踪所有 CPU 标签，以进行实时诊断和间歇错误检测；拥有有效调试和快速优化驱动器和控制装置，广泛的控制功能：例如，可轻松组态的块可进行控制参数的自动优化以实现控制质量，通过提供的工艺模块获得附加功能：例如，高速计数、位置检测或高达 1 MHz 信号的测量。

安全集成

• 保证人身安全和机器安全 – 在集成式完整系统框架内故障安全 SIMATIC S7-1500(T)F 控制器可在同一控制器上处理标准程序和安全程序。

• 故障安全用户程序和标准用户程序是在 TIA Portal 中使用相同编辑器创建的；因此，可以像在标准用户程序中分析标准数据那样来分析故障安全数据。由于这种软件集成，故障安全应用也可利用 SIMATIC 的系统有点和功能

编程功能

离线编程方式：可编程逻辑控制器和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型可编程逻辑控制器中常采用。

五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。

处理速度

可编程逻辑控制器采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则可编程逻辑控制器将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。

处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。可编程逻辑控制器接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.2～0.4Ls，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型可编程逻辑控制器的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型可编程逻辑控制器的扫描时间不大于0.2ms/K

致命错误会导致CPU停止执行用户程序。根据错误的严重性，一个致命错误会导致CPU无法执行某些功能或所有功能。处理致命错误的目的是使CPU进入安全状态，使之可以响应对当前错误状况的询问。

当发生一个致命错误时，CPU执行以下任务：①进入STOP(停止)方式；②点亮系统致命错误LED和STOP(停止)LED指示灯；③断开输出。这种状态将会持续到错误清除之后。表1列出了可以从CPU模块读到的致命错误代码及其描述。

表1    致命错误代码及描述

在程序的正常运行中，可能会产生非致命错误（如寻址错误）。在这种情况下，CPU产生一个非致命运行时间错误代码。表1列出了这些非致命错误代码及其描述。

表1    运行程序错误

西门子CPU模块6ES7513-1AL02-0AB0 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：

1、   一个中央处理器(CPU)，用于执行用户程序

2、   一个或多个电源

3、   信号模块，用作输入/输出

4、    以及相应的工艺模块和通信模块。

性能：没有较快，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 中提供一种更为全面的安全保护机制，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全面的安全保护功能，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全面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。