西門子CPU模塊6ES7513-1AL02-0AB0

西門子CPU模塊6ES7513-1AL02-0AB0：S7-1500 軟控制器執行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統中運行。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 的集成以太網和 PROFIBUS 接口。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。 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勢。 為此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 來開發這種應用程序。這些應用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 軟件（例如，數據庫、可視化系統或 Windows 文件系統），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，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.讀取服務數據。

一、存儲卡信息

   ①  訂貨號

   ② 序列號

   ③ 產品版本

   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 的外部裝載內存。它將包含 CPU 中的完整用戶程序。CPU 將用戶程序從裝載內存傳輸到工作存儲器。用戶程序在工作存儲器中運行。

SIMATIC 存儲卡上將創建以下文件夾：

– 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 存儲卡來執行固件更新。SIMATIC 存儲卡上將創建以下文件夾：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據丟失。

方式二：用戶還可以通過 SIMATIC 存儲卡上的作業文件 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，才能執行該塊。

設置防拷貝保護：

     1. 打開相應塊的屬性。

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

     3. 在“防拷貝保護”（Copy protection）區域中，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. 現在，可以在“專有技術保護”(Know-how protection) 區域中設置塊的專有技術保護。

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 存儲卡只能執行有限次數的刪除與寫操作。通過用戶程序對 SIMATIC 存儲卡進行循環寫入操作，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/刪除次數的不斷增加，存儲卡中數據的保留時間將隨之下降。如果達到最大寫入/刪除次數的 90%，則保證的數據保留時間將縮減至 1 年。如果達到最大寫入/刪除次數，則無法保證所保存數據的保留時間。

六、使用SIMATIC 存儲卡的注意事項

   1、執行寫入操作時，請勿移除 SIMATIC 存儲卡。 如果在執行寫入操作期間從 CPU 中移除存儲卡，存儲卡的內容可能會失效。存儲區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，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*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

性能

• 提高性能

• 1、高速指令執行:

• 2、語言擴展

• 3、新數據類型

• 4、更快速的背板總線

• 5、經過優化的代碼生成

• 功能強大的通信：

• 1、以 PROFINET IO（雙端口開關）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（數據訪問）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

• 3、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）凸輪和和用于控制運動系統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；擁有有效調試和快速優化驅動器和控制裝置，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優化以實現控制質量，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

• 保證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。

• 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建的；因此，可以像在標準用戶程序中分析標準數據那樣來分析故障安全數據。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對現場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統成本，但使用和調試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現場控制，并在一個掃描周期內與編程器進行數據交換，編程器把在線編制的程序或數據發送到主機，下一掃描周期，主機就根據新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統調試和操作方便，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）、結構文本（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，造成信號數據的丟失。

處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關?？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停止執行用戶程序。根據錯誤的嚴重性，一個致命錯誤會導致CPU無法執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，使之可以響應對當前錯誤狀況的詢問。

當發生一個致命錯誤時，CPU執行以下任務：①進入STOP(停止)方式；②點亮系統致命錯誤LED和STOP(停止)LED指示燈；③斷開輸出。這種狀態將會持續到錯誤清除之后。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，可能會產生非致命錯誤（如尋址錯誤）。在這種情況下，CPU產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 系統概述

新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多種創新技術之外，還設定了新標準，提高生產效率。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的效率。SIMATIC S7-1500 采用模塊化結構，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 的系統性能極大縮短了系統響應時間，進而優化了控制質量并提高了系統性能。

處理速度：SIMATIC S7-1500 的信號處理速度更為快速，極大縮短系統響應時間，進而提高了生產效率。

高速背板總線：新型的背板總線技術采用高波特率和高效傳輸協議，以實現信號的快速處理。

技術集成：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，控制器可使用標準組件連接支持PROFIdrive 的各種驅動裝置。此外，SIMATICS7-1500 還支持所有 CPU 變量的 TRACE 功能，提高了調試效率的同時優化了驅動和控制器的性能。

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，同時還極大優化了驅動裝置的性能。

運動控制功能：通過運動控制功能可連接各種模擬量驅動裝置以及支持 PROFIdrive 的驅動裝置。同時該功能還支持轉速軸和定位軸。

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，而且還可持續提高系統的可用性。

專有技術保護：加密算法可以有效防范未經*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*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：系統對傳輸到控制器的數據進行保護，防止對其進行未經*的訪問?？刂破骺梢宰R別發生變更的工程組態數據或者來自陌生設備的工程組態數據。

設計與操作：SIMATIC S7-1500 中包含有諸多新特性，地確保了工程組態的高效性和可用性。

內置 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。