CPU（标准、故障安全、紧凑型或TCPU）CPU 执行用户程序。CPU 的集成系统电源通过背板总线为模块供电。CPU 的更多特性和功能：• 通过以太网通信• 通过PROFIBUS/PROFINET 通信• HMI 通信• 集成 Web 服务器• OPC UA 服务器• OPC UA 客户端•集成工艺功能（如，运动控制功能、跟踪功能）• 集成系统诊断• 集成保护功能（访问保护、专有技术保护和防拷贝保护）•安全模式（使用故障安全 CPU 时）PROFINET IO 的接口模块接口模块：• 用作 PROFINET IO 上的 IO 设备。•连接 ET 200MP 分布式 I/O 系统与 IO 控制器• 通过背板总线与 I/O 模块交换数据PROFIBUS DP的接口模块接口模块：• 用作 PROFIBUS DP 上的 DP 设备。• 将 ET 200MP 分布式 I/O 系统与 DP主站相连• 通过背板总线与 I/O 模块交换数据系统概述5.3 组件自动化系统94 系统手册, 11/2023,A5E03461186-AL组件 函数 图示I/O 模块/故障安全 I/O 模块I/O模块可用作控制器与过程之间的接口。控制器将通过所连接的传感器和执行器检测当前的过程状态，并触发相应的响应。I/O模块可分为以下几种模块类型：• 数字量输入（DI、F-DI）• 数字量输出（DQ、F-DQ）• 数字量输入/输出 (DI/DQ)•模拟量输入 (AI)• 模拟量输出 (AQ)• 模拟量输入/输出 (AI/AQ)• 工艺模块 (TM)• 通信模块 (CM)•通信处理器 (CP)U 型连接器包含在 I/O 模块的交付清单中。对于故障安全 I/O 模块，用于保存 PROFIsafe地址的附加电子编码元件包含在交付清单内，也可作为备件进行订购“附件/备件 (页 449)”。U 型连接器 各模块通过 U型连接器进行互连。通过 U 型连接器，可在模块之间进行机械和电气连接。U型连接器包含在所有模块的交付清单中（例外：CPU、接口模块），也可作为备件进行订购“附件/备件 (页 449)”。前连接器前连接器用于接线 I/O模块。使用工艺模块和模拟量模块的前连接器时，必须带有屏蔽支架、电源元件和屏蔽线连接夹。这些组件包含在工艺模块、模拟量模块和紧凑型CPU（适用于板载 I/O）的供货清单内，可作为“附件/备件 (页 449)”附件进行订购。螺钉型端子和直插式端子可连接 35 mm模块；直插式端子可连接 25 mm 模块。25 mm 模块的前连接器包含在 I/O 模块和紧凑型 CPU（适用于板载I/O）的供货清单内。用于 35 mm 模块的前连接器交货时随附四个电位桥和一个电缆扎带。由于 25 mm模块的前连接器采用紧凑型模块设计，因而不带电位桥。系统概述5.3 组件自动化系统系统手册, 11/2023,A5E03461186-AL 95组件 函数 图示前连接器的电位桥电位桥可跨接两个端子。电位桥包含在前连接器的交付清单中，也可作为备件进行订购“附件/备件 (页 449)”。用于 25 mm模块的前连接器不随附电位桥。因此，需仔细阅读相应数字量模块或模拟量模块产品手册中的相关信息。屏蔽支架 屏蔽支架是一个适用于使用 EMC信号的模块的插入式支架（例如，模拟量模块、工艺模块），而且与屏蔽线连接夹一起使用时，可确保在Zui短安装时间内实现低阻抗屏蔽应用。屏蔽支架包含在模拟量模块、工艺模块和紧凑型CPU（适用于板载 I/O）的供货清单内，也可作为附件进行订购“附件/备件 (页 449)”。屏蔽线夹屏蔽线连接夹用于将屏蔽电缆连接到屏蔽支架。屏蔽线连接夹包含在模拟量模块、工艺模块和紧凑型 CPU（适用于板载I/O）的供货清单内，也可作为附件进行订购“附件/备件 (页 449)”。电源元件 电源元件插入在前电缆连接器中，可用作使用 EMC信号的模块（例如，模拟量模块、工艺模块）的电源。电源元件（连接方式：螺钉型端子）包含在模拟量模块和工艺模块的交付清单中，也可作为附件进行订购“附件/备件(页449)”。I/O模块前盖板外侧的标签条标签条用于对特定设备的模块贴标签。可以采用机器制作标签条上的标注信息。标签条可分为以下不同颜色：•铝灰色：非故障安全模块• 黄色：故障安全模块标签条包含在 I/O 模块和紧凑型 CPU（适用于板载I/O）的订货清单内。额外的标签条可作为附件进行订购“附件/备件(页 449)”。CPU/接口模块电源电压的 4 极插头通过 4极插头提供电源电压。系统概述5.3 组件自动化系统96 系统手册, 11/2023, A5E03461186-AL组件 函数图示系统电源 (PS) 系统电源是具有诊断功能的电源模块，可通过 U 型连接器连接到背板总线上。如果CPU/接口模块提供给背板总线的电量不足以为所连接的模块供电，则需要使用系统电源。系统电源共有以下三种型号：• PS 25 W 24V DC• PS 60 W 24/48/60 V DC• PS 60W 24/48/60V DC HF*• PS 60 W120/230 V AC/DC带有编码元件的电源线连接器和 U 型连接器包含在系统电源的交付清单中，可作为备件进行订购。系统概述5.3组件自动化系统系统手册, 11/2023, A5E03461186-AL 97组件 函数 图示负载电流电源 (PM) 由负载电流电源(PM) 为系统电源 (PS)、中央模块 (CPU)、接口模块以及 I/O 模块的输入和输出电路提供 24 V DC电压。如果要使用负载电流电源，则建议使用 SIMATIC 产品系列。可将这些设备安装在安装导轨上。负载电流电源共有以下两种型号：•PM 70 W 120/230 V AC• PM 190 W 120/230 V AC还可以使用 SITOP 智能电源代替SIMATIC 负载电流电源(PM)。此外，建议在以下情况下使用 SITOP 智能电源：• 功率要求较高• 冗余• 不间断电源更多关于SITOP 模块的信息，请参见 Internet
SIMATIC S7-1500的性能卓越，具有高性能的背板总线、快速的端到端响应以及极速的信号处理功能。控制器 (CPU)可执行各种用户程序。控制器中集成有系统电源，可通过背板总线为所连模块进行供电。所有 SIMATIC S7-1500 控制器（紧凑型CPU 以及冗余 CPU 1513R-1 PN 和 CPU 1515R-2PN 除外）均提供有故障安全型号。要在 TIA Portal中使用安全功能时，需要安装选件包“STEP 7 Safety Advanced”。在工厂调试过程中，可直接在显示屏上更改 CPU 的IP 地址，从而节省大量的时间和成本。维修时，通过快速访问诊断报警，显著减少工厂停工时间。SIMATIC S7-1500 的所有CPU 变量都具有强大跟踪功能，可实现驱动装置和控件的高效调试和快速优化。SIMATIC S7-1500 控制器还支持以下功能：•通过以太网/PROFINET 进行数据通信• 通过 PROFIBUS 进行数据通信• HMI 通信• 通过 OPC 进行通信• Web服务器，工艺功能，系统诊断，集成保护功能• 使用 F-CPU 时，还支持安全模式• 使用 S7-1500 R/H CPU 时：冗余•使用 T-CPU 时：扩展运动控制功能各 CPU 的功能特性SIMATIC S7-1500 可集成各种类型的 CPU，可通过I/O、通信和工艺功能模块进行扩展。如果 CPU 1511-1 PN的存储器和性能对于应用足够，但仍需要更多通信接口，也可通过支持工业以太网、PROFINET 和 PROFIBUS 的通信模块对 CPU进行扩展。还提供支持串行通信的模块。代码工作存储器：易失性存储器，用于存储与运行系统相关的程序代码。数据工作存储器：易失性存储器，用于存储与运行系统相关的数据块和工艺对象。Web服务器SIMATIC S7-1500 CPU 上集成有一个 Web 服务器。您可以通过 Web 浏览器显示 CPU状态，无需额外安装软件，并在有限的程度上进行控制。图示化的过程变量显示功能和用户自定义的网站便于信息采集和设备状态诊断。示例：Web服务器简化了处理设备的维护自动化任务：处理设备故障管理的用户界面实现。特性：处理设备全部自动运行，无人操纵。如果发生故障，操作员可以选择接收SMS。要进行诊断，操作员可直接访问相应的网站。解决方案：为 SIMATIC S7-1500 CPU 的 Web服务器创建用户站点。用户可以自己修改网站，例如SMS 消息的手机号码、CPU 中的设置或消息文本。优势Web 服务器具有以下优势：•通过 Web 浏览器访问具有设备相关操作数据的 SIMATIC S7-1500• 远距离显示服务和诊断信息•未授权用户访问限制更多信息有关处理 Web 服务器的详细信息，请参见“S7-1500 Web 服务器”SIMATIC S7-1500Web服务器安全性要确保工厂的故障安全运行，需要编程 SIMATIC S7-1500 的 F-CPU。此时，需要在 TIAPortal中安装选件包“STEP 7 Safety Advanced”。与 TIA Portal 一起使用时，F-CPU可将各种故障安全系统完美集成到工程组态环境中；一个控制器、一个通信系统、一个标准/故障安全自动化的工程组态系统：• 集成安全技术•相关指令已通过德国技术监督组织认证，适用于各种安全应用• 集成安全相关功能，安全等级可达 SIL 3 (IEC 61508:2010)或 PL e 和类别 4（符合ISO 13849-1:2015 或 EN ISO 13849-1:2015）•标准自动化系统和安全自动化系统采用统一的工程组态方式• 通过 STEP 7 Safety 中的 F 更改历史来简单记录安全相关的更改•标准程序变更后，可对安全程序进行验收，也可对安全程序进行非更新性验收示例：带访问保护的生产单元自动化任务：激光扫描仪监视人员进入生产区。维护区域由防护门提供保护。进入生产区或打开防护门将导致生产单元关闭或停机，像紧急停止功能一样。①急停② 激光扫描仪③ 防护门④ 带启动和确认键的控制面板图 5-17带访问保护的生产单元特性：系统的启动仅适用于解锁的紧急停止、关闭的防护门和激光扫描仪的自由保护区域。激活急停后，打开防护门或寻址保护区域，需要用户确认来再次重启生产操作。对F-CPU 和安全程序的访问保护对于生产操作至关重要。解决方案：在 PROFINET IO 上的分布式 I/O 系统 ET 200SP中使用具有故障安全模块的 SIMATIC S7-1500 F-CPU。F 模块 ET 200SP接管紧急停止连接系统、防护门的监视、访问区域的监视、电机和用户确认。在 STEP 7 中执行相关编程。在 CPU中运行安全程序。系统概述5.4 CPU自动化系统110 系统手册, 11/2023, A5E03461186-AL优势SIMATICSafety Integrated 具有以下优势：• 在 TIA Portal 中使用 SIMATIC STEP 7 SafetyAdvanced 进行工程组态，与标准和故障安全自动化任务相同的工程组态和运行概念•在安全程序的安全系统库中，将经德国技术监督协会认证的说明书用于防护门、紧急停止、监控反馈回路和用户确认等，可节省时间并降低错误率•通过 PROFINET 和 PROFIBUS 简单连接 PROFIsafe 设备• 为了确保 IT 信息安全，还可为 F-CPU和安全程序额外设置密码保护。• 集成系统诊断中的集成更多信息有关“集成安全功能”的详细说明，请参见编程和操作手册《SIMATICSafety - 组态和编程》中的“SIMATIC Safety - 组态和编程。