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CPU1513-1PN
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详细说明

CPU1513-1 PN 是经济型入门级 CPU，用于不连续生产技术中对处理速度和响应速度要求不高的应用。 CPU 1513-1 PN可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能设备 （PROFINET 智能设备）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。 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。

概述

  • 适用于具有中等要求的应用的 CPU，用于 S7-1500 控制器产品系列中的程序/数据存储
  • 具有高处理速度，适用于二进制和浮点运算
  • 在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用
  • PROFINET IO IRT 接口，带 2 端口交换机
  • PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O
  • 用于连接 CPU 作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET I-Device
  • 作为运行系统选件的 OPC UA 服务器和客户端，用于方便地将 SIMATIC S7-1500 连接到第三方设备/系统，具有以下功能：
    • OPC UA Data Access
    • OPC UA Security
    • OPC UA Methods Call
    • 支持 OPC UA Companion Specifications。
  • 集中式和分布式等时同步模式
  • 集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，凸轮/凸轮轨道和探头
  • 用于诊断集成 Web 服务器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

注：

SIMATIC 存储卡（用来运行 CPU）

应用

The CPU 1513-1 PN is the CPU with a medium program and data memory for applications that also contain distributed automation structures alongside central I/O. It can be used as a PROFINET IO controller or as distributed intelligence (PROFINET I-Device). The integrated PROFINET IO IRT interface is designed as 2-port switch so that a linear topology can be set up in the system. In addition, the CPU offers comprehensive control functionalities as well as the ability to connect drives via standardized PLC-open blocks.

设计

The CPU 1513-1 PN 的特点：

  • 功能强大的处理器：
    该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 40 ns。
  • 大容量工作存储器：
    300KB，用于程序；1.5 MB，用于数据
  • 采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器；
    允许实现例如数据日志和归档等其它功能
  • 灵活的扩展功能：
    单层组态最多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）
  • 显示器的功能为：
    • 显示概览信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名称、高级别名称、位置名称等。
    • 显示器以及诊断确认和用户消息
    • 模块信息显示
    • 显示设置
    • 显示可由用户定义的徽标
    • IP 地址设置
    • 日期和时间设置
    • 选择操作模式
    • 复位 CPU 至出厂设置
    • 项目的备份与恢复
    • 禁用/启用显示屏
    • 启用保护级别
  • PROFINET IO IRT 接口用于通过 PROFINET 进行分布式 I/O 连接

功能

  • 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
    • 由于背板总线速度显著提高，CPU 的响应时间缩短
    • 功能强大的网络连接：
      每个 CPU 均标配PROFINET IO IRT（2 端口交换机）标准接口。
  • 集成技术
    • 通过标准化的块 (PLCopen) 连接模拟驱动器和具有 PROFIdrive 功能的驱动器
    • 支持速度控制轴和定位轴以及外部编码器，各轴之间可实现位置精确的传动，凸轮/凸轮轨道和探头
    • 追踪功能适用于所有 CPU 标签，既适用于实时诊断，也适用于偶发错误检测；还可通过 CPU的网页服务器来调用
    • 全面的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动优化控制参数实现最优控制质量
  • 集成安全功能
    • 通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块
    • 通过复制保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号：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 授权理念：
      与 HMI 设备的通信也会受到限制。
    • 操作保护：
      控制器可以识别工程组态数据的更改和未授权传输。
  • 设计与操作
    • 显示概览信息：
      例如，站名称，工厂标识符，位置名称，诊断信息，模块信息，显示设置。
    • 显示器上可能的操作：
      设置 CPU 或所连接以太网通信处理器的地址、设置日期和时间、选择 CPU 的操作模式、复位 CPU 至默认设置、禁用/启用显示器、激活保护等级，确认消息，备份和恢复项目。
  • 集成系统诊断
    • 显示屏上、TIA 博途中、HMI 设备上以及 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更新。
    • 集成在 CPU 的固件中，无须进行特殊组态
  • SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)
    • 用作插入式装载存储器，或用于更新固件。
    • 还可用于存储附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）
    • 通过用户程序的系统函数创建数据块实现数据存储/读取
  • 数据记录（归档）和配方
    • 配方和归档以 csv 文件保存在 SIMATIC 存储卡中；
      便于使用 Office 工具或通过 web 服务器，访问工厂运行数据
    • 通过网页浏览器或 SD 读卡器，可方便地访问机器的组态数据（与控制器之间的双向数据交换）
  • 编程
    • 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本进行编程
    • 用于从 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 S7-1500 的移植工具；可基本上自动转换程序代码。记录不可转换的代码，并可以手动进行调整。
    • STEP 7 V11 项目可在兼容模式下继续和 STEP 7 V12 组合使用 。
    • S7-1200 程序可通过复制/粘贴手段转移至 S7-1500

技术规范

商品编号

6ES7513-1AL02-0AB0



一般信息

产品类型标志

CPU 1513-1 PN

硬件功能状态

FS01

固件版本

V2.5

附带程序包的

  • ● STEP 7 TIA 端口，可组态 / 已集成，自版本

15 版

配置控制

通过数据组

是

显示

屏幕对角线 [cm]

3.45 cm

操作元件

按键数量

8

运行模式按键

2

电源电压

电源的电压类型

24 V DC

允许范围，下限 (DC)

19.2 V

允许范围，上限 (DC)

28.8 V

反极性保护

是

电源和电压断路跨接

  • ● 停电/断电跨接时间

5 ms

  • ● 重复率，最小值

1/s

输入电流

耗用电流（额定值）

0.7 A

耗用电流，最大值

0.95 A

接通电流，最大值

1.9 A; 额定值

I²t

0.02 A²·s

功率

背板总线上的馈电功率

10 W

来自背板总线的功耗（达到均衡）

5.5 W

功率损失

功率损失，典型值

5.7 W

存储器

SIMATIC 存储卡插槽数量

1

需要 SIMATIC 存储卡

是

工作存储器

  • ● 集成（用于程序）

300 kbyte

  • ● 集成（用于数据）

1.5 Mbyte

装载存储器

  • ● 插拔式（SIMATIC 存储卡），最大值

32 Gbyte

缓冲

  • ● 免维护

是

CPU-处理时间

对于位运算，典型值

40 ns

对于字运算，典型值

48 ns

对于定点运算，典型值

64 ns

对于浮点运算，典型值

256 ns

CPU-组件

元素数量（总数）

2 000; 程序块 (OB、FB、FC、DB) 和 UDT

DB

  • ● 编号范围

1 ... 60 999；划分如下：用户可用编号范围：1 ... 59 999 和由 SFC 86 创建的数据块的编号范围：60 000 ... 60 999

  • ● 容量，最大值

1.5 Mbyte; 如果模块访问未经优化，数据库的最大容量为 64 KB

FB

  • ● 编号范围

0 ... 65 535

  • ● 容量，最大值

300 kbyte

FC

  • ● 编号范围

0 ... 65 535

  • ● 容量，最大值

300 kbyte

OB

  • ● 容量，最大值

300 kbyte

  • ● 可用循环 OB 数量

100

  • ● 时间报警 OB 数量

20

  • ● 延迟报警 OB 数量

20

  • ● 唤醒警告 OB 数量

20; 带最小组织块，3 个 500 µs 循环

  • ● 过程报警 OB 数量

50

  • ● DPV1 报警 OB 的数量

3

  • ● 等时模式 Ob 数量

1

  • ● 技术同步警告 OB 数量

2

  • ● 启动 OB 数量

100

  • ● 异步错误 OB 数量

4

  • ● 同步错误 OB 数量

2

  • ● 诊断报警 OB 的数量

1

嵌套深度

  • ● 每个优先等级

24

计数器、定时器及其剩磁

S7 计数器

  • ● 数量

2 048

剩磁

  • — 可调整

是

IEC 计数器

  • ● 数量

任意（仅由系统内存进行限制）

剩磁

  • — 可调整

是

S7 时间

  • ● 数量

2 048

剩磁

  • — 可调整

是

IEC 计时器

  • ● 数量

任意（仅由系统内存进行限制）

剩磁

  • — 可调整

是

数据范围及其剩磁

保留的数据范围（包括时间、计数器、标记），最大值

128 kbyte; 总计；针对存储器、计时器、计数器、数据库和技术数据（轴）的可用剩磁存储器： 88 KB

扩展的保留数据范围（包括时间、计数器、标记），最大值

1.5 Mbyte; 使用 PS 60W 24/48/60V DC HF 时

标记

  • ● 数量，最大值

16 kbyte

  • ● 定时标记数量

8; 8 个时钟存储器二进制位 bit 合而为一个时钟存储器字节 byte

数据组件

  • ● 可调整剩磁

是

  • ● 预设剩磁

否

本地数据

  • ● 每个优先等级，最大值

64 kbyte; 每个块最大 16 KB

地址范围

IO 模块数量

2 048; 模块 / 子模块的最大数量

外设地址范围

  • ● 输入端

32 kbyte; 所有输入端位于过程映像内

  • ● 输出端

32 kbyte; 所有输出端位于过程映像内

每个集成的 IO 子系统

  • — 输入端（容量）

8 kbyte

  • — 输出端（容量）

8 kbyte

每个 CM / CP

  • — 输入端（容量）

8 kbyte

  • — 输出端（容量）

8 kbyte

分量过程映像

  • ● 分量过程映像数量，最大值

32

硬件扩展

分布式 IO 系统数量

32; 分布式 IO 系统即分布式外围设备通过 PROFINET 或 PROFIBUS 通信模块连接在一起形成的系统，或外围设备通过 AS-i 主控模块或链接（如：IE/PB 链接）连接在一起所形成的系统

DP 主站数量

  • ● 关于 CM

6; 最多总共可插接 6 个 CM (PROFINET + PROFIBUS)

IO 控制器数量

  • ● 集成

1

  • ● 关于 CM

6; 最多总共可插接 6 个 CM (PROFINET + PROFIBUS)

组件载体

  • ● 每个组件载体的组件，最大值

32; CPU + 31 个模块

  • ● 行数，最大值

1

PtP CM

  • ● PtP CM 数量

仅通过可用的插槽限制可连接的 PtP CM 数量

时间

时钟

  • ● 类型

硬件时钟

  • ● 缓冲持续时间

6 wk; 当环境温度为 40°C 时，典型值

  • ● 每日偏差，最大值

10 s; 典型值：2 s

运行时间计数器

  • ● 数量

16

时间同步

  • ● 提供支持

是

  • ● 在 AS 中，主站

是

  • ● 在 AS 中，从站

是

  • ● 在以太网上通过 NTP

是

接口

PROFINET 接口数量

1

1. 接口

物理接口

  • ● 端口数量

2

  • ● 集成开关

是

  • ● RJ 45（以太网）

是; X1

协议

  • ● IP 协议

是; IPv4

  • ● PROFINET IO 控制器

是

  • ● PROFINET IO 设备

是

  • ● SIMATIC 通讯

是

  • ● 开放式 IE 通讯

是

  • ● 网络服务器

是

  • ● 气液冗余

是; MRP 自动管理器符合 2.0 版本 IEC 62439-2 的要求

PROFINET IO 控制器

服务

  • — PG/OP 通讯

是

  • — S7 路由

是

  • — 等时模式

是

  • — 开放式 IE 通讯

是

  • — IRT

是

  • — MRP

是; 作为 MRP 冗余管理器和/或 MRP 客户机；环路中的最大设备数： 50

  • — MRPD

是; 前提条件：IRT

  • — PROFIenergy

是

  • — 按优先级启动

是; 最多 32 个 PROFINET 设备

  • — 可连接的 IO 设备数量，最大值

128; 通过AS-i、PROFIBUS 或 PROFINET 总共最多可连接 512 个分布式外围设备

  • — 其中 IO 设备具备同步实时功能 (IRT)，最大值

64

  • — 用于 RT 的可连接 IO 设备数量，最大值

128

  • — 线路上的，最大值

128

  • — 可同时激活/取消的 IO 设备数量，最大值

8; 通过所有接口的总和

  • — 每台工具的 IO 设备数量，最大值

8

  • — 更新时间

更新时间最小值取决于设置的 PROFINET IO 通讯部件，取决于 IO 装置数量和组态的有效数据数量

更新时间，IRT 时

  • — 发射脉冲为 250 µs 时

250 µs 至 4 ms；说明：同步模式的 IRT 对时钟同步组织块的最小更新时间 500 µs 至关重要。

  • — 发射脉冲为 500 µs 时

500 µs 至 8 ms

  • — 发射脉冲为 1 ms 时

1 ms 至 16 ms

  • — 发射脉冲为 2 ms 时

2 ms 至 32 ms

  • — 发射脉冲为 4 ms 时

4 ms 至 64 ms

  • — 在具备同步实时功能 (IRT) 和“奇数”发送脉冲已参数化情况下

更新时间 = 设置的“奇数”发射脉冲（125 µs 的任意倍数：375 µs、625 µs ... 3 875 µs）

更新时间，RT 时

  • — 发射脉冲为 250 µs 时

250 µs 至 128 ms

  • — 发射脉冲为 500 µs 时

500 µs 至 256 ms

  • — 发射脉冲为 1 ms 时

1 ms 至 512 ms

  • — 发射脉冲为 2 ms 时

2 ms 至 512 ms

  • — 发射脉冲为 4 ms 时

4 ms 至 512 ms

PROFINET IO 设备

服务

  • — PG/OP 通讯

是

  • — S7 路由

是

  • — 等时模式

否

  • — 开放式 IE 通讯

是

  • — IRT

是

  • — MRP

是

  • — MRPD

是; 前提条件：IRT

  • — PROFIenergy

是

  • — 共享设备

是

  • — 共享设备中的 IO 控制器的最大数量

4

  • — 资产管理记录

是; 通过用户程序

物理接口

RJ 45（以太网）

  • ● 100 Mbit/s

是

  • ● 自动协商

是

  • ● 自动交叉

是

  • ● 工业以太网状态 LED

是

协议

连接数量

  • ● 连接数量，最大值

128; 通过 CPU 和所连接 CP/CM 的内置接口

  • ● 为 ES/HMI/Web 预留的连接数量

10

  • ● 通过集成接口的连接数量

88

  • ● S7 路径连接数量

16

PROFINET IO 控制器

服务

  • — PG/OP 通讯

是

  • — S7 路由

是

  • — 等时模式

是

  • — 开放式 IE 通讯

是

  • — IRT

是

  • — PROFIenergy

是

  • — 按优先级启动

是; 最多 32 个 PROFINET 设备

  • — 可连接的 IO 设备数量，最大值

128; 通过AS-i、PROFIBUS 或 PROFINET 总共最多可连接 512 个分布式外围设备

  • — 其中 IO 设备具备同步实时功能 (IRT)，最大值

64

  • — 用于 RT 的可连接 IO 设备数量，最大值

128

  • — 线路上的，最大值

128

  • — 可同时激活/取消的 IO 设备数量，最大值

8; 通过所有接口的总和

  • — 每台工具的 IO 设备数量，最大值

8

  • — 更新时间

更新时间最小值取决于设置的 PROFINET IO 通讯部件，取决于 IO 装置数量和组态的有效数据数量

冗余模式

  • — MRP

是; 作为 MRP 冗余管理器和/或 MRP 客户机；环路中的最大设备数： 50

  • — MRPD

是; 前提条件：IRT

SIMATIC 通讯

  • ● S7 通讯，作为服务器

是

  • ● S7 通讯，作为客户机

是

  • ● 每个任务的有效数据，最大值

参见在线帮助（S7 通讯，用户数据大小）

开放式 IE 通讯

  • ● TCP/IP

是

  • — 数据长度，最大值

64 kbyte

  • — 各端口的多个无源连接，提供支持

是

  • ● ISO-on-TCP (RFC1006)

是

  • — 数据长度，最大值

64 kbyte

  • ● UDP

是

  • — 数据长度，最大值

2 kbyte; UDP 广播时 1472 个字节

  • — UDP-Multicast

是; 最多 5 个 电路

  • ● DHCP

否

  • ● SNMP

是

  • ● DCP

是

  • ● LLDP

是

网络服务器

  • ● HTTP

是; 标准页面和用户页面

  • ● HTTPS

是; 标准页面和用户页面

OPC UA

  • ● 组要运行时许可证

是

  • ● OPC UA 服务器

是; 数据访问（读、写、订阅）、方法调用、自定义地址空间

  • — 应用程序验证

是

  • — 安全策略

可用安全策略无，Basic128Rsa15，Basic256Rsa15，Basic256Sha256

  • — 用户验证

”匿名“或通过用户名与密码验证

  • — 会话数量，最大值

32

  • — 可访问变量的数量，最大值

50 000

  • — 可注册节点的数量，最大值

10 000

  • — 每次会话的订阅数量，最大值

20

  • — 扫描间隔，最小值

100 ms

  • — 发送间隔，最小值

500 ms

  • — 伺服程式的数量，最大值

20

  • — 每一伺服程式的输入端/输出端的数量，最大值

20

  • — 受监控元件 (monitored items) 的数量，最大值

1 000; 1s 采样间隔和 1s 发送间隔时

  • — 服务器接口数量，最大值

10

  • — 用户自定义服务器接口时节点数量，最大值

1 000

其他协议

  • ● MODBUS

是; MODBUS TCP

气液冗余

  • ● 线路中断时的切换时间，类型

200 ms; MRP 时；无冲击，MRPD 时

  • ● 环路中的用户数量，最大值

50

等时模式

节拍同步运行（应用程序至端口同步）

是; 带最小组织块，6 个 500 µs 循环

等距离

是

S7 消息功能

消息功能的可注册站点数量，最大值

32

程序消息

是

可配置程序消息的数量，最大值

5 000; 程序消息通过模块“Program_Alarm”、ProDiag 或 GRAPH 生成

同时间活动的信息数量，最大值


  • ● 程序消息数量

300

  • ● 系统诊断消息数量

100

  • ● 运动技术对象的消息数量

80

调试功能测试

共同调试（工程组）

是; 最多可平行在线访问 5 个工程组态系统

组件状态

是; 最多可同时 8 个（通过所有 ES 客户端的总和）

各个步骤

否

停止点数量

8

状态/控制

  • ● 变量状态/控制

是

  • ● 变量

输入/输出端、标记、DB、外围设备输入/输出端、计时器、计数器

  • ● 变量数量，最大值


  • — 其中的变量状态，最大值

200; 每个任务

  • — 其中的变量控制，最大值

200; 每个任务

强制

  • ● 强制，变量

外围输入/输出

  • ● 变量数量，最大值

200

诊断缓冲器

  • ● 存在

是

  • ● 条目数量，最大值

1 000

  • — 其中的停电保险

500

Trace

  • ● 可组态 Trace 的数量

4; 每个 Trace 最多 512 KB 数据

报警/诊断/状态信息

诊断显示 LED

  • ● RUN/STOP LED

是

  • ● ERROR LED

是

  • ● MAINT LED

是

  • ● 停止激活 LED

是

  • ● LINK TX/RX 连接显示

是

支持的工艺对象

运动控制

是; 提示：轴的数量会对 PLC 程序的循环时间造成影响；可通过 TIA Selection Tool 或 SIZER 工具为选型提供帮助

  • ● 针对技术对象可用的运动控制资源数量（除凸轮盘外）

800

  • ● 必需的运动控制资源


  • — 每个转速轴

40

  • — 每个定位轴

80

  • — 每个同步轴

160

  • — 每个外部编码器

80

  • — 每个凸轮

20

  • — 每个凸轮轨迹

160

  • — 每个探针

40

  • ● 定位轴


  • — 当运动控制周期为 4ms（典型值）时定位轴的数量

5

  • — 当运动控制周期为 8ms（典型值）时定位轴的数量

10

调节器


  • ● PID_Compact

是; 集成优化的通用 PID 控制器

  • ● PID_3Step

是; 适用于阀门的集成优化的 PID 控制器

  • ● PID 温度

是; 温度集成优化的 PID 控制器

计数和测量


  • ● 高速计数器

是

环境要求

运行中的环境温度

  • ● 水平安装，最小值

0 °C

  • ● 水平安装，最大值

60 °C; 显示屏： 50 °C，运行温度为典型的 50 °C 时，关闭显示屏

  • ● 垂直安装，最小值

0 °C

  • ● 垂直安装，最大值

40 °C; 显示屏：40 °C，运行温度为典型值 40 °C 时，显示屏关闭

运输/储存时的环境温度

  • ● 最小值

-40 °C

  • ● 最大值

70 °C

组态

编程

编程语言

  • — KOP

是

  • — FUP

是

  • — AWL

是

  • — SCL

是

  • — GRAPH

是

技术保护

  • ● 用户程序保护/密码保护

是

  • ● 复制保护

是

  • ● 模块保护

是

访问保护

  • ● 显示屏密码

是

  • ● 防护级别：写保护

是

  • ● 防护级别： 读写保护

是

  • ● 防护级别： 全部保护

是

循环时间监测

  • ● 下限

可调整的最短循环时间

  • ● 上限

可调整的最长循环时间

尺寸

宽度

35 mm

高度

147 mm

深度

129 mm

重量

重量，约

405 g


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