SIMATIC S7-1500 CPU 简介

1、基础知识

在SIMATIC S7-1500与TIA Portal软件文中介绍了，S7-1500系列控制器的所有CPU型号，从CPU1511~1518共有几十款。

型号中的序号越大则性能越强，后缀代表特殊功能，后缀C代表紧凑型，后缀T表示运动控制专用，后缀F为故障安全型。

除了可以从型号中看出CPU的类型，还看出集成通信接口的个数和通信类型，比如CPU1511-1PN，表示这款CPU集成了一个PN的通信接口，CPU1516-3PN/DP，表示集成了一个DP接口和两个PN接口。

根据接口分类，主要又以下四种类型：

CPU15XX-1PN

CPU15XX-2PN

CPU15XX-3PN/DP

CPU15XX-4PN/DP

从上图可以看出，CPU第一个PN接口，实际上是具有交换机功能的两个RJ45。

说到通信接口，跟大家补充一些知识：SIMATIC S7-1500系列彻底抛弃的MPI接口，全系列集成PN接口。Profibus-DP接口虽然在有些CPU上还存在，主要是考虑到兼容以前老的设备，满足旧设备的改造升级。

在使用S7-1500的PN接口属于标准配置。

2、CPU的操作模式

SIMATIC S7-1500系列主要有以下四种操作模式：

STARTUP

RUN

STOP

MRES

启动模式（STARTUP），这种模式是介于停止和运行的中间模式，CPU不会长期处于启动模式中，具备运行的条件则进入运行模式，反之进入停止模式。

启动模式过程中会清除非保持性存储器，刷新过程映像输入，清除过程映像输出，并且运行启动相关的OB块。

运行模式（RUN），只有在运行模式下，我们编写的程序才会执行。把CPU切换到RUN模式下，有三种方式，一是CPU上的拨码开关，拨到RUN位置，二是通过按显示屏上的RUN按钮，还可以通过博途软件进行切换。

停止模式（STOP），停止模式下不执行用户程序，当CPU切换到STOP模式后，会执行输出模块的相关设置，使设备进入安全状态。

当我们给CPU下载程序后，会在停止模式下检测所有的硬件配置模块，是否与实际一致，并判断是否满足运行条件。

把CPU切换到STOP模式下，同样有三种方式，拨码开关、STOP按钮、博途软件。

复位模式（MRES），主要用于存储器的复位，把CPU中的数据进行初始化操作，使PLC恢复到“初始状态”。

只有CPU处于STOP模式后，才可以进行复位操作。复位后工作存储器中的数据被删除，只保留诊断缓冲区的内容，以及CPU中的时间和IP地址。

复位最后阶段CPU会把存储卡中的程序，重新装载到工作存储器中，所以程序中的所有数据块的当前值，被初始化成起始值。

可以通过拨码开关、STOP按钮、博途软件进行复位操作。复位过程中CPU上的指示灯黄色闪烁。

具体操作步骤比较繁琐，有兴趣的可以区官网找视频看一下。

模式切换，下图是四种操作模式之间的切换：



①⑤PLC上电后硬件配置和程序没有错误，经过启动模式后直接进入运行模式。

②PLC上电后进入停止模式。

③⑤停止模式向运行模式进行切换。

④启动模式不能完成，转入停止模式。

⑥运行模式进入停止模式。

3、CPU的存储器

SIMATIC S7-1500系列PLC的存储器有内部集成和外插的存储卡两部分，内部集成的存储器根据性能的不同又可以有如下分类：

工作存储器

保持性存储器

系统存储器

工作存储器用于存储运行中的程序代码和数据块，它是集成在CPU中的，不能进行扩展。所以在选型时一定根据程序大小选择合适的CPU。

工作存储器是易失性存储器在掉电和发生故障时，存储的数据会丢失。再次启动时会把程序从装载存储器中复制工作存储器中。

保持性存储器顾名思义就是可以保持数据的存储器，在电源发生故障或者掉电时可以保存有限的数据不丢失。

这些数据可以是整个DB块，DB块中的一部分，位存储器M区域，定时器，计数器等，那些具有保持功能需要我们预先定义。具体怎么设置，在软件使用中再仔细介绍。



保持性存储器的大小也是与CPU的类型有关，在上面的图中我们可以查到具体大小。

也可以在博途软件中查看，具体操作如下：



系统存储器主要是位存储器，定时器，计数器，过程映像，临时数据，当然这些数据的大小也与CPU的类型相关。具体数据我们可以查看技术手册。

前面我们说了S7-1500系列PLC的存储器由内部集成和外插的存储卡两部分，存储卡又叫做装载存储器，用于存储代码块(FB/FC)、数据块(DB)、硬件配置等。



装载存储器是非易失性存储器，不会受掉电的影响。在我们往PLC下载程序时，会先存储在装载存储器中（也就是先下载到存储卡中），然后再复制到工作存储器中。

S7-1500的存储卡除了存储前面说的程序相关数据，还会存储变量符号，注释，CPU相关信息，所以存储卡的空间远大于工作存储区。



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