I/O 模块是 SIMATIC S7-1500 与过程之间的接口：

• 数字量和模拟量模块可精确提供每种任务所需的输入/输出。
• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工艺模块
  • 具有高速计数和位置检测集成功能
  • 具有用于完成过程级别的任务且响应时间较短的集成输入和输出
• 用于 SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的通信模块
  • 用于采用点对点连接的数据交换
  • 用于连接至 PROFIBUS
  • 用于连接到工业以太网
• 用于方便、轻松地对 S7-1500 和 ET 200MP 模块进行接线的连接系统

• SIMATIC S7-1500 的 ET 200MP 数字量输入/输出
• 灵活地选择控制器以满足相应任务需要
• 用于使用附加输入端和输出端对系统进行后续扩展

• 16 和 32 通道数字量输入模块
• 灵活地选择控制器以满足相应任务需要
• 用于使用附加输入对系统进行后续扩展
• 35 mm 宽的模块具有参数设置和诊断功能
• 25 mm 宽的模块可在狭小空间内使用：
  极为经济，无参数设置或诊断功能

用于基于 PC 自动化的软控制器

SIMATIC S7-1500 软控制器用于在 SIMATIC IPC 上实现 SIMATIC S7-1500 控制器。

它特别适用于专用机器制造中的控制解决方案，涉及高性能实现复杂控制任务、集成 PC 应用程序或在一台设备上实现多个任务。

S7-1500 软控制器是 SIMATIC WinAC RTX 的长期后续产品。它可提供显著提高的可用性和系统诊断，可在 TIA Portal 中完成全面组态。与 S7-1500 控制器一样，该软控制器具有集成运动控制功能以及经过改进的信息安全机制，适合知识产权和复制保护。

• SIMATIC S7-1500 软控制器用于实现通过 SIMATIC IPC 完成的控制任务
• 采用创新的实时系统，系统可用性高
• 经过改进的专有技术和复制保护
• 集成运动控制功能，可以控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器
• 集成 Web 器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项
• 通过功能强大的嵌入式 IPC427D 和 IPC477D 为解决方案提供优功能
• 可在 SIMATIC IPC627D、IPC827D、IPC677D、IPC647D 和 IPC847D 上运行
• SIMATIC ODK 1500S 用于通过语言 C/C++ 开发和集成控制功能和应用程序

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。这样，SIMATIC IPC 就能用于控制机器设备。

要通过 PROFINET 或 PROFIBUS 连接分布式 I/O，可以使用 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）。

标准 CPU：

• SIMATIC S7-1500 软控制器 CPU 1507S

特点	CPU 1507S
程序用工作存储器，集成	5 MB
数据用工作存储器，集成	20 MB
装载存储器	320 MB
命令执行时间（Microbox IPC427D，Core i7，1.7 GHz）
位运算	0.001 μs
字运算	0.002 μs
定点运算	0.002 μs
浮点运算	0.006 μs
位存储器、定时器、计数器
S7 计数器/定时器	各 2048
IEC 计数器	任意（仅受工作存储器限制）
IEC 定时器	任意（仅受工作存储器限制）
位存储器	16 KB
I/O 地址范围
输入	32 KB（所有输入都保存在过程映像中）
输出	32 KB（所有输出都保存在过程映像中）
运动
轴数	多 60
通信
PROFINET	√（通过 PC 接口） 2 x PN，其中 1 个为 PN IO RT
PROFIBUS	√（通过 PC 接口）
Web 器	√

• CPU 1511-1 PN
• CPU 1513-1 PN
• CPU 1515-2 PN/DP
• CPU 1516-3 PN/DP
• CPU 1517-3 PN/DP
• CPU 1518-4 PN/DP

• S7-1500 控制器产品系列中的入门级 CPU
• 适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用
• 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 I/O 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET 智能设备
• 等时同步模式
• 集成运动控制功能，可以控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器
• 集成 Web 器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项
• 运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡

CPU 1511-1 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 1511-1 PN/DP 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。CPU 1511-1 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 1511-1 PN/DP 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

The CPU 1511-1 PN 有:

• 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 60 ns。
• 大容量工作存储器：
  150KB，用于程序；1 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、别名称、位置名称等。
  • 诊断信息显示
  • 模块信息显示
  • 显示可由用户定义的徽标
  • 显示器设置显示
  • 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
  • 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

S7-200PLC的数据区

（一）数字量输入和输出映象区

1．输入映象寄存器（数字量输入映象区）（I）

数字量输入映象区是S7-200CPU为输入端信号状态开辟的一个存储区。输入映像寄存器的标识符为I，在每个扫描周期的开始，CPU对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中。

输入映像寄存器是PLC接收外部输入的开关量信号的窗口。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从I0.0~I15.7，共有128点

（2）按“字节”方式：从IB0~IB15，共有16个字节

（3）按“字”方式：从IW0~IW14，共有8个字

（4）按“双字”方式：从ID0~ID12，共有4个双字

2．输出映像寄存器（Q）

数字量输出映象区是S7-200CPU为输出端信号状态开辟的一个存储区。输出映像寄存器的标识符为Q（从Q0.0~Q15.7，共有128点），在每个扫描周期的末尾，CPU将输出映像寄存器的数据传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从Q0.0~I15.7，共有128点

（2）按“字节”方式：从QB0~QB15，共有16个字节

（3）按“字”方式：从QW0~QW14，共有8个字

（4）按“双字”方式：从QD0~QD12，共有4个双字

说明：实际没有使用的输入端和输出端的映象区的存储单元可以作中间继电器用。

（二）模拟量输入映象区和输出映象区

1．模拟量输入映象区（AI区）

模拟量输入映象区是S7-200CPU为模拟量输入端信号开辟的一个存储区。S7-200将测得的模拟量（如温度、压力）转换成1个字长（2个字节）的数字量，模拟量输入映像寄存器用标识符（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。

从AIW0~AIW30，共有16个字，总共允许有16路模拟量输入。

说明：模拟量输入值为只读数据。

2．模拟量输出映象区（AQ区）

模拟量输出映象区是S7-200CPU为模拟量输出端信号开辟的一个存储区。S7-200将1个字长（2个字节，16位）的数字量按比例转换为电流或电压。模拟量输出映像寄存器用标识符（AQ）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。

从AQW0~AQW30，共有16个字，总共允许有16路模拟量输出。

（三）变量存储器（V）（相当于内辅继电器）

PLC执行程序过程中，会存在一些控制过程的中间结果，这些中间数据也需要用存储器来保存。变量存储器就是根据这个实际的要求设计的。变量存储器是S7-200CPU为保存中间变量数据而建立的一个存储区，用V表示。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从V0.0~I5119.7，共有40960点。CPU221、CPU222变量存储器只有2048个字节，其变量存储区只能到V2047.7位。

（2）按“字节”方式：从VB0~VB5119，共有5120个字节

（3）按“字”方式：从VW0~VW5118，共有2560个字

（4）按“双字”方式：从VD0~VD5116，共有1280个双字

（四）位存储器（M）区

PLC执行程序过程中，可能会用到一些标志位，这些标志位也需要用存储器来寄存。位存储器就是根据这个要求设计的。位存储器是S7-200CPU为保存标志位数据而建立的一个存储区，用M表示。该区虽然叫位存储器，但是其中的数据不仅可以是位、还可以是字节、字或双字。

（1）按“位”方式：从M0.0~M31.7，共有256点。

（2）按“字节”方式：从MB0~MB31，共有32个字节

（3）按“字”方式：从MW0~MW30，共有16个字

（4）按“双字”方式：从MD0~MD28，共有8个双字

（五）顺序控制继电器区（S）

PLC执行程序过程中，可能会用到顺序控制。顺序控制继电器就是根据顺序控制的特点和要求设计的。顺序控制继电器区是S7-200CPU为顺序控制继电器的数据而建立的一个存储区，用S表示。在顺序控制过程中，用于组织步进过程的控制。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从S0.0~S31.7，共有256点。

（2）按“字节”方式：从SB0~SB31，共有32个字节

（3）按“字”方式：从SW0~SW30，共有16个字

（4）按“双字”方式：从SD0~SD28，共有8个双字

（六）局部存储器区（L）（相当于内辅继电器）

S7-200PLC有64个字节的局部存储器，其中60个可以用作暂时存储器或者给子程序传递参数。

局部存储器和变量存储器很相似，主要区别是变量存储器是全局有效的，而局部存储器是局部有效的。全局是指同一个存储器可以被任何程序存取（例如，主程序、子程序或中断程序）。局部是指导存储器区和特定的程序相关联。

几种程序之间不能互访。

局部存储器区是S7-200CPU为局部变量数据建立的一个存储区，用L表示。该区域的数据可以用位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从L0.0~L63.7，共有512点。

（2）按“字节”方式：从LB0~LB63，共有64个字节

（3）按“字”方式：从LW0~LW62，共有32个字

（4）按“双字”方式：从LD0~LD60，共有16个双字

（七）定时器存储器区（T）

PLC在工作中少不了需要计时，定时器就是实现PLC具有计时功能的计时设备。定时器的编号：

T0、T1、……、T255

S7-200有256个定时器。

（八）计数器存储器区（C）

PLC在工作中有时不仅需要计时，还可能需要计数功能。计数器就是PLC具有计数功能的计数设备。

计数器的编号：

C0、C1、……、C255

（九）高速计数器区（HSC）

高速计数器用来累计比CPU扫描速率更快的事件。S7-200各个高速计数器不仅计数频率高达30kHz。

S7-200各个高速计数器有32位带符号整数计数器的当前值。若要存取高速计数器的值，则必须给出高速计数器的地址，即高速计数器的编号。

高速计数器的编号为：HSC0、HSC1、……、HSC5。

S7-200有6个高速计数器。其中CPU221和CPU222仅有4个高速计数器（HSC0、HSC3、HSC4、HSC5）

（十）累加器区（AC）

累加器是可以像存储器那样进行读/写的设备。例如，可以用累加器向子程序传递参数，或从子程序返回参数，以及用来存储计算的中间数据。

S7-200CPU提供了4个32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。

可以按字节、字或双字来存取累加器数据中的数据。但是，以字节形式读/写累加器中的数据时，只能读/写累加器32位数据中的低8位数据。如果是以字的形式读/写累加器中的数据，只能读/写累加器32位数据中的低16位数据。只有采取双字的形式读/写累加器中的数据时，才能一次读写全部32位数据。

因为PLC的运算功能是离不开累加器的。因此不有像占用其他存储器那样占用累加器。

（十一）特殊存储器区（SM）

特殊存储器是S7-200PLC为CPU和用户程序之间传递信息的媒介。它们可以反映CPU在运行中的各种状态信息，用户可以根据这些信息来判断机器工作状态，从而确定用户程序该做什么，不该做什么。这些特殊信息也需要用存储器来寄存。特殊存储器就是根据这个要求设计的。

1．特殊存储器区

它是S7-200PLC为保存自身工作状态数据而建立的一个存储区，用SM表示。特殊存储器区的数据有些是可读可写的，有一些是只读的。特殊存储器区的数据可以是位，也可是字节、字或双字。

（1）按“位”方式：从SM0.0~SM179.7，共有1440点。

（2）按“字节”方式：从SM0~SM179，共有180个字节

（3）按“字”方式：从SMW0~SMW178，共有90个字

（4）按“双字”方式：从SMD0~SMD176，共有45个双字

说明：特殊存储器区的头30个字节为只读区。

2．常用的特殊继电器及其功能

特殊存储器用于CPU与用户之间交换信息，例如SM0.0一直为“1”状态，SM0.1仅在执行用户程序的第一个扫描周期为“1”状态。SM0.4和SM0.5分别提供

分布式控制器

智能的分散化有助于极大地提高工厂设备的灵活性，从而成为一个决定性竞争因素。通过扩大联网，可将现场级的独立智能单元集成到系统范围的通信系统中。SIMATIC ET 200 I/O 系统可用集成式智能控制器进行扩展。这样就产生了分布式控制器。

• CPU 1510SP-1 PN 适用于基于 S7-1500 CPU 1511-1 PN 的 SIMATIC ET 200SP
• 用于基于 ET 200SP 的高性能控制解决方案
• 增强了系统和设备的可用性
• 可连接多 64 个 IO 设备的 PROFINET IO 控制器
• PROFINET I-Device，用于连接作为智能 PROFINET 设备、带 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
• 适用于 4 个控制器的 PROFINET 共享智能设备
• PROFINET IO IRT 接口，带集成 3 端口交换机
• 经由 PROFIBUS 的等时同步模式
• 具有多种通信功能：
  编程器/OP 通信，PROFINET IO，开放式 IE 通信（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP），Web 器和 S7 通信 （带可装载的 FB）
• 可选 PROFIBUS DP 主站，用于 125 个 PROFIBUS DP 从站（带 CM DP 模块 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 可选 PROFIBUS DP 从站（带 CM DP 模块 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 组态控制（选项处理）
• 集成运动控制功能，可以控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器

注

CPU 的运行需要使用 SIMATIC 存储卡。
总线适配器不在供货范围内，需要单独订购。

CPU 1510SP-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 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的设计形式为 3 端口交换机，这样就可以在系统中通过端口 1 和 2 建立总线型拓扑，并且也可通过端口 3 来连接编程设备/PC 或 HMI 设备。

作为智能设备使用时，CPU 1510SP-1 PN 可实现在本地对过程数据进行分布式预处理，并且仅将实际需要的信息传输到上位控制器。这样做有以下优势：

• 减轻中央控制器的工作负荷
• 缩短对现场重要信号的响应时间
• 数据量减少，总线系统上的负荷降低
• 各单元经过预测试并进行平行调试，设置更快速
• 由于自带机械装置,增加了可用性和灵活性
• 组态清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全独立于中央控制器运行。如果其发生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍继续运行。

位模块化设计的 ET 200SP I/O 系统和 CPU 1510SP-1 PN 可实现面向功能的站设计。

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。

西门子PLC的发展史 

SIMATIC商标S7-200是西德西门子公司的产品之一，其注册商标为SIMATIC。1．西门子公司的产品早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器；2．1979年，S3系统被SIMATIC S5所取代，该系统广泛地使用了微处理器；3．20世纪80年代初，S5系统进一步升级——U系列PLC，较常用机型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U4．1994年4月，S7系列诞生，它具有更国际化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、4005．1996年，在过程控制领域，西门子公司又提出PCS7（过程控制系统7）的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（监控系统）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术溶为一体6．现在，西门子公司又提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自动化系统，将PLC技术溶于全部自动化领域。

紧凑型 CPU 1211C 具有：

• 3 种设备类型，带有不同的电源和控制电压。
• 集成的电源，可作为宽范围交流或直流电源（85 至 264 V 交流或 24 V 直流）
• 集成的 24 V 编码器/负载电流源：
  用于直接连接传感器和编码器。300 mA 输出电流，也可用作负载电源。
• 14 点集成 24 V 直流数字量输入（漏电流/源电流（IEC 1 型漏电流））。
• 10 点集成数字量输出，24 V 直流或继电器。
• 2 点集成模拟量输入，0 至 10 V。
• 2 点脉冲输出 (PTO)，频率高 100 kHz。
• 脉冲宽度调制输出 (PWM)，频率高 100 kHz。
• 集成以太网接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）
• 3 个快速计数器 (100 kHz)，带有可参数化的使能和复位输入，可以同时用作带有单独输入的加减计数器，或用于连接增量型编码器。
• 通过附加通讯接口扩展，例如，RS485 或 RS232
• 通过信号板使用模拟或数字信号直接在 CPU 上扩展（保持 CPU 安装尺寸）
• 通过信号模块使用各种模拟量和数字量输入和输出信号扩展
• 可选存储器扩展（SIMATIC 存储卡）
• PID 控制器，具有自动调谐功能
• 集成实时时钟
• 中断输入：
  对过程信号的上升沿或下降沿作出极高速响应
• 所有模块上均为可拆卸的端子
• 仿真器（可选）：
  

• 用于仿真集成输入和测试用户程序。
• • 丰富的指令集: 
    运算种类众多，便于编程：
    
    • 基本操作,如二进制逻辑运算、结果赋值、存储、计数、产生时间、装载、传输、比较、移位、循环移位、产生补码、调用子程序（带局部变量）
    • 集成通信命令（例如，USS 协议、Modbus RTU、S7 通信“T-Send/T-Receive”（T 发送/T 接收）或自由端口模式 (Freeport)）
    • 使用简便的功能，如脉冲宽度调制、脉冲序列功能、运算功能、浮点运算功能、PID 闭环控制、跳转功能、环路功能和代码转换
    • 数学函数，例如 SIN、COS、TAN、LN、EXP
  • 计数: 
    用户友好的计数功能配以集成的计数器和高速计数器指令给用户开辟了新的应用领域。
  • 中断处理：
    
    • 边沿触发中断（由过程信号的上升沿或下降沿触发）允许对过程中断作出极快的响应。
    • 时间触发中断。
    • 当达到设定值或计数器方向改变时，可触发计数器中断。
    • 通信中断使得能迅速方便地与周围的设备如打印机或条码阅读器交换信息。
  • 口令保护
  • 测试和诊断功能： 
    易于使用的功能支持测试和诊断，例如，在线/离线诊断。
  • 在测试和诊断过程中“强制”输入和输出： 
    可不在循环周期内独立设置输入和输出，例如可以检测用户程序。
  • 按照 PLCopen 对简单运动进行的运动控制。
  • 库功能