故障安全 CPU 的性能特性 故障安全型 CPU 主要适用于同时采用集中式和分布式两种方式实施高标准要求的标准应用和 故障安全应用。 这些故障安全型 CPU 允许在同一个 CPU 上处理标准程序和安全程序。从而允许在标准用户程 序中评估故障安全数据。正是基于这种功能集成，SIMATIC 的系统优势和大量功能也可完美适 用于故障安全应用。 故障安全 CPU 经过验证，在安全模式下使用可达以下级别： • 符合 IEC 61508:2010 的安全级别（安全完整性等级）SIL 3 • 符合 13849-1:2015 或 EN ISO 13849-1:2015 的性能等级 (PL) e 和 Cat. 4 为了确保 IT 信息安全，还可为 F 组态和 F 程序额外设置密码保护。除了 CPU 之外，其它组件（例如 SINAMICS 驱动器）也具有集成安全功能。关于驱动器中集成 安全功能的更多信息，请参见各自产品的手册。 信息安全集成 与 STEP 7 一同使用时，这些 CPU 可提供基于密码的专有技术保护，从而有效防止对程序块未 经授权的读取或修改。 防拷贝保护是一种高度可靠的保护措施，用于防止对程序块未经授权的复制。通过防拷贝保 护，SIMATIC 存储卡上的各个块可以关联到其序列号，因此只有当组态的存储卡插入到 CPU 中时，才能运行这些块。 此外，可以在控制器中使用四个不同的授权级别为各个不同的用户组分配不同的访问权限。 防篡改保护经过改进，允许控制器检测工程组态数据的传输是否被篡改或未被授权。 而以太网 CP (CP 1543-1) 则可基于防火墙提供额外的访问保护或建立 VPN 安全连接。SIMATIC S7-1500 产品系列的所有 CPU 均配有纯文本信息显示屏。可为用户显示所有相连模块 的订货号、固件版本和序列号信息。不仅如此，还可在本地直接更改该 CPU 的 IP 地址和其它 网络参数，而无需使用编程设备。错误消息将以纯文本方式直接显示在显示屏上。执行维护 时，可以通过快速访问诊断报警来Zui大程度缩短工厂停机时间。关于此主题以及显示屏的诸多 其它功能的详细信息，请参见 SIMATIC S7-1500 显示屏仿真器 。 所有模块采用统一的前连接器，并且通过集成的电位跳线器灵活构成电位组，极大简化了存储 方式。SIMATIC S7-1500 导轨中应用了 DIN 导轨之后，便可轻松快速地安装附加组件（例如断 路器、继电器等）。SIMATIC S7-1500 系列 CPU 可进行统一扩展，也可通过单个模块进行模块 化扩展。采用这种功能扩展方式所需空间较少，可灵活适应各种应用之中。 数字量信号模块的系统布线不仅可以快速准确地连接现场的传感器和执行器（采用前连接器模 块、连接电缆和 I/O 模块的全模块化连接），而且还可在控制柜中轻松接线（采用预装导线的 前连接器进行灵活连接）。 系统诊断和报警 系统默认激活 CPU 中集成的系统诊断功能。可组态各种不同类型的诊断而无需进行编程。来 自驱动器的系统诊断信息和报警会以普通文本形式一致地显示在： • CPU 显示屏上 • STEP 7 中• HMI 中 • Web 服务器上 这些信息在 CPU 的 RUN 模式下生成，在 STOP 模式下同样可用。在组态新硬件组件时，诊断 信息将自动更新。 该 CPU 作为中央中断服务器时，可Zui多支持三种项目语言。HMI 采用为 CPU 定义的项目语言 接管显示屏。如果您需要其它语言形式的报警文本，可以通过组态的连接将其加载到 HMI 中。CPU、STEP 7 及其 HMI 可保证数据的一致性，无需额外工程组态步骤。维护工作变得更 简单。

            CPU 中包含有操作系统，可执行用户程序。用户程序位于 SIMATIC 存储卡中，在 CPU 的工作 存储器中执行处理。 I/O 模块通过 PROFINET 或 PROFIBUS 可集中式或分布式连接到过程。 CPU 上的 PROFINET 接口支持与 PROFINET 设备、PROFINET 控制器、HMI 设备、编程设备、其 它控制器和其它系统同时通信。CPU 1517‑3 PN/DP 可用作 IO 控制器和智能设备。 与 PROFINET 接口类似，也可通过 CPU 上的 PROFIBUS 接口与其它设备进行通信。将该接口用 作 PROFIBUS DP 接口时，PROFIBUS DP 上的 CPU 将作为 DP 主站。CPU 1517‑3 PN/DP 具有以下技术特性： • 通信： – 接口 CPU 1517-3 PN/DP 具有三个接口。两个接口用于 PROFINET，一个用于 PROFIBUS。 第一个 PROFINET 接口（X1 P1 和 X1 P2）配有两个端口。除了 PROFINET 基本功能之 外，该接口还支持 PROFINET IO RT（实时）和 IRT（等时同步实时）功能。可组态 PROFINET IO 通信或实时设置。 即使发送时钟为 187.5 µs，也可以通过一根电缆实现 PROFINET IO 通信和标准通信。端口 1 和 2 还可用作以太网上冗余环网结构组态中的环网端口。 第二个 PROFINET 接口 (X2 P1) 配有一个端口。除了 PROFINET 基本功能之外，该接口 还支持 PROFINET IO RT（实时）功能。PROFINET 基本功能支持 HMI 通信，可与组态系 统、上位网络（骨干网、路由器、Internet）或其它设备或自动化单元进行数据通信。 说明 IP 子网 这两个接口的 IP 子网必须不同。即，这两个接口对应的子网 IP 地址必须不同。 第三个接口 (X3) 用于连接 PROFIBUS 网络。该接口用作 PROFIBUS DP 接口时，CPU 可 作为 DP 主站。但不能用作 DP 从站。 – OPC UA 使用 OPC UA，可通过与供应商无关的开放通信协议进行数据交换。作为 OPC UA 服务 器的 CPU 可与 OPC UA 客户端（如，HMI 面板、SCADA 系统等）进行通信。 • 集成 Web 服务器： 该 CPU 中集成有 Web 服务器。通过 Web 服务器可读取以下信息： – 起始页面，包含有 CPU 的常规信息 – 标识信息 – 诊断缓冲区中的内容 – 模块状态的查询结果 – 固件更新 – 报警（无确认选项） – 通信的相关信息 – PROFINET 拓扑结构– 变量状态，写入变量 – 监控表 – 存储器的使用情况 – 用户页面 – 数据日志（如果使用） – 组态的在线备份和恢复 – 运动控制工艺对象的诊断信息 – SIMATIC 存储卡上存储的跟踪记录显示 – 读取服务数据 – 基本 Web 页面 – 使用 3 种项目语言显示 Web 服务器，如，注释和消息文本 – 配方 – 用户自定义的 Web 页面 • 集成工艺功能： – Motion Control Motion Control 功能使用工艺对象支持速度控制轴、定位轴、同步轴、外部编码器、凸 轮、凸轮轨迹和测量输入以及编程运动控制功能的 PLCopen 块。 有关 Motion Control 的使用和组态详细说明，请参见《S7-1500T 运动控制》功能手册。 – 集成闭环控制功能 - PID Compact（PID 连续控制器） - PID 3Step（步控制器，用于集成执行器）PID Temp（温度控制器，通过 2 个单独的执行器进行加热和冷却）• 跟踪功能： – 通过跟踪功能，可对用户程序进行故障诊断和优化。 有关跟踪功能的更多信息，请参见《使用跟踪和逻辑分析器功能 》功能手册。 • 集成系统诊断： – 系统诊断报警由系统自动生成，并显示在 PG/PC、HMI 设备、Web 服务器或集成的显示 屏上。CPU 处于 STOP 模式时，也会报告系统诊断信息。 • 集成信息安全功能： – 专有技术保护 专有技术保护用于保护用户块，防止未经授权的访问和修改。 – 防拷贝保护 防复制保护将用户块链接到 SIMATIC 存储卡或 CPU 的序列号。如果没有对应的 SIMATIC 存储卡或 CPU，则用户程序无法运行。 – 访问保护 扩展访问保护提供了高质量的保护措施，可以防止未授权的组态更改。授权级别可用于 为各用户组分配不同的权限。 – 完整性保护 默认情况下，CPU 具有完整性保护功能。这可帮助检测在 SIMATIC 存储卡上或在 TIA Portal 和 CPU 之间进行数据传输期间可能对工程组态数据进行的篡改，以及检查从 SIMATIC HMI 系统到 CPU 之间的通信中可能存在的工程组态数据篡改。如果完整性保护 检测出工程组态数据篡改，用户将收到相应的消息。 • 更多功能： – PROFIenergy 有关“PROFIenergy”主题的信息，请参见 《PROFINET 功能手册》显示屏的温度范围 为了延长显示屏的使用寿命，显示屏将在低于所允许的设备工作温度时自动关闭。冷却后，显 示屏将自动开启。显示屏关闭后，LED 指示灯将继续显示 CPU 的状态。 有关显示屏自动关闭和打开时温度范围的更多信息，请参见“技术规范卸下和安装带有显示屏的前面板 在运行过程中，可卸下和安装带显示屏的前面板。 警告 可能会造成人员伤害和财产损失 在危险区域 2 区，如果在运行过程中插拔 S7‑1500 自动化系统的前面板，则可能造成人员伤 害或财产损失。 在危险区域 2 区中，移除或安装前面板之前，请始终关断 S7-1500 自动化系统的电源。 锁住前面板 可以锁住带显示屏的宽前面板以及 PROFIBUS 接口的窄前面板，以防止 CPU 受到未经授权访 问。此时，可以在前面板上粘贴一个密封条，或者锁上一个直径为 3 mm 的挂锁。① 模式选择器 ② 无功能 ③ PROFIBUS 接口 (X3) ④ 固定螺丝 ⑤ 电源连接器 ⑥ PROFINET IO 接口 (X2)，带 1 个端口 ⑦ PROFINET IO 接口 (X1)，带 2 个端口 ⑧ 接口中的 MAC 地址 ⑨ PROFINET 接口 X1 和 X2 的 3 个端口的 LED 指示灯 ⑩ SIMATIC 存储卡的插槽 ⑪ 显示屏连接器 ⑫ 显示 CPU 当前操作模式和诊断状态的 LED 指示灯。