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CPU 1518-4 PN/DP 是 S7-1500 CPU，具有极大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。例如，它可以作为生产线中的中央控制器，也可用作具备高处理速度的机床控制器。
CPU 1518-4 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 接口设计为双端换机以便在系统中设立总线型拓扑。
例如，具备独立 IP 地址的其它两个集成式 PROFINET 接口可以用来实现网络隔离。附加的 PROFINET IO RT 设备可通过 PROFINET 接口 X2 进行连接，或以 I-设备的形式建立快速通信连接。X3 接口可用在数据速率为 1 Gbit/s 的传输当中，比如用于与骨干网通信。分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。
另外，CPU 还提供全面的控制功能，并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器。
设计
The CPU 1518-4 PN/DP 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 1 ns。大容量工作存储器：
4 MB，用于程序；20 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。
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 接口和第二 PROFINET IO RT 接口可通过 PROFINET 与分布式 I/O 相连接
三个 PROFINET 接口均可用于网络隔离；PROFINET 接口 X3 的数据传输率高达 1 Gbit/s
PROFIBUS DP 接口用于通过 PROFIBUS 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：
PROFINET IO IRT（2 端换机）作为标准接口。两个附加 PROFINET 接口，用于（例如）网络分离。附加的 PROFINET IO RT 设备可通过 PROFINET 接口 X2 进行连接，或以 I-设备的形式建立快速通信连接。X3 接口可用在数据速率为 1 Gbit/s 的传输当中，比如用于与骨干网通信。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**的传动
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 V13 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
PROFIBUS插头的使用
在PROFIBUS插头上，有一个进线孔（In）和一个出线孔（Out），分别连接至前一个站和后一个站。
1.每个物理网段两个终端站点上的插头，需要将网线连接在进线口“In"，同时将终端电阻设置为“On"（如图2）
2.位于网段中间的站点，需要依次将网线连接在进线口“In"和出线口“Out"，同时将终端电阻设置为（如图2）
3.为了便于系统诊断和维护，建议至少每个网段的两个终端站点处的插头尽量使用带编程口的（如图1中左侧接头）
图2 PROFIBUS插头的连接和设置
4. 对于总线中终端设备采用接线方式连接（非profibus接头）,采用如图6所示自行连接终端电阻，或采用条目6中的有源终端电阻。
图3 终端电阻的组成
5.当处于终端位置的设备掉站或人为关闭时，标准接头上的电阻也随之失效。因此整体网络在此终端将缺失终端电阻，并可能导致整体网络的故障。
西门子提供有源终端电阻（6ES7 972-0DA00-0AA0）确保此终端位置的电阻一直有效。
| 工作接地就是将变压器的中性点接地。其主要作用是系统电位的稳定性，即减轻低压系统由于一相接地，高低压短接等原因所产生过电压的危险性，并能防止绝缘击穿。 保护接地是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来，以防止该部分在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。 保护接零是指电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属导体与系统中的零线连接起来，当设备绝缘损坏碰壳时，就形成单相金属性短路，短路电流流经相线——零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路电流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身安全。 备注：保护接零适用于电压低于1KV且电源中性点接地的三相四线制供电电路。 而采用保护接零时要特别注意，在同一台变压器供电的低压电网中；不允许将有的设备接地、有的设备接零。由于一般的低压系统的电源中性点一般都接地，所以用电设备的金属外壳大多采用保护接零，以确保安全。 重复接地 就是在中性点直接接地的系统中，在零干线的一处或多处用金属导线连接接地装置。在低压三相四线制中性点直接接地线路中，施工单位在安装时,应将配电线路的零干线和分支线的终端接地，零干线上每隔1千米做一次接地。对于距接地点超过50米的配电线路，接入用户处的零线仍应重复接地，重复接地电阻应不大于10欧。 在TN-S（三相五线制）系统中 ，零线是不允许重复接地的。零线是久称，此处已经不准确，三相五线的各线为3根相线、一根中性线、一根接地保护线及pe线。不允许重复接地是因为如果中性线重复接地，三相五线制漏电保护检测就不准确，无法起到准确的保护作用。故，零线不允许重复接地实际上是漏电检测点后不能重复接地。 为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。平常按接地目的的不同，一般分为工作接地、保护接地和保护接零三种，如图所示。图中的接地体是埋入地中并且直接与大地接触的导体。 工作接地 电力系统由于运行和安全的需要，常将中性点接地（见图），这种接地方式称为工作接地。 工作接地有下列目的： 降低触电电压 在中性点不接地的系统中，当一相接地而人体触及另外两相之一时，触电电压为相电压的1.732倍。而在中性点接地的系统中，触电电压就降低到等于或接近相电压。 迅速切断故障设备 在中性点不接地的系统中，当一相接地时，接地电流很小（因为导线和地面间存在电容和绝缘电阻，也可构成电流的通路）不足以使保护装置动作而切断电源，接地故障不易被发现，将长时间持续下去，对人身不安全。而中性点接地的系统中，一相接地后的接地电流较大（接近单相短路）保护装置迅速动作，断开故障点。 降低电气设备对地的绝缘水平 在中性点不接地的系统中，一相接地时将使另外两相的对地电压升高到线电压。而在中性点接地的系统中，则接近于相电压，故可降低电气设备和输电线的绝缘水平，节省投资。 同时，中性点不接地也有好处。第一，一相接地往往是瞬间的，能自动消除，在中性点不接地的系统中，就不会跳闸而发生停电事故；第二，一相接地故障可以允许短时存在，这样，以便寻找故障和修复。 保护接地 保护接地就是将电气设备的金属外壳（正常情况下是不带电的）接地，宜用于中性点不接地的低压系统中。我们可以分析一下电动机的保护接地。 当电动机某一相绕组的绝缘损坏使外壳带电未接地的情况下，人体触及外壳，相当于 单相触电。这时接地电流（经过故障点流入大地的电流）的大小决定于人体电阻和绝缘电阻。当系统的绝缘性下降时，就有触电危险。 当电动机某一相绕组的绝缘损坏使外壳带电而外壳接地的情况下，人体触及外壳时， 由 于人体的电阻与接地电阻并联，而通常人体电阻远大于接地电阻，所以通过人体的电流很小，不会有危险。这就是保护接地保证人身安全的作用。 保护接零 保护接零就是将电气设备的金属外壳接到零线上，宜用于中性点接地的低压系统中。 再以电动机为例，当电动机某一相绕组的绝缘损坏而与外壳相接时，就形成单相短路，迅速将这一相中的熔丝熔断，因而外壳便不再带电。即使在熔丝熔断前人体触及外壳时，也由于人体电阻远大于线路电压，通过人体的电流也是极为微小的。 同时注意，中性点接地的系统中不采用保护接地。 工作接地是交流三相电源的中性线（常说的零线）接地。有了这个接地，接一相火线，再接一零线，就得到我们常用的220v电压，可用于家用照明、风扇等电器。这个接地线不仅能取到220v电源，因为接入地网，固定电位，在系统故障时，能钳制中性点电位不变，不至于使三相相电压变化，保证用电安全。在电子设备中的接地，也是为了保证电源的稳定性的。 保护接地是电气设备的外壳接地。当电气设备绝缘损坏漏电时，通过外壳的接地线进入地网，使外壳电位与地电位差不多，就保护了触及人的安全。 工作接地也是入地，是设备需要的，可能流过较大的入地电流，同时工作接地电位也可能稍高，地线上的噪音电平比较高。 保护接地也是入地，但基本上不会接入强用电设备，而主要是针对人身保护而设立的，保护接地上流过的地线电流一般很小，地线电平很低，足够安全。 一般而言，保护接地与工作接地之间要留至少5米以上的距离。 除此之外，还可细分强电地，弱电地，防雷地，它们虽然都是地线，但接地点却都要相隔适当的距离才行，不同类型的接地点都不要共用地线，而且入地点都有相隔5米以上。 对于现代建筑周边有很多回填土层，厚度可达5-6米，这种情况下的接地建议采用地质钻井的方式，钻一个数十米深的地孔，直径大约100-200mm，然后将热镀锌钢管一节一节的焊接并埋下去，可以很可靠的做到1Ω以下的接地电阻。 TN系统电源中心点接地并引出中性线，电气设备保护接于中心线上。 TT系统电源中心点接地，但电气设备的保护直接接功。 TN一s系统电源中心点接地并单独由中心点引出一爹pE线与用电设备金属外壳联接，与工作零线分开。 TN一c系统电气设备的工作零线与保护零线合用。 TN一C一S系统电路系统工作零线，保护零线局部地段合用，局部地段分形的方式。 IT系统电源侧不接地，而用电设备处金属外壳接地（这系统一般不用） |