1.CPU相当于一个控制器的大脑：输入模块采集的外部信号，经过CPU的运算和逻辑处理后，通过输出模块传递给执行机构，从而完成自动化控制任务。S7-1500控制器的CPU包含了从CPU 1511到CPU1518的不同型号，CPU性能按照序号由低到高逐渐增强。性能指标主要根据CPU的内存空间、计算速度、通信资源和编程资源等进行区别。
CPU按功能划分主要有以下几种类型：
普通型
实现计算、逻辑处理、定时、通信等CPU的基本功能，如CPU 1513、CPU 1516等。
紧凑型
CPU模块上集成I/O，还可以组态高速计数等功能。
故障安全型
CPU经过TUV组织的安全认证，如CPU 1515F、CPU1516F等。在发生故障时确保控制系统切换到安全的模式。故障安全型CPU会对用户程序编码进行可靠性校验。故障安全控制系统要求系统的完整性，除要求CPU具有故障安全功能外，还要求输入、输出模块以及PROFIBUS/PROFINET通信都具有故障安全功能。
从CPU的型号可以看出其集成通信接口的个数和类型，如CPU 1511-1PN，表示CPU1511集成一个PN（PROFINET）通信接口，在硬件配置时显示为带有两个RJ45接口的交换机；又如CPU 1516-3PN/DP表示CPU 1516集成一个DP（PROFIBUS-DP，仅支持主站）接口、两个PN接口（一个PN接口支持PROFINETIO，另一个PN接口支持PROFINET基本功能，例如S7、TCP等协议，但是不支持PROFINET IO）。
S7-1500CPU不支持MPI接口，因为通过集成的PN接口即可进行编程调试。与计算机连接时也不需要额外的适配器，使用PC机上的以太网接口即可直接连接CPU。此外PN接口还支持PLC-PLC、PLC-HMI之间的通信，已完全覆盖MPI接口的功能。同样PROFIBUS-DP接口也被PROFINET接口逐渐替代。相比PROFIBUS，PROFINET接口可以连接更多的I/O站点，具有通信数据量大、速度更快、站点的更新时间可手动调节等优势。一个PN接口既可以作为IO控制器（类似PROFIBUSDP主站），又可以作为IO设备（类似PROFIBUS DP从站）。在CPU1516及以上的PLC中还集成DP接口，这主要是考虑到设备集成、兼容和改造等实际需求.
S7-1500 CPU操作模式
操作模式描述了 CPU 的状态。S7-1500 CPU 有下列几种操作模式：
1) 停止模式（STOP）
停止模式下CPU不执行用户程序。如果给CPU装载程序，在停止模式下CPU将检测所有已经配置的模块是否满足启动条件。如果从运行模式切换到停止模式，CPU将根据输出模块的参数设置，禁用或激活相应的输出，例如在模块参数中设置提供替换值或保持上一个值输出。通过CPU上的模式开关、显示屏或TIA博途软件可以切换到停止模式。
2) 运行模式（RUN）
运行模式下,CPU执行用户程序，更新输入、输出信号，响应中断请求，对故障信息进行处理等。通过CPU上的模式开关、显示屏或TIA博途软件可以切换到运行模式。
3) 启动模式（STARTUP）
与S7-300/400相比，S7-1500的启动模式只有暖启动（Warm Restart）。暖启动是CPU从停止模式切换到运行模式的一个中间过程，在这个过程中将清除非保持性存储器的内容，清除过程映像输出，处理启动 OB，更新过程映像输入等。如果启动条件满足，CPU将进入到运行模式。
4) 存储器复位（MRES）
存储器复位用于对CPU的数据进行初始化，使CPU切换到“初始状态”，即工作存储器中的内容以及保持性和非保持性数据被删除，只有诊断缓冲区、时间、IP地址被保留。复位完成后，CPU存储卡中保存的项目数据从装载存储器复制到工作存储器中。只有在CPU处于“STOP”模式下才可以进行存储器复位操作。
S7-1500 CPU的存储器
S7-1500 CPU的存储器主要划分为CPU内部集成的存储器和外插的SIMATIC存储卡。CPU内部集成的存储器又划分为工作存储器、保持性存储器和其它（系统）存储器三部分；外插SIMATIC存储卡为装载存储器。存储器的分布示意图如图3- 6所示。
