Siemens Simatic S7-1500

NEW! Инновационный программируемый контроллер S7-1500 базируется на дальнейшем развитии и совершенствовании функциональных возможностей хорошо известных программируемых контроллеров S7-300 и S7-400. Улучшенная производительность системы, встроенная поддержка стандартных функций управления перемещением, обмен данными через PROFINET в режиме IRT (Isochronous Real Time), языковые расширения пакета STEP 7, возможность использования в производственных и перерабатывающих отраслях промышленности, а также поддержка проверенных временем функций S7-300/ S7-400 гарантируют получение неоспоримых преимуществ использования нового контроллера. В сочетании с преимуществами STEP 7 Professional V12 (TIA Portal) ввод в эксплуатацию новой серии контроллеров может быть выполнен легко, просто и эффективно.

• Высочайшая производительность для своего класса. Эффективное решение задач автоматизации среднего и высокого уровня сложности. Минимальные времена реакции на внешние события. Время реакции терминал-терминал менее 100 мкс. Обмен данными по внутренней шине в 40 раз быстрее чем в s7-400;
• Модульная конструкция. Максимальная адаптация аппаратуры к требованиям решаемых задач. Удобная конструкция и работа с естественным охлаждением;
• Одновременное обслуживание систем локального и распределенного ввода-вывода и простое включение в сетевые конфигурации. Встроенная поддержка защищенного обмена данными через промышленные сети и Интернет;
• Расширенная концепция защиты доступа к программе и данным;
• Свободное наращивание функциональных возможностей при модернизации системы управления

Области применения

S7-1500 может использоваться во всех областях, где традиционно находят применение программируемые контроллеры S7-300 и S7-400.

Состав аппаратуры и конструктивные особенности S7-1500

Программируемые контроллеры S7-1500 позволяют использовать в своем составе:

• Модули центральных процессоров (CPU) различной производительности;
• Блоки питания (PM) для питания контроллера от сети переменного или постоянного тока;
• Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов;
• Коммуникационные модули (CM/CP) для подключения контроллера к сетям Ethernet и PROFIBUS, а также поддержки обмена данными через непосредственные (PtP – point to point) соединения на основе последовательных интерфейсов RS 232 и RS 422/ RS 485;
• Технологические модули (TM) для решения задач скоростного счета и позиционирования.

По сравнению с программируемыми контроллерами S7-300 и S7-400 в S7-1500 существенно сокращена номенклатура модулей всех типов.

Монтаж s7-1500

Конструкция контроллера отличается высокой гибкостью и удобством обслуживания. Все модули устанавливаются на профильную шину S7-1500 и фиксируются в рабочих положениях винтами. В одну монтажную стойку может устанавливаться до 32 модулей контролера. Порядок размещения модулей может быть произвольным.

Дополнительный набор модулей может устанавливаться в стойки расширения, подключаемые к контроллеру через интерфейсные модули станции ET 200MP и сеть PROFINET. Объединение модулей в единую систему выполняется с помощью U-образных шинных соединителей, устанавливаемых на тыльную часть корпуса. Эти соединители входят в комплект поставки каждого модуля.

В стадии разработки находится вариант объединения модулей через активную внутреннюю шину. Внешние цепи сигнальных модулей подключаются через съемные фронтальные штекеры, механическое кодирование которых исключает возможность возникновения ошибок при замене модулей. Дополнительно для этой цели могут использоваться модульные и гибкие соединители.

Все модули контроллера могут быть разбиты на несколько потенциальных групп, каждая из которых имеет общие шины питания внешних цепей. 

Центральные процессоры s7-1500

Первая генерация аппаратуры позволяет использовать в составе S7-1500 три типа центральных процессоров, преимущественно ориентированных на замену существующих центральных процессоров S7-300.

Таблица замены процессоров S7-300 на S7-1500

Стандартным интерфейсом для всех типов центральных процессоров является интерфейс PROFINET. Он используется для программирования, конфигурирования, диагностики и обслуживание контроллера, коммуникационного обмена данными, а также обслуживания систем распределенного ввода-вывода с поддержкой обмена данными в режимах RT и IRT V2.2, а также функций контроллера, общих и интеллектуальных приборов ввода-вывода.

CPU 1516-3 PN/DP дополнительно оснащен вторым интерфейсом Ethernet с собственным IP адресом, а также интерфейсом PROFIBUS DP.

Все центральные процессоры оснащены встроенным Web сервером, который позволяет:

• получать доступ к системным и оперативным сообщениям, а также к идентификационным данным;
• выполнять системную диагностику всех модулей, используемых в проекте;
• выполнять диагностику коммуникационных соединений, отображать параметры настройки, получать статистические данные о работе сети;
• получать доступ к производственным данным с использованием таблиц переменных и свободно конфигурируемых списков переменных;
• использовать конфигурируемые пользователем Web страницы.

Новый контроллер с дисплеем

Все центральные процессоры S7-1500 комплектуются съемными дисплеями, существенно повышающими эксплуатационные характеристики контроллера. Они позволяют:

• выполнять установку/ изменение параметров настройки (IP ад-ресов, имени станции и т.д.) без использования программатора;
• отображать диагностическую информацию и аварийные сообщения;
• отображать состояния модулей в системе локального и распределенного ввода-вывода;
• отображать идентификационные данные: заказные и серийные номера, а также версии встроенного программного обеспечения модулей системы локального и распределенного ввода-вывода.

Для отображения информации может выбираться один из двух поддерживаемых языков. Установку и удаление дисплея допускается выполнять во время работы контроллера. Доступ к выполнению необходимых операций защищается паролем.

Центральные процессоры S7-1500 оснащены рабочей памятью достаточно большого объема. В качестве загружаемой памяти используются карты памяти SIMATIC Memory Card емкостью от 2 Мбайт до 2 Гбайт. Дополнительно карта памяти находит применение для необслуживаемого сохранения данных при перебоях в питании контроллера без использования буферных батарей, а также для сохранения всего проекта STEP 7, включая символьные имена. За счет считывания этой информации сервисные работы могут выполняться без наличия на программаторе исходного проекта.

Высокая производительность центральных процессоров дополняется скоростной внутренней шиной контроллера. Скорость обмена данными через эту шину равна 400 Мбит/с. Сочетание этих факторов позволяет получать минимальные времена циклов выполнения программы, а также минимальные времена реакции на внешние события. Время реакции терминал-терминал в программируемом контроллере S7-1500 не превышает 100 мкс.

Все центральные процессоры S7-1500 обеспечивают встроенную поддержку технологических функций управления перемещением, трассировки и ПИД регулирования. Встроенные функции управления перемещением позволяют:

• получать гибкие возможности подключения приводов через интерфейсы PROFINET и/или PROFIBUS с поддержкой профиля PROFIdrive;
• выполнять простое программирование задач управления перемещением с использованием блоков PLCopen;
• использовать однородные способы конфигурирования/ проек-тирования для программируемых контроллеров, приборов и систем человеко-машинного интерфейса и приводов;
• использовать комфортабельные инструментальные средства диагностики и выполнения пуско-наладочных работ;
• выполнять циклическую регистрацию значений параметров для оптимизации процессов управления и работы приводов;
• выполнять быстрый поиск неисправностей на основе аварийных сообщений, отправляемых в систему проектирования, приборы и системы человеко-машинного интерфейса, а также на дисплей центрального процессора.

Функции трассировки предназначены для сбора данных, используемых для анализа и оптимизации работы контроллера. Они позволяют:

• выполнять регистрацию до 16 переменных центрального про-цессора независимо от системы проектирования;
• обеспечивать одновременную поддержку до 4 заданий на трассировку;
• выполнять циклический сбор данных в реальном масштабе времени;
• выполнять мультиплексирование и фильтрацию данных;
•  экспортировать результаты измерений для документирования данных и их дальнейшей обработки.

Встроенная поддержка функций ПИД-регулирования позволяет использовать S7-1500 для решения широкого круга задач автоматического регулирования, применять регуляторы с аналоговыми или импульсными выходными сигналами, шаговые регуляторы, а также выполнять операции автоматической оптимизации их работы.

Инновации в STEP 7

Для программирования, конфигурирования, диагностики и обслуживания программируемых контроллеров S7-1500 используются инструментальные средства пакета STEP 7 Professional V12 (TIA Portal).

С появлением нового контроллера расширены и функциональные возможности этого пакета. Пакет STEP 7 Professional V12 позволяет выполнять комплексное символьное программирование и оснащен оптимизированным компилятором LAD/ FBD/ STL, позволяющим получать минимальные времена циклов выполнения программы. Все языки программирования имеют одинаковый набор команд.

Введена поддержка 64-разрядных типов данных во всех языках IEC 61131-3. В программах S7-1500 могут использоваться блоки данных объемом до 16 Мбайт.

Размер организационных блоков, функций и функциональных блоков увеличен до 512 Мбайт. Допускается использование более 10 организационных блоков на тип.

В языках LAD и FBD появилась новая функция Computer Box, существенно упрощающая выполнение вычислительных операций.

Обеспечивается консистентная загрузка всех изменений в проекте, а также быстрое и безошибочное определение состава аппаратуры контроллера путем считывания параметров конфигурации в систему проектирования.

Совместимость контроллеров s7-1500

Переход на контроллеры  S7-1500 не является обязательным,  предшествующие контроллеры S7-300, S7-400 продолжат выпускаться параллельно. S7-1500 закрывает тот же ценовой сегмент и предлагает поддержку новых функций. Например, встроенных функций Standart Control и однородную системную диагностику… Таким образом S7-1500 обеспечивает получение существенной добавленной стоимости при аналогичном начальном уровне цен.

Программы S7-1200 могут непосредственно переноситься в программы S7-1500, а программы S7-300/400 могут конвертироваться с помощью специальных инструментальных средств TIA PortalV12.

Функции автоматизации непрерывных процессов первые модели S7-1500 не поддерживают. Поэтому на платформу S7-1500 могут быть перенесены только приложения S7-400 в области автоматизации циклических процессов.

Архивы и рецепты

Программируемые контроллеры S7-1500 позволяют выполнять регистрацию выбранного набора переменными и выполнять двунаправленный обмен этими данными с другими системами автоматизации или с офисными приложениями. Регистрируемые данные сохраняются в карте памяти в формате .csv файлов. Доступ к этим данным может быть получен через встроенный Web сервер центрального процессора или с помощью считывателя SD карт.

Системная диагностика

Программируемые контроллеры S7-1500 обеспечивают поддержку комплексной системы технической диагностики. Она позволяет выполнять однородное отображение диагностической информации на экранах дисплея центрального процессора и приборов человеко-машинного интерфейса, в Web сервере, SCADA системах и в системе проектирования. Доступ к диагностической информации может быть получен даже в случае перехода центрального процессора в режим STOP.

В новых аппаратных компонентах обновление диагностической информации выполняется автоматически. Поддерживается автоматическое обновление данных программ просмотра результатов диагностики в панелях операторов серии SIMATIC Comfort Panel и в SCADA системе.

Защита информации

Защите информации в S7-1500 и STEP 7 Professional V12 уделено особое внимание. Эта защита охватывает широкий спектр мер по пресечению несанкционированного доступа и использованию данных систем автоматизации.

• Защита ноу-хау: позволяет устанавливать защиту от несанкционированного просмотра, копирования и модификации программных блоков с помощью STEP 7, карт памяти, библиотек;
• Защита от копирования: привязкой связанных или отдельных программных блоков к серийному номеру центрального процессора или карты памяти;
• Защита доступа: обеспечивает поддержку новой степени защиты доступа к CPU уровня 4 (HMI соединения устанавливаются после ввода пароля), распределение уровней авторизации между уровнями доступа 1 … 3 с использованием собственных паролей, ограничивает время авторизации;
• Защита от манипуляции данными: включает защиту целостности данных проекта и системы связи, целостности и подлинности обновлений встроенного программного обеспечения, обеспечивает защиту от внешних атак.

Основные технические данные центральных процессоров   S7-1500

Стартовый комплект SIMATIC s7-1500 (артикул 6ES7 511-1AK00-4YB5)

 Документация