Английский язык

SIMATIC - лидер современного рынка электроники, это уже синоним программируемых контроллеров. SIMATIC оказывает влияние на развитие систем управления и устанавливает новую планку в развитии автоматизированной техники:

  • постоянный рост уровня производительности;
  • расширение ассортимента изделий образцами, совместимыми с ЦПУ;
  • внедрение структурированного программирования вместе с базовыми блоками для разработки «библиофонда» ПО;
  • развернутая диагностика системы.

Это только несколько примеров из множества предложений, которые внедрила компания SIEMENS в отношении автоматизации. Об успехе её концепции говорят расширение созданных фирмой систем на протяжении полутора десятков лет.

Эта торговая марка демонстрирует необычную историю успеха для развивающегося рынка автоматизации. SIEMENS презентовала системную платформу SIMATIC S7-1500. Цель обновлений – объединение техники SIMATIC с инновационными разработками систем автоматизации, которые ориентированы на передовое будущее «цифры». Таким образом, выявлено «лицо» промышленного контроллера, определен лидер отрасли.

SIMATIC S7-1500 - ключевой претендент на роль главного контроллера, который участвует в решении задач относительно автоматизации для верхних и средних уровней мощности.

Его можно использовать в сферах, где применяют программируемые контроллеры прошлого поколения SIMATIC S7-300, а также SIMATIC S7-400. Кроме того, это замечательное решение для систем автоматизации непрерывных и дискретных процессов. Благодаря гибкости структуры нового контроллера его можно использовать, чтобы создать централизованную систему или построить распределенную конфигурацию.

Контроллер SIMATIC S7-1500 унаследовал многие функции от прошлых моделей, сочетая все преимущества обеих систем. По конструкции новый контроллер имеет сходство с SIMATIC S7-300 - модульной системой, состоящей из нескольких модулей благодаря шинным соединителям в форме буквы U. Размеры 2 модулей почти одинаковы, хотя он будет компактнее, толщина инновационного модуля на 5 мм меньше, чем у прошлого модуля (35 мм). Уже нет ограничений на 8 модулей в 1 ряду, сейчас возможно размещение до 32 модулей на 1 линейке.

От SIMATIC S7-400 у обновленного контроллера заложена возможность т. н. горячей замены (шинные активные модули собирают в «корзины», создают безразрывную заднюю шину, что даёт возможность заменить модули, не останавливая работу контроллера). SIMATIC S7-1500 снабжается задней шиной с магистралью в 400 Мбит, ее возможности перекрывают возможные запросы нового контроллера.

Если сравнивать с SIMATIC S7-300 и SIMATIC S7-400, в SIMATIC S7-1500 серьезно снижена номенклатура модулей разных типов. Отличительные особенности конструкции нового контроллера - удобство обслуживания и высокая гибкость. В ходе установки модули монтируют на профильной шине, фиксацию в необходимом положении производят, используя винты. Модули размещают в произвольном порядке.

В 1-ом поколении линейки S7-1500 от SIEMENS можно применять 3 типа процессорных модулей, которые предназначены для замены имеющихся CPU. Цель CPU 1511-1 PN - заменить более ранние версии CPU 312 и 314, учитывая, что имеющиеся сетевые функции перенесут на PROFINET.

Вскоре модели CPU 1513-1 PN и 1516-3 PN/DP станут заменой для CPU 315, 317, 319, а также S7-400. Аналогия станет полнее, т. к. есть возможность полной поддержки сетей PROFINET, PROFIBUS, которые предусмотрены встроенными интерфейсами.

PROFINET – стандартный интерфейс для всех вариаций используемых процессорных модулей. Задача этого интерфейса - произвести программирование, сделать диагностику, конфигурирование, обслуживание контроллера, совершить обмен данными, обслуживать системы распределенного ввода и вывода, поддержать обмен сведениями в режимах IRT V2.2 и RT, обслуживания разных функций контроллера, которые предназначены для модулей ввода и вывода (стандартных, интеллектуальных). У CPU 1516-3 PN/DP дополнительный интерфейс Ethernet со своим ай-пи-адресом, добавлен также интерфейс PROFIBUS DP.

Для любого процессорного модуля предусматривается встроенный собственный веб-сервер, позволяющий открыть доступ к системным и оперативным сообщениям, производить диагностику коммуникационных соединений, просмотр идентификационных данных, проведение системной диагностики модулей, которые задействованы в проекте, открыть параметры настройки, осуществить сбор и обработку статданных, что позволяет судить о функционировании сети. Возможна замена интерфейса оператора на web-страницу, конфигурируемую пользователем, а также получение доступа к производственным сведениям с использованием таблиц переменных, а также списков переменных (свободно конвертируемых).

В числе комплектующих, предназначенных для модулей SIMATIC S7-1500, есть съёмные цветные дисплеи, которые влияют на технические характеристики системы в целом. Используя съёмные дисплеи, можно установить и изменить параметры настройки (IP адрес, имя станции и прочие характеристики) без программаторов, осуществлять слежение за сведениями о ходе диагностики и сообщениями об аварийных ситуациях, отслеживание состояния модулей в системах локального и распределенного ввода и вывода, демонстрировать идентификационную информацию: № заказа, серийный №, версию модуля (встроенного) систем локального и распределенного ввода и вывода.

Представление имеющихся данных возможно с помощью одного из 2 установленных языков. Контроллер может функционировать с дисплеем, а также работает без него. Дисплей находится в составе любой комплектации контроллера, его можно купить в качестве отдельной запчасти. Дисплей устанавливают, не прекращая работу контроллера, т. к. это не оказывает влияния на его производительность. Есть функция, которая позволяет произвести установку пароля доступа к ходу выполнения ключевых операций. При возникновении внештатной ситуации изменится цветовая схема дисплея, диагностика станет удобнее.

Рабочая память центральных процессоров линейки SIMATIC S7-1500 характеризуется большим объёмом. Карты памяти имеют емкость от 2 Мб до 2 Гб. Карты созданы в формате FAT, это гарантия беспрепятственного обслуживания средств, которые созданы на основе MS Windows. Кроме используемых кодов, карта памяти вполне может использоваться, чтобы сохранить информацию пользователя либо в проекте STEP 7 вместе с символьными именами. Из-за считывания этих сведений сервисные работы можно произвести, даже если на программаторе нет исходного проекта. Использование стандартного ПО и оборудования в серьёзной степени упрощает дистанционное обслуживание, т. к. есть возможности для пересылки проекта по эмейл, его впоследствии записывают на карту памяти и устанавливают в контроллер, даже не имея представлений о STEP7.

Высокая производительность центральных процессоров дополняется скоростной внутренней шиной контроллера. Максимальное значение скорости обмена информацией через внутреннюю шину - 400 Мбит в секунду. Из-за сочетания вышеописанных факторов было получено минимальное значение времени, которое необходимо для осуществления 1 цикла программы, а также минимальное значение времени, требуемое для выявления реакции на раздражители извне.

Реакция терминал-терминал в SIMATIC S7-1500 протекает за промежуток времени, не превышающий 100 мкс. У всех центральных процессоров S7-1500 (без исключений) есть встроенная поддержка функции так называемого управления перемещением, что дает возможность подключить разные приводы, используя интерфейсы PROFIBUS/PROFINET, которые поддерживают профиль PROFIdrive. Поэтому возможно осуществление простого программирования различных задач по управлению перемещением, задействуя блоки PLCopen. Этот подход даёт возможность применять однородные способы проектирования (или конфигурирования) для приборов и систем человеко-машинного интерфейса, а также программируемых контроллеров и различных приводов. Использование средств инструментальной диагностики и работ по пуско-наладке работ существенно помогает в упрощении производимых работ и снижении периода времени, необходимого для их проведения.

Контроллер SIMATIC S7-1500 даёт возможность поддержать до 4 заданий на трассировку. В пределах 1 задания можно вместить процесс регистрации до 16 переменных с определенным интервалом в режиме real time. Информация сохраняется во внутренней памяти процессора, есть возможность выгрузки информации, чтобы провести их тщательный анализ. В STEP 7 Professional V12 (TIA Portal) есть необходимый инструментарий, который позволяет произвести графическое отображение, фильтрацию информации и мультиплексирование. Кроме того, есть возможность экспорта полученных сведений о результатах измерений, чтобы их в дальнейшем задокументировать и произвести их обработку.

Благодаря встроенной поддержке функций ПИД-регулирования появляется возможность задействовать SIMATIC S7-1500, чтобы решать огромный спектр задач относительно автоматического регулирования, использования регуляторов с аналоговыми и импульсными выходными сигналами, шаговых регуляторов, а также осуществлять автоматическую оптимизацию работы регуляторов.

Сейчас можно увидеть, что состояние контроллеров S7-1500 таково, что с помощью системы можно решать ключевые задачи в отношении автоматизации, которые доступны S7-300, а также S7-400. Линейка процессоров покрыла весь спектр производительности «100-ого» семейства. У модулей ввода и вывода есть аналоги - блоки S7-1500 или модули в децентрализованной периферии, значительно возрос уровень сервиса при этом. Функции модулей FM в центральных процессорах осуществляются в рамках обновленной концепции управления перемещением в соответствии с требованиями действующего стандарта PLCopen. В S7-1500 есть различные возможности, позволяющие использовать распределенную периферию совместно, это было недоступной функцией в предыдущих семействах. S7-1200 после обновления в значительной степени унифицированы, если сравнивать с S7-1500 в отношении программирования, у них равные возможности, отличие данных моделей – лишь в количественных характеристиках (памяти, заданий трассировок меньше, как и коннекций, скорость выполнения команд ниже и др.).

С точки зрения экономики предпочтительно применение линейки «1000-ных» контроллеров, сдерживать может лишь большое число наработок для «300-ых» и «400-ых» систем. Но это не является сложной задачей, т. к. в TIA Portal есть встроенный инструментарий высокой мощности для осуществления миграции старых наработок STEP 7 v5.5 или прошлых версий TIA Portal. В SIEMENS предлагается несколько методических рекомендаций и пособий для осуществления переноса ПО для контроллеров и предыдущих моделей операторских панелей. Затраты на неё компенсируют экономические преимущества новых моделей оборудования.

В данном случае также необходимо помнить о смещении границ применимости семейств и при выборе модели отойти от принципа непосредственной замены одного модуля на другой. К примеру, вы можете произвести замену контроллеров S7-300 на более старшие модели S7-1200. Их цена намного ниже, чем у S7-1500, позиционируемых в качестве прямого аналога S7-300. У них унифицировано программирование, есть возможность адаптации программ от модели S7-300 для модели S7-1200. Благодаря поддержке функциональности контроллера ввода и вывода и устройства ввода и вывода можно обеспечить налаживание синхронизированного обмена информацией (осуществляемого с высокой скоростью) между центральными процессорами и разделение сложной задачи, для решения которой нужен высокопроизводительный и дорогостоящий S7-CPU 417, между несколькими процессорами - S7-1500. После возникновения на рынке модели ET 200SP CPU грань между контроллерами S7-1200 и S7-1500 полностью стерта, т. к. это номинально CPU 1511, однако из-за отсутствия дисплея и компактного форм-фактора они представляют собой фактически S7-1200.

Вскоре на рынке появятся модули для облегчения миграции. Линейка процессоров пополнится F-моделями различной производительности (и S7-1200, и S7-1500). А также ожидается появление компактной версии S7-1500C, т.е. комплексные приборы, которые объединяют модули ввода и вывода с центральным процессором. Некоторые утверждают, что SIEMENS перехитрил сам себя, запустив S7-1500C и S7-1200 – весьма близкие по концепции, однако это ошибочное мнение. Главная цель создания S7-1500C – облегчение миграции с S7-300C для пользователей. Новые девайсы будут адаптированы по своим параметрам для замены S7-300C.