Nowa generacja sterowników SIMATIC S7-1500

Podczas targów SPS Drives 2012, jakie odbyły się w 27-29.11 2012 w Norymberdze, firma Siemens przedstawiła nową generację sterowników SIMATIC S7-1500 dla średnich i dużych aplikacji przemysłowych. Nowa generacja sterowników charakteryzuje się najwyższą wydajnością w komunikacji i przetwarzaniu danych.

Podczas targów SPS Drives 2012, jakie odbyły się w 27-29.11 2012 w Norymberdze, firma Siemens przedstawiła nową generację sterowników SIMATIC S7-1500 dla średnich i dużych aplikacji przemysłowych. Nowa generacja sterowników charakteryzuje się najwyższą wydajnością w komunikacji i przetwarzaniu danych.

Oprócz dużej wydajności SIMATIC S7-1500 posiada zintegrowane nowe funkcje wspierając technologię Motion Control, bezpieczeństwo zarządzania danymi, technologię Safety. Sterownik jest zoptymalizowany na zadania związane z szybkim uruchomieniem aplikacji klasycznych oraz w technologii Safety. Posiada też zintegrowaną nową koncepcję diagnostyczną pozwalającą na szybką diagnostykę całego systemu sterowania przy minimalnym wysiłku projektowym i przy minimalnym nakładzie środków.

Wprowadzenie na rynek nowej generacji sterowników odbędzie się w kilku etapach. W pierwszym kroku dostępne będą CPU 1511, 1513, 1516 dla średniego poziomu aplikacji przemysłowych, w tym sterowniki ze zintegrowana technologią Safety.
Sterowniki w zależności od typu CPU różnią się wymiarami zewnętrznymi, ilością złącz komunikacyjnych, wydajnością w przetwarzaniu danych, wielkością wyświetlacza oraz dostępną pamięcią programu i danych. Sterowniki SIMATIC S7-1500 mają budowę modułową i pozwalają na podłączenie do 32 modułów rozszerzeń. Mogą to być moduły technologiczne, moduły komunikacyjne lub też moduły IO. Te same moduły można instalować na wyspie ET200MP.
System SIMATIC S7-1500 został ukierunkowany na zdania wymagające dużej wydajności. Aby ją zapewnić wszystkie funkcje technologiczne, rozwiązania Safety, a bezpieczeństwo dostępu do danych zostały zoptymalizowane do nowych wymagań w zakresie automatyki przemysłowej.

Wydajność systemu
Sterowniki z serii SIMATIC S7-1500 wyposażono w nową, szybką magistralę komunikacyjną. Dzięki temu możliwe jest przesłanie sygnału pomiędzy modułami rozszerzeń w czasie poniżej 500 mikrosekund. Przetwarzanie instrukcji bitowych w zależności od CPU odbywa się w czasie krótszym niż 10 nanosekund. Jednostki centralne CPU1511 oraz CPU1513 posiadają zintegrowane dwa porty komunikacyjne Profinet, zaś jednostka CPU1516 posiada trzy porty Profinet, dwa do komunikacji z innymi urządzeniami polowymi , jeden do podłączenia do korporacyjnej sieci biurowej. Każda jednostka centralna jest wyposażona w zintegrowany WEB server użytkownika, umożliwiający sterowanie procesem oraz serwer diagnostyczny.

Technologia
Funkcje Motion Control są zintegrowane w sterownikach SIMATIC S7-1500. Dostępne jest sterowanie systemami napędowymi zarówno poprzez wyjście analogowe jak również poprzez sieć komunikacyjną Profibus i Profinet bez potrzeby stosowania dodatkowych modułów. Możliwe jest sterowanie prędkością osi jak również pozycjonowanie osi z wykorzystaniem enkoderów. Gotowe funkcje biblioteczne są zgodne ze standardem PLCopen. Dla wsparcia w zakresie aplikacji Motion Control dostępna jest funkcjonalność „trace”, dzięki którym użytkownik w czasie rzeczywistym może monitorować stany wybranych zmiennych w celu optymalizacji pracy napędu. Kolejną funkcją technologiczną jest zaawansowany regulator PID z wbudowaną funkcją auto-strojenia regulatora.

Ochrona danych
Wbudowana w sterowniki z serii SIMATIC S7-1500 technologia ochrony dostępu do danych pozwala zabezpieczyć przed nieautoryzowanym dostępem zarówno do bloków programowych jak również zabezpieczyć komunikację pomiędzy urządzeniami.
Do zabezpieczenia własności intelektualnej dostępne są hasła szyfrowane kluczem programowym oraz powiązanie bloków programowych z numerem seryjnym karty pamięci umieszczonej w sterowniku. Dostępne są też zabezpieczenia hasłem przed dostępem do zasobów sterownika i modyfikacją tych danych. Możliwe jest zdefiniowanie grup użytkowników i przydzielenie im zasobów dostępu.

Technologia Safety
Technologia Safety jest zintegrowana w sterowniku SIMATIC S7-1500. Sterownik w wykonaniu Safety pozwala na wykonywanie programu standardowego oraz Safety. Do zarządzania systemem Safety służy „Safety Administrator Editor” pozwalający na dostęp i modyfikację parametrów Safety. Przykładowo przy wybraniu zestawu napędowego Safety uruchamiany jest graficzny edytor pozwalający na definicję parametrów napędowych. Nowe sterowniki są certyfikowane zgodnie z normą EN61508 oraz spełniają kategorię bezpieczeństwa do SIL3 zgodnie z IEC62061 oraz PL ISO 13849.

Wygląd oraz budowa
SIMATIC S7-1500 został zaprojektowany zgodnie z zasadą aby obsługa sterownika i diagnostyka procesu była jak najprostsza. Na sterowniku dostępny jest wyświetlacz zadaniem którego jest przekazywanie pełnej informacji o strukturze systemu sterowania i aktualnym stanie jego pracy. Informacje te dostępne są również w trybie „STOP” zatrzymania pracy sterownika. Od nowa zaprojektowana została listwa przyłączeniowa dla modułów rozszerzeń. Posiada ona mostki do wyrównywania potencjałów, dzięki czemu nie ma potrzeby dokonywania połączeń kablowych. Ponadto listwa ma specjalne zaczepy pozwalające na umieszczenie jej w pozycji do montażu przewodów, dzięki temu osoba obsługi ma obie ręce wolne do przeprowadzenia zmian w połączeniach na listwie.
Wraz z nowymi sterownikami dostępna jest też nowa szyna montażowa na której oprócz elementów sterownika SIMATIC S7-1500 można umieszczać np. wyłączniki silnikowe lub styczniki tak jak na standardowej szynie DIN. Drzwiczki na modułach rozszerzeń moją różne pozycje zamknięcia, co jest pomocne w sytuacji gdy ilość kabli nie pozwala na całkowite domknięcie drzwiczek. Wraz z listwą dostępny jest element uziemiający pozwalający w optymalnie prosty sposób na podłączenie uziemienia. Sterownik SIMATIC S7-1500 pozwala na podłączenie do 32 modułów rozszerzeń na jednej szynie montażowej.

Diagnostyka systemu
Zintegrowana ze sterownikiem SIMATIC S7-1500 diagnostyka nie wymaga żadnych dodatkowych elementów zewnętrznych. Zamiast programowania obsługi diagnostycznej tak jak to było w starszych systemach, w nowym SIMATIC S7-1500 należy dokonać jedynie parametryzacji. Koncepcja wyświetlania informacji diagnostycznych jest taka sama dla wszystkich urządzeń na których jest wyświetlana np. na wyświetlaczu sterownika, na panelu operatorskim, poprzez przeglądarkę WEB. Możliwy jest dostęp do informacji diagnostycznych z dokładnością do pojedynczego kanału IO. Dodatkowo w celu szybkiej lokalizacji miejsca awarii na każdym module rozszerzeń dostępne są diody LED informujące o stanie pracy modułu.

Kompletne środowisko inżynierskie TIA Portal
Tak jak wszystkie nowe urządzenia automatyki firmy Siemens SIMATIC S7-1500 jest programowany w środowisku projektowym TIA Portal. Praca w jednym środowisku projektowym pozwala na tworzenie oprogramowania dla wszystkich urządzeń dostępnych w środowisku w oparciu o jednolitą i wspólna bazę danych projektowych.
System w sposób automatyczny dba o spójność danych oraz pozwala w sposób optymalny zarządzać bibliotekami programowymi. Nowa wersja V12 TIA Portal charakteryzuje się jeszcze większą funkcjonalnością, automatycznym wsparciem diagnostyki systemowej, wsparciem w zakresie technologii Safety, wydajnej komunikacji Profinet, zintegrowanym funkcjom bezpieczeństwa dostępu do danych oraz zoptymalizowanymi edytorami programowymi. Dzięki edytorom zorientowanym na zadania obsługa TIA Portal V12 jest łatwa i intuicyjna. Dostępne są edytory do wsparcia w zakresie programowania, uruchamiania oraz serwisu urządzeń. Dostępne są też narzędzia do migracji projektów ze sterowników z serii SIMATIC S7-300/400 oraz istnieje możliwość kopiowania bloków programowych ze sterowników SIMATIC S7-1200 do SIMATIC S7-1500.
Dodatkowe informacje: www.siemens.pl/simatic