Simatic S7-1500 w środowisku projektowym TIA Portal V12

Do powyższej listy zalet należy dodać zintegrowane w CPU funkcje technologiczne oraz gotowe graficzne maski konfiguracyjne do napędów standardowych, inżynierskich oraz regulacji PID i Safety Integrated.

Zapewniają one klientowi możliwość szybkiej zmiany konfiguracji systemu w przyszłości celem dopasowania do charakteru i aktualnych wymagań produkcyjnych. W artykule prezentujemy przegląd innowacji wprowadzonych do Simatic S7-1500.

Rys. 1.

MAKSYMALNA WYDAJNOŚĆ

• Najkrótsze z możliwych czasy odpowiedzi maszyny gwarantujące zwiększoną produktywność, np. czas przesłania sygnału z wejścia na wyjście <100 μs
• Krótkie czasy cyklów zapewniające wysoką wydajność
• Czas przetwarzania instrukcji binarnych w zależności od CPU od 1 ns od 60 ns
• Nowa wewnętrzna szyna komunikacyjna backplane 40× szybsza niż w Simatic S7-400
• Nowe interfejsy komunikacyjne Profinet zapewniające wydajność w komunikacji z ET200SP 64× większą niż z klasycznymi ET200S

Rys. 2.

WYŚWIETLACZ UŁATWIAJĄCY URUCHOMIENIE I DIAGNOSTYKĘ

• Dostęp do informacji diagnostycznych w całym systemie dla modułów przy CPU oraz dla urządzeń peryferyjnych komunikujących się przez sieci Profibus i Profinet
• Adaptacja ustawień parametrów sieci - np. adresów IP zgodnych z wymaganiami klienta - bez konieczności programowania na obiekcie
• Możliwość montażu i demontażu wyświetlacza podczas pracy
• Możliwość przypisania hasła do działań wykonywanych na wyświetlaczu poprzez TIA Portal
• Długa żywotność (50 tys. roboczo-godzin)

Rys. 3.

PROFINET JAKO STANDARDOWE WYPOSAŻENIE KAŻDEGO CPU

• 2x PN IRT (V2.2) gwarantuje deterministyczne czasy odpowiedzi i pewne zachowanie urządzeń
• 1x dodatkowy, gigabitowy interfejs ethernetowy zapewniający optymalną integrację w sieci urządzeń, w tym integrację z siecią biurową Ethernet
• Webserwer diagnostyczny umożliwiający łatwe wyświetlanie informacji serwisowych i diagnostycznych oraz webserwer użytkownika
• Simatic S 7-1500 wspiera technologie Profinet takie jak ShareDevice oraz IDevice

Rys. 4.

INNOWACYJNA KONCEPCJA ZARZĄDZANIA PAMIĘCIĄ

• Wystarczająca ilość pamięci dla wszystkich aplikacji bez względu na gałąź przemysłu
• Elastyczna koncepcja kart pamięci dla różnej wielkości projektów
• Duża pojemność: nawet 2 GB pamięci na karcie przeznaczone na dane projektowe, archiwa, receptury i dokumenty
• Podtrzymywanie danych retentive oraz danych projektowych na karcie - dzięki temu istnieje pełna bezobsługowość danych w przeciwieństwie do systemów wymagających podtrzymania za pomocą baterii
• Karty pamięci dostarczane są od wyselekcjonowanych dostawców i zapewniają wielokrotnie większą liczbę cykli zapisu i odczytu danych w stosunku do kart dostępnych na rynku

Rys. 5.

ZOPTYMALIZOWANA KONCEPCJA DIAGNOSTYKI

• Wydajna analiza błędów przy wykorzystaniu koncepcji ujednoliconego wyświetlania; dane diagnostyczne są wyświetlane tak samo w oprogramowaniu STEP 7, na panelach operatorskich HMI, wyświetlaczu sterownika oraz poprzez zintegrowany w CPU webserwer
• Diagnostyka wbudowana jest w firmware urządzeń i dostępna w dowolnej chwili również w trybie zatrzymania sterownika
• Aby uzyskać dostęp do danych diagnostycznych, nie jest potrzebne jakiekolwiek programowanie sterownika - jest to funkcja systemowa dostępna natychmiastowo

Rys. 6.

INNOWACJE W JĘZYKACH PROGRAMOWANIA STEP 7

• W pełni symboliczne programowanie zapewniające większą przejrzystość dostępu do danych, ale też zoptymalizowane na potrzeby zarządzania danymi masowymi
• Step7 jest jednym z elementów środowiska TIA Portal, które pozwala na pozyskanie i dostęp do danych różnych narzędzi inżynierskich, które są lub będą zintegrowane w tym środowisku (HMI, SCADA, sterowanie wieloosiowe Simotion, systemy sterowań numerycznych Sinumerik)
• Zwiększona wydajność kompilatora w celu zapewnienia krótszych czasów cykli pracy programu
• Większa precyzja dzięki wsparciu wszystkich 64-bitowych typów danych we wszystkich językach zgodnych z normą IEC
• Wgrywanie spójnego programu ze wszystkimi jego zmianami - jednolita baza danych dla wszystkich zadeklarowanych w projekcie urządzeń, czyli sterowników Simatic S7-1200/300/400/1500/WinAC, paneli operatorskich HMI, systemów wizualizacji SCADA, napędów Sinamics oraz w przyszłości Simotion i Sinumerik
• Uproszczenie złożonych operacji matematycznych dzięki funkcji Calculate box w języku LAD

Rys. 7.

ZINTEGROWANE BEZPIECZEŃSTWO

• Zoptymalizowana ochrona przed nieautoryzowanym dostępem poprzez urządzenia HMI z mechanizmem deklaracji poziomu bezpieczeństwa sterownika
• Bezpieczeństwo inwestycji dzięki ochronie własności intelektualnej przez szyfrowanie danych z numerem seryjnym karty włożonej do sterownika; dane można też zabezpieczyć 128-bitowym kluczem AES
• Wysoka dostępność urządzeń dzięki ochronie integralności i poufności danych projektowych, plików firmware i bezpiecznej komunikacji

Rys. 8.

ZINTEGROWANE FUNKCJE TECHNOLOGICZNE

• Integracja standardowych funkcji sterowania ruchem (Standard Motion Control) z napędami obsługującymi PROFIdrive
• Standaryzowane komponenty PLCopen gwarantujące szybką realizację projektu
• Trace - cykliczne zapisywanie nawet 16 zmiennych w czterech niezależnych obszarach pamięci w celu precyzyjnej optymalizacji programów sterowania i napędów jak również analizy programu klasycznego
• Zintegrowany regulator PID do realizacji prostych zadań w pętli zamkniętej: oszczędność czasu projektowego dzięki zoptymalizowanym graficznym parametrom sterowania gwarantującym optymalną jakość (regulator PID)
• PID Compact/PID 3-Step: sterowanie ciągłe z wyjściem analogowym lub z regulowaną szerokością impulsu oraz regulacja trójstanowa (np. zaworów lub grzanie/chłodzenie/brak) z funkcją autotuningu

Rys. 9.

DATALOG (ARCHIWA) I RECEPTURY

• Łatwy dostęp do wszystkich danych związanych z działaniem urządzeń za pomocą narzędzi pakietu Office i poprzez webserwer
• Łatwy dostęp do danych na temat konfiguracji urządzeń poprzez przeglądarkę internetową lub czytnik kart SD (dwukierunkowa wymiana danych: do i ze sterownika)

Rys. 10.

KOMPATYBILNOŚĆ, PLUG&PLAY

• Bezpieczeństwo inwestycji i wiedzy dzięki możliwości wielokrotnego użycia programów na wszystkie sterowniki S7-1500 i zintegrowanym narzędziom migracyjnym dla istniejących projektów Simatic S7-300/400
• Automatyczna identyfikacja sprzętu
• Możliwość przeprowadzania prac serwisowych bez posiadania aktualnego projektu dzięki bezpośredniemu dostępowi on-line do sterownika; na karcie pamięci sterownika przechowywane są wszystkie dane symboliczne oraz komentarze i są dostępne natychmiast po podłączeniu aplikacji Step7 Professional do Simatic S7-1500

NIE TYLKO NOWOŚCI

Step7 Professional V12 zapewnia pełne wsparcie projektowe nie tylko w zakresie nowych funkcjonalności. Dokonano w nim również zmian w dotychczasowych funkcjach programowych. Dostępna jest możliwość zapisu chwilowych wartości danych w blokach DB oraz ich zapisania następnie jako wartości inicjalizujących w tych blokach.

Dla WinCC V11 w TIA Portal dostępne są funkcje rewire oraz reconnect pozwalające projektantowi na szybkie dokonanie zmian w nazwach zmiennych oraz przypisanie zmiennych PLC do HMI. Wprowadzono adresowanie indeksowe dla zmiennych symbolicznych dla Simatic S7-1500 oraz automatyczne generowanie alarmów systemowych ze sterownika dla systemów wizualizacji HMI.

TIA PORTAL ZAPEWNIA INTEGRACJĘ

Tych zmian i usprawnień jest oczywiście jeszcze znacznie więcej. Najważniejszą jednak cechą środowiska TIA Portal jest integracja w ramach jednego projektu wszystkich dostępnych urządzeń, czyli rodziny sterowników Simatic S7-300/400/1200/1500, paneli operatorskich HMI oraz systemów SCADA WinCC, a także urządzeń napędowych - zarówno na bazie gotowych masek konfiguracyjnych dostępnych w Step7 Professional V12, jak również poprzez dodatkowe narzędzie inżynierskie instalowane w TIA Portal (czyli Start Drive V12).

Taka funkcjonalność środowiska projektowego TIA Portal V12 pozwala na szybkie zarządzanie dużą ilością zmiennych, ogranicza ilość możliwych do stworzenia błędów dzięki automatycznemu sprawdzaniu spójności całego projektu, jak również wspiera projektanta w zakresie tworzenia, zarządzania i modyfikacji sieci komunikacyjnych.

Środowisko jest oczywiście otwarte na komponenty spoza biblioteki produktowej dostępnej w TIA Portal. Poprzez zbiory GSD można instalować zewnętrzne urządzenia, przy czym należy zdawać sobie sprawę, że nigdy obsługa i funkcjonalność tych urządzeń nie będą na takim poziomie, jak tych dostępnych w bibliotekach TIA Portal.

Dodatkowe informacje na temat nowej rodziny sterowników Simatic S7-1500 oraz środowiska projektowego TIA Portal można znaleźć na stronach: www.siemens.pl/s7-1500 oraz www.siemens.pl/tia-portal.

Michał Bereza
Siemens
www.siemens.com