Обзор контроллеров SIMATIC S7-1500. Часть 1. Центральные процессоры.

Общие сведения

Универсальный модульный высокопроизводительный контроллер со степенью защиты IP20
Применение в системах автоматизации циклических процессов во всех секторах промышленного производства
Широкая гамма модулей различного назначения, гибкое масштабирование под решение любых задач
Исключительно высокая производительность для контроллеров своего класса
Проектирование и программирование в среде TIA Portal
PROFINET в качестве основного системного интерфейса
Поддержка функций обновления встроенного программного обеспечения для всех модулей контроллера
Конструкция не требует обслуживания, работа с естественным охлаждением, отсутствие батарей.
Наличие исполнений аппаратуры для стандартных и тяжелых промышленных условий эксплуатации

Два исполнения

Стандартное SIMATIC S7-1500

Стандартные промышленные условия эксплуатации
Диапазон рабочих температур от 0 до +55 °C
Относительная влажность до 95% без появления конденсата
Монтаж в шкафы управления внутренней установки

Исполнение для тяжёлых условий эксплуатации SIPLUS Extreme S7-1500

Тяжелые промышленные условия эксплуатации
Диапазон рабочих температур от -40 до +70 °C
Относительная влажность до 100%, допускается появление конденсата и льда на печатных платах и электронных компонентах
Защищён от воздействие химически, биологически и механически активных веществ
Монтаж в шкафы управления внутренней или наружной установки

Для контроллеров всех исполнений:

Одинаковое функциональное назначение однотипных модулей SIMATIC и SIPLUS Extreme
Одинаковый набор электрических и временных параметров модулей SIMATIC и SIPLUS Extreme
Одинаковые установочные размеры, способы монтажа и схемы подключения внешних цепей модулей SIMATIC и SIPLUS Extreme

Состав линейки модулей S7-1500

Состав модулей

Модули центральных процессоров (CPU)
Модули ввода и вывода цифровых и аналоговых сигналов (SM)
Технологические модули для решения технологических задач (TM)
Коммуникационные модули (CM/CP)
Блоки питания нагрузки (PM) и системные блоки питания (PS)

Конструктивные особенности

Конструкция SIMATIC S7-1500/ ET 200MP

Профильная шина S7-1500 в качестве механической основы контроллеров S7-1500/ станций ET 200MP
Формирование внутренней шины с помощью U-образных шинных соединителей
Подключение внешних цепей через съемные фронтальные соединители, гибкие соединители или модульные соединители SIMATIC TOP Connect
Механическое кодирование фронтальных соединителей
Фиксация модулей в рабочих положениях встроенными в их корпуса винтами
До 32 модулей расширения на контроллер S7-1500/ станцию ET 200MP

Фронтальные соединители

Съемные фронтальные соединители для подключения внешних цепей соответствующих модулей
Наличие модификаций для модулей шириной 25 или 35 мм
Фронтальные штекеры для модулей шириной 35 мм заказываются отдельно и имеют модификации с контактами под винт или с отжимными контактами
Модули шириной 25 мм поставляются в комплекте с фронтальными штекерами с отжимными контактами
Поддержка функций механического кодирования фронтальных соединителей для исключения ошибок при замене модулей
Подключение внешних цепей проводниками сечением от 0.25 до 1.5 кв.мм

Гибкие соединители

Гибкие соединители для быстрого монтажа шкафов управления
Стандартный фронтальный соединитель с подключенным жгутом из 20 или 40 проводов сечением 0.5 кв.мм
Наличие модификаций с изоляцией проводников, отвечающих требованиям различных стандартов
Рабочее напряжение =24 В, длительно допустимый ток на один проводник 1.5 А
Наличие маркировки проводов со свободной стороны жгута в соответствии с номерами контактов на фронтальном соединителе
Стандартные длины жгутов 2.5, 3.2, 5, 6.5, 8 и 10 м

Модульные соединители SIMATIC TOP Connect

Быстрое и простое соединение всех компонентов, снижение количество ошибок при монтаже шкафов управления
Модульная конструкция, включающая в свой состав:
- фронтальный соединитель специальной конструкции - для установки на цифровой и аналоговый модуль;
- готовый обычный или экранированный соединительный кабель длиной до 10 м;
- от 1 до 4 терминальных модулей различной конструкции для подключения внешних цепей
Наличие терминальных модулей с встроенными промежуточными реле и оптронами

Модульные соединители SIMATIC TOP Connect

Заземление экранов кабелей

Индивидуальные элементы заземления экранов соединительных кабелей для модулей соответствующих типов

Защитные крышки

Два фиксированных положения защитных крышек:

Для жгутов из проводников с тонкой изоляцией
Для жгутов из проводников с толстой изоляцией

Профильные шины S7-1500

Универсальная профильная шина для установки модулей S7-1500 и компонентов для установки на стандартную 35 мм профильную шину

Семейства центральных процессоров S7-1500

Стандартные CPU

CPU 1511-1 PNCPU 1513-1 PNCPU 1515-2 PNCPU 1516-3 PN/DPCPU 1517-3 PN/DPCPU 1518-4 PN/DP

Решение стандартных задач автоматического управления

F-CPU

CPU 1511F-1 PNCPU 1513F-1 PNCPU 1515F-2 PNCPU 1516F-3 PN/DPCPU 1517F-3 PN/DPCPU 1518F-4 PN/DP

Решение стандартных задач автоматического управления, построение отказобезопасных (Safety) F-систем

Компактные CPU

CPU 1511C-1 PNCPU 1512C-1 PN

Решение стандартных задач автоматического управления, CPU имеют встроенных входа-выхода цифровых и аналоговых сигналов

Технологические T(F)-CPU

CPU 1511T(F)-1 PNCPU 1515T(F)-2 PNCPU 1516T(F)-3 PN/DPCPU 1517T(F)-3 PN/DP

Решение задач управления перемещением с поддержкой или без поддержки отказобезопасных функций.

Ссылка на подробный обзор SIMATIC S7-1500T (F) в конце статьи

Технологические D(ТF) - CPU в формфакторе приводов SINAMICS S120

CPU 1504D TF CPU 1507D TF

Решение задач управления перемещением с поддержкой отказобезопасных функций. Имеет встроенный модуль управления приводом CU320.

Ссылка на подробный обзор SIMATIC S7-1500D в конце статьи

R-CPU для программного резервирования

CPU 1513R-1 PNCPU 1515R-2 PN

Решение стандартных задач автоматического управления, построение систем с программным резервированием центральных процессоров S7-1500

Ссылка на подробный обзор SIMATIC S7-1500R в конце статьи

H-CPU для аппаратного резервирования.

CPU 1517H-3 PN

Решение стандартных задач автоматического управления, построение систем с аппаратным резервированием центральных процессоров S7-1500

Ссылка на подробный обзор SIMATIC S7-1500Н в конце статьи

MFP-CPU Многофункциональная платформа

CPU 1518(F)-4 PN/DP MFP

Функциональность

Производительность и объемы памяти центральных процессоров CPU 1518
Дополнительная рабочая память для приложений C/C++ объемом 50 Мбайт
Использование кодов C/C++ в программах STEP 7 методом вызова программных блоков
Встроенная, предварительно сконфигурированная операционная система с фиксированным программируемым интерфейсом (API)
Параллельный с выполнением программы STEP 7 запуск приложений C/C++
Использование приложений C/C++ реального масштаба времени и приложений, не использующих этого режима
Реализация сложных вычислительных алгоритмов, задач автоматического регулирования, поддержки дополнительных коммуникационных протоколов, непосредственного обмена данными с базами данных и т.д.
Разработка приложений C/C++ в среде SIMATIC ODK 1500S с eclipse/ Target 1500S
Программные коды на языках высокого уровня C/C++ могут быть использованы: - как функциональные библиотеки CPU (код - C/C++, для синхронного выполнения в CPU - runtime), вызываемые из программы STEP 7 - как отдельные приложения, выполняемые в - среде C/C++ runtime параллельно с CPU runtime

CPU S7-1500S(F) программные CPU на основе промышленных ПК

CPU 1505S (F)CPU 1507S (F)

Решение стандартных задач автоматического управления, построение F-систем, программирование на стандартных языках IEC, а также на языках C/C++

Процессоры исполнения исполнения SIPLUS

Конструкция на примере CPU 1516-3 PN/DP

Конструкция на основе CPU 1512C-1 PN

Краткие технические данные

Системная диагностика

Обеспечение доступа к диагностической информации при переводе центрального процессора в режим STOP
Встроенная система непрерывной диагностики компонентов системы автоматизации
Поддержка функций диагностики на уровне системной службы CPU
Автоматическое обновление диагностической информации для всей новой аппаратуры семейств SIMATIC, SIMOTION и SINAMICS
Автоматическое обновление данных и однородное отображение диагностической информации на экранах панелей операторов SIMATIC Comfort Panel, компьютерных систем визуализации и SCADA систем WinCC, а также в веб-сервере

Кибербезопасность и защита данных и ноу-хау

Защита паролем от несанкционированного чтения и модификации программных блоков
Шифрование конфиденциальных данных проекта
Защита ноу-хау путем привязки программных блоков к номеру карты памяти или к номеру центрального процессора
Четыре уровня прав доступа к системе автоматизации. Четвертый уровень имеет парольный доступ для установки HMI соединений, загрузки/ выгрузки проекта и обновления встроенного программного обеспечения модулей
Использование CP 1543-1 для защищенного коммуникационного обмена данными (firewall, VPN, HTTPS, FTPS, ESMTP, …)

Встроенные технологические функции

Управление перемещением

Гибкие возможности подключения приводов через PROFINET, PROFIBUS, аналоговые или дискретные каналы ввода-вывода
Конфигурируемые PLC-open совместимые блоки для управления перемещением
Широкий набор диагностических функций, отображение ошибок в приборах и системах SIMATIC HMI

ПИД регулирование

Поддержка: универсальных и 3-позиционных ПИД регуляторов, а также ПИД регуляторов температуры
Простой запуск с автоматической настройкой параметров и оптимизацией работы регулятора
Встроенные функции отказобезопасности

Трассировка

Регистрация до 16 переменных на трассировку
До 4 независимых заданий на трассировку
Сбор данных в реальном масштабе времени
Сохранение результатов трассировки в SMC (Simatic Memory Card) и их просмотр в веб-сервере
Включение в трассировку формул для расчета параметров

Дисплеи центральных процессоров

Защита доступа к дисплею с помощью пароля
Установка и удаления дисплея во время работы
Установка/ изменение параметров настройки (IP адресов, имен станций, времени и т.д.) без использования программатора
Отображение информации о составе используемой аппаратуры и версиях встроенного программного обеспечения модулей в системах локального и распределенного ввода-вывода
Отображение информации о состоянии системы
Отображение диагностической информации и аварийных сообщений с возможностью их квитирования
Отображение изменений переменных
Создание резервных копий/ восстановление данных с SMC при переводе CPU в состояние STOP

SIMATIC Memory Card (SMC) для аппаратных CPU и SIMATIC ET 200SP

Форматирование SMC утилитами Windows приводит к потере ее работоспособности в контроллере!!!

Предварительно отформатированная (FAT32) SD карта емкостью 4, 12, 24, 256 Мбайт, 2 или 32 Гбайт, используемая:

в качестве загрузочной памяти контроллера или транспортируемого носителя данных;
для архивирования данных и сохранения рецептур, сохранения резервных копий/ восстановления данных, сохранения/ воспроизведения результатов трассировки сохранения веб-страниц пользователя;
для защиты программных блоков от несанкционированного копирования и тиражирования
для обновления встроенного программного обеспечения модулей контроллера
для необслуживаемого сохранения данных при перебоях в питании контроллера

Встроенный интерфейс PROFINET центральных процессоров

Системный интерфейс для загрузки/ выгрузки проектов, а также диагностики контроллера
Обмен данными через PROFINET IO в режимах RT/IRT с поддержкой функций контроллера, интеллектуального и/или общего прибора ввода-вывода, а также протоколов MRP/MRPD при работе в кольцевых сетях
Поддержка S7 функций связи в режиме S7 клиента или сервера
Поддержка открытого обмена данными через Industrial Ethernet на основе транспортных протоколов TCP/IP, ISO-on-TCP и UDP
Поддержка функций клиента или сервера MODBUS TCP/IP (функции 01…06, 11, 15 и 16)
Поддержка доступа к веб-серверу центрального процессора
Функций OPC UA клиента (CPU с FW 2.5 и выше) или сервера (CPU с FW 2.0 и выше)

Коммуникационные ресурсы центральных процессоров

От 96 до 384 коммуникационных соединений на контроллер
От 64 до 192 коммуникационных соединений на центральный процессор

Встроенный веб-сервер

Стандартные веб-страницы с доступом:

к идентификационным данным CPU и модулей контроллера;
к информации о сетевых адресах и статистикой работы сети;
к просмотру переменных центрального процессора и состояний входов и выходов;
к просмотру содержимого архивов и рецептов в памяти CPU или в SMC. Просмотр результатов трассировки, сохраненных в SIMATIC Memory Card
центру обновления встроенного программного обеспечения;
к содержимому буфера диагностических сообщений;
к специальной странице для технологических функций;
к изменению режимов работы CPU и подтверждению получения сообщений

Также:

Поддержка русского языка
Поддержка веб-страниц пользователя
Создание резервных копий, восстановление данных контроллера с SIMATIC Memory Card
HTTPS доступ к серверу

Получение доступа к веб-серверу с помощью браузеров: