Поиск по сайту
Приводная техника
Коммутация и защита
Промышленная автоматизация
Главная » Промышленная автоматизация » Контроллеры Siemens Simatic S7-1500

Контроллеры Siemens Simatic S7-1500

Контроллеры Siemens Simatic S7-1500

 

 Область применения контроллеров SIMATIC S7-1500:
 
Благодаря модульной конструкции SIMATIC S7-1500 может использоваться в целях автоматизации различных процессов циклического типа в ряде промышленных секторов. Рентабельность решений достигается за счет модульности конструкций, естественного охлаждения и поддержки систем локального и распределенного ввода-вывода.
 
Программируемый контроллер SIMATIC S7-1500 – это эффективное решение в нижеприведенных системах автоматизации:
 
Оборудование специального назначения;
Текстильные и упаковочные машины;
Машиностроительные комплексы;
Инсталляционные системы и производство инструментов;
Автомобильная сфера;
Объекты водоснабжения и водоотведения;
Предприятия пищевой промышленности и производства напитков.
Первый этап поставок включает три типа центральных процессоров с разными уровнями производительности. Также сюда входят модули различного назначения. Аппаратное оснащение модуля гибко адаптируется к различным требованиям решаемых задач. При необходимости контроллер дополняется тем или иным набором модулей. Оборудование отмечено высокой стойкостью к электромагнитным и механическим воздействиям.
 

Технические характеристики SIMATIC S7-1500

Степень защиты

IP20 согласно стандарту IEC 60 529

Диапазон рабочих температур:

горизонтальная установка

0...60 °C (при 50 °C дисплей отключается)

вертикальная установка

0... 40 °C (при 40 °C дисплей отключается)

Относительная влажность

5%...95%, без конденсата

Атмосферное давление

1080 ... 795 гПа ( -1000 ... +2000м над уровнем моря)

Испытательное напряжение изоляции

для цепей до 50В

=707В (типовой тест)

для цепей до 150В

=2200В

для цепей 250В

=2500В

Электромагнитная совместимость

Регулируется директивами электромагнитной совместимости; 
Помехоустойчивость по стандарту IEC 61000-6-2

импульсные воздействия

Устойчивость к воздействию электростатических разрядов по IEC 61000-4-2, 
Устойчивость к воздействию наносекундных импульсных помех по IEC 61000-4-4, 
Устойчивость к воздействию наносекундных импульсов большой энергии по IEC 61000-4-5.

синусоидальные воздействия

Устойчивость к воздействию радиочастотного электромагнитного поля по IEC 61000-4-3 
Устойчивость к воздействию кондуктивных помех, наводимых радиочастотными электромагнитными полями, по IEC 61000-4-6 Излучение электромагнитных полей по EN 61000-6-4

излучение радиочастотного электромагнитного поля

Излучение электромагнитных полей по 61000-6-4

Допустимые механические воздействия

вибрация

Испытания по EN 60068-2-6
5 Гц ? f ? 8.4Гц, с постоянной амплитудой 7мм;
9 Гц ? f ? 150Гц, с постоянным ускорением 2g;
длительность: 10 частотных циклов на ось по каждой из 3 взаимно перпендикулярных осей

ударные воздействия

Испытания по EN 60068-2-27
Полу-синусоидальные воздействия: 
пиковое значение ускорения 15 g в течение 11 мс; 
По 3 удара в противоположных направлениях по каждой из 3 взаимно перпендикулярным осям

  

Система новых миниатюрных модульных контроллеров SIMATIC S7-1500 включает:
 
Центральный процессор: на первом этапе в оборудовании может применяться один из трех центральных процессоров, имеющих встроенный интерфейс  PROFINET, PROFINET и PROFIBUS.
Сигнальные модули ввода/вывода дискретных/аналоговых сигналов.
Технологические модули, которые могут использоваться, к примеру, для скоростного счета, обнаружения конкретной заданной позиции или достоверного измерения.
Коммуникационные модули и процессоры для получения коммуникационных интерфейсов дополнительного порядка.
В случае необходимости SIMATIC S7-1500 дополняется:
 
Системными блоками питания (PS), использующимися в комплексе с электроникой модулей контроллера посредством внутренней шины S7-1500. Оптимальное решение для ситуаций, когда мощности встроенного в процессор блока питания недостаточно.
Блоками питания нагрузки (PM) в целях преобразования входного напряжения ~120/230В в выходное =24В, необходимое для питания внешних цепей.
Интерфейсными модулями ET 200MP – построение систем распределенного ввода/вывода с применением сигнальных, коммуникационных и технологических модулей контроллера S7-1500.
Конструкция SIMATIC S7-1500
 
Внутренняя шина: Участки внутренней шины устройства интегрированы в каждый модуль. Их объединение в общую систему осуществляется посредством U-образных шинных соединителей, которые устанавливаются с тыльной стороны корпуса.
 
Профильные шины S7-1500 имеют разную длину и используются для установки модулей контроллера и ряда дополнительных компонентов, конструкция которых оптимизирована для установки на стандартную профильную шину DIN 35мм.
 
Удобное подключение внешних цепей: эти элементы подключаются с применением съемных 40-полюсных фронтальных соединителей. За счет механического кодирования исключается риск ошибок и  сбоев при замене модулей. При монтаже фронтальный соединитель может находиться в промежуточном положении. В этом случае элемент зафиксирован на корпусе, но не имеет электрических соединений с модулем. Фронтальные соединители имеют контакты под винт, посредством которых возможно подключать проводники сечением от 0.25 мм² до 1.5 мм² (AWG24 ... AWG16). Также для подключения внешних цепей дискретных сигнальных модулей применяются соединители типа TOP Connect, позволяющие выполнять оперативный и точный монтаж внешних цепей сигнальных модулей внутри IE (шкафов управления).
 
Маркировка: для этого применяют специальные этикетки, поставляемые на листах формата DIN A4 с перфорацией. Определенная надпись наносится лазерным принтером. Распечатка осуществляется из TIA Portal и не требует повторного ввода символов адресов или имен.
 
Аппаратная конфигурация: такое оборудование, как сигнальные коммуникационные и технологические модули контроллера, при необходимости могут монтироваться в любых комбинациях. Но максимальная конфигурация предусматривает один модуль центрального процессора и до 31 модуля устройства S7-1500.
 
Модули ввода-вывода
 
В составе SIMATIC S7-1500, а также станций ET 200MP может применяться нижеприведенный состав периферийных модулей:
 
16-ти и 32-хканальные модули ввода дискретных сигналов =24В или ~230В при высоком/низком уровне активного входного сигнала.
8-ми, 16-ти или 32х-канальные модули вывода дискретных сигналов =24В или ~230В с номинальной величиной токов нагрузки на канал 0.5A, 2A или 5A.
8-миканальные модули ввода аналоговых сигналов, используемые для достоверного измерения сигналов силы тока, сопротивления, напряжения, а также для получения температурных данных с помощью термометров сопротивления или современных термопар.
4-х или 8-миканальные модули вывода аналоговых сигналов силы тока/напряжения, в том числе скоростные модули с временем преобразования, равным 125мкс на 8 каналов.
Ряд технологических модулей, использующихся для выполнения скоростного счета и задач позиционирования.
Коммуникационные модули, выполняющие обмен данными через соединения типа point-to-point.
В стадии подготовки находятся F модули, которые будут оптимизированы для построения систем противоаварийной защиты и обеспечения высокого уровня безопасности.
Периферийные модули со схожим функциональным потенциалом делятся на классы:
 
BA (Basic): простые модули, имеющие невысокую цену и не предусматривающие поддержку диагностических функций, а также опции передачи параметров настройки.
ST (Standard): модули, поддерживающие диагностические функции как на уровне модуля, так и группы каналов. Реализована возможность передачи параметров настройки. Устройства имеют класс точности для аналоговых модулей равный 0.3%.
HF (High Feature): модули, поддерживающие диагностические возможности на уровне обособленных каналов. Класс точности – 0,1%. Предусмотрена опция передачи параметров настройки. Стойкость к помехам, высокая прочность изоляции. 
HS (High Speed): модули, характеризующиеся малыми временами фильтрации сигналов и минимальными временами преобразования.
Аксессуарами для периферийных модулей выступают:
 
Маркировочные этикетки для их установки на модули ввода-вывода, а также технологические модули.
Элемент заземления экрана кабеля для применения с аналоговыми сигнальными и технологическими модулями серии SIMATIC S7-1500. Монтаж не предусматривает инструмента. В состав входит терминальный элемент подключения цепи питания =24В, заземляющая рамка и непосредственно терминал заземления.
40-каполюсный фронтальный соединитель. 
К дополнительным аксессуарам относятся защитные крышки модулей, U-образные шинные соединители.
Коммуникационные возможности
 
Коммуникационные возможности


 
Миниатюрный контроллер S7-1500 имеет несколько коммуникационных интерфейсов:
 
PROFINET IO IRT, монтированный в каждый центральный процессор; необходим
для обмена данными в масштабе реального времени.  
Модули для подключения контроллера к сетям типов PROFIBUS и Industrial Ethernet.
Модули для обмена данными через соединения типа точка-точка (point-to-point).
Системы распределенного ввода-вывода на основе PROFINET IO
 
Предлагаемое устройство SIMATIC S7-1500 подключается к сети PROFINET IO посредством монтированного в систему интерфейса центрального процессора PROFINET. Как результат – достигается возможность получения распределенных конфигураций ввода-вывода.
 
Функции контроллеров PROFINET IO могут осуществлять:
 
Центральные процессоры SIMATIC S7-1500.
Центральные процессоры SIMATIC S7-1200.
Контроллеры SIMATIC S7-300 с PN-CPU или PROFINET.
Контроллеры SIMATIC S7-400 с PN-CPU или PROFINET.
Станции SIMATIC ET 200 с IM-CPU для PROFINET.
В режиме приборов ввода-вывода могут быть задействованы:
 
Центральные процессоры SIMATIC S7-1500.
Центральные процессоры SIMATIC S7-1200 (версии FW 4.0 или выше).
SIMATIC S7-400 с PN-CPU или процессоры PROFINET.
Станции ET 200S с IM151-8 PN/DP CPU, а также станции ET 200pro с IM154-8 PN/DP CPU.
SIMATIC S7-300 с PN-CPU или процессоры PROFINET.
Станции ET 200, оснащенные интерфейсными модулями для подключения к PROFINET.
Устройства и оборудование человеко-машинного интерфейса, задействующие механизмы прямого доступа к клавиатуре.
Оборудование полевого уровня.
Системы распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS DP
 
Программируемый контроллер SIMATIC S7-1500 подключается к сети PROFIBUS DP через встроенный интерфейс CPU 1516-3 PN/DP или с применением коммуникационного модуля. Посредством указанных интерфейсов обслуживаются системы распределенного ввода-вывода, базирующиеся на сети PROFIBUS DP. Системы локального и распределенного ввода-вывода на базе  PROFIBUS DP предусматривают применение одинаковых способов адресации, конфигурирования, программирования.
 
Функции ведущих DP устройств могут осуществлять:
 
SIMATIC S7-1500 – программируемые контроллеры, используя интерфейс PROFIBUS DP PN/DP-CPU или коммуникационный модуль типа  PROFIBUS DP.
SIMATIC S7-1200 – программируемые контроллеры, посредством интерфейса PROFIBUS DP или с помощью коммуникационного модуля CM 1243-5.
SIMATIC S7-300 – программируемые контроллеры, используя интерфейс PROFIBUS DP PN/DP-CPU, DP-CPU или с применением коммуникационного модуля PROFIBUS DP.
SIMATIC S7-400 – программируемые контроллеры, с помощью интерфейса PROFIBUS DP PN/DP-CPU, DP-CPU или коммуникационного модуля PROFIBUS DP.
SIMATIC S5-115U/H, S5-135U и S5-155U/H – контроллеры, с интерфейсным модулем типа IM 308.
Контроллеры SIMATIC 505.
Как ведомые DP устройства применяются:
 
Периферийное оборудование ввода-вывода (примером могут быть станции ET 200).
Приборы полевого уровня. 
Контроллеры типов SIMATIC S7-200, S7-1200, S7-300, а также C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP.
Контроллеры SIMATIC S7-400 (с возможностью подключения через CP 443-5).
Различные программаторы и ПК, где установлен пакет STEP 7, панели операторов также задействуют для обмена данными в сети PROFIBUS DP PG и OP опции связи.
Обмен данными через Ethernet
 
Контроллер S7-1500 поддерживает функцию подключения к Industrial Ethernet с помощью встроенного интерфейса PROFINET центрального процессора или посредством коммуникационного процессора серии CP 1543-1. Как результат, обмен данными поддерживается:
 
С SIMATIC S7-1200.
С SIMATIC S7-300.
С SIMATIC S7-400.
С SIMATIC S5-115U/H, S5-135U, S5-155U/H.
С программаторами и офисными/промышленными ПК.
Со всем оборудованием оперативного управления и мониторинга семейства SIMATIC HMI.
С системами, адаптированными для управления приводами и роботами.
С узлами числового программного управления.
С комплексами решений других производителей. 
К возможностям коммуникационного процессора CP 1543-1 относятся нижеприведенные дополнительные показатели:
 
Поддержка IPv6;
Интерфейс 1 Гбит/с;
FTP (клиент/ сервер), функции e-mail, SNMPv1/v3;
Обмен информацией с S5 на базе транспортного протокола ISO;
Защита данных, куда относится: защищенный доступ на базе идентификации оборудования, перечень разрешенных IP/MAC адресов, VPN туннели (V12 SP1 и выше), а также межсетевой экран (firewall).  
Обмен данными с помощью PROFIBUS
 
Устройство SIMATIC S7-1500 подключается к сети PROFIBUS DP через интерфейс процессора или посредством коммуникационный модуля. В результате осуществляется поддержка обмена данными с ниже приведенными позициями оборудования:
 
SIMATIC S7-1200
SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-400
SIMATIC S5-115U/H, S5-135U, S5-155U/H
Программаторы, а также промышленные и офисные ПК
Приборы и системы оперативного управления/мониторинга SIMATIC HMI
Комплексы управления приводами и роботами
Системы числового программного управления
Устройства и системы, выпущенные другими производителями
Обмен данными через point-to-point
 
Установка таких соединений осуществляется через PtP модули, которые также еще называют непосредственными. Соединения устанавливаются с:
 
Принтерами, сканерами, системами идентификации, считывателями кода;
Системами автоматизации SIMATIC S7, SIMATIC S5 и решениями других производителей;
Системами управления роботами. 
Поддержка следующих протоколов:
 
Устройство ведущего типа Modbus RTU
Устройство ведомого типа Modbus RTU.
3964(R) и USS.
Свободно программируемый порт с возможностью свободного определения пользователем формата телеграмм.
Параметры интерфейсов:
 
RS 232 с опцией поддержки дополнительных сигналов. 
RS 422 – обмен данными на основе дуплексного принципа.
RS 485 – обмен данными на основе полудуплексного принципа и поддержкой многоточечных соединений.
Скорость обмена от 300 до 115 200бит/с.
Внешние цепи подключается через соединитель D-типа.
Функции SIMATIC S7-1500
 
Высокая производительность, выражающаяся в возможности оперативного выполнения команд, также предусмотрены новые языковые расширения и типы данных. Сокращенное время реакции за счет рационально оптимизированного генерирования программных кодов.
Простота и оперативность программирования последовательностей управления конкретным перемещением с применением PLCopen Motion блоков стандартного типа.
Удобный в использовании инструментарий для диагностики и выполнения пуско-наладочных работ.
Формирование аварийных сообщений в автоматическом режиме и их последующее проектирование на человеко-машинный интерфейс.
Изохронный режим: оперативная синхронизация процессов по сбору данных в распределенной системе, их последующая передачи и реализация программы в PROFIBUS или PROFINET с постоянным временем цикла шины, т.е. сбор, обработка и выдача входных сигналов осуществляется через одинаковые промежутки времени.
Возможность увеличения объема продукции с сохранением показателей ее высокого качества достигается за счет способности SIMATIC S7-1500 выполнять высокоскоростную обработку данных и получать максимальную точность/воспроизводимость сигналов.
Полный набор компонентов и составляющих программ, оптимизированных для решения задач управления перемещением, скоростного управления и т.д.
Высоконадежная парольная защита ноу-хау от риска несанкционированного считывания.
Защита от несанкционированного копирования.
Успешно реализованная концепция 4-уровневой идентификации пользователей.
Встроенная системная диагностика.
Конфигурирование в SIMATIC STEP 7 Professional V12.
Высокая совместимость.
Карта памяти SIMATIC memory card.
Соответствие требованиям международных и национальных стандартов, к которым причислены: cULus,  cULus для зон повышенной опасности, FM, ATEX для установок 24В, CE, C-TICK, KCC.