Программируемый контроллер S7-1500, SIEMENS

Универсальный модульный программируемый контроллер нового поколения для автоматизации циклических процессов во всех секторах промышленного производства.

Высокая производительность, модульная конструкция, широкие коммуникационные возможности, гибкое использование систем локального и распределенного ввода-вывода, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы центральных процессоров, высокая стойкость к электромагнитным и механическим воздействиям, работа с естественным охлаждением, удобство эксплуатации позволяют получать рентабельные решения для построения систем промышленной автоматизации различного назначения.

Разработка проектов в среде TIA Portal повышает эффективность выполнения проектных работ, позволяет использовать все новые языковые расширения и функциональные возможности аппаратуры, существенно упрощает решение вопросов взаимодействия с аппаратурой и системами человекомашинного интерфейса, приводами, низковольтной коммутационной и защитной аппаратурой, снижает трудозатраты и время выполнения проектных работ.

Назначение:

Программируемый контроллер SIMATIC S7-1500 может использоваться в системах автоматизации:

- машин специального назначения;

- текстильных и упаковочных машин;

- машиностроительного оборудования;

- оборудования для производства технических средств управления и электротехнического оборудования;

- станков;

- технологических установок;

- автомобильной промышленности;

- предприятий водоснабжения и водоотведения;

- предприятий пищевой промышленности и производства напитков и т.д

В состав входит:

Программируемый контроллер S7-1500 имеет модульную конструкцию и позволяет использовать в своем составе:

- Модуль центрального процессора (CPU), предназначенный для выполнения программы пользователя, управления всеми узлами контроллера и компонентами системы распределенного ввода-вывода.

- Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами.

- Технологические модули (TM), предназначенные для решения задач скоростного счета, позиционирования, формирования импульсов, взвешивания и т.д.

- Коммуникационные модули (CM/ CP), предназначенные для увеличения количества коммуникационных интерфейсов контроллера и выполнения обмена данными через промышленные сети PROFINET, Industrial Ethernet и PROFIBUS, а также через непосредственные соединения на основе последовательных интерфейсов.

- Системные блоки питания (PS), предназначенные для питания электроники модулей контроллера через его внутреннюю шину, если мощности встроенного в CPU блока питания для этой цели недостаточно.

Рассмотрим более детально:

 Модуль центрального процессора (CPU)

Функции:

Высокая производительность:

- Высокая скорость выполнения команд, зависящая от типа центрального процессора, языковые расширения и новые типы данных.

- Малые времена реакции на внешние события, обеспечиваемые оптимальной генерацией программных кодов и высокой скоростью обмена данными через внутреннюю шину.

• Мощные коммуникационные возможности:

- PROFINET IO RT/IRT с встроенным 2-канальным коммутатором в качестве стандартного системного интерфейса во всех типах центральных процессоров.

- Наличие центральных процессоров с дополнительными интерфейсами PROFINET и PROFIBUS.

- Возможность использования второго встроенного интерфейса PROFINET в соответствующих типах центральных процессоров от V2.0 для обмена данными в режиме RT.

- Встроенный веб-сервер во всех типах центральных процессоров.

- Опциональное использование OPC UA сервера в центральных процессорах от V2.0.

• Встроенные функции защиты данных:

- Парольная защита от несанкционированного чтения и изменения программных блоков (в сочетании со STEP 7)

Конструкция :

Все центральные процессоры выпускаются в прочных пластиковых корпусах и оснащены:

• Встроенной рабочей памятью, разделенной на область памяти программы и область памяти данных. Объем рабочей памяти зависит от типа центрального процессора.

• Отсеком для установки карты памяти SIMATIC Memory Card емкостью до 32 Гбайт. Карта памяти используется в качестве загрузочной памяти центрального процессора. Без карты памяти контроллер работать не может.

• Съемным дисплеем, который монтируется на фронтальную часть корпуса.

• Светодиодами индикации состояний и наличия ошибок в работе контроллера.

• Переключателем выбора режимов работы.

• Двумя гнездами RJ45 интерфейса PROFINET IO IRT/RT с встроенным 2-канальным коммутатором во всех типах центральных процессоров.

• Дополнительным интерфейсом PROFINET IO RT в CPU 1515/ 1516/ 1517/ 1518 от V2.0 и выше

• Дополнительным интерфейсом PROFINET 1 Гбит/с в CPU 1518.

• Одним 9-полюсным гнездом соединителя D типа интерфейса PROFIBUS DP во всех CPU PN/DP.

• Светодиодами индикации состояний коммуникационных портов PROFINET.

• Съемным соединителем для подключения цепи питания напряжением =24 В.

• Встроенными каналами ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов в CPU 1511C-1 PN и CPU 1512C-1 PN.

 Сигнальные модули (SM)

Сигнальные модули позволяют адаптировать аппаратуру контроллера к требованиям решаемых задач. Они и предназначены для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов и включают в свой состав:

• сигнальные модули стандартного назначения:

-16- и 32-канальные модули ввода дискретных сигналов SM 521;

- 8-, 16- и 32-канальные модули вывода дискретных сигналов SM 522;

- модуль SM 523 c 16 каналами ввода и 16 каналами вывода дискретных сигналов;

- 4- и 8-канальные модули ввода аналоговых сигналов SM 531;

- 4- и 8-канальные модули вывода аналоговых сигналов SM 532;

- модуль SM 534 с 4 каналами ввода и 2 каналами вывода аналоговых сигналов.

• сигнальные модули SM 526 для построения систем обеспечения безопасности (F модули):

- F модуль ввода дискретных сигналов F-DI 16x 24 VDC;

- F модуль вывода дискретных сигналов F-DQ 8x 24 VDC.

Все сигнальные модули обеспечивают поддержку функций обновления встроенного программного обеспечения. В зависимости от версии используемого встроенного программного обеспечения состав поддерживаемых функций модулями с одними и теми же заказными номерами может отличаться друг от друга.

Все сигнальные модули выпускаются в прочных пластиковых корпусах, могут использоваться в программируемых контроллерах S7-1500 и станциях ET 200MP, позволяют выполнять обновление встроенного программного обеспечения. На фронтальной части корпуса расположены светодиоды индикации состояний модуля и его каналов. Количество и назначение этих светодиодов зависит от типа конкретного модуля.

Подключение внешних цепей сигнального модуля производится через контакты съемного фронтального соединителя, который закрывается защитной изолирующей крышкой. В паз на лицевой стороне защитной крышки вставляется этикетка, на которую наносится маркировка внешних цепей модуля. Нанесенные надписи располагаются на одном уровне со светодиодами индикации состояний соответствующих каналов модуля. Маркировочная этикетка включена в комплект поставки каждого сигнального модуля.

На внутренней стороне защитной крышки нанесена схема подключения внешних цепей модуля. В закрытом состоянии защитная крышка может занимать одно из двух фиксированных положений. Одно из этих положений используется при монтаже внешних цепей проводниками с тонкой изоляцией, второе при использовании проводников с толстой изоляцией.

Наличие фронтальных соединителей упрощает выполнение операций подключения соединительных проводников и позволяет выполнять замену модулей без демонтажа их внешних цепей. Во всех сигнальных модулях используются 40- полюсные фронтальные соединители. При выполнении монтажных работ фронтальный соединитель может устанавливаться в промежуточное положение, при котором он зафиксирован на корпусе модуля, но не имеет электрических соединений с его электроникой.

Каждый модуль оснащен встроенным участком внутренней шины контроллера. Объединение отдельных модулей в единую систему выполняется с помощью U-образных шинных соединителей, устанавливаемых с тыльной стороны модулей. U-образные шинные соединители включены в комплект поставки всех модулей, исключая модули центральных процессоров и блоков питания нагрузки (PM).

Все модули устанавливаются на профильную шину S7-1500 и фиксируются в рабочих положениях встроенными в их корпуса винтами. Порядок размещения модулей может быть произвольным.

 Технологические модули (TM)

Технологические модули S7-1500 позволяют адаптировать контроллер к решению задач управления перемещением, а также задач автоматизации процессов взвешивания материалов. С их помощью выполняется:

• для задач управления перемещением:

- подключение к контроллеру инкрементальных, импульсных и синхронно-последовательных датчиков позиционирования,

- решение задач скоростного счета,

- решение задач позиционирования,

- решение задач ввода и вывода сигналов с запасом по частоте дискретизации;

• для задач автоматизации процессов взвешивания материалов:

- подключение весовых ячеек различных типов,

- подключения дополнительной аппаратуры через встроенные каналы ввода и вывода дискретных сигналов,

- решения задач высокоточного взвешивания статических грузов

 Коммуникационные модули (CM/ CP),

Программируемые контроллеры S7-1500 обладают мощными коммуникационными возможностями. Они способны обслуживать системы распределенного ввода-вывода на основе промышленных сетей PROFINET IO и PROFIBUS DP, выполнять обмен данными через WAN и LAN, предоставлять доступ к производственным данным через интернет и интранет. 

Подключение к различным видам сетей выполняется через встроенные интерфейсы центральных процессоров, а также через коммуникационные модули следующих типов:

- CP 1543-1 коммуникационный процессор для подключения S7-1500 к гигабитной сети Ethernet и поддержки защищенного обмена данными;

- CM 1542-1 коммуникационный модуль для подключения S7-1500 к сети PROFINET IO в режиме контроллера ввода-вывода;

- CM 1542-5 коммуникационный модуль для подключения S7-1500 к сети PROFIBUS DP с выполнением функций ведущего или ведомого сетевого устройства;

- CP 1542-5 коммуникационный процессор для подключения S7-1500 к сети PROFIBUS DP с выполнением функций ведущего или ведомого сетевого устройства;

- CM PtP RS232 коммуникационные модули классов BA и HF для обмена данными через последовательный интерфейс RS 232

- CM PtP RS422/485 коммуникационные модули классов BA и HF для обмена данными через последовательный интерфейс RS 422 или RS 485.

Системные блоки питания (PS)

 

Системные блоки питания PS 1505 и PS 1507 с входным напряжением постоянного или переменного тока. Находят применение для питания электроники модулей через внутреннюю шину контроллера S7-1500/ станции ET 200MP

Выпускаются в модификациях:

- PS 1505 с входным напряжением =24 В и выходной мощностью 25 Вт;

- PS 1505 с входным напряжением =24 В/ =48 В/ =60 В и выходной мощностью 60 Вт.

- PS 1507 с входным напряжением

- 120/ 230 В и выходной мощностью 60 Вт.

Назначение:

Системные блоки питания (PS) предназначены для питания электроники модулей через внутреннюю шину контроллера S7-1500/ станции ET 200MP. Системные блоки питания находят применение в тех случаях:

- Когда мощности встроенного блока питания центрального процессора/ интерфейсного модуля оказывается недостаточно для питания электроники всех модулей контроллера S7-1500/ станции ET 200MP.

- Когда питание центрального процессора должно осуществляться от однофазной сети переменного тока.

- Когда питание электроники модулей контроллера/ станции должно выполняться от нескольких сегментов питания.

Конструкция:

Системные блоки питания монтируются на профильную шину S7-1500 и фиксируются в рабочих положениях встроенными в их корпуса винтами. Подключение к внутренней шине выполняется через включенный в комплект поставки U образный шинный соединитель.

Каждый блок питания оснащен:

• Светодиодами индикации нормальной работы модуля RUN, наличия ошибок в его работе ERROR и запроса на обслуживание MAINT.

• Выключателем питания.

• Съемным 3-полюсным соединителем для подключения входной цепи питания.

Функции:

Основные свойства блоков питания:

• Наличие модификаций с различными уровнями входного напряжения постоянного или переменного тока.

• Наличие двух типоразмеров блоков питания с выходной мощностью 25 или 60 Вт.

• Буферирование провалов или кратковременного исчезновения входного напряжения.

• Гальваническое разделение между цепями входного напряжения и внутренней шиной контроллера/ станции.

Все системные блоки питания обеспечивают поддержку:

• Операций обновления встроенного программного обеспечения.

• Функций идентификации и обслуживания I&M0 … I&M3.

• Технологии CiR (Configuration in RUN)

• Диагностических сообщений.

• Формирования аварийных сигналов.