Новое поколение универсального модульного программируемого контроллера предназначено для автоматизации циклических процессов в различных секторах промышленного производства.
Основные особенности этого контроллера включают:
-
Высокую производительность и модульную конструкцию, позволяющую гибко адаптировать контроллер к требованиям процесса автоматизации.
-
Расширенные коммуникационные возможности, обеспечивающие связь с другими устройствами и системами.
-
Поддержку систем локального и распределенного ввода-вывода, позволяющую эффективно организовать подключение различных модулей и датчиков.
-
Высокую стойкость к электромагнитным и механическим воздействиям, обеспечивающую надежную работу контроллера в сложных условиях.
-
Возможность работы с естественным охлаждением, что упрощает монтаж и эксплуатацию.
-
Удобство в использовании и настройке контроллера.
Эти характеристики позволяют создавать рентабельные решения для автоматизации промышленных систем различного назначения.
Разработка проектов с использованием среды TIA Portal значительно повышает эффективность выполнения проектных работ. Она предоставляет возможность использовать новые языковые расширения и функциональные возможности аппаратуры, упрощает взаимодействие с различными компонентами системы, такими как человеко-машинный интерфейс, приводы, коммутационная и защитная аппаратура низкого напряжения. В результате сокращаются трудозатраты и время, затрачиваемые на проектные работы.
Программируемый контроллер SIMATIC S7-1500 предлагает широкий спектр применения в различных отраслях автоматизации, включая машины специального назначения, текстильные и упаковочные машины, машиностроительное оборудование, производство технических средств управления и электротехнического оборудования, станки, технологические установки, автомобильную промышленность, предприятия водоснабжения и водоотведения, пищевую промышленность, производство напитков и другие.
Ключевыми компонентами программного контроллера S7-1500 являются:
-
Модуль центрального процессора (CPU), отвечающий за выполнение программы пользователя, управление 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), используемые для выполнения специфических задач, таких как скоростной счет, позиционирование, формирование импульсов, взвешивание и другие.
-
Коммуникационные модули (CM/CP), расширяющие возможности коммуникации контроллера и обмена данными через промышленные сети PROFINET, Industrial Ethernet, PROFIBUS, а также через прямые соединения с использованием последовательных интерфейсов.
-
Системные блоки питания (PS), обеспечивающие питание электроники модулей контроллера через внутреннюю шину, когда встроенного блока питания в CPU недостаточно.
Эти модули предоставляют пользователю гибкую настройку программного контроллера S7-1500 в соответствии с требованиями конкретного проекта и обеспечивают широкие возможности в области автоматизации промышленных процессов.
Рассмотрим более детально:
Модуль центрального процессора (CPU)
Модуль центрального процессора (CPU) программного контроллера обладает следующими функциями, обеспечивающими высокую производительность и мощные коммуникационные возможности:
-
Высокая производительность:
-
Быстрая скорость выполнения команд, зависящая от типа центрального процессора, языковых расширений и новых типов данных.
-
Минимальное время реакции на внешние события благодаря оптимальной генерации программного кода и высокой скорости обмена данными через внутреннюю шину.
-
2. Мощные коммуникационные возможности:
-
Встроенный стандартный системный интерфейс PROFINET IO RT/IRT с двухканальным коммутатором, доступным во всех типах центральных процессоров.
-
Наличие дополнительных интерфейсов PROFINET и PROFIBUS в некоторых типах центральных процессоров.
-
Возможность использования второго встроенного интерфейса PROFINET (начиная с версии V2.0) для обмена данными в режиме RT в соответствующих типах центральных процессоров.
-
Встроенный веб-сервер, доступный во всех типах центральных процессоров.
-
Опциональная возможность использования OPC UA сервера в центральных процессорах (начиная с версии V2.0).
-
3 . Встроенные функции защиты данных:
-
Парольная защита программных блоков от несанкционированного чтения и изменения (совместно с STEP 7).
-
Все эти возможности обеспечивают надежную и эффективную работу программного контроллера, а также защиту программ и данных от несанкционированного доступа.
Модуль центрального процессора является ключевым компонентом программного контроллера, обеспечивающим высокую производительность, широкие коммуникационные возможности и защиту данных. Вот основные характеристики модуля центрального процессора (CPU):
-
1 - Конструкция модуля:
-
Прочный пластиковый корпус, обеспечивающий защиту компонентов внутри модуля.
-
Встроенная рабочая память, разделенная на область памяти программы и область памяти данных. Объем рабочей памяти зависит от конкретного типа центрального процессора.
-
Отсек для установки карты памяти SIMATIC Memory Card емкостью до 32 Гбайт. Карта памяти используется в качестве загрузочной памяти для центрального процессора. Контроллер не может функционировать без карты памяти.
-
2 - Управление и отображение:
-
Съемный дисплей, устанавливаемый на переднюю панель корпуса, предоставляет возможность отображения информации и управления контроллером.
-
Светодиоды индикации состояний и ошибок контроллера помогают оператору визуально оценить текущее состояние модуля.
-
Переключатель выбора режимов работы позволяет настроить контроллер на нужный режим работы или конфигурацию.
-
3 - Коммуникационные интерфейсы:
-
Два гнезда RJ45 интерфейса PROFINET IO IRT/RT с встроенным 2-канальным коммутатором присутствуют во всех типах центральных процессоров.
-
Дополнительный интерфейс PROFINET IO RT в CPU 1515/1516/1517/1518 начиная с версии V2.0 и выше.
-
Дополнительный интерфейс PROFINET 1 Гбит/с в CPU 1518.
-
Одно 9-полюсное гнездо соединителя D типа интерфейса PROFIBUS DP, присутствующее во всех CPU PN/DP.
-
Светодиоды индикации состояний коммуникационных портов PROFINET позволяют отслеживать работу интерфейсов связи.
-
4 - Питание:
-
Съемный соединитель для подключения цепи питания напряжением 24 В.
-
5 - Каналы ввода-вывода:
-
Встроенные
Модуль центрального процессора (CPU) обладает прочной конструкцией и интегрирует различные элементы, которые обеспечивают функциональность и удобство использования в система
Сигнальные модули (SM) являются важной частью программного контроллера, предназначенной для адаптации аппаратуры к конкретным задачам и обеспечения ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов. Вот основные компоненты, входящие в состав сигнальных модулей:
Сигнальные модули стандартного назначения:
-
1 - Модули ввода дискретных сигналов SM 521, доступные в вариантах с 16 или 32 каналами.
-
Модули вывода дискретных сигналов SM 522, предлагающие 8, 16 или 32 канала.
-
Модуль SM 523, обладающий 16 каналами ввода и 16 каналами вывода дискретных сигналов.
-
Модули ввода аналоговых сигналов SM 531, предоставляющие 4 или 8 каналов.
-
Модули вывода аналоговых сигналов SM 532, с вариантами на 4 или 8 каналов.
-
Модуль SM 534, обладающий 4 каналами ввода и 2 каналами вывода аналоговых сигналов.
-
2- Сигнальные модули SM 526 для систем обеспечения безопасности (F-модули):
-
F-модуль ввода диск
Сигнальные модули предоставляют возможность расширения функциональности контроллера и его настройку под конкретные требования, позволяя осуществлять ввод и вывод сигналов различных типов и количества. Это обеспечивает гибкость и настраиваемость систем автоматизации.
Особенности и характеристики сигнальных модулей включают:
-
Корпус: Все сигнальные модули имеют прочные пластиковые корпуса.
-
Поддержка функций обновления ПО: Сигнальные модули поддерживают возможность обновления встроенного программного обеспечения. Они могут быть обновлены при необходимости в зависимости от используемой версии ПО.
-
Светодиоды индикации: На передней панели сигнальных модулей расположены светодиоды, которые показывают состояние модуля и его каналов. Количество и функции светодиодов зависят от конкретного модуля.
-
Подключение внешних цепей: Внешние цепи подключаются к сигнальным модулям через контакты съемного фронтального соединителя, который закрывается защитной изолирующей крышкой. На лицевой стороне крышки указана маркировка внешних цепей модуля, совпадающая с светодиодами индикации на модуле.
-
Схема подключения: На внутренней стороне защитной крышки находится схема подключения внешних цепей модуля. Защитная крышка имеет два фиксированных положения, в зависимости от использования проводов с тонкой или толстой изоляцией.
-
Фронтальные соединители: Сигнальные модули используют 40-полюсные фронтальные соединители, которые облегчают подключение и замену модулей без необходимости демонтажа внешних цепей. Фронтальные соединители могут быть закреплены в промежуточном положении на корпусе модуля для фиксации без электрического соединения.
-
Внутренняя шина контроллера: Каждый модуль оснащен встроенной внутренней шиной контроллера, позволяющей объединять модули в един
Технологические модули S7-1500 предоставляют возможность адаптировать контроллер для эффективного управления перемещением и автоматизации процессов взвешивания материалов. Они обладают широким спектром функций, включающих:
-
1 -- Управление перемещением:
-
Подключение к контроллеру инкрементальных, импульсных и синхронно-последовательных датчиков позиционирования.
-
Решение задач скоростного счета.
-
Решение задач позиционирования.
-
Ввод и вывод сигналов с запасом по частоте дискретизации.
-
2 -- Автоматизация процессов взвешивания материалов:
-
Подключение различных типов весовых ячеек.
-
Использование встроенных каналов ввода и вывода дискретных сигналов для подключения дополнительной аппаратуры.
-
Решение задач высокоточного взвешивания статических грузов.
Технологические модули S7-1500 расширяют функциональность контроллера, обеспечивая точное и гибкое управление различными процессами, связанными с перемещением и взвешиванием материалов.
Коммуникационные модули (CM/ CP),
Коммуникационные модули (CM/CP) для программируемых контроллеров S7-1500 предоставляют мощные возможности для обмена данными и подключения к различным сетям. Вот некоторые из них:
-
CP 1543-1: Этот коммуникационный процессор позволяет подключать контроллер S7-1500 к гигабитной сети Ethernet. Он обеспечивает защищенный обмен данными и высокую пропускную способность.
-
CM 1542-1: Этот коммуникационный модуль предназначен для подключения контроллера S7-1500 к сети PROFINET IO в режиме контроллера ввода-вывода. Он обеспечивает коммуникацию между контроллером и устройствами в сети PROFINET IO.
-
CM 1542-5: Этот коммуникационный модуль предназначен для подключения контроллера S7-1500 к сети PROFIBUS DP. Он может работать как ведущее или ведомое сетевое устройство, обеспечивая связь с другими устройствами в сети PROFIBUS DP.
-
CP 1542-5: Этот коммуникационный процессор также предназначен для подключения контроллера S7-1500 к сети PROFIBUS DP. Он может выполнять функции ведущего или ведомого сетевого устройства.
-
CM PtP RS232: Эти коммуникационные модули классов BA и HF предназначены для обмена данными через последовательный интерфейс RS 232. Они обеспечивают связь между контроллером и другими устройствами, подключенными через интерфейс RS 232.
-
CM PtP RS422/485: Эти коммуникационные модули классов BA и HF предназначены для обмена данными через последовательные интерфейсы RS 422 или RS 485. Они обеспечивают связь между контроллером и другими устройствами, подключенными через интерфейсы RS 422 или RS 485.
Коммуникационные модули позволяют программируемым контроллерам S7-1500 взаимодействовать с различными сетевыми протоколами и устройствами, обеспечивая гибкость и расширяемость системы автоматизации. Они открывают широкий спектр возможностей для обмена данными и интеграции с другими систем
Системные блоки питания (PS) PS 1505 и PS 1507 предназначены для надежного и стабильного питания электроники модулей через внутреннюю шину контроллера S7-1500 или станции ET 200MP. Они обеспечивают электропитание, необходимое для надежной работы контроллеров и других модулей.
Вот основные характеристики и модификации системных блоков питания PS:
PS 1505:
-
Входное напряжение: 24 В.
-
Выходная мощность: 25 Вт.
-
Доступные модификации: с входным напряжением 24 В, 48 В или 60 В и выходной мощностью 60 Вт.
PS 1507:
-
Входное напряжение: 120 В или 230 В.
-
Выходная мощность: 60 Вт.
Оба блока питания обеспечивают необходимое электропитание для нормальной работы модулей в системе автоматизации. Выбор конкретной модификации зависит от требований к входному напряжению и выходной мощности, соответствующих конкретным требованиям приложения.
Системные блоки питания (PS) обеспечивают надежную работу контроллеров S7-1500 и модулей, предоставляя стабильное электропитание и защиту от перегрузок и короткого замыкания.
Они используются в следующих случаях:
-
Дополнительная мощность питания: В некоторых случаях встроенный блок питания центрального процессора или интерфейсного модуля контроллера S7-1500 или станции ET 200MP может быть недостаточным для питания всех модулей. В таких ситуациях системные блоки питания (PS) используются для обеспечения дополнительной мощности питания.
-
Питание от однофазной сети переменного тока: В некоторых случаях требуется питание центрального процессора контроллера от однофазной сети переменного тока. Системные блоки питания могут быть использованы для обеспечения такого питания.
-
Питание от нескольких сегментов: Иногда требуется питание электроники модулей контроллера или станции от нескольких сегментов питания. Системные блоки питания могут использоваться для такой конфигурации питания.
-
Системные блоки питания PS гарантируют стабильную работу системы автоматизации, обеспечивая достаточную мощность питания и защиту от возможных неполадок.
Каждый системный блок питания оснащен светодиодами индикации, которые указывают на его нормальную работу (RUN), ошибки в работе (ERROR) и запрос на обслуживание (MAINT). Они также имеют выключатель питания и съемный 3-полюсный соединитель для подключения входной цепи питания. Системные блоки питания монтируются на профильную шину и закрепляются в корпусе с помощью винтов.
Основные функции системных блоков питания (PS) включают:
-
Питание электроники модулей: Главная задача системных блоков питания - обеспечение электропитания для работы электроники модулей, подключенных к внутренней шине контроллера S7-1500 или станции ET 200MP. Они предоставляют необходимую мощность для нормальной работы модулей.
-
Буферизация провалов напряжения: Некоторые системные блоки питания могут обладать функцией буферизации провалов или кратковременного исчезновения входного напряжения. Это позволяет сохранять электропитание для модулей в течение короткого периода времени даже при временных сбоях в подаче питания.
-
Гальваническое разделение: Все системные блоки питания обеспечивают гальваническое разделение между цепями входного напряжения и внутренней шиной контроллера или станции. Это помогает предотвратить помехи и защищает электронику контроллера от возможных повреждений.
Кроме того, все системные блоки питания поддерживают дополнительные функции, которые обеспечивают надежность и безопасность работы системы автоматизации. Они представляют собой важный компонент, который гарантирует стабильное электропитание и защиту модулей контроллера.
Кроме того, все системные блоки питания обладают рядом дополнительных функций, включая:
-
Обновление программного обеспечения: Блоки питания поддерживают возможность обновления встроенного программного обеспечения, что позволяет вносить изменения и улучшения в работу блока питания.
-
Идентификация и обслуживание: Они поддерживают функции идентификации и обслуживания, например, I&M0 ... I&M3, которые предоставляют информацию о состоянии и параметрах блока питания.
-
Технология CiR (Configuration in RUN): Системные блоки питания поддерживают технологию CiR, которая позволяет изменять конфигурацию питания во время работы контроллера без необходимости останавливать его работу.
-
Диагностические сообщения: Блоки питания могут формировать диагностические сообщения, которые помогают определить состояние блока питания и обнаружить возможные проблемы.
-
Формирование аварийных сигналов: Они способны генерировать аварийные сигналы, которые информируют о возникновении проблемных ситуаций и требуют вмешательства оператора или системного администратора.
Эти дополнительные функции обеспечивают большую гибкость, удобство обслуживания и диагностику системных блоков питания, повышая надежность и эффективность работы всей системы автоматизации.