Нове покоління універсального модульного програмованого контролера призначене для автоматизації циклічних процесів у різних секторах промислового виробництва.
Основні особливості цього контролера включають:
- Висока продуктивність і модульна конструкція, що дозволяє гнучко адаптувати контролер до вимог процесу автоматизації.
- Розширені комунікаційні можливості, що забезпечують зв'язок з іншими пристроями та системами.
- Підтримка систем локального та розподіленого введення-виводу, що дозволяє ефективно організувати підключення різних модулів та датчиків.
- Високу стійкість до електромагнітних та механічних впливів, що забезпечує надійну роботу контролера у складних умовах.
- Можливість роботи з природним охолодженням, що спрощує монтаж та експлуатацію.
- Зручність у використанні та налаштуванні контролера.
- Ці характеристики дозволяють створювати рентабельні рішення автоматизації промислових систем різного призначення.
Розробка проектів із використанням середовища TIA Portal значно підвищує ефективність виконання проектних робіт. Вона надає можливість використовувати нові мовні розширення та функціональні можливості апаратури, полегшує взаємодію з різними компонентами системи, такими як людино-машинний інтерфейс, приводи, комутаційна та захисна апаратура низької напруги. В результаті скорочуються трудовитрати та час, що витрачаються на проектні роботи.
Програмований контролер SIMATIC S7-1500 пропонує широкий спектр застосування в різних галузях автоматизації, включаючи машини спеціального призначення, текстильні та пакувальні машини, машинобудівне обладнання, виробництво технічних засобів керування та електротехнічного обладнання, верстати, технологічні установки, автомобільну промисловість, підприємства водопостачання та водовідведення, харчову промисловість, виробництво напоїв та інші.
Ключовими компонентами програмного контролера S7-1500 є:
- Модуль центрального процесора (CPU), що відповідає за виконання програми користувача, керування всіма вузлами контролера та компонентами системи розподіленого вводу-виводу.
- Сигнальні модулі (SM), призначені для введення та виведення дискретних та аналогових сигналів з різними електричними та часовими параметрами.
- Технологічні модулі (TM), що використовуються для виконання специфічних завдань, таких як швидкісний рахунок, позиціонування, формування імпульсів, зважування та інші.
- Комунікаційні модулі (CM/CP) розширюють можливості комунікації контролера та обміну даними через промислові мережі PROFINET, Industrial Ethernet, PROFIBUS, а також через прямі з'єднання з використанням послідовних інтерфейсів.
- Системні блоки живлення (PS), що забезпечують живлення електроніки модулів контролера через внутрішню шину, коли вбудованого блока живлення в CPU недостатньо.
Ці модулі надають користувачеві гнучке налаштування програмного контролера S7-1500 відповідно до вимог конкретного проекту та забезпечують широкі можливості в галузі автоматизації промислових процесів.
Розглянемо детальніше:
Модуль центрального процесора (CPU)
Модуль центрального процесора (CPU) програмного контролера має наступні функції, що забезпечують високу продуктивність і потужні комунікаційні можливості:
- 1. Висока продуктивність:
- Швидка швидкість виконання команд, що залежить від типу центрального процесора, мовних розширень та нових типів даних.
- Мінімальний час реакції на зовнішні події завдяки оптимальній генерації програмного коду та високій швидкості обміну даними через внутрішню шину.
- 2. Потужні комунікаційні можливості:
- Вбудований стандартний системний інтерфейс PROFINET IO RT/IRT із двоканальним комутатором, доступним у всіх типах центральних процесорів.
- Наявність додаткових інтерфейсів PROFINET та PROFIBUS у деяких типах центральних процесорів.
- Можливість використання другого вбудованого інтерфейсу PROFINET (починаючи з V2.0) для обміну даними в режимі RT у відповідних типах центральних процесорів.
- Вбудований веб-сервер доступний у всіх типах центральних процесорів.
- Опціональна можливість використання сервера OPC UA в центральних процесорах (починаючи з версії V2.0).
- 3 . Вбудовані функції захисту даних:
- Парольний захист програмних блоків від несанкціонованого читання та зміни (спільно зі STEP 7).
- Всі ці можливості забезпечують надійну та ефективну роботу програмного контролера, а також захист програм та даних від несанкціонованого доступу.
Модуль центрального процесора є ключовим компонентом програмного контролера, який забезпечує високу продуктивність, широкі комунікаційні можливості та захист даних. Ось основні характеристики модуля центрального процесора (CPU):
- 1 - Конструкція модуля:
- Міцний пластиковий корпус, який забезпечує захист компонентів усередині модуля.
- Вбудована робоча пам'ять, розділена на область пам'яті програми та область пам'яті даних. Об'єм робочої пам'яті залежить від типу центрального процесора.
- Відсік для встановлення картки пам'яті SIMATIC Memory Card ємністю до 32 Гбайт. Карта пам'яті використовується як завантажувальна пам'ять для центрального процесора. Контролер не може працювати без картки пам'яті.
- 2 - Управління та відображення:
- Знімний дисплей, що встановлюється на передню панель корпусу, надає можливість відображення інформації та керування контролером.
- Світлодіоди індикації станів та помилок контролера допомагають оператору візуально оцінити поточний стан модуля.
- Перемикач вибору режимів роботи дозволяє настроїти контролер на потрібний режим роботи чи конфігурацію.
- 3 - Комунікаційні інтерфейси:
- Два гнізда RJ45 інтерфейсу PROFINET IO IRT/RT із вбудованим 2-канальним комутатором є у всіх типах центральних процесорів.
- Додатковий інтерфейс PROFINET IO RT у CPU 1515/1516/1517/1518 починаючи з версії V2.0 та вище.
- Додатковий інтерфейс PROFINET 1 Гбіт/с у CPU 1518.
- Одне 9-полюсне гніздо з'єднувача D типу інтерфейсу PROFIBUS DP, що є у всіх CPU PN/DP.
- Світлодіоди індикації станів комунікаційних портів PROFINET дають змогу відстежувати роботу інтерфейсів зв'язку.
- 4 - Харчування:
- З'єднувач для підключення ланцюга живлення напругою 24 Ст.
- 5 - Канали введення-виводу:
- Вбудовані
Модуль центрального процесора (CPU) має міцну конструкцію та інтегрує різні елементи, які забезпечують функціональність та зручність використання в системі.
Сигнальні модулі (SM) є важливою частиною програмного контролера, призначеної для адаптації апаратури до конкретних завдань та забезпечення введення та виведення дискретних та аналогових сигналів. Ось основні компоненти, що входять до складу сигнальних модулів:
Сигнальні модулі стандартного призначення:
- 1 - Модулі введення дискретних сигналів SM 521, доступні у варіантах із 16 або 32 каналами.
- Модулі виведення дискретних сигналів SM 522, що пропонують 8, 16 або 32 канали.
- Модуль SM 523, що володіє 16 каналами введення та 16 каналами виведення дискретних сигналів.
- Модулі введення аналогових сигналів SM 531, що надають 4 чи 8 каналів.
- Модулі виведення аналогових сигналів SM 532 з варіантами на 4 або 8 каналів.
- Модуль SM 534, що володіє 4 каналами введення та 2 каналами виведення аналогових сигналів.
- 2- Сигнальні модулі SM 526 для систем забезпечення безпеки (F-модулі):
- F-модуль введення диска
Сигнальні модулі надають можливість розширення функціональності контролера та його налаштування під конкретні вимоги, дозволяючи здійснювати введення та виведення сигналів різних типів та кількості. Це забезпечує гнучкість та настроюваність систем автоматизації.
Особливості та характеристики сигнальних модулів включають:
- Корпус: Усі сигнальні модулі мають міцні пластикові корпуси.
- Підтримка функцій оновлення програмного забезпечення: Сигнальні модулі підтримують можливість оновлення вбудованого програмного забезпечення. Вони можуть бути оновлені за потреби залежно від версії, що використовується.
- Світлодіоди індикації: На передній панелі сигнальних модулів розташовані світлодіоди, які показують стан модуля та його каналів. Кількість та функції світлодіодів залежать від конкретного модуля.
- Підключення зовнішніх ланцюгів: Зовнішні ланцюги підключаються до сигнальних модулів через контакти фронтального з'єднувача, що знімається, який закривається захисною ізолюючою кришкою. На лицьовій стороні кришки вказано маркування зовнішніх ланцюгів модуля, що збігається зі світлодіодами індикації на модулі.
- Схема підключення: На внутрішній стороні захисної кришки міститься схема підключення зовнішніх ланцюгів модуля. Захисна кришка має два фіксовані положення, залежно від використання проводів із тонкою або товстою ізоляцією.
- Фронтальні з'єднувачі: Сигнальні модулі використовують 40-полюсні фронтальні з'єднувачі, які полегшують підключення та заміну модулів без необхідності демонтажу зовнішніх ланцюгів. Фронтальні з'єднувачі можуть бути закріплені в проміжному положенні корпусу модуля для фіксації без електричного з'єднання.
- Внутрішня шина контролера: Кожен модуль оснащений вбудованою внутрішньою шиною контролера, що дозволяє об'єднувати модулі в один
Технологічні модулі S7-1500 надають можливість адаптувати контролер для ефективного керування переміщенням та автоматизації процесів зважування матеріалів. Вони мають широкий спектр функцій, що включають:
- 1 - Управління переміщенням:
- Підключення до контролера інкрементальних, імпульсних та синхронно-послідовних датчиків позиціонування.
- Розв'язання задач швидкісного рахунку.
- Розв'язання задач позиціонування.
- Введення та виведення сигналів із запасом за частотою дискретизації.
- 2 - Автоматизація процесів зважування матеріалів:
- Підключення різних типів вагових осередків.
- Використання вбудованих каналів введення та виведення дискретних сигналів для підключення додаткової апаратури.
- Вирішення задач високоточного зважування статичних вантажів.
Технологічні модулі S7-1500 розширюють функціональність контролера, забезпечуючи точне та гнучке керування різними процесами, пов'язаними з переміщенням та зважуванням матеріалів.
Комунікаційні модулі (CM/CP) для програмованих контролерів S7-1500 надають потужні можливості для обміну даними та підключення до різних мереж. Ось деякі з них:
- CP 1543-1: Цей комунікаційний процесор дозволяє підключати контролер S7-1500 до гігабітної мережі Ethernet. Він забезпечує захищений обмін даними та високу пропускну здатність.
- CM 1542-1: Цей комунікаційний модуль призначений для підключення контролера S7-1500 до мережі PROFINET IO у режимі контролера вводу-виводу. Він забезпечує комунікацію між контролером та пристроями у мережі PROFINET IO.
- CM 1542-5: Цей комунікаційний модуль призначений для підключення контролера S7-1500 до мережі PROFIBUS DP. Він може працювати як провідний або провідний мережевий пристрій, забезпечуючи зв'язок з іншими пристроями мережі PROFIBUS DP.
- CP 1542-5: Цей комунікаційний процесор також призначений для підключення контролера S7-1500 до мережі PROFIBUS DP. Він може виконувати функції провідного чи веденого мережевого пристрою.
- CM PtP RS232: Ці комунікаційні модулі класів BA та HF призначені для обміну даними через послідовний інтерфейс RS 232. Вони забезпечують зв'язок між контролером та іншими пристроями, підключеними через інтерфейс RS 232.
- CM PtP RS422/485: Ці комунікаційні модулі класів BA та HF призначені для обміну даними через послідовні інтерфейси RS 422 або RS 485. Вони забезпечують зв'язок між контролером та іншими пристроями, підключеними через інтерфейси RS 422 чи RS 485.
Комунікаційні модулі дозволяють програмованим контролерам S7-1500 взаємодіяти з різними мережевими протоколами та пристроями, забезпечуючи гнучкість та розширюваність системи автоматизації. Вони відкривають широкий спектр можливостей для обміну даними та інтеграції з іншими системами.
Системні блоки живлення (PS) PS 1505 та PS 1507 призначені для надійного та стабільного живлення електроніки модулів через внутрішню шину контролера S7-1500 або станції ET 200MP. Вони забезпечують електроживлення, необхідне надійної роботи контролерів та інших модулів.
Ось основні характеристики та модифікації системних блоків живлення PS:
PS 1505:
- Вхідна напруга: 24 Ст.
- Вихідна потужність: 25 Вт.
- Доступні модифікації: з вхідною напругою 24 В, 48 або 60 В і вихідною потужністю 60 Вт.
PS 1507:
- Вхідна напруга: 120 або 230 В.
- Вихідна потужність: 60 Вт.
Обидва блоки живлення забезпечують необхідне електроживлення для нормальної роботи модулів у системі автоматизації. Вибір конкретної модифікації залежить від вимог до вхідної напруги та вихідної потужності, що відповідають конкретним вимогам програми.
Системні блоки живлення (PS) забезпечують надійну роботу контролерів S7-1500 та модулів, надаючи стабільне електроживлення та захист від перевантажень та короткого замикання.
Вони використовуються у таких випадках:
- Додаткова потужність живлення: В деяких випадках вбудований блок живлення центрального процесора або інтерфейсного модуля контролера S7-1500 або ET 200MP станції може бути недостатнім для живлення всіх модулів. У таких ситуаціях системні блоки живлення використовуються для забезпечення додаткової потужності живлення.
- Живлення від однофазної мережі змінного струму: У деяких випадках потрібне живлення центрального процесора контролера від однофазної мережі змінного струму. Системні блоки живлення можна використовувати для забезпечення такого живлення.
- Живлення від кількох сегментів: Іноді потрібне живлення електроніки модулів контролера або станції від кількох сегментів живлення. Системні блоки живлення можуть використовуватись для такої конфігурації живлення.
- Системні блоки живлення PS гарантують стабільну роботу системи автоматизації, забезпечуючи достатню потужність живлення та захист від можливих несправностей.
Кожен системний блок живлення оснащений світлодіодами індикації, які вказують на його нормальну роботу (RUN), помилки в роботі (ERROR) та запит на обслуговування (MAINT). Вони також мають вимикач живлення та знімний 3-полюсний з'єднувач для підключення вхідного ланцюга живлення. Системні блоки живлення монтуються на профільну шину та закріплюються в корпусі за допомогою гвинтів.
Основні функції системних блоків живлення (PS) включають:
- Живлення електроніки модулів: Головне завдання системних блоків живлення – забезпечення електроживлення для роботи електроніки модулів, підключених до внутрішньої шини контролера S7-1500 або станції ET 200MP. Вони забезпечують необхідну потужність для нормальної роботи модулів.
- Буферизація провалів напруги: Деякі системні блоки живлення можуть мати функцію буферизації провалів або короткочасного зникнення вхідної напруги. Це дозволяє зберігати електроживлення для модулів протягом короткого періоду часу навіть за тимчасових збоїв у подачі живлення.
- Гальванічне поділ: Усі системні блоки живлення забезпечують гальванічне поділ між ланцюгами вхідної напруги та внутрішньою шиною контролера або станції. Це допомагає запобігти перешкодам та захищає електроніку контролера від можливих пошкоджень.
- Крім того, всі системні блоки живлення підтримують додаткові функції, які забезпечують надійність та безпеку роботи системи автоматизації. Вони є важливим компонентом, який гарантує стабільне електроживлення та захист модулів контролера.
Крім того, всі системні блоки живлення мають ряд додаткових функцій, включаючи:
- Оновлення програмного забезпечення: Блоки живлення підтримують можливість оновлення вбудованого програмного забезпечення, що дозволяє вносити зміни та покращення роботи блоку живлення.
- Ідентифікація та обслуговування: Вони підтримують функції ідентифікації та обслуговування, наприклад, I&M0 ... I&M3, які надають інформацію про стан та параметри блоку живлення.
- Технологія CiR (Configuration in RUN): Системні блоки живлення підтримують технологію CiR, яка дозволяє змінювати конфігурацію живлення під час роботи контролера без необхідності зупиняти його роботу.
- Діагностичні повідомлення: Блоки живлення можуть формувати діагностичні повідомлення, які допомагають визначити стан живлення та виявити можливі проблеми.
- Формування аварійних сигналів Вони здатні генерувати аварійні сигнали, які інформують про виникнення проблемних ситуацій і вимагають втручання оператора або системного адміністратора.
Ці додаткові функції забезпечують більшу гнучкість, зручність обслуговування та діагностику системних блоків живлення, підвищуючи надійність та ефективність роботи всієї системи автоматизації.