SIMATIC S7-1500 имеет модульную конструкцию и может использоваться для автоматизации циклических процессов в различных секторах промышленного производства.
Модульная структура, работа с естественным охлаждением, поддержка систем локального и распределенного ввода-вывода, а также удобная конструкция позволяют использовать SIMATIC S7-1500 для получения рентабельных решений множества задач автоматизации.
Программируемый контроллер SIMATIC S7-1500 может использоваться в системах автоматизации:
• машин специального назначения
• текстильных машин
• упаковочных машин
• машиностроительного оборудования
• зданий
• производства инструментов
• инсталляционных систем
• производств электротехнической и электронной продукции
• автомобильной промышленности
• предприятий водоснабжения и водоотведения
• предприятий пищевой промышленности и производства напитков
На первом этапе поставок в состав аппаратуры включено три типа центральных процессоров различной производительности, а также широкий спектр модулей различного назначения. Аппаратура контроллера может гибко адаптироваться к требованиям решаемых задач. В процессе развития производства контроллер может легко дополняться необходимым набором модулей.
Контроллер обладает высокой стойкостью к электромагнитным и механическим воздействиям и может эксплуатироваться непосредственно в промышленной среде.
Общие сведения
Система автоматизации S7-1500 имеет модульную конструкцию. В ее составе может использоваться широкий спектр модулей различного назначения, устанавливаемых в любых сочетаниях.
Система включает в свой состав:
-
Центральный процессор:
на начальном этапе поставок в контроллере может использоваться один из трех доступных центральных процессоров различной производительности с встроенным интерфейсом PROFINET или интерфейсами PROFINET и PROFIBUS.
-
Сигнальные модули для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов.
-
Технологические модули. Например, для скоростного счета, обнаружения заданной позиции или измерения.
-
Коммуникационные модули и коммуникационные процессоры для получения дополнительных коммуникационных интерфейсов.
При необходимости контроллер может дополняться:
-
Системными блоками питания (PS) для питания электроники модулей контроллера через внутреннюю шину S7-1500, если мощности встроенного в центральный процессор блока питания для этой цели не достаточно.
-
Блоками питания нагрузки (PM) для преобразования входного напряжения ~120/230 В в выходное напряжение =24 В, используемое для питания внешних цепей контроллера.
-
Интерфейсными модулями ET 200MP для построения систем распределенного ввода-вывода с использованием сигнальных, технологических и коммуникационных (PtP) модулей контроллера S7-1500.
Конструкция
SIMATIC S7-1500 обладает гибкой и удобной конструкцией.
-
Внутренняя шина:
Участки внутренней шины контроллера встроены в каждый модуль. Объединение модулей в единую систему выполняется с помощью U-образных шинных соединителей, устанавливаемых с тыльной стороны корпуса. В стадии подготовки находится вариант с активной внутренней шиной, позволяющий выполнять "горячую" замену модулей.
-
Профильные шины S7-1500:
различных длин для установки модулей контроллера, а также дополнительных компонентов, ориентированных на установку на стандартную 35 мм профильную шину DIN.
-
Удобное подключение внешних цепей:
-
Внешние цепи сигнальных и технологических модулей подключаются через съемные 40-полюсные фронтальные соединители. Механическое кодировние фронтальных соединителей исключает возможность возникновения ошибок и неисправностей при замене модулей.
-
Для выполнения монтажных работ фронтальный соединитель может устанавливаться в промежуточное положение, при котором он зафиксирован на корпусе, но не имеет электрических соединений с электроникой модуля. Схема подключения внешних цепей нанесена на внутренней поверхности защитной крышки модуля.
-
Фронтальные соединители оснащены контактами под винт, позволяющие подключать проводники сечением от 0.25 мм2 до 1.5 мм2 (AWG 24 ... AWG 16). В стадии подготовки находятся фронтальные соединители с контактами push-in.
-
Дополнительно для подключения внешних цепей дискретных сигнальных модулей могут использоваться модульные соединители TOP Connect. Эти соединители позволяют выполнять быстрый и безошибочный монтаж внешних цепей сигнальных модулей внутри фкафов управления.
-
В аналоговых сигнальных и технологических модулях заземление экранов соединительных кабелей может выполняться непосредственно на модуле. Элементы заземления экрана кабеля монтируются без использования инструмента.
-
Маркировка:
Для маркировки модулей SIMATIC S7-1500 используются специальные этикетки. Этикетки поставляются на листах формата DIN A4 с перфорацией. Надписи на них наносятся с помощью лазерного принтера. Распечатка выполняется из TIA Portal и не требует повторного ввода символьных имен или адресов. Промаркированные поля этикеток совпадают по своему положению 1:1 со светодиодами индикации состояний соответствующих каналов.
-
Аппаратная конфигурация:
-
Сигнальные коммуникационные и технологические модули контроллера могут устанавливаться в любых комбинациях.
-
Максимальная конфигурация контроллера включает один модуль центрального процессора и до 31 модуля S7-1500 (30 модулей + 1 системный блок питания). Системный блок питания (PS) необходим в тех случаях, когда мощности встроенного в центральный процессор блока питания недостаточно для питания электроники всех модулей контроллера.
-
Компактные размеры:
Габариты SIMATIC S7-1500 позволяют выполнять установку контроллера в монтажных объемах, используемых в настоящее время для размещения контроллеров SIMATIC S7-300 и станций ET 200M.
-
Монтажные положения:
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-1500 могут монтироваться на вертикальную поверхность с горизонтальной или веритакльной ориентацией корпуса в пространстве. Это позволяет оптимизировать компоновку шкафов управления.
Модули ввода-вывода
В составе программируемых контроллеров SIMATIC S7-1500 и станций ET 200MP может использоваться следующий состав периферийных модулей:
-
16- и 32- канальные модули ввода дискретных сигналов =24 В или ~230 В с высоким или низким уровнем активного входного сигнала.
-
8-, 16- или 32-канальные модули вывода дискретных сигналов =24 В или ~230 В с номинальными токами нагрузки на один канал 0.5 A, 2 A или 5 A.
-
8-канальные модули ввода аналоговых сигналов для измерения сигналов силы тока, напряжения или сопротивления, а также для измерения температуры с помощью термопар или термометров сопротивления.
-
4- или 8-канальные модули вывода аналоговых сигналов силы тока или напряжения:
-
включая скоростные (HS) модули с временем преобразования 125 мкс на 8 каналов.
-
Технологические модули для решения задач позиционирования и скоростного счета.
-
Коммуникационные модули для обмена данными через непосредственные (point-to-point - точка к точке) соединения.
-
В подготовке: F модули для построения систем противоаварийной защиты и обеспечения безопасности.
Периферийные модули одинакового функционального назначения делятся на классы:
-
BA (Basic): относительно простые и недорогие модули без поддержки диагностических функций и без передачи параметров настройки.
-
ST (Standard): модули с поддержкой диагностических функций на уровне модуля или группы каналов. Передача параметров настройки. Класс точности для аналоговых модулей 0.3%.
-
HF (High Feature): модули с поддержкой диагностических функций на уровне отдельных каналов. Передача параметров настройки. Класс точности для аналоговых модулей 0.1%. Повышенная стойкость к воздействию помех, повышенная прочность изоляции.
-
HS (High Speed): модули с малыми временами фильтрации сигналов и короткими временами преобразования. Например, аналоговые модули с временем преобразования 125 мкс на 8 каналов.
Аксессуары для периферийных модулей:
-
Маркировочные этикетки:
для установки на модули ввода-вывода и технологические модули (10 листов формата DIN A4, по 10 этикеток на лист, с перфорацией, для нанесения надписей с помощью лазерного принтера, серого цвета).
-
Элемент заземления экрана кабеля:
Используется с аналоговыми сигнальными и технологическими модулями SIMATIC S7-1500. Монтируется без использования инструмента. Состоит из терминального элемента подключения цепи питания =24 В, заземляющей рамки и терминала заземления. Позволяет выполнять заземление экранов одного или нескольких соединительных кабелей. Обеспечивает надежное разделение цепей питания и сигнальных цепей, обеспечивает получение низкоомных цепей заземления экранов кабелей, повышает стойкость модуля к электромагнитным воздействиям.
-
40-полюсный фронтальный соединитель, одинаковый для всех типов сигнальных и технологических модулей.
-
Дополнительные аксессуары: защитные крышки модулей и U-образные шинные соединители.
Коммуникационные возможности
Программируемый контроллер S7-1500 имеет несколько различных коммуникационных интерфейсов:
-
Интерфейс PROFINET IO IRT (с 2-канальным коммутатором), встроенный в каждый центральный процессор;
для обмена данными в реальном масштабе времени.
-
Коммуникационные модули для подключения контроллера к промышленным сетям PROFIBUS и Industrial Ethernet (PROFINET в подготовке).
-
Коммуникационные модули для обмена данными через непосредственные (point-to-point) соединения.
Центральный процессор CPU 1516-3 PN/DP оснащен дополнительным интерфейсом PROFINET со своим IP адресом, который может использоваться, например, для разделения сетей. Через встроенный интерфейс PROFIBUS центральный процессор CPU 1516-3 PN/DP может быть подключен к сети PROFIBUS и поддерживать функции ведущего DP устройства. Центральные процессоры без встроенного интерфейса PROFIBUS могут подключаться к сети PROFIBUS DP через коммуникационные модули.
Системы распределенного ввода-вывода на основе PROFINET IO
Программируемый контроллер SIMATIC S7-1500 подключается к сети PROFINET IO через встроенный интерфейс PROFINET центрального процессора, что позволяет получать распределенные конфигурации ввода-вывода.
Для систем локального и распределенного ввода-вывода на основе сети PROFINET IO используются одинаковые способы конфигурирования, адресации и программирования.
Функции контроллеров PROFINET IO способны выполнять:
-
Центральные процессоры программируемых контроллеров SIMATIC S7-1500.
-
Центральные процессоры программируемых контроллеров SIMATIC S7-1200.
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-300 с PN-CPU или коммуникационными процессорами PROFINET.
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-400 с PN-CPU или коммуникационными процессорами PROFINET.
-
Станции SIMATIC ET 200 с IM-CPU для PROFINET.
В режиме приборов ввода-вывода могут использоваться:
-
Центральные процессоры программируемых контроллеров SIMATIC S7-1500.
-
Центральные процессоры программируемых контроллеров SIMATIC S7-1200 (FW 4.0 или выше).
-
Станции ET 200S с IM151-8 PN/DP CPU и станции ET 200pro с IM154-8 PN/DP CPU.
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-300 с PN-CPU или коммуникационные процессоры PROFINET.
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-400 с PN-CPU или коммуникационные процессоры PROFINET.
-
Станции ET 200 с интерфейсными модулями для подключения к PROFINET.
-
Приборы человеко-машинного интерфейса, использующие механизмы прямого доступа к клавиатуре.
-
Приборы полевого уровня.
Системы распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS DP
Подключение программируемого контроллера SIMATIC S7-1500 к сети PROFIBUS DP может выполняться через встроенный интерфейс CPU 1516-3 PN/DP или через коммуникационный модуль. Через указанные интерфейсы могут обслуживаться системы распределенного ввода-вывода на основе сети PROFIBUS DP.
Для систем локального и распределенного ввода-вывода на основе сети PROFIBUS DP используются одинаковые способы конфигурирования, адресации и программирования.
Функции ведущих DP устройств способны выполнять:
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-1500
(через интерфейс PROFIBUS DP PN/DP-CPU или через коммуникационный модуль PROFIBUS DP).
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-1200
(через интерфейс PROFIBUS DP коммуникационного модуля CM 1243-5).
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-300
(через интерфейс PROFIBUS DP PN/DP-CPU, DP-CPU или через коммуникационный модуль PROFIBUS DP)
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-400
(через интерфейс PROFIBUS DP PN/DP-CPU, DP-CPU или через коммуникационный модуль PROFIBUS DP)
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S5-115U/H, S5-135U и S5-155U/H с интерфейсным модулем IM 308.
-
Программируемые контроллеры SIMATIC 505.
В качестве ведомых DP устройств могут использоваться:
-
Периферийные приборы ввода-вывода. Например, станции ET 200.
-
Приборы полевого уровня.
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200, S7-1200, S7-300.
-
Программируемые контроллеры C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP.
-
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-400 (с подключением через CP 443-5).
Программаторы и компьютеры с установленным пакетом STEP 7, а также панели операторов используют для обмена данными в сети PROFIBUS DP PG и OP функции связи.
Обмен данными через Ethernet
Программируемый контроллер S7-1500 может подключаться к сети Industrial Ethernet через встроенный интерфейс PROFINET центрального процессора или через коммуникационный процессор CP 1543-1 и поддерживать обмен данными:
-
С программируемыми контроллерами SIMATIC S7-1200.
-
С программируемыми контроллерами SIMATIC S7-300.
-
С программируемыми контроллерами SIMATIC S7-400.
-
С программируемыми контроллерами SIMATIC S5-115U/H, S5-135U, S5-155U/H.
-
С программаторами.
-
С офисными или промышленными компьютерами.
-
С приборами и системами оперативного управления и мониторинга SIMATIC HMI.
-
С системами числового программного управления.
-
С системами управления роботами.
-
С системами управления приводами.
-
С приборами и системами других производителей.
Коммуникационный процессор CP 1543-1 характеризуется следующими дополнительными показателями:
-
Интерфейс 1 Гбит/с.
-
Поддержка IPv6.
-
Защита данных: защита доступа на основе идентификации аппаратуры, список разрешенных IP/MAC адресов, межсетевой экран (firewall), VPN туннели (V12 SP1 и выше).
-
Обмен данными с системами S5 на основе транспортного протокола ISO.
-
FTP (клиент/ сервер), e-mail, SNMPv1/v3
Обмен данными через PROFIBUS
Программируемый контроллер SIMATIC S7-1500 может быть подключен к сети PROFIBUS DP через встроенный интерфейс центрального процессора или через коммуникационный модуль и поддерживать обмен данными:
-
С программируемыми контроллерами SIMATIC S7-1200.
-
С программируемыми контроллерами SIMATIC S7-300.
-
С программируемыми контроллерами SIMATIC S7-400.
-
С программируемыми контроллерами SIMATIC S5-115U/H, S5-135U, S5-155U/H.
-
С программаторами.
-
С промышленными или офисными компьютерами.
-
С приборами и системами оперативного управления и мониторинга SIMATIC HMI.
-
С системами числового программного управления.
-
С системами управления роботами.
-
С системами управления роботами.
-
С приборами и системами других производителей.
Обмен данными через непосредственные (point-to-point) интерфейсами
Установка непосредственных соединений выполняется через коммуникационные (PtP) модули. Такие соединения могут устанавливаться:
-
С системами автоматизации SIMATIC S7 и SIMATIC S5, а также с системами других производителей.
-
Со сканерами, считывателями кодов, системами идентификации.
-
С системами управления роботами.
-
С принтерами.
Поддерживаемые протоколы:
-
Свободно программируемый порт с определяемым пользователем форматом телеграмм.
-
3964(R).
-
Ведущее устройство Modbus RTU.
-
Ведомое устройство Modbus RTU.
-
USS, с поддержкой на уровне инструкций.
Свойства интерфейсов:
-
RS 232 с поддержкой дополнительных сигналов.
-
RS 422 для дуплексного обмена данными.
-
RS 485 для полудуплексного обмена данными и поддержки многоточечных соединений.
-
Скорость обмена данными от 300 до 115 200 бит/с.
-
Подключение внешних цепей через соединитель D-типа.