На протяжении многих лет Simatic не просто удерживает лидирующие позиции на рынке новейших разработок в сфере электроники. Это имя давно ассоциируется с различными программируемыми логическими контроллерами. Бренд не только оказывает влияние на развитие различных систем управления, но и устанавливает новые планки для этого развития. В области автоматизации компания SIEMENS внедрила огромное число инновационных предложений, среди которых:

• Увеличение уровня производительности;
• Расширение ассортимента совместимыми с ЦПУ мощными образцами;
• Введение развернутой системы диагностики;
• Внедрение структурированного программирования вместе с функциональными блоками, которые используются в создании “библиофонда” ПО.

Успешность этой концепции подтверждается непрерывным расширением и связью между созданными системами в течение более 15 лет.

История успеха компании довольно необычна для рынка промышленной автоматизации с его огромной скоростью развития. Главное, чтобы марка держала и дальше эту планку, а ее продукция соответствовала всей совокупности требований, предъявляемых потребителем к технике будущего.

Не так давно SIEMENS выпустила на рынок Simatic S7-1500 - усовершенствованную системную платформу. Перед компанией стояла единственная цель - объединить технику из семейства SIMATIC, которая уже успела себя хорошо зарекомендовать, с новейшими разработками в сфере систем автоматизации, нацеленных на цифровое будущее. Данным решением и определилась сущность современного промышленного контроллера.

Разработку можно рассматривать в качестве главного кандидата на роль основного контроллера, который решает задачи автоматизации на верхних и средних уровнях мощностей. Контроллер Simatic S7-1500 может найти применение в тех сферах, где используются S7-400 и S7-300 - программируемые промышленные контроллеры предыдущих поколений . Кроме того, его можно успешно применять в системах автоматизации непрерывных и дискретных процессов. В силу гибкой структуры обновленная разработка найдет свое применение в построении распределенных конфигураций и в создании централизованных систем.

Лучшие черты Simatic S7-1500 были получены от контроллеров предыдущего поколения. Конструкция обновленного устройства напоминает Simatic S7-300: это модульная система, которая посредством U-образных шинных соединителей собирается из отдельных модулей. По размерам эти два модуля схожи, но новая версия тоньше предыдущей на 5 мм, что делает ее более компактной. В отличии от SIMATIC S7-300, здесь больше нет ограничения на 8 модулей в одном ряду, поэтому на одной линейке могут разместиться до 32 модулей.

От Simatic S7-400 выпущенный Simatic S7-1500 получил возможность горячей замены. Она работает по принципу корзины, в которой собираются активные шинные модули и формируется безразрывная задняя шина. Она и дает возможность безопасно заменить модуль, не приостанавливая работу контроллера. Новый промышленный контроллер оснащен задней шиной с магистралью на 400 мегабит, производительных возможностей которой более чем достаточно для покрытия всех возможных запросов.

По сравнению с контроллерами предыдущего поколения в S7-1500 серьезно сократилась номенклатура моделей всех типов. Конструкция нового контроллера отличается удобством обслуживания и высокой гибкостью. Во время установки модули помещают на профильной шине и винтами фиксируют в рабочем положении, при этом они могут размещаться в произвольном порядке.

Первое поколение новой линейки предусматривает использование 3 типов процессорных модулей, которые рассчитаны на замену имеющихся CPU. Так, более ранние CPU 312 и 314 заменит 1511-1 PN, при этом будет осуществлен перенос всех сетевых функций на PROFINET. Заменой предыдущих моделей S7-400 и CPU 315, 317, 319 выступят 1516-3 PN/DP и 1513-1 PN.

Возможна поддержка сетей, предусмотренных встроенными интерфейсами. Речь идет о PROFIBUS и PROFINET, последний из которых - стандарт для любой из вариаций используемых процессорных модулей, назначение которого заключается в программировании, конфигурировании, диагностике, коммуникационном обмене данными и многих других сферах. 1516-3 PN/DP отличается дополнением в виде интерфейса PROFIBUS DP и локальной сети с собственным IP-адресом.

Все процессорные модули оснащены собственным встроенным web-сервером, среди возможностей которого:

• Получение открытого доступа к сообщениям системы и оперативным сообщениям;
• Диагностика коммуникационных соединений;
• Системная диагностика установленных модулей;
• Просмотр идентификационных данных;
• Открытие параметров настройки;
• Сбор и обработка статистических данных.

Есть возможность замены интерфейса оператора на конфигурируемую пользователем веб-страницу. Это позволит открыть доступ к производственным данным с использованием таблиц и списков свободно конвертируемых переменных.

Все процессорные модули S7-1500 имеют съемные цветные дисплеи, благодаря которым эксплуатационные характеристики значительно повысились. Съемные дисплеи позволяют:

• проводить установку и изменять параметры настройки без использования программаторов;
• мониторить диагностические данные и аварийные сообщения;
• мониторить текущее состояние модулей во всех каналах ввода-вывода;
• отображать данные идентификации, среди которых номера заказов, версии встроенного ПО модулей, серийные номера.

Вывод имеющейся информации на экран возможен на одном из двух установленных языков. Дисплей является частью стандартной комплектации контроллера, но устройство может работать и без него. Дисплей можно приобретать дополнительно как запасную часть, для его установки и съема не нужно приостанавливать работу контроллера, т.к. это никак не отражается на его работоспособности. Отдельный плюс - в наличии функции установки кода доступа к процессам выполнения операций. В случае возникновения внештатных операций меняется цветовая схема экрана, благодаря чему диагностика становится гораздо удобней.

ЦПУ Simatic S7-1500 отличаются достаточно большим объемом рабочей памяти. В качестве загружаемой памяти выступают карты SIMATIC Memory Card, имеющие емкость от 2 Mb до 2 Gb. Совместимый формат карт памяти FAT позволяет беспрепятственно обслуживаться средствами на базе Windows. Кроме применяемых кодов, возможно использование карты памяти с целью сохранения пользовательских данных и проекта STEP 7 целиком, включая символьные имена. Считывание этой информации позволяет проводить сервисные работы даже при отсутствии на программаторе исходного проекта. Благодаря стандартному оборудованию и ПО значительно упрощается дистанционное обслуживание: можно пересылать проект по электронной почте, записывать его на карту памяти и устанавливать в контроллер, не разбираясь со STEP 7.

Центральный процессор с его высокой производительностью получил дополнение в виде внутренней скоростной шиной контроллера, через которую возможен обмен данными на скорости до 400 Мбит/с. Сочетание вышеописанных факторов позволило получить минимальные временные значения, которые потребуются для выполнения программного цикла и реакции на внешние раздражители. Реакция терминал-терминал происходит менее чем за 100 мкс. Отличительной особенностью всех ЦПУ Simatic S7-1500 выступает поддержка технологической функции управления перемещением. Посредством этой функции различные приводы подключаются путем использования интерфейсов PROFINET и PROFIBUS, которые поддерживают профиль PROFIdrive. Это делает возможным выполнить простое программирование различных задач управления перемещением посредством блоков PLCopen. Такое решение позволяет использовать одинаковые методы проектировки и конфигураций программируемых контроллеров, устройств, систем человеко-машинного интерфейса и различных приводов. За счет использования таких средств инструментальной диагностики и проведения пуско-наладочных работ, значительно упрощаются проводимые работы и сокращается время, необходимое для этого процесса.

Контроллером Simatic S7-1500 осуществляется поддержка до 4 заданий на трассировку, пределы каждого из которых способны вместить в себя процессы регистрации до 16 переменных в режиме реального времени с установленным интервалом. Сохранение информации осуществляется во внутренней памяти ЦПУ, при этом их можно выгрузить при необходимости проведения дальнейшей аналитической работы. Если говорить о STEP7 Professional V12, то он имеет все необходимые инструменты для осуществления графического отображения, мультиплексирования и фильтрации данных, а полученные данные с результатами измерения доступны к экспорту для их дальнейшей обработки и документирования.

Simatic S7-1500 оснащен встроенной поддержкой функционала ПИД-регулирования, что дает возможность задействовать его в решении широкого спектра разнообразных задач в области автоматического регулирования, применять в шаговых регуляторах, регуляторах с аналоговыми и импульсивными выходными сигналами, а также использовать при выполнении операций в области автоматической оптимизации функционирования регуляторов.

Технические возможности всего семейства S7-1500 дают понять, что система переросла “детский возраст” и решает практически все задачи автоматизации, которые доступны линейкам S7-400 и S7-300. Линейкой ЦПУ обеспечивается почти весь спектр производительности предыдущего поколения. У модулей ввода/вывода есть аналоги либо в децентрализованной периферии, либо в форме блоков S7-1500, при этом заметно вырос уровень сервисных возможностей. Функционал специализированных модулей FM был выполнен в ЦПУ как свежая концепция управления перемещением, отвечающая требованиям стандарта PLCopen. Обновленный S7-1500 дает возможность совместно использовать распределенную периферию, которая недоступна в других семействах. После модернизации произошло значительная унификация по качественным возможностям и программированию с S7-1500. Единственные отличия состоят в количественных показателях, среди которых уменьшение коннекций, памяти, заданий трассировок и т.д.

Применение линейки “тысячных” контроллеров с экономической точки зрения выгоднее, останавливать может только множество наработок для контроллеров предыдущего поколения. Но это нельзя считать серьезным препятствием: TIA Portal оснащен мощным инструментарием, который позволяет перенести старые наработки и для более ранних версий TIA Portal, и для STEP7 v 5.5. У компании SIEMENS можно найти тематические рекомендации и пособия, доступно объясняющие процесс миграции ПО как для операторских панелей предыдущих моделей, так и контроллеров. Все затраты на выполнение миграции в полной мере компенсируют экономические преимущества, которые пользователь получает от использования новых моделей оборудования.

В этой ситуации стоит принимать в учет смещение границ применимости семейства и уход от прямой замены модуля. Контроллеры S7-300 без проблем могут быть заменены моделями S7-1200. Их стоимость значительно ниже, чем S7-1500, позиционирующих себя в качестве прямого аналога S7-300. Но у них унифицировано программирование, поэтому программы от S7-300 адаптируются под S7-1200. Благодаря поддержке функциональности контроллера и устройств ввода и вывода возможен синхронизированный высокоскоростной обмен данными между центральными процессорами, что делит между несколькими контроллерами S7-1500 сложную задачу, требующую дорогого CPU 417. Появившийся ET200SP CPU стер грань между S7-1200 и S7-1500 за счет компактного форм-фактора и отсутствия дисплея.

В ближайшем будущем ожидается выход на рынок модулей, которые позволят облегчить миграции. В первую очередь, линейка процессоров будет расширена F-моделями различной производительности. Это относится и к семейству S7-1200, и к S7-1500. Кроме того, должны появиться компакт-версии S7-1500C - приборы, которые объединят в себе ЦПУ и модули ввода/вывода. Есть мнение, что разработчики SIEMENS конкурируют сами с собой, создавая максимально близкие по концепции S7-1500C и S7-1200. Это далеко не так: перспективные S7-1500C предназначены, в первую очередь, для облегчения процесса миграции с S7-300C. Технические характеристики новейших компактных устройств будут адаптированы для максимально удобной для пользователя и простой замены S7-300C.