Společnost Siemens uvádí na trh novou generaci řídicích jednotek s typovým označením Simatic S7-1500, které jsou určeny k automatizaci strojů a strojních zařízení. Mezi jejich charakteristické vlastnosti patří zejména mimořádně vysoká výkonnost a řada standardně vestavěných funkčních skupin, jako například Motion Control pro řízení polohy a pohybu, Security pro zabezpečení a ochranu investic a Safety pro snadnou realizaci obvodů a úloh zajišťujících funkční bezpečnost. Vyšší efektivity lze dosáhnout zejména díky zdokonalené konstrukci usnadňující uvádění do provozu, spolehlivému fungování automatizačního systému a konfigurovatelným diagnostickým funkcím informujícím o stavu zařízení. Přínosem je rovněž začlenění systému Simatic S7-1500 do vývojového prostředí TIA Portal, což přináší snadný a úsporný vývoj uživatelských aplikací.
Nová generace řídicích jednotek Simatic S7-1500 bude na trh uváděna postupně. Jako první budou v prodeji tři procesorové jednotky (Central Processing Unit - CPU) střední výkonnosti označené kódy 1511, 1513 a 1516 s odstupňovanými výkonovými charakteristikami. Všechny budou dostupné také ve verzi F (failsafe) pro bezpečnostní úlohy. Jednotky se od sebe liší například počtem rozhraní, rychlostí prováděných operací, rozměry displeje a kapacitou paměti pro uložení dat. Podle potřeb konkrétní automatizační úlohy lze do centrální sestavy CPU přidat až 32 rozšiřujících modulů, například nové komunikační a technologické moduly či moduly I/O. Stejné rozšiřující moduly lze využít i v nových decentrálních periferiích ET 200MP, které s CPU komunikují přes protokol Profinet.
Pokud jde o celkovou výkonnost řídicího systému Simatic S7-1500, jsou kromě vysokého výkonu jádra systému výrazně rozšířeny i technologické funkce a zdokonaleny funkce zabezpečení a ochrany dat. Zdokonalena a zjednodušena byla také integrace funkční bezpečnosti. Pro zvýšení efektivity byla vyvinuta řada vylepšení, zejména v oblastech konstrukce, ovládání a diagnostiky systému a jeho začlenění do vývojového prostředí TIA Portal.
Hlavní chrakteristiky řídicího systému Simatic S7-1500
Výkonný systém
Vysoký výkon systému S7-1500 umožňuje dosáhnout rychlého zpracování signálů, mimořádně krátkých dob odezvy a vysoké kvality řízení. Simatic S7-1500 má výkonnější systémovou sběrnici s velkou rychlostí přenosu dat a efektivním komunikačním protokolem. Procesorové jednotky typu 1511 a 1513 mají dva PN porty pro komunikaci prostřednictvím protokolu Profinet, zatímco CPU typu 1516 nabízí porty tři – dva pro komunikaci na úrovní řízení procesu a jeden k připojení do informační sítě podniku. Lze tedy snadno realizovat oddělení těchto sítí. Protokol Profinet IO IRT umožňuje dosáhnout pevně definovaných dob odezvy, a zajistit tak přísně deterministické chování řídicího systému. Webový server procesorové jednotky slouží k přístupu k provozním, resp. systémovým údajům na dálku nebo k diagnostickým účelům.
Technologické funkce
Uživatelé mají k dispozici vestavěnou podporu Motion Control a snadné připojení pohonů Sinamics napřímo, nebo pohonů PROFIdrive kompatibilních po sběrnici. K dispozici je otáčková a polohovací osa, resp. vyhodnocení signálu z enkodéru. Připojení pohonů s profilem PROFIdrive usnadňují softwarové funkční bloky odpovídající standardům vydaným organizací PLCopen. Pro snazší a rychlejší uvedení pohonů a jejich řídicích algoritmů do provozu jsou uživatelům k dispozici sledovací funkce (trace) umožňující diagnostikovat a optimalizovat běh řídicích algoritmů a chování pohonů v reálném čase. Další integrovanou technologickou funkcí je PID regulace se snadno konfigurovatelnými funkčními bloky, jež zajišťují vysokou kvalitu regulačních pochodů. Optimální hodnoty parametrů PID regulátorů se nastavují automaticky.
Zabezpečení
Komplexní koncept zabezpečení použitý u systému Simatic S7-1500 sahá od ochrany jednotlivých bloků, až po zajištění integrity veškeré komunikace. Systém pomáhá a podporuje uživatele při zajišťování ochrany investic. Integrované funkce chránící know-how (např. program stroje před okopírováním) pomáhají ochránit zařízení před neoprávněným přístupem či modifikací. Jednotlivé programové bloky PLC lze svázat se sériovým číslem použité paměťové karty. Tím je zajištěno, že programy mohou pracovat jen s paměťovou kartou řádně zkonfigurovanou v průběhu výroby či oživení, a nelze je tak okopírovat. Problém ochrany aplikačního programu před neoprávněnými změnami jeho konfigurace řeší i použití chráněného přístupu. Prostřednictvím oprávnění různých úrovní lze jednotlivým skupinám uživatelů přidělit rozdílná práva. Dále existují speciální mechanismy pro rozpoznávání modifikovaných dat. Lze se tedy chránit před neoprávněnou manipulací s daty a údaji řídicí jednotky.
Funkční bezpečnost
Funkční bezpečnost je v řídicím systému Simatic S7-1500 pojata zcela komplexním způsobem jako jeho nedílná součást. Bezpečnost strojů a technologických zařízení je častým požadavkem a díky použití jediné platformy lze uspořit nemalé náklady. Stačí zvolit bezpečné, tzv. F-verze (failsafe) nových řídicích jednotek, přičemž se používá totéž vývojové prostředí i způsob obsluhy jak pro standardní programy, tak i pro programy související s funkční bezpečností.
Konstrukce a ovládání
Při volbě konstrukčního uspořádání a způsobu obsluhy systému Simatic S7-1500 byla věnována zvláštní pozornost co nejsnazšímu ovládání a co největší možné vstřícnosti systému směrem k uživateli. Výsledkem je mnoho vylepšení, zčásti zcela zjevných a zčásti ukrytých v jemných detailech. Například jde o vůbec první řídicí jednotky Simatic vybavené displejem, tj. s pohodlnou obsluhou, a zobrazením podrobné textové informace, což uživateli poskytuje zcela transparentní pohled na zařízení. Standardizovaný čelní konektor je možné při připojování signálních vodičů nově zasadit do tzv. montážní polohy, kdy pevně drží v IO modulu, ale ještě s ním není elektricky propojen. Montér tak může bezpečně a pohodlně provést připojení všech potřebných signálů a až následně čelní konektor přesunout do pracovní polohy. Doplňkové komponenty (např. jističe nebo relé) se snadno montují na přístrojovou lištu DIN, která je integrována do profilové lišty systému S7-1500. Každou jednotku CPU řady S7-1500 lze snadno centrálně rozšířit až o 32 rozšiřujících modulů. Sestavu modulů vytváří libovolně uživatel podle potřeb konkrétní automatizační úlohy.
Systémová diagnostika
Integrovanou součástí systému Simatic S7-1500 je široká nabídka diagnostických funkcí dostupných bez jakéhokoliv dodatečného programování. Potřebné diagnostické funkce se namísto programování jednoduše konfigurují. Současně je unifikován způsob zobrazení diagnózy. Hlášení, například z pohonů nebo o závadách, se zobrazují jako textové zprávy na displeji CPU a identicky také na všech dalších místech – v prostředí TIA Portal, na operátorském rozhraní (HMI) i na webovém serveru.
Projektování v prostření TIA Portal
Stejně jako všechny nové automatizační prvky značky Siemens jsou i řídicí jednotky nové řady Simatic S7-1500 začleněny do vývojového prostředí TIA Portal. Jde o softwarový nástroj umožňující jednotným způsobem navrhovat, ovládat a spravovat řídicí jednotky, operátorská rozhraní a pohony, sdílet uložené údaje a automaticky udržovat konzistenci dat v celém projektu automatizačního systému.
Další podrobné informace jsou k dispozici na internetové adrese http://www.siemens.cz/s7-1500