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.