Технический обзор
Резервируемые системы сокращают расходы
Сокращение простоев оборудования
Высокая эксплуатационная готовность при текущей работе, предотвращение простоев
Предотвращение сбоев
Предотвращение незапланированных остановок производства, которые могли бы привести к необратимым повреждениям изготовляемого продукта
Сокращение затрат на обслуживание
Большинство прикладных решений характеризуется высокой сложностью в реализации и обслуживании
Предотвращение потерь данных
Данные сохраняется, что позволяет минимизировать время перезапуска после сбоев
Эксплуатация без локального персонала
Улучшенное планирование для полевого сервисного обслуживания
Резервируемые системы SIMATIC S7-1500 R/H
- Использование стандартных процессоров стандартные CPU/F-CPU S7-1500 CPU и PROFINET
- Стандартный и доступный инструментарий проектирования/программирования, включая все языки программирования
- Полная интеграция в TIA Portal
- Не требуется глубоких знаний в области технологии резервирования
- Простой переход Standard -> R/H - Масштабирование времени переключения, архитектуры резервирования, производительности от CPU 1513 до 1517
- Поэтапный выход на рынок: первая версия с базовыми функциями резервирования и постепенное добавление новых функций на более поздних этапах
Обзор системы SIMATIC S7-1500 R/H
Аппаратная часть PLC
Используемый оптоволоконный кабель
X1: PROFINET IO контроллер, поддержка RT, MRP, транспортный протокол TCP/IP, Open User Communication
X2: PROFINET базовые службы, транспортный протокол TCP/IP, Open User Communication
PROFINET системное резервирование
Концепция
PROFINET SR
Единая система, состоящая из резервируемых PN контроллеров и одиночных или резервируемых PN устройств
3 уровня:
- PN контроллер
- PROFINET шина
- PN устройство
Резервирование одного уровня не зависит от других уровней
Режимы резервирования
Режим S1
Устройство S1
S -> Один интерфейс
1 -> Одно соединение с одним PLC
Режим S2
Устройство S2
S -> Один интерфейс
2 -> Возможность переключения между двумя соединениями
Режим R1
Устройство R1
R -> Резервированный интерфейс
1 -> Каждый интерфейс имеет одно соединение с одним PLC
Siemens PN IO устройства с поддержкой PN S2
Конфигурация сети с S7-1500R/H
Требования к конфигурации сети PROFINET
- Кольцевой протокол MRP
- PN IO только на интерфейсе X1
- Контроллеры должны быть частью кольца
- Для S7-1500R:
-> Отсутствие устройств на линии между двумя контроллерами
-> PN устройства должны поддерживать системное резервирование NAP S2 (V1.11) Подключение устройств S1 через коммутатор
Конфигурация системы
- Кольцевая структура MRP должна подключаться к интерфейсу X1
- Синхронизация через кольцевую структуру PN – отсутствие узлов в этом сегменте
- Устройства S1 должны подключаться к кольцу через коммутатор (Причина: S1 устройства не перенаправляют телеграммы H-Sync на этапе переконфигурирования MRP. Это привело бы в случае
прерывания сегмента 2 к увеличению времени цикла CPU.
См. раздел „H-Sync Forwarding“ в справочнике по системе S7-1500R/H) - S2 устройства могут быть интегрированы в кольцо или подключены через коммутатор
Длина линии синхронизации
Пример конфигурации SIMATIC S7-1500R (CPU 1515R)
Пример конфигурации для S7-1500H
Длина линии синхронизации
! Линии синхронизации дублируются !
! Отказ одной из линий не влияет на работоспособность системы !
Конфигурация системы
- Кольцевая структура MRP должна подключаться к интерфейсу X1
- PN устройства могут устанавливаться „между“ PLC
- S1 и S2 устройства могут быть интегрированы непосредственно в кольцо
Пример конфигурации SIMATIC S7-1500H (CPU 1517H)
Конфигурация сети с S7-1500R/H
Подключение устройств PROFINET
Подключение подчиненного контроллера
Подключение ведомых устройств PROFIBUS DP
Примечание: IE/PB Link и IE/PB LINK HA сейчас не поддерживаются
1) Не рекомендуется для S7-1500R – см. Рекомендуемые конфигурации для CPU 1515R-2 PN
Интеграция в сеть
Сценарии отказа для S7-1500R/H
Специфические сценарии отказа для S7-1500R
Специфические сценарии отказа для S7-1500H
Коммуникация
Системный IP-адрес
Использование системного IP вместо IP интерфейса контроллера
- Прозрачная коммуникация между стандартным PLC и R/H системой
- Стандартный партнер автоматически подключается к основному PLC
Системный IP-адрес – Переключение основного устройства
Устройства безопасности
Подключение HMI через 1 сеть (кольцевая или магистральная структура)
Рекомендуемые конфигурации
для CPU 1513R-1 PN
Резервируемые системы SIMATIC S7-1500
Новые функции в V16 с версией системного ПО CPU 2.8
Резервный CPU для загрузки может оставаться в состоянии “Run-резерв”
Могут использоваться и PN устройства без системного резервирования (S1)
Режим работы „Коммутируемое устройство S1“.
Сообщения пользователя и диагностика процесса
Поддержка сообщений для программ и ProDiag
Функция
- Контроль машины или установки с возможностью вмешательства или отправки сообщений при неполадке.
- Контрольные сообщения содержат информацию о типе контроля, а также месте возникновения и причине неисправности.
Преимущество функции
- Возможность вывода инструкций по устранению для обнаруженных неисправностей.
- Возможность опережающей идентификации возможной неполадки для принятия контрмер.
Идентичные программирование и обработка сообщений пользователя и сообщений поддержки диагностики процесса для стандартных и S7-1500R/H CPU
Поддержка STEP 7 Graph
Функция
Начало использования STEP 7 Graph как графического языка программирования для резервируемых S7-1500 контроллеров
Преимущество функции
- Графический язык программирования для разработки циклового программного управления и последовательных процессов
- Идентичные возможности для выбора используемых редакторов и языков программирования для S7-1500 R/H CPU и „стандартных“ CPU
- Возможность выбора наиболее подходящего в конкретной ситуации языка программирования
Идентичные языки программирования для стандартных и
S7-1500R/H CPU
Поддержка дополнительных блоков
Ограничения для S7-1500R/H
1) Поддержка S7 коммуникации как сервера
2) Возможно на прикладном уровне, см. SIOS материал 109767576
3) Поддерживаются TO, Счет, Измерение, ПИД
Информация для заказа
CPU S7-1500R
CPU 1513R-1 PN - 6ES7513-1RL00-0AB0
CPU 1515R-2 PN - 6ES7515-2RM00-0AB0
CPU S7-1500H
CPU 1517H-3 PN - 6ES71517-3HP00-0AB0
Расстояние до 10м между контроллерами S7-1500H
Использование синхромодулей для ВОК до 10м
Модуль - 6ES7 960-1CB00-0AA5
ВОК 1м - 6ES7 960-1BB00-5AA5
ВОК 2м - 6ES7 960-1BC00-5AA5
ВОК 10м - 6ES7 960-1CB00-5AA5
Расстояние между контроллерами до 10 км
Модуль - 6ES7 960-1FB00-0AA5
Необходимо использовать одномодовый ВОК LC/LC Duplex Crossed 9/125µ
Пакет S7-1500H (включает в себя 2 CPU 1517-3 PN,
4 синхромодуля до 10 м и 2 синхрокабеля 1 м)
Заказной номер пакета - 6ES7500-0HP00-0AB0
При подготовке публикации использовались материалы и изображения SIEMENS AG
<-