Резервированные системы S7-1500R/1500H

SIMATIC S7-1500 R/H резервируемая система :

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:

1.PN контроллер

2.PROFINET шина

3.PN устройство

Резервирование одного уровня не зависит от других уровней

Режимы резервирования :

Режим S1 :

*Стандартный PLC + R/H

Устройство S1:

S -> Один интерфейс

1 -> Одно соединение с одним PLC

Режим S2 :

*Для R/H PLC

Устройство S2:

S -> Один интерфейс

2 -> Возможность переключения между двумя соединениями

Режим R1 :

*Запланировано для 1500H

Устройство R1:

R -> Резервированный интерфейс

1 -> Каждый интерфейс имеет одно соединение с одним PLC

Siemens PN IO устройства с поддержкой PN S2 :

Системы ввода-вывода:

Приводная техника:

Коммутаторы:

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 :

1. Кольцевая структура MRP должна подключаться к интерфейсу X1

2. Синхронизация через кольцевую структуру PN – отсутствие узлов в этом сегменте

3. 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)

4. S2 устройства могут быть интегрированы в кольцо или подключены через коммутатор

Длина линии синхронизации :

Прямое соединение до 100 м

Оптоволоконная линия (медиаконвертер) до 3 км

Пример конфигурации SIMATIC S7-1500R (CPU 1515R) :

Пример конфигурации для S7-1500H :

Длина линии синхронизации :

*Синхромодули ближнего действия до 10 м (светодиодные)

*Синхромодули дальнего действия до 10 км

! Линии синхронизации дублируются !

! Отказ одной из линий не влияет на работоспособность системы !

Конфигурация системы :

1. Кольцевая структура MRP должна подключаться к интерфейсу X1

2. PN устройства могут устанавливаться „между“ PLC

3. 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 :

*Поддерживаются устройства S2 и S1

Подключение подчиненного контроллера :

*Новая функция в V16: возможность подключения без модуля PN/PN Coupler

Подключение ведомых устройств PROFIBUS DP :

*Новая функция в V16: возможность подключения без модуля PN/PN Coupler

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 :

*Отказ основного или резервного CPU

*Отказ IO устройства в кольце PROFINET

*Обрыв PROFINET кабеля в кольце PROFINET

*Отказ коммутатора в кольце PROFINET (с линейной топологией)

*Отказ IO устройства в кольце PROFINET И основного CPU

Специфические сценарии отказа для S7-1500R :

*Отказ прямой резервной линии

*Отказ прямой резервной линии и обрыв кабеля PROFINET в кольце PROFINET

*Отказ прямой резервной линии и обрыв кабеля PROFINET в кольце PROFINET

Специфические сценарии отказа для S7-1500H :

*Отказ одной резервной линии синхронизации

*Отказ обеих резервных линий синхронизации

*Отказ обеих резервных линий синхронизации

*Отказ одной резервной линии и основного CPU

*Отказ обеих резервных линий и обрыв кабеля PROFINET в кольце PROFINET

Коммуникация :

*Коммуникация между резервированной системой PLC и стандартной системой

Системный IP-адрес :

*Коммуникация с R/H системами с использованием “системного IP-адреса”

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 устройств безопасности через подчиненный F-контроллер

*Подключение устройств безопасности через подчиненный F-контроллер с модулем PN/PN Coupler

Подключение HMI через 1 сеть (кольцевая или магистральная структура) :

*через 1 сеть (кольцевая или магистральная структура)

*через 1 сеть (кольцевая или магистральная структура)

*через резервированную сеть

*через резервированную сеть

*через резервированную сеть

Рекомендуемые конфигурации :

для CPU 1513R-1 PN

*для CPU 1513R-1 PN

*для CPU 1515R-2 PN 1) Для R систем только 100 Мбит/с на линии синхронизации

*для CPU 1517H-3 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“.

*Сравнение с системным резервированием S2

*Отображение режима резервирования в TIA Portal

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 :

*Обзор системных функций

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