خزانة الأتمتة الحديثة هي في الأساس جدال محكوم بين الفيزياء والجدولة. تولد المستشعرات إشارات فوضوية، والشبكات تعاني من الارتعاش، وتتطلب المشغلات توقيتًا، وتصر متطلبات السلامة على أن “الصحيح في الغالب” ليس شيئًا. الـSiemens 6ES7517-3FP00-0AB0 يقع في هذا التقاطع: إنه وحدة معالجة مركزية آمنة من الفشل SIMATIC S7-1500F, من النوع CPU 1517F-3 PN/DP, مصممة للتحكم الحتمي السريع، والاتصال متعدد الشبكات، ووظائف السلامة المتكاملة.
تجمع وحدة المعالجة المركزية هذه بين موارد وحدة التحكم الكبيرة والاتصالات الصناعية في وحدة مركزية واحدة: ذاكرة عمل 3 ميجابايت للبرنامج، ذاكرة عمل 8 ميجابايت للبيانات, و بطاقة ذاكرة SIMATIC (مطلوبة) توفر ذاكرة تحميل تصل إلى 32 جيجابايت. يستهدف تخطيط اتصالاتها بنية المصنع الحقيقية: PROFINET IRT مع مفتاح 2 منفذ مدمج، واجهة ثانية PROFINET RT، وواجهة PROFIBUS DP مدمجة.
ما يجعل فئة 1517F مثيرة للاهتمام ليس فقط “إنها سريعة.” إنها سريعة بالطرق التي تهم الأتمتة: تحدد Siemens أوقات تنفيذ نموذجية تبلغ 2 نانوثانية لعمليات البت، 3 نانوثانية لعمليات الكلمات، 3 نانوثانية للحساب النقطي الثابت، و 12 نانوثانية للحساب النقطي العائم. يساعد هذا النوع من الأداء عندما تحتاج إلى الحفاظ على استقرار أوقات الدورة مع التعامل أيضًا مع التشخيصات، وحمل الاتصالات، وكائنات التكنولوجيا، و (الأهم من ذلك) منطق السلامة.
مصممة لشبكات حقيقية، وليست شبكات كتيبات
تم تصميم واجهات وحدة المعالجة المركزية لطوبولوجيات مختلطة وترحيل مرحلي:
-
الواجهة X1: PROFINET IRT عبر RJ45 مع 2 منفذين و مفتاح مدمج (جيد للأسلاك الخطية أو الحلقية بدون مفتاح خارجي).
-
الواجهة X2: PROFINET RT عبر RJ45 مع منفذ واحد (غالبًا ما يستخدم لشريحة شبكة ثانية أو فصل حركة المرور).
-
الواجهة X3: PROFIBUS عبر RS-485، مع قدرة PROFIBUS DP الرئيسية.
على نطاق المصنع، تحدد Siemens ما يصل إلى 320 اتصالاً إجمالاً (عبر الواجهات المتكاملة و CPs/CMs المتصلة)، مع 288 اتصالاً عبر الواجهات المتكاملة، وتحتفظ بـ 10 اتصالات لـ ES/HMI/web. على جانب وحدة تحكم PROFINET IO، تسرد Siemens ما يصل إلى 512 جهاز IO قابل للتوصيل، وتشير إلى ما يصل إلى 64 جهاز IO مع IRT. بالنسبة لـ PROFIBUS، تدعم واجهة DP المتكاملة ما يصل إلى 125 جهاز DP تابعًا (وما يصل إلى 48 اتصالًا لواجهة PROFIBUS DP المتكاملة).
السلامة المتكاملة حيث يهم الأمر
هذه وحدة معالجة مركزية S7-1500F، مما يعني أنها مصممة لتطبيقات آمنة من الفشل. تحدد Siemens أعلى فئة أمان يمكن تحقيقها في وضع الأمان على أنها PLe (ISO 13849-1) و SIL 3 (IEC 61508). كما أنها توفر مقاييس احتمالية الفشل لمدة افتراضية لعمر خدمة 20 عامًا: PFDavg < 2.00E-05 لوضع الطلب المنخفض و PFH < 1.00E-09 لوضع الطلب المرتفع/المستمر (كلاهما يتماشى مع سياق SIL3).
لشبكات السلامة، تسرد ورقة البيانات دعم PROFIsafe (V2.4 / V2.6). من الناحية العملية، يساعد ذلك عند بناء وظائف السلامة عبر مناظر PROFINET/PROFIBUS مع الحفاظ على اتساق الهندسة في نظام SIMATIC البيئي.
ميزات التحكم في الحركة والتحكم في العمليات في وحدة معالجة مركزية واحدة
إذا كانت آلتك جزءًا من PLC وجزءًا من نظام الحركة، فيمكن أن تختفي موارد وحدة المعالجة المركزية بسرعة. تحدد Siemens دعم التحكم في الحركة وتحدد الموارد: 10240 موردًا للتحكم في الحركة متوفرة، مع تكاليف الموارد النموذجية لكل كائن تقنية (على سبيل المثال 80 لكل محور تحديد موضع، 160 لكل محور متزامن). توفر Siemens أيضًا عددًا نموذجيًا للمحاور: 70 محورًا لتحديد المواقع بدورة تحكم في الحركة تبلغ 4 مللي ثانية و 128 محورًا لتحديد المواقع بدورة 8 مللي ثانية (قيم نموذجية).
على جانب التحكم، تدعم وحدة المعالجة المركزية كتل تحكم Siemens مثل PID_Compact، PID_3Step، و PID-Temp، وتتضمن قدرة عد عالية السرعة. هذا مهم عندما يجب على وحدة تحكم واحدة التعامل مع المنطق المنفصل، وحلقات العمليات الأساسية، والحركة المنسقة دون تحويل وقت الدورة إلى قصة رعب.
المواصفات الفنية الرئيسية (مكثفة)
| الفئة | المواصفات |
|---|---|
| نوع المنتج / وحدة المعالجة المركزية | SIMATIC S7-1500F, CPU 1517F-3 PN/DP (6ES7517-3FP00-0AB0) |
| ذاكرة العمل | 3 ميجابايت برنامج، 8 ميجابايت بيانات |
| ذاكرة التحميل | بطاقة ذاكرة SIMATIC مطلوبة؛ تصل إلى 32 جيجابايت |
| الأداء | عمليات البت 2 نانوثانية نموذجية.; كلمة 3 نانوثانية نموذجية.; نقطة عائمة 12 نانوثانية نموذجية. |
| الواجهات | PROFINET IRT X1 (مفتاح 2 منفذ)، PROFINET RT X2، PROFIBUS DP X3 (RS-485) |
| PROFIBUS DP | DP master yes; RS-485 up to 12 Mbit/s; تصل إلى 125 جهاز DP تابع |
| PROFINET IO | تصل إلى 512 جهاز IO, تصل إلى 64 جهاز IRT |
| الاتصالات | الحد الأقصى 320 إجمالي الاتصالات؛ 288 عبر الواجهات المتكاملة |
| الأمان / الويب | خادم الويب HTTP/HTTPS; تشفير اختياري لاتصال Open IE |
| OPC UA | عميل/خادم OPC UA؛ مطلوب ترخيص وقت التشغيل; سياسات الأمان المدرجة |
| السلامة | تصل إلى PLe و SIL 3 في وضع الأمان؛ يتم توفير قيم PFDavg/PFH |
| الطاقة | 24 فولت تيار مستمر (19.2–28.8 فولت)؛ استهلاك التيار 1.55 أمبير; فقدان الطاقة 24 واط نموذجي. |
| HMI / التشغيل المحلي | شاشة العرض 6.1 سم، 6 مفاتيح, مفتاح تحديد الوضع |
| البيئة | التشغيل: 0–60 درجة مئوية أفقيًا (إيقاف تشغيل الشاشة عادةً عند 50 درجة مئوية)؛ 0–40 درجة مئوية رأسيًا (إيقاف تشغيل الشاشة عادةً عند 40 درجة مئوية) |
| الأبعاد / الوزن | 175 × 150 × 129 ملم, 2100جم |
حيث تتناسب وحدة المعالجة المركزية هذه بشكل قوي
| التطبيق | لماذا 6ES7517-3FP00-0AB0 منطقي | ملاحظة عملية |
|---|---|---|
| آلات عالية الأداء مع السلامة | وضع أمان SIL3/PLe، وأداء قوي لوحدة المعالجة المركزية، ودعم PROFIsafe | يعتمد أداء السلامة على تصميم النظام والتحقق من صحتهما بشكل كامل |
| مصانع PROFINET + PROFIBUS المختلطة | PROFINET متكامل + PROFIBUS DP master في وحدة معالجة مركزية واحدة | مفيد للتحديث التدريجي دون إزالة fieldbus على الفور |
| خطوط التعبئة/التجميع الثقيلة بالحركة | موارد التحكم في الحركة الكمية وإرشادات سعة المحور | يؤثر عدد المحاور على وقت دورة PLC، لذا قم بتحديد حجم التطبيق بشكل واقعي |
| الأتمتة المستندة إلى البيانات | عميل/خادم OPC UA مع سياسات أمان محددة (مطلوب ترخيص) | خطط الترخيص مبكرًا إذا كان OPC UA مطلبًا للمشروع |
| التركيز على التشغيل والتشخيص | مخزن التشخيص، آثار (تصل إلى 8)، ومؤشرات وحدة المعالجة المركزية القياسية | يعد استخدام التتبع طريقة عملية لتقصير وقت التشغيل |
ملخص
الـ Siemens 6ES7517-3FP00-0AB0 (CPU 1517F-3 PN/DP) هي وحدة معالجة مركزية آمنة من الفشل SIMATIC S7-1500F عالية الجودة مصممة للتحكم الحتمي، ومصانع الشبكات المختلطة، وتصميم الآلات الموجهة نحو السلامة. مع 3 ميجابايت برنامج و 8 ميجابايت ذاكرة عمل للبيانات، ذاكرة تحميل تصل إلى 32 جيجابايت عبر بطاقة ذاكرة SIMATIC (مطلوبة)، وأوقات التنفيذ وصولاً إلى 2 نانوثانية نموذجية لعمليات البت، وهي مصممة للتطبيقات التي يتعايش فيها وقت الدورة وحمل الاتصالات ومنطق السلامة. وهي تدمج PROFINET IRT (مفتاح 2 منفذ)، واجهة ثانية PROFINET RT، و PROFIBUS DP master، وتدعم إمكانات مثل OPC UA (مطلوب ترخيص وقت التشغيل)، خادم ويب HTTPS، والتشفير الاختياري، وميزات التحكم في الحركة مع الموارد الكمية وإرشادات المحور.
