ตู้ควบคุมอัตโนมัติสมัยใหม่โดยทั่วไปแล้วคือการโต้แย้งระหว่างฟิสิกส์และการจัดตารางเวลา เซ็นเซอร์สร้างสัญญาณที่ยุ่งเหยิง เครือข่ายมีการสั่น Actuator ต้องการการกำหนดเวลา และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยยืนยันว่า “ถูกต้องส่วนใหญ่” ไม่ใช่เรื่องจริง The Siemens 6ES7517-3FP00-0AB0 อยู่ตรงจุดตัดนั้น: มันคือ SIMATIC S7-1500F fail-safe CPU, ประเภท CPU 1517F-3 PN/DP, ออกแบบมาเพื่อการควบคุมแบบกำหนดเวลาที่รวดเร็ว การเชื่อมต่อแบบหลายเครือข่าย และฟังก์ชันความปลอดภัยในตัว
CPU นี้รวมทรัพยากรตัวควบคุมขนาดใหญ่เข้ากับการสื่อสารทางอุตสาหกรรมในหน่วยกลางเดียว: หน่วยความจำทำงาน 3 MB สำหรับโปรแกรม, หน่วยความจำทำงาน 8 MB สำหรับข้อมูล, และปลั๊กอิน SIMATIC Memory Card (จำเป็น) ให้ หน่วยความจำโหลดสูงสุด 32 GB. รูปแบบการสื่อสารของมันมีเป้าหมายอยู่ที่สถาปัตยกรรมโรงงานจริง: PROFINET IRT พร้อมสวิตช์ 2 พอร์ตในตัว, ที่สอง PROFINET RT อินเทอร์เฟซ และในตัว PROFIBUS DP อินเทอร์เฟซ
สิ่งที่ทำให้คลาส 1517F น่าสนใจไม่ได้มีแค่ “มันเร็ว” มันเร็วในแบบที่สำคัญสำหรับระบบอัตโนมัติ: Siemens ระบุเวลาดำเนินการทั่วไปของ 2 ns สำหรับการดำเนินการบิต, 3 ns สำหรับการดำเนินการคำ, 3 ns สำหรับเลขคณิตจุดคงที่, และ 12 ns สำหรับเลขคณิตจุดลอยตัว. ประสิทธิภาพแบบนั้นช่วยได้เมื่อคุณต้องการรักษาเวลาวงจรให้คงที่ในขณะที่จัดการการวินิจฉัย โหลดการสื่อสาร วัตถุเทคโนโลยี และ (ที่สำคัญ) ตรรกะความปลอดภัย
สร้างขึ้นสำหรับเครือข่ายจริง ไม่ใช่เครือข่ายโบรชัวร์
อินเทอร์เฟซของ CPU ได้รับการออกแบบมาสำหรับโทโพโลยีแบบผสมและการโยกย้ายแบบแบ่งขั้นตอน:
-
อินเทอร์เฟซ X1: PROFINET IRT ผ่าน RJ45 พร้อม 2 พอร์ต และ สวิตช์ในตัว (เหมาะสำหรับการเดินสายแบบเส้นหรือวงแหวนโดยไม่ต้องใช้สวิตช์ภายนอก)
-
อินเทอร์เฟซ X2: PROFINET RT ผ่าน RJ45 พร้อม 1 พอร์ต (มักใช้สำหรับส่วนเครือข่ายที่สองหรือการแยกทราฟฟิก)
-
อินเทอร์เฟซ X3: PROFIBUS ผ่าน RS-485 พร้อมความสามารถ PROFIBUS DP master
สำหรับขนาดโรงงาน Siemens ระบุ การเชื่อมต่อสูงสุด 320 รายการ ทั้งหมด (ผ่านอินเทอร์เฟซในตัวและ CPs/CMs ที่เชื่อมต่อ) พร้อม 288 การเชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เฟซในตัว และสงวน 10 การเชื่อมต่อสำหรับ ES/HMI/เว็บ. ในด้านตัวควบคุม PROFINET IO Siemens ระบุ อุปกรณ์ IO ที่เชื่อมต่อได้สูงสุด 512 เครื่อง และบันทึก อุปกรณ์ IO สูงสุด 64 เครื่องพร้อม IRT. สำหรับ PROFIBUS อินเทอร์เฟซ DP ในตัวรองรับ ทาส DP สูงสุด 125 รายการ (และการเชื่อมต่อสูงสุด 48 รายการสำหรับอินเทอร์เฟซ PROFIBUS DP ในตัว)
ความปลอดภัยในตัวในที่ที่สำคัญ
นี่คือ CPU S7-1500F ซึ่งหมายความว่าได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่ปลอดภัย Siemens ระบุ ระดับความปลอดภัยสูงสุดที่ทำได้ในโหมดความปลอดภัย เป็น PLe (ISO 13849-1) และ SIL 3 (IEC 61508). นอกจากนี้ยังให้เมตริกซ์ความน่าจะเป็นที่จะเกิดความล้มเหลวสำหรับสมมติฐานอายุการใช้งาน 20 ปี: PFDavg < 2.00E-05 สำหรับโหมดความต้องการต่ำ และ PFH < 1.00E-09 สำหรับโหมดความต้องการสูง/ต่อเนื่อง (ทั้งสองสอดคล้องกับบริบท SIL3)
สำหรับการสร้างเครือข่ายความปลอดภัย แผ่นข้อมูลระบุ การสนับสนุน PROFIsafe (V2.4 / V2.6). ในทางปฏิบัติ สิ่งนั้นช่วยได้เมื่อคุณกำลังสร้างฟังก์ชันความปลอดภัยใน PROFINET/PROFIBUS ในขณะที่รักษาความสอดคล้องกันในการออกแบบในระบบนิเวศ SIMATIC
คุณสมบัติการควบคุมการเคลื่อนที่และการควบคุมกระบวนการใน CPU เดียว
หากเครื่องจักรของคุณเป็นส่วนหนึ่งของ PLC และส่วนหนึ่งของระบบการเคลื่อนที่ ทรัพยากร CPU อาจหายไปอย่างรวดเร็ว Siemens ระบุการสนับสนุน Motion Control และวัดปริมาณทรัพยากร: ทรัพยากร Motion Control 10,240 รายการ พร้อมค่าใช้จ่ายทรัพยากรทั่วไปต่อวัตถุเทคโนโลยี (เช่น 80 ต่อแกนตำแหน่ง, 160 ต่อแกนซิงโครนัส). Siemens ยังให้จำนวนแกนทั่วไป: 70 แกนตำแหน่งที่รอบการควบคุมการเคลื่อนที่ 4 ms และ 128 แกนตำแหน่งที่รอบ 8 ms (ค่าทั่วไป)
ในด้านการควบคุม CPU รองรับบล็อกตัวควบคุม Siemens เช่น PID_Compact, PID_3Step, และ PID-Temp และรวมถึงความสามารถในการนับความเร็วสูง สิ่งนั้นสำคัญเมื่อตัวควบคุมเดียวต้องจัดการตรรกะแบบไม่ต่อเนื่อง ลูปกระบวนการพื้นฐาน และการเคลื่อนที่แบบประสานกันโดยไม่ทำให้เวลาวงจรของคุณกลายเป็นเรื่องราวสยองขวัญ
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคที่สำคัญ (ย่อ)
| หมวดหมู่ | ข้อมูลจำเพาะ |
|---|---|
| ประเภทผลิตภัณฑ์ / CPU | SIMATIC S7-1500F, CPU 1517F-3 PN/DP (6ES7517-3FP00-0AB0) |
| หน่วยความจำทำงาน | โปรแกรม 3 MB, ข้อมูล 8 MB |
| หน่วยความจำโหลด | ต้องใช้ SIMATIC Memory Card; สูงสุด 32 GB |
| ประสิทธิภาพ | การดำเนินการบิต 2 ns typ.; คำว่า 3 ns typ.; จุดลอยตัว 12 ns typ. |
| อินเทอร์เฟซ | PROFINET IRT X1 (สวิตช์ 2 พอร์ต), PROFINET RT X2, PROFIBUS DP X3 (RS-485) |
| PROFIBUS DP | DP master ใช่; RS-485 สูงสุด 12 Mbit/s; สูงสุด 125 ทาส DP |
| PROFINET IO | สูงสุด อุปกรณ์ IO 512 เครื่อง, สูงสุด อุปกรณ์ IRT 64 เครื่อง |
| การเชื่อมต่อ | สูงสุด 320 การเชื่อมต่อทั้งหมด; 288 ผ่านอินเทอร์เฟซในตัว |
| ความปลอดภัย / เว็บ | เว็บเซิร์ฟเวอร์ HTTP/HTTPS; การเข้ารหัสเป็นตัวเลือกสำหรับการสื่อสาร Open IE |
| OPC UA | ไคลเอนต์/เซิร์ฟเวอร์ OPC UA; ต้องมีใบอนุญาตการรันไทม์; นโยบายความปลอดภัยที่ระบุไว้ |
| ความปลอดภัย | สูงสุด PLe และ SIL 3 ในโหมดความปลอดภัย; มีค่า PFDavg/PFH |
| พลังงาน | 24 V DC (19.2–28.8 V); การใช้กระแสไฟ 1.55 A; การสูญเสียพลังงาน 24 W typ. |
| HMI / การทำงานในพื้นที่ | จอแสดงผล 6.1 ซม., 6 ปุ่ม, สวิตช์เลือกโหมด |
| สิ่งแวดล้อม | การทำงาน: 0–60 °C แนวนอน (โดยทั่วไปจอแสดงผลปิดที่ 50 °C); 0–40 °C แนวตั้ง (โดยทั่วไปจอแสดงผลปิดที่ 40 °C) |
| ขนาด / น้ำหนัก | 175 × 150 × 129 มม., 2100ก. |
CPU นี้เหมาะสมอย่างยิ่ง
| แอปพลิเคชัน | เหตุใด 6ES7517-3FP00-0AB0 จึงสมเหตุสมผล | หมายเหตุเชิงปฏิบัติ |
|---|---|---|
| เครื่องจักรประสิทธิภาพสูงพร้อมความปลอดภัย | โหมดความปลอดภัยที่สามารถใช้ SIL3/PLe ได้ ประสิทธิภาพ CPU ที่แข็งแกร่ง การสนับสนุน PROFIsafe | ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยขึ้นอยู่กับการออกแบบและตรวจสอบความถูกต้องของระบบทั้งหมด |
| โรงงาน PROFINET + PROFIBUS แบบผสม | PROFINET ในตัว + PROFIBUS DP master ใน CPU เดียว | มีประโยชน์สำหรับการปรับปรุงให้ทันสมัยแบบแบ่งขั้นตอนโดยไม่ต้องฉีกฟิลด์บัสออกทันที |
| สายการบรรจุ/ประกอบที่มีการเคลื่อนที่สูง | ทรัพยากร Motion Control ที่วัดปริมาณและคำแนะนำเกี่ยวกับความจุแกน | จำนวนแกนส่งผลกระทบต่อเวลาวงจร PLC ดังนั้นให้ปรับขนาดแอปพลิเคชันตามความเป็นจริง |
| ระบบอัตโนมัติที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล | ไคลเอนต์/เซิร์ฟเวอร์ OPC UA พร้อมนโยบายความปลอดภัยที่กำหนด (ต้องมีใบอนุญาต) | วางแผนการออกใบอนุญาตแต่เนิ่นๆ หาก OPC UA เป็นข้อกำหนดของโครงการ |
| การมอบหมายงานและการเน้นการวินิจฉัย | บัฟเฟอร์การวินิจฉัย ร่องรอย (สูงสุด 8) และตัวบ่งชี้ CPU มาตรฐาน | การใช้ร่องรอยเป็นวิธีปฏิบัติในการลดเวลาการมอบหมายงาน |
สรุป
The Siemens 6ES7517-3FP00-0AB0 (CPU 1517F-3 PN/DP) คือ SIMATIC S7-1500F fail-safe CPU ระดับไฮเอนด์ที่สร้างขึ้นสำหรับการควบคุมแบบกำหนดเวลา โรงงานเครือข่ายแบบผสม และการออกแบบเครื่องจักรที่เน้นความปลอดภัย ด้วย โปรแกรม 3 MB และ หน่วยความจำทำงานข้อมูล 8 MB, หน่วยความจำโหลดสูงสุด 32 GB ผ่าน SIMATIC Memory Card (จำเป็น), และเวลาดำเนินการลดลงเหลือ 2 ns โดยทั่วไปสำหรับการดำเนินการบิต, ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่เวลาวงจร โหลดการสื่อสาร และตรรกะความปลอดภัยอยู่ร่วมกัน มันรวม PROFINET IRT (สวิตช์ 2 พอร์ต), ที่สอง PROFINET RT อินเทอร์เฟซ และ PROFIBUS DP master และรองรับความสามารถต่างๆ เช่น OPC UA (ต้องมีใบอนุญาตการรันไทม์), เว็บเซิร์ฟเวอร์ HTTPS, การเข้ารหัสที่เป็นตัวเลือก และคุณสมบัติ Motion Control พร้อมทรัพยากรที่วัดปริมาณและคำแนะนำเกี่ยวกับแกน
