Một tủ điều khiển hiện đại về cơ bản là một cuộc tranh luận có kiểm soát giữa vật lý và lịch trình. Cảm biến tạo ra các tín hiệu lộn xộn, mạng có độ trễ, bộ truyền động yêu cầu thời gian và các yêu cầu về an toàn khẳng định rằng “gần đúng” không phải là một điều. Siemens 6ES7517-3FP00-0AB0 nằm ngay tại giao điểm đó: nó là một CPU an toàn SIMATIC S7-1500F, loại CPU 1517F-3 PN/DP, được thiết kế để điều khiển xác định nhanh, kết nối đa mạng và chức năng an toàn tích hợp.
CPU này kết hợp tài nguyên bộ điều khiển lớn với truyền thông công nghiệp trong một đơn vị trung tâm duy nhất: 3 MB bộ nhớ làm việc cho chương trình, 8 MB bộ nhớ làm việc cho dữ liệu, và một Thẻ nhớ SIMATIC (bắt buộc) cung cấp bộ nhớ tải lên đến 32 GB. Bố cục truyền thông của nó nhắm đến kiến trúc nhà máy thực tế: PROFINET IRT với bộ chuyển mạch 2 cổng tích hợp, một PROFINET RT thứ hai giao diện và một PROFIBUS DP tích hợp giao diện.
Điều làm cho lớp 1517F trở nên thú vị không chỉ là “nó nhanh.” Nó nhanh theo những cách quan trọng đối với tự động hóa: Siemens chỉ định thời gian thực hiện điển hình là 2 ns cho các thao tác bit, 3 ns cho các thao tác từ, 3 ns cho số học dấu phẩy động, và 12 ns cho số học dấu phẩy động. Loại hiệu suất đó hữu ích khi bạn cần giữ cho thời gian chu kỳ ổn định đồng thời xử lý chẩn đoán, tải truyền thông, đối tượng công nghệ và (quan trọng nhất) logic an toàn.
Được xây dựng cho các mạng thực tế, không phải mạng quảng cáo
Các giao diện của CPU được thiết kế cho các cấu trúc liên kết hỗn hợp và di chuyển theo giai đoạn:
-
Giao diện X1: PROFINET IRT qua RJ45 với 2 cổng và một bộ chuyển mạch tích hợp (tốt cho đường dây hoặc đi dây vòng mà không cần bộ chuyển mạch bên ngoài).
-
Giao diện X2: PROFINET RT qua RJ45 với 1 cổng (thường được sử dụng cho phân đoạn mạng thứ hai hoặc tách lưu lượng).
-
Giao diện X3: PROFIBUS qua RS-485, với khả năng master PROFIBUS DP.
Đối với quy mô toàn nhà máy, Siemens chỉ định tối đa 320 kết nối tổng cộng (thông qua các giao diện tích hợp và CP/CM được kết nối), với 288 kết nối thông qua các giao diện tích hợp, và dành riêng 10 kết nối cho ES/HMI/web. Ở phía bộ điều khiển IO PROFINET, Siemens liệt kê tối đa 512 Thiết bị IO có thể kết nối, và lưu ý tối đa 64 thiết bị IO với IRT. Đối với PROFIBUS, giao diện DP tích hợp hỗ trợ tối đa 125 slave DP (và tối đa 48 kết nối cho giao diện PROFIBUS DP tích hợp).
An toàn tích hợp ở nơi nó quan trọng
Đây là CPU S7-1500F, có nghĩa là nó được thiết kế cho các ứng dụng an toàn. Siemens tuyên bố cấp an toàn cao nhất có thể đạt được ở chế độ an toàn là PLe (ISO 13849-1) và SIL 3 (IEC 61508). Nó cũng cung cấp các số liệu xác suất lỗi trong giả định tuổi thọ 20 năm: PFDavg < 2.00E-05 cho chế độ nhu cầu thấp và PFH < 1.00E-09 cho chế độ nhu cầu cao/liên tục (cả hai đều phù hợp với bối cảnh SIL3).
Đối với mạng an toàn, bảng dữ liệu liệt kê hỗ trợ PROFIsafe (V2.4 / V2.6). Trong thực tế, điều đó hữu ích khi bạn đang xây dựng các chức năng an toàn trên các môi trường PROFINET/PROFIBUS trong khi vẫn giữ cho kỹ thuật nhất quán trong hệ sinh thái SIMATIC.
Các tính năng điều khiển chuyển động và điều khiển quy trình trong một CPU
Nếu máy của bạn là một phần PLC và một phần hệ thống chuyển động, tài nguyên CPU có thể biến mất nhanh chóng. Siemens chỉ định hỗ trợ Điều khiển chuyển động và định lượng tài nguyên: 10.240 tài nguyên Điều khiển chuyển động có sẵn, với chi phí tài nguyên điển hình trên mỗi đối tượng công nghệ (ví dụ: 80 trên mỗi trục định vị, 160 trên mỗi trục đồng bộ). Siemens cũng cung cấp số lượng trục điển hình: 70 trục định vị ở chu kỳ điều khiển chuyển động 4 ms và 128 trục định vị ở chu kỳ 8 ms (giá trị điển hình).
Ở phía điều khiển, CPU hỗ trợ các khối điều khiển Siemens như PID_Compact, PID_3Step, và PID-Temp, và bao gồm khả năng đếm tốc độ cao. Điều đó quan trọng khi một bộ điều khiển duy nhất phải xử lý logic rời rạc, các vòng lặp quy trình cơ bản và chuyển động phối hợp mà không biến thời gian chu kỳ của bạn thành một câu chuyện kinh dị.
Thông số kỹ thuật chính (tóm tắt)
| Danh mục | Thông số kỹ thuật |
|---|---|
| Loại sản phẩm / CPU | SIMATIC S7-1500F, CPU 1517F-3 PN/DP (6ES7517-3FP00-0AB0) |
| Bộ nhớ làm việc | 3 MB chương trình, 8 MB dữ liệu |
| Bộ nhớ tải | Yêu cầu Thẻ nhớ SIMATIC; lên đến 32 GB |
| Hiệu suất | Các thao tác bit 2 ns điển hình; từ 3 ns điển hình; dấu phẩy động 12 ns điển hình |
| Giao diện | PROFINET IRT X1 (bộ chuyển mạch 2 cổng), PROFINET RT X2, PROFIBUS DP X3 (RS-485) |
| PROFIBUS DP | DP master có; RS-485 lên đến 12 Mbit/s; lên đến 125 slave DP |
| PROFINET IO | Lên đến 512 thiết bị IO, lên đến 64 thiết bị IRT |
| Kết nối | Tối đa 320 tổng kết nối; 288 thông qua các giao diện tích hợp |
| Bảo mật / web | Máy chủ web HTTP/HTTPS; mã hóa tùy chọn cho giao tiếp Open IE |
| OPC UA | Máy khách/máy chủ OPC UA; yêu cầu giấy phép thời gian chạy; các chính sách bảo mật được liệt kê |
| An toàn | Lên đến PLe và SIL 3 ở chế độ an toàn; Giá trị PFDavg/PFH được cung cấp |
| Nguồn | 24 V DC (19,2–28,8 V); tiêu thụ dòng điện 1,55 A; tổn thất điện năng 24 W điển hình |
| HMI / hoạt động cục bộ | Màn hình 6,1 cm, 6 phím, công tắc chọn chế độ |
| Môi trường | Vận hành: 0–60 °C theo chiều ngang (màn hình tắt thường ở 50 °C); 0–40 °C theo chiều dọc (màn hình tắt thường ở 40 °C) |
| Kích thước / trọng lượng | 175 × 150 × 129 mm, 2100g |
CPU này phù hợp ở đâu
| Ứng dụng | Tại sao 6ES7517-3FP00-0AB0 có ý nghĩa | Lưu ý thực tế |
|---|---|---|
| Máy hiệu suất cao với an toàn | Chế độ an toàn có khả năng SIL3/PLe, hiệu suất CPU mạnh mẽ, hỗ trợ PROFIsafe | Hiệu suất an toàn phụ thuộc vào thiết kế và xác thực hệ thống hoàn chỉnh |
| Nhà máy PROFINET + PROFIBUS hỗn hợp | PROFINET tích hợp + PROFIBUS DP master trong một CPU | Hữu ích cho việc hiện đại hóa theo từng giai đoạn mà không cần loại bỏ fieldbus ngay lập tức |
| Dây chuyền đóng gói/lắp ráp nặng về chuyển động | Tài nguyên Điều khiển chuyển động được định lượng và hướng dẫn về dung lượng trục | Số lượng trục tác động đến thời gian chu kỳ PLC, vì vậy hãy điều chỉnh ứng dụng một cách thực tế |
| Tự động hóa dựa trên dữ liệu | Máy khách/máy chủ OPC UA với các chính sách bảo mật được xác định (yêu cầu giấy phép) | Lên kế hoạch cấp phép sớm nếu OPC UA là yêu cầu của dự án |
| Tập trung vào vận hành và chẩn đoán | Bộ đệm chẩn đoán, dấu vết (tối đa 8) và các chỉ báo CPU tiêu chuẩn | Sử dụng dấu vết là một cách thực tế để rút ngắn thời gian vận hành |
Tóm tắt
Các Siemens 6ES7517-3FP00-0AB0 (CPU 1517F-3 PN/DP) là một CPU an toàn SIMATIC S7-1500F cao cấp được xây dựng để điều khiển xác định, các nhà máy mạng hỗn hợp và thiết kế máy hướng đến an toàn. Với 3 MB chương trình và 8 MB bộ nhớ làm việc dữ liệu, bộ nhớ tải lên đến 32 GB thông qua Thẻ nhớ SIMATIC (bắt buộc), và thời gian thực hiện xuống còn 2 ns điển hình cho các thao tác bit, nó được thiết kế cho các ứng dụng mà thời gian chu kỳ, tải truyền thông và logic an toàn cùng tồn tại. Nó tích hợp PROFINET IRT (bộ chuyển mạch 2 cổng), một PROFINET RT thứ hai giao diện và PROFIBUS DP master, và hỗ trợ các khả năng như OPC UA (yêu cầu giấy phép thời gian chạy), Máy chủ web HTTPS, mã hóa tùy chọn và các tính năng Điều khiển chuyển động với tài nguyên được định lượng và hướng dẫn trục.
