Simatic S7

S7-400

Az első PLC fejlesztését a Simens a „Simatic G” néven dobta a piacra 1958. április 2-án. A G az első berendezésekben alkalmazott Germanium félvezetőre utalt, a „Simatic” név pedig a „Siemens” és az „Automatic” nevek ötvözéséből jött létre.

A több, mint 50 éves termékcsoport azóta persze továbbfejlesztésre került, ma már kvázi-standard automatizálási rendszerként funkcionál. A Simatic termékpalettája rendkívül szerteágazó, ha akarnám, se tudnám ezen az oldalon összegezni az összes terméket, amit magába foglal, ezért maradok a szigorúan vett automatizálástechnikánál, a PLC-knél.

Az S1-es kísérleti termékcsaládot nem dobták piacra, így az első szériát az S3 néven forgalmazták. Az igazi átütő sikert a PLC családnak az S5 hozta el. Ennek a termékfelosztását – a fő termékcsoportok az S5–95, S5–115, S5–135 és S5–155 az S7 bevezetésével nem vitték tovább, az S5 és az S7 család (kódolástechnikájában) gyakorlatilag nem kompatibilis egymással.

Napjainkban az S7 termékcsalád található meg a piacon, illetve a gyárakban, az S5 szép lassan mindenhonnan kikopott. Az s7 két nagy, és klasszikus termékcsaládját, az S7–300-at és S7–400-at 2009-ben az S7–1200 és 2012-ben az S7–1500 követte. S7-1500

Az új, 1200-as és 1500-as sorozatú PLC-khez a Siemens a piacra dobta a Simatic S7 új változatát, a TIA Portált. Sok előnye mellet gyorsan megmutatkozott az egyik legfőbb hátránya is, ugyanis kódszinten nem kompatibilis az előző változattal. A programok bár migrálhatók, a direkt címzést alkalmazó eljárások esetén ez a folyamat nem teljesen megbízható.

A TIA alapvetően szimbolikus címzésre építi fel a programozási eljárásokat, a "klasszikus" direkt címzés ezért ebben a rendszerben meglehetősen körülményes (PEEK, POKE). Az adattípus-konverziók terén is sok adóssággal kűzd az új rendszer. A TIA-Portállal kapcsolatos (már elkezdett) fejezetek itt, az ob121-en:

- TIA Portál változótípusok és konverziók
- TIA Portál megoldások (többnyelvű)
- TIA Portál címzések

Az S7-esek programozását jellemzően AWL, SCL, KOP és FUP kódolással, vagy rosszabb esetben ezeknek a keverésével szokás megoldani.

A Simatic S7 család a következő kommunikációs protokollokat támogatja: RS 485, Profibus, Profinet und Ethernet, AS-i.

Az S7 termékcsaládban találhatók biztonsági (F-széria) és redundáns PLC-k is.

A termékcsaládba tartozó vezérlők (PLC-k) moduláris felépítésűek, kártyákból állnak. A kártyákat típustól függően vagy a slotokkal szerelt hátlapokra, vagy összekötőelemekkel lehet egymással összekötni. A kártyák (modulok) típusai és jelölésük:

  • CPU: A processzor-modulok (S7-300, 400, 1200, 1500, …)
  • SM (signal module): Jelmodulok digitális és analóg be- és kimenetekhez.
  • CP (communication processor): Kommunikációs modulok buszcsatlakozáshoz (MPI, Profinet, Profibus, RS-485, IE, Asibus, Modbus,..) és pont-pont kapcsolatokhoz (RS-232, PPI, …)
  • FM (function module): Funkcionális modulok gyors számoláshoz, pozicionáláshoz és szabályozáshoz
  • PS (power supply): Tápegységek

A Simatic S5 sorozat a Siemens 1995 előtt alkalmazott vezérléstechnikai család volt (S5–95, S5–115, S5–135 és S5–155). Ezt a termékcsaládot váltotta le először az S7-300, 400 sorozat, majd 2012-től az S7-1200, 1500 sorozat.

A PLC sorozatot a Siemens 1995-ben vezette be az S5 sorozatú PLC-k leváltására. A sorozat az alacsonyabb és a közepes vezérlési feladatok megvalósítására lett kifejlesztve. A vezérlők fő célcsoportja a gépgyártástechnikai vezérlés volt. A rendszer kommunikációja főleg (de nem kizárólag) a Profibusra épült. Az egységek programozását leginkább MPI kommunikációval lehetett megvalósítani. A sorozat utódját, az S7-1200-at 2012-ben vezette be a Siemens. A PLC-k programozáshoz a STEP 7 szoftverre vagy a TIA portál legalább 11. verziójára van szükség.

A sorozat hátlapja (C-sín) passzív, a kártyákat összekötőelemekkel kell egymáshoz kötni.

A PLC sorozatot a Siemens 1998-ben vezette be az S5 (S5-135/155) sorozatú PLC-k leváltására. A sorozat a közepes és nagy vezérlési feladatok megvalósítására lett kifejlesztve. A vezérlők fő célcsoportja az ipari rendszervezérlés volt. A rendszer kommunikációja főleg (de nem kizárólag) a Profibusra épült. Az egységek programozását leginkább MPI kommunikációval lehetett megvalósítani. A sorozat utódját, az S7-1500-at 2012-ben vezette be a Siemens. A PLC-k programozáshoz a STEP 7 szoftverre vagy a TIA portálra van szükség.

A sorozat hátlapja aktív, a kártyákat a hátlap-szlotok kötik össze egymással.

A PLC sorozat az alacsonyabb és a közepes vezérlési feladatok megvalósítására lett kifejlesztve, és 2012-től váltotta le a Siemens S7-300-as sorozatát. A PLC-k programozáshoz a TIA Portálra van szükség.

A PLC sorozat a közepes és nagy vezérlési feladatok megvalósítására lett kifejlesztve, és 2012-től váltotta le a Siemens S7-400-as sorozatát. A PLC-k programozáshoz a TIA Portálra van szükség.

A fenti betűjelek a speciális funkciójú PLC-ket jelzik.

A H-s renszerek redundáns hardver-megoldásokkal biztosítják a hibatűrő vezérlést és a nagyon gyors átkapcsolást a két vezérlő-PLC között. A H-s hardver-elemeket a Siemens csak a 400-as sorozathoz fejlesztette ki, így a 300-as sorozathoz H-s megoldás (S7-300H) nem létezik.

A rendundancia sok módon megvalósítható, de alapvetően két nagy osztálya létezik, a szoftver- és a hardver- redundancia. A szoftveres áttérés olcsóbb és például S7-300-on is megvalósítható, de lassú, és a perifériák redundáns (hardveres) kezelését értelemszerűen nem tartalmazhatja. A teljes H-s megoldások hardveres szinten a perifériák kezeléséig is kiterjedhet, villámgyors áttérés lehetőségét biztosítják, de meglehetősen drágák.

A (teljes) H-s megoldások szoftveres kezelést nem igényelnek, az áttérést hiba esetén automatikusan a hardver intézi. A rendundáns állapotkiegyenlítésekhez általában belső üvegszálas átvitelt használnak a H-s PLC-k:

S7-400H

A fenti képen egy H-s (hardver-redundáns) PLC pár látható. A kettő közötti állapotkiegyenlítés a narancsszínű optikai vezetéken zajlik, és külső szoftveres beavatkozást nem igényel. A két (zöld) Profinet vezetéket teljes hardver-redundancia esetén minden (kettős)perifériához csatlakoztatni kell:

S7-400H séma

A fenti kép jobb oldalán egy teljesen redundáns konfiguráció, baloldalt egy PLC szinten redundáns megoldás látható. A kettő közötti különbség, hogy a (ET200) periféria-modulok dupla- vagy egyszeres Profibus kapcsolattal rendelkeznek.

A dupla, tehát redundáns ET-k átkapcsolás esetén az ET fejmodult is váltják, így megoldást jelenthetnek egy periféria-szintű meghibásodásra is. A jobb oldali megoldás csak PLC hibák ellen véd, a perifériahibák hardverből közvetlenül nem kezelhetők (szoftverből és előrelátó tervezéssel is csak részben).