Migracja z platformy SIEMENS SIMATIC S7-300 do SIMATIC S7-1500

AUTOMATECH Kwalifikowanym Integratorem Siemens.

Ponad 40 lat temu firma SIEMENS wprowadziła na rynek sterowniki swobodnie programowalne serii SIMATIC S5. Był to na tyle niezawodny produkt, że prawdopodobnie do tej pory w niektórych fabrykach wciąż funkcjonują maszyny obsługiwane przez to urządzenie, choć ryzyko awarii wzrasta z dnia na dzień.
Bezpośrednim następcą tej serii są sterowniki SIMATIC S7, oznaczone jako S7-200, S7-300 i S7-400, które to wprowadzano od roku 1994 i obecnie zbliża się już czas na kolejną migrację do poziomu S7-1200 i S7-1500 – sterowniki te standardowo są wyposażone w interfejs Profinet. W celu przeprowadzenia udanej migracji, niezbędna jest wiedza o obu systemach – zarówno od strony sprzętowej, jak i w kwestii oprogramowania.

Poprzedzając właściwą migrację należy dokonać wstępnego audytu, który pozwoli dokładnie zaplanować kolejne etapy modernizacji. Każda instalacja przemysłowa jest unikatowym urządzeniem i wymaga indywidualnego podejścia do całego procesu migracji poprzez wzgląd na poziom złożoności systemu. Nawet jeżeli zakładana jest tylko częściowa migracja, trzeba ją rozpatrywać z perspektywy całej przynależnej struktury aplikacji i uwzględniając przyszłe modernizacje kolejnych elementów systemu.

Zdj. Siemens Simatic S7

Planując migrację trzeba rozważyć kilka kluczowych kwestii. Między innymi, które z elementów systemu należy wymienić natychmiast i jak to będzie skutkowało w odniesieniu do całej instalacji, a które mogą zaczekać na odpowiedni moment w późniejszym terminie. Konieczne jest też określenie czasu niezbędnego do przeprowadzenia całego procesu, w taki sposób, żeby nie zakłócić znacząco funkcjonowania przedsiębiorstwa. Jest to także odpowiedni moment, by przeprowadzić audyt bezpieczeństwa i podczas prac modernizacyjnych, zainstalować niezbędne komponenty systemu bezpieczeństwa. Podjęcie decyzji o migracji częściowej lub kompletnej uzależnione jest od złożoności obecnej struktury systemu sterowania. Bardzo duże znaczenie ma tutaj czy system jest obsługiwany przez pojedynczy sterownik, czy też większą ich ilość połączoną w sieć, jakie urządzenia i/lub systemy peryferyjne obsługiwane są przez aplikację, czy obsługa wejść/wyjść jest scentralizowana czy rozproszona oraz jakie zastosowano protokoły komunikacji.

Sterownik SIMATIC S7-300 jest modułowym sterownikiem programowalnym przeznaczonym dla maszyn i automatów z sektora produkcji przemysłowej. Jest on częścią większego systemu i pracuje z dedykowanymi komponentami, podzielonymi na wymienione grupy produktowe:

  • Moduły zasilające
  • Jednostki centralne
  • Moduły wejść/wyjść
  • Sygnałowe
  • Komunikacyjne
  • Funkcyjne

Wszystkie wybrane dla danej aplikacji komponenty mocowane są na aluminiowej szynie, a następnie łączone szeregowo na tylnym panelu.
W razie potrzeby istnieje możliwość zwiększenia ilości dostępnych interfejsów poprzez moduły rozszerzeń IM 360 S, IM 361 R i 365 S-R.

Logika dla sterownika S7-300 jest tworzona w środowisku programistycznym Siemens STEP 7, po czym wgrywana poprzez dedykowany programator. Jednostka centralna nie jest wyposażona w wewnętrzną pamięć, więc program wgrywany jest na odpowiednią dla danego modelu kartę pamięci, zapisywany jest jednak w sposób trwały, przez co nie wymaga podtrzymywania baterią.

SIMATIC S7-400 jest sterownikiem programowalnym dla bardziej zaawansowanej automatyki przemysłowej, w której często stosowane są systemy redundantne.
Urządzenie to również należy do systemu modułowego, obejmującego w swym zakresie:

  • Moduły zasilające
  • Jednostki centralne
  • Moduły wejść/wyjść
  • Moduły IM
  • Komunikacyjne
  • Funkcyjne

Wybrane komponenty S7-400 instalowane są na płycie bazowej, który będąc bazą dla montażu mechanicznego posiada także obwód złącza szeregowego pozwalający na podłączenie modułów do zasilania oraz logiki układu.

Programowanie układu odbywa się w środowisku STEP 7, po czym źródło wgrywane jest do pamięci wewnętrznej jednostki centralnej z pomocą programatora. Główna pamięć urządzenia przechowuje trwale zapisaną logikę oraz obsługuje program. Istnieje możliwość zainstalowania dodatkowych kart pamięci typu RAM lub Flash.

Sterownik SIMATIC S7-1500 w przeciwieństwie do poprzednich generacji, wyposażony jest standardowo, w zależności od wybranej jednostki centralnej CPU w porty komunikacyjne Ethernet i PROFIBUS/PROFINET, zapewnia możliwość zintegrowania z panelami HMI napędami, posiada wbudowany serwer WEB, wewnętrzny system diagnostyczny, a modele dla bardziej zaawansowanych systemów bezpieczeństwa dostępne są w wersji F ( Fail-safe).

Wspólnie z platformą TIA Portal, SIMATIC S7-1500 oferuje liczne możliwości zwiększenia wydajności oraz implementacji komponentów i systemów peryferyjnych funkcjonujących w oparciu o najnowsze technologie, gwarantując przy tym stopień ochrony IP20.

Sterownik wraz z dodatkowymi modułami, montowane są bezpośrednio na szynie i łączone przy pomocy złącza U. Typowa konfiguracja to:

1. Moduł zasilania, 2. Jednostka centralna, 3. Moduły wejść/wyjść, funkcyjne i komunikacyjne

Pamięć programu S7-1500 zapisywana jest na kartach pamięci SIMATIC, które stosowane są jako:

  • Przenośna pamięć
  • Dodatkowa pamięć programu
  • Karta aktualizacyjna
  • Karta serwisowa

Migracji sprzętowej dokonuje się pozornie z różnych powodów, czasem by zmodernizować sprzęt – co zabezpieczy inwestycję na dłuższy okres czasu, przed wystąpieniem awarii, lub aby do procesów produkcyjnych wprowadzić stosowanie współczesnych technologii czy skracać czasy wykonywania procesów. W zasadzie jednak każdy z nich można sprowadzić do kwestii optymalizacji.

Scentralizowana obsługa wejść/wyjść SIMATIC S7-300/S7-400 i S7-1500 różni się dość nieznacznie. W obu systemach podobnie podłączane są moduły obsługi urządzeń peryferyjnych – poprzez stosowane złącze komunikacji szeregowej na tylnym panelu. Podczas gdy S7-300 i S7-400 potrzebują specjalnych modułów rozszerzeń typu IM 36x lub IM 46x dla zwiększenia ilości portów we/wy, tak do sterownika SIMATIC S7-1500 bezpośrednio można podłączyć do 32 takich modułów.

W przypadku ograniczonej przestrzeni wewnątrz szafy sterowniczej lub rozległej instalacji, istnieje możliwość zastosowania rozproszonego systemu sterowania. Zarówno w przypadku SIMATIC S7-300/S7-400 jak i S7-1500, rozproszony układ obsługi peryferii można zrealizować z wykorzystaniem interfejsu PROFIBUS lub PROFINET i stosując w tym celu – zależnie od potrzeby – moduły typu ET200SP, ET200MP, ET200AL, ET200pro, ET200eco lub ET200iSP.

Istnieje możliwość częściowej migracji i pozostawienia bez zmian urządzeń we/wy, o ile są one kompatybilne z nową jednostką centralną. Jeżeli istniejący system oparty jest na komunikacji poprzez PROFIBUS, wystarczy poza nowym S7-1500 zastosować konwerter sygnałów IE/PB Link, aby przejść na interfejs PROFINET. Bardziej wskazana jest jednak migracja kompletna, czyli wymiana jednostki centralnej jak i modułów wykonawczych, na ich współczesne odpowiedniki.

Firma SIEMENS zaleca, żeby takich operacji dokonywali wykwalifikowani specjaliści, a do takich właśnie należy Automatech sp.z o.o., posiadając status SIEMENS Kwalifikowanego Integratora oraz SIEMENS Solution Partner i modernizując maszyny od wielu lat.

Wysokie kompetencje inżynierów AUTOMATECH doceniają eksperci Siemens, dlatego nasza firma jest certyfikowanym Kwalifikowanym Integratorem , Partner Solution oraz Partnerem Digitalizacyjnym.

Zachęcamy do kontaktu z naszą firmą:
tel.: (22) 753 24 80 / (22) 753 24 61
mail: biuro.warszawa@automatech.pl / zamowienia@automatech.pl

Bądź na bieżąco:
www.automatech.pl
www.automatechsklep.pl
www.bezpieczenstwo-maszyn.com
YouTube (Webinary i filmy)
Facebook
LinkedIn