Simatic - Simatic

SIMATIC это серия Программируемый логический контроллер и системы автоматизации, разработанные Сименс. Представленная в 1958 году серия пережила четыре основных поколения, последним из которых было SIMATIC S7 поколение. Серия предназначена для промышленной автоматизации и производства.

Название SIMATIC является зарегистрированным товарным знаком Siemens. Это чемодан из "Siemens »и« Автоматик”.

Функция

Siemens SIMATIC S7-300 PLC CPU с тремя подключенными модулями ввода / вывода

Как и другие программируемые логические контроллеры Устройства SIMATIC предназначены для разделения управления машиной и ее непосредственной работы более легким и универсальным образом, чем средства управления, жестко подключенные к конкретной машине. Ранние устройства SIMATIC были основаны на транзисторах и предназначались для замены реле, подключенных и настроенных для конкретной машины. Микропроцессоры были представлены в 1973 году, что позволило хранить программы, аналогичные программам на цифровых компьютерах общего назначения, и использовать их для управления машиной.[1] Устройства SIMATIC имеют модули ввода и вывода для подключения к управляемым машинам. Программы на устройствах SIMATIC отвечают в реальное время к входам от датчики на управляемых машинах и отправлять выходные сигналы на приводы на машинах, направляющих их дальнейшую работу.

В зависимости от устройства и его соединительных модулей сигналы могут иметь простое двоичное значение («высокий» или «низкий») или более сложные. Например, двоичный вход, идущий от термометра на машине к устройству SIMATIC, может иметь следующие значения:

  • Сигнал «High»: температура превысила рабочий предел.
  • Сигнал «Низкий»: температура в ожидаемых пределах.

Основываясь на этом вводе и других факторах, программа на устройстве SIMATIC может отправить двоичный выходной сигнал на ту же машину со следующими значениями:

  • Сигнал «High»: запустить двигатель.
  • Сигнал «Низкий»: остановите двигатель.

Более сложные входы, выходы и вычисления также поддерживались по мере развития линии SIMATIC. Например, SIMATIC 505 может обрабатывать числа с плавающей запятой и тригонометрические функции.[2]

Производственные линии

На сегодняшний день компания Siemens разработала четыре линейки продуктов:

  • 1958: SIMATIC версии G
  • 1973: SIMATIC S3
  • 1979: SIMATIC S5
  • 1995: SIMATIC S7

SIMATIC S5

Линия S5 продавалась в вариантах шасси 90U, 95U, 101U, 100U, 105, 110, 115,115U, 135U и 155U. Чем выше число (кроме 101U), тем сложнее и дороже была система. В каждом стиле шасси несколько Процессоры были доступны с разной скоростью, памятью и возможностями. Некоторые системы обеспечивали резервирование ЦП для сверхвысокой надежности управления, как это используется в фармацевтический производство, Например.

Каждое шасси состояло из источник питания, а также объединительная плата со слотами для добавления различных дополнительных плат. Доступные опции включают последовательную связь и связь через Ethernet, карты цифрового ввода и вывода, обработка аналогового сигнала платы, счетные карты и другие специализированные интерфейсные и функциональные модули.

SIMATIC S7

Первые записи в линейке S7 были выпущены в 1994 году и доступны в трех классах производительности: S7-200, S7-300 и S7-400. С появлением SIMATIC S7 также был выпущен новый стандарт полевой шины. PROFIBUS, и пионер использования промышленный Ethernet для облегчения связи между устройствами автоматизации. Большой успех семейства ЦПУ S7-300, в частности, помог укрепить роль Siemens как одного из мировых лидеров в области технологий автоматизации. Ожидается, что эти серии будут выведены из эксплуатации в 2023 году.[3]

Впоследствии на смену первому поколению ЦП S7 пришли S7-1200 и S7-1500, выпущенные в 2012 году.[4] Эти модели поставлялись со стандартными Профинет интерфейс.

Программного обеспечения

Программы, работающие на устройствах SIMATIC, выполняются в программных средах, созданных Siemens. Окружающая среда зависит от линейки продуктов:

  • Линия продуктов SIMATIC S5 программируется на ШАГЕ 5.
  • Линия продуктов SIMATIC S7 программируется в STEP 7 (V5.x или TIA Portal).[5]

Шаг 5

Линия продуктов S5 обычно программировалась с помощью программного инструмента для программирования на базе ПК, называемого ШАГ 5.. STEP 5 использовался для программирования, тестирования и ввода в эксплуатацию, а также для документации программ для ПЛК S5.

Исходные версии STEP 5 работали на Операционная система CP / M. Более поздние версии работали MS-DOS, а затем версии Windows через Windows XP. Последней версией STEP 5 была версия 7.2 (с возможностью обновления до версии 7.23 Hotfix 1 с помощью патчей).

В дополнение к STEP 5 компания Siemens предложила собственный Государственная логика программный пакет под названием Graph5. Graph5 - это последовательный язык программирования предназначен для использования на машинах, которые обычно проходят серию дискретных шагов. Он имитирует Государственный аппарат на платформе S5.

Для S5 было выпущено несколько сторонних программных сред. Наиболее точно имитирует STEP 5, некоторые из них добавляют макросы и другие незначительные улучшения, другие функционируют совершенно иначе, чем STEP 5. Один из них позволяет выполнять кросс-компиляцию программ STEP 5 в и из C язык программирования и БАЗОВЫЙ.

Структурированное программирование

ШАГ 5 позволял создавать структурированное или неструктурированное программирование, от простых операций И ​​/ ИЛИ до сложных подпрограмм. Таким образом, программа STEP 5 может содержать тысячи операторов.

Для обеспечения максимальной прозрачности STEP 5 предлагает ряд структурных возможностей:

  • Блочная техника - линейная последовательность операций разделена на разделы и упакована в отдельные блоки.
  • Сегменты - внутри блоков возможно тонкое структурирование путем программирования подзадач в отдельных сегментах.
  • Комментарии - Как вся программа, так и отдельные блоки или сегменты и отдельные операторы могут напрямую снабжаться комментариями.

Способы представления

Программы STEP 5 могут быть представлены тремя разными способами:

Абсолютные или символьные обозначения могут использоваться для операндов со всеми тремя способами представления.

В LAD и FBD сложные функции и вызовы функциональных блоков могут быть введены через функциональные клавиши. Они отображаются на экране в виде графических символов.

Существует несколько редакторов программ либо от подлинной компании Siemens, либо от других поставщиков. После того, как Siemens прекратил поддержку, другие поставщики начали разрабатывать новую версию STEP 5, которая может работать в Windows XP или Windows 7.

Блоки

Доступны пять типов блоков:

  • Организационные блоки (OB) - для управления программой управления
  • Блоки программирования (PB) - содержат управляющую программу, структурированную по функциональным или технологическим характеристикам.
  • Блоки последовательности (SB) - для программирования последовательного управления
  • Функциональные блоки (FB) - содержат часто встречающиеся и особо сложные программные части
  • Блоки данных (БД) - для хранения данных, необходимых для обработки управляющей программы.

Некоторые ПЛК S5 также имеют типы блоков FX (расширенные функциональные блоки) и DX (расширенные блоки данных); это не отдельные типы блоков, а скорее другой набор доступных блоков из-за того, что у ЦП больше памяти и адресного пространства.

Операции

ШАГ 5 различает три типа операций:

  • Основные операции (например, связывание, сохранение, загрузка и передача, подсчет, сравнение, арифметические операции, операции модуля) - их можно выполнять во всех трех представлениях.
  • Дополнительные операции и сложные функции (например, операторы подстановки, функции тестирования, пословные логические операции, функции уменьшения / увеличения и перехода). Они могут выполняться только в STL.
  • Системные операции (прямой доступ к Операционная система ) - Их можно выполнить только в STL.

Stuxnet

Основная статья: Stuxnet

В Stuxnet компьютерный червь специально нацелен на ПЛК SIMATIC S7 через среду программирования STEP 7.

Рекомендации

  1. ^ "60 лет Simatic". Сименс. Сименс. Получено 4 марта 2020.
  2. ^ «Сименс Симатик 505». История вычислений. Центр истории вычислений. Получено 4 марта 2020.
  3. ^ «SIMATIC S7-300». Сименс. Получено 12 ноября 2020.
  4. ^ "В чем разница между ПЛК SIMATIC S7-300 и S7-1500?". RealPars. Получено 12 ноября 2020.
  5. ^ «Программирование ПЛК с SIMATIC STEP». Сименс. Сименс. Получено 4 марта 2020.

внешняя ссылка