ET 200SP Open Controller CPU 1515SP PC

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1 Industrietage Februar 2015 ET 200SP Open Controller CPU 1515SP PC siemens.com

2 CPU 1515SP PC - Hardware 2 S Software Controller 10 Seite

3 CPU 1515SP PC: ET 200SP Open Controller System-Highlights All-in-One-System (PLC+HMI) Steuern: S SW-Controller Visualisieren: WinCC RT adv. V13 SP1 Multifunktionales Automatisierungssystem ET 200 SP Architektur Volle Unterstützung des ET200 SP Rückwandbuses (zentrale IOs) Unterstützung der ET200 SP Module (CM, TM, PtP etc.) Performance WES 7E 32 bit (7P 64bit) AMD Dual Core 1.0 GHz 2 GB RAM (4GB RAM) 410 kb Remanenzspeicher (ohne USV) Speicher Wechselbarer Flash Speicher: CFast-Karte (8/16 GB) Verschließbare Plombe SD/MMC Speicherslot Anschlüsse 3x USB2.0 DVI-I Grafikanschluss Handling wie ET200 SP CPU Kommunikation Offenheit PROFINET IO Schnittstelle: 2 Port Bus-Adapter Offenes System für C#/C++ (+ODK) PROFINET IRT via S SW-Controller Datenverarbeitung GB-Ethernet Schnittstelle Frei verwendbar Anwenderspezifische / Siemens AG Applikationen Alle Rechte vorbehalten. PROFIBUS DP via ET 200SP CM Seite

4 CPU 1515SP PC: CPU Merkmale PROFIBUS PROFINET / IE NEU ET 200SP Open Controller CM DP CPU Typ CPU 1515SP PC DP Master Schnittstellen DVI I 3 x USB IE/PN Controller 1 1 Programm- / Datenspeicher Bit Performance 1 MB 5 MB 10 ns 125 DP Slaves Standard Motion 6 Achsen HW Optionen WES 7 E 32 Bit 2 GB RAM 8 GB CFast WES 7 P 64 Bit 4 GB RAM 16 GB CFast Seite

5 CPU 1515SP PC: Schnittstellen, Ports und Speicher DVI-I Grafik-Anschluß 3x USB 2.0 GB Ethernet PN IO 2 Ports wechselbarer Busadapter Status LED Anzeige PLC-Status CFast-Karte wechselbarer, verschließbarer Massenspeicher für, RT und Projekt ET 200SP Backplane erweiterbar wie Basissystem ET 200SP Betriebsartenschalter RUN/STOP/MRES Power LED 24 V DC Zusätzlicher Speicherslot für SD/MMC Karte Seite

6 CPU 1515SP PC: Hohe Robustheit Zugentlastung Zur Erhöhung der Schock- und Vibrationsfestigkeit der PC-Schnittstellen und zur Vermeidung von funkenden Schnittstellen (UL & ATEX) BA 2xFC BA 2xRJ45 Busadapter 2xFC Der Fast Connect Busadapter für PROFINET bietet eine erhöhte Vibrationsfestigkeit bis zu 5g, sowie erhöhte EMV-Festigkeit +Thixomolding-Gehäuse für hohe Robustheit Seite

7 CPU 1515SP PC: Temperaturbereich Bei max. 32 Modulen und 50 USB-Last von max. 3x100mA 55 Bei max. 64 Modulen und max. Temperatur [ C] USB-Last von max. 2x500 ma und 1x100 ma Lagertemperatur: -40 bis Module 64 Module Seite

8 Übersicht der Bundle-Varianten und MLFBs MLFB CPU Typ Typ 1 WES 7 E (32bit) Typ 2 WES 7 P (64bit) 6ES7677-2AA31-0EB0 6ES7677-2AA30-0AA0 CPU 1515SP PC 2GB CPU 1515SP PC 2GB Ersatzteil* 6ES7677-2AA41-0FB0 CPU 1515SP PC 4GB CPU 1515SP PC 4GB 6ES7677-2AA41-0FK0 CPU 1515SP PC 4GB +HMI 128PT CPU 1515SP PC 2GB +HMI 128 PT 6ES7677-2AA41-0FL0 CPU 1515SP PC 4GB +HMI 512PT +HMI 512 PT +HMI 2k PT 6ES7677-2AA41-0FM0 CPU 1515SP PC 4GB +HMI 2048PT 6ES7677-2AA40-0AA0 CPU 1515SP PC 4GB Ersatzteil* 8 GB CFast 2GB RAM 16 GB CFast 4GB RAM** Alle MLFBs werden als Bundles einschaltfertig ausgeliefert. Die mitgelieferte CFast-Karte ist bereits mit der bestellten Software abgefüllt! Die SIMATIC License Keys befinden sich auf dem mitgeliefertem USB-Stick und müssen auf die CFast-Karte im Gerät übertragen werden! Bitte bewahren Sie für den Fall des Key-Verlustes unbedingt das mitgelieferte Certificate of License auf! Der -Lizenzsticker befindet sich auf der Restore-DVD! * Das Ersatzteil beinhaltet keine CFast-Karte und keine Software! ** Größerer Arbeitsspeicher für Applikationen und Zusatzprogramme Seite

9 CPU 1515SP PC - Hardware 3 S Software Controller 9 Highlights 10 Konzept 11 Technologie 25 Webserver 28 Security 29 Engineering 35 ODK 36 Seite

10 SIMATIC S Software Controller Highlights Open Controller WES 7 E 32 Bit und P 64 Bit Vorinstalliert und vorkonfiguriert Einschaltfertige Bundles Performance Verbesserte Code Bearbeitung 64 Bit Ausnutzung Schneller PC boot Kompatibilität und Skalierbarkeit Code Kompatibilität zu S Motion & Trace Robustheit Innovatives Echtzeitkonzept basierend auf Virtualisierungskonzepten 100 % Entkopplung von Security Verbesserter Kopier- und Know-How- Schutz Verbesserte Kommunikationssicherheit Reboot bei laufender Steuerung Usability Display Applikation für einfache Bedienung Vollständige Projektierung mit TIA-Portal kein Koko mehr Ausführung von Real-time Algorithmen Aufruf von DLLs Seite ODK

11 Hypervisor auf der CPU 1515SP PC PC Appl. Appl. Zuweisung der zwei Kerne des Prozessors auf die Systeme: Ein Kern bedient direkt die Echtzeitkomponente CPU 1505S, der andere Kern direkt die Seite. Der S Software Controller CPU 1505S implementiert hierbei die Funktionalität einer S Steuerung Appl. Siemens Hypervisor PC Hardware CPU 1505S Dank des innovativen Echtzeitkonzepts werden wesentliche Vorteile erlangt: Volle Kompatibilität zu S Controllern Verbesserte Verfügbarkeit und Stabilität mit einem Maximum an Unabhängigkeit zu Sicherheit und Schutz für Steuerungsanwendungen mit Software Controllern auf höchstem Niveau Seite

12 Wie wird die Unabhängigkeit zu erreicht? PC Appl. Appl. Appl. PC HW graphics Ethernet SIMATIC Communication Siemens Hypervisor memory CPU 1505S PROFI- NET PROFI- BUS Partitionierung des PC Der Siemens Hypervisor teilt die Hardware Ressourcen des Geräts auf und ordnet sie exklusiv dem Software Controller zu. und Applikationen haben keinen Zugriff auf diese Ressourcen: Speicher à Exklusiver Zugriff für bestmögliche Sicherheit und Know- How Schutz Feldbus Schnittstellen à Exklusiver Zugriff für Steuerung mit harter Echtzeit Die SIMATIC Kommunikationsarchitektur sorgt für eine transparente und sichere Kommunikation zwischen dem Controller und Anwendungen: Lokale Kommunikation zwischen dem Software Controller, HMI oder anderen Applikationen Kontrollierter Durchgriff auf PN und DP Devices mit HMI oder ES Kommunikation zu externen Partnern über die Schnittstellen (ES, HMI, TCP/UDP, Web) Seite

13 Systemhochlauf Starte Hypervisor Erzeuge Gast 0 Erzeuge Gast 1 Starte Boot PC Starte Software Controller Menu.lst Starte Boot-Menü 1 & CPU 1505S (default): Startet nach 5 sec den Hypervisor Dieser startet parallel und den Software Controller 0 Startet ohne Hypervisor für Service-Zwecke Einstellmöglichkeiten (menu.lst) Grub-Menu für Endkunden / Maschinenbediener ausblenden Anpassen der Wartezeit Seite

14 Speicherkonzept mit CPU Volume PC Appl. Appl. -unabhängiger Zugriff auf CFast-Karte 400 MB CPU Volume für CPU-spezifische Daten Davon 320 MB Ladespeicher (= S7 Memorycard) Ablage von Anwenderdateien im Ladespeicher möglich Zugriff auf Anwenderdateien über File Browser im Webserver der CPU Appl. CPU 1505S Configuration User files If file storage configured: Program Archives Diag Buffer Initial Data Recipes Process Data PC Mass Storage private data load memory retentive data Seite

15 S Software Controller Bedienung mit CPU Display Applikation PC Appl. Appl. CPU Display Applikation Das Display des S Software Controller läuft als Applikation Es bietet die gleiche Menü-Struktur Möglichkeiten wie das Display der S Steuerungen Appl. CPU 1505S Einfaches, durchgängiges Bedienkonzept für S Controller Seite

16 S Software Controller Display Applikation, Bedienelemente Modus-Zeile Zeigt den Betriebsmodus und Info Icons an Menü-Zeile Zeigt die Menü Übersicht oder das gewählte Menü Menü-Inhalt oder Bedienung Zeigt Menü- oder Diagnose-Inhalte bzw. Aufgabenseiten an Online Hilfe Status LEDs RUN/STOP Modus Schalter Schaltet den Betriebszustand um Display Bereich Inhalt und Bedienung analog zur S CPU Power On/Off Schalter Fährt die CPU hoch oder runter Inhalt analog zur S Bedienung über Touch, Maus oder Keyboard möglich Seite

17 S Software Controller Zugangsschutz für Display App über Schutzstufen Bedienrechte abhängig von konfigurierter Schutzstufe Die Bedienung der Display Funktionen hängt von der gewählten Schutzstufe ab. Durch Eingabe eines Schutzstufen-Passwort kann die Schutzstufe temporär für die Display- Bedienung herunter gesetzt werden: Für einen einstellbaren Zeitraum Solange die Display Applikation geöffnet ist Die Eingabe des Schutzstufen-Passwort für das Display ändert nicht die Schutzstufe für andere Kommunikationspartner, z.b. HMI oder TIA Portal Seite

18 S Software Controller Bedienung über Kommandozeilen-Operationen Commands - Screenshot Bedienung des Software Controller durch Kommandozeilen Script-gesteuerte Bedienung des Software Controllers durch Kommandozeilen möglich Realisierbare Funktionen: Power on (Startup) Power off (Shutdown) Neustart des kompletten PC inklusive Software Controller Neustart nur Software Controller Seite

19 Speichern remanenter Daten auf der CPU 1515SP PC Speicherung auf der CFast-Karte Speicherung der kompletten Daten (Merker, Timer/Counter, DB) möglich USV erforderlich CPU Volume Speicherung auf NVRAM Bis zu 410 KByte Datenspeicherung auch ohne USV Unterstützung Datenspeicherung bei BlueScreen möglich Konfiguration in STEP7 Rezepte und Archive Speichern von Prozessdaten und Logging Informationen Lesen von Rezepturdaten CSV File Format Seite

20 Datenspeicherung über Rezepte und Archive Rezepte Lesen von Maschinenkonfigurationsdaten Lesen von Rezepturdaten Archive Archivierung von Prozesswerten Loggen von Ereignissen und Bediener-Aktionen Zugriff: Daten werden im CSV Format im Ladespeicher der CPU abgelegt. (Auf dem CPU Volume) Zugriff über PLC Programm mittels Systemfunktionen Zugriff über File Browser im Webserver der CPU R A Einfache file based Archive und Rezepte Seite

21 Peripheriezugriff Übersicht Appl. SIMATIC Communication CPU 1505S Exklusive Zuordnung von Schnittstellen für PROFINET und PROFIBUS Schnittstellen werden exklusiv der CPU zugeordnet, um harte Echtzeit und Verfügbarkeit zu gewährleisten. Ethernet Schnittstellen für PROFINET: X2 Schnittstelle Schnittstellen für PROFIBUS --- PROFI- NET Exklusiv: X1 Schnittstelle (PN-IO) Exklusiv: CM DP Modul PROFI- BUS Schnittstellentypen: 1 x PROFINET inkl. IO Controller (X1) 1 x PROFINET - nur Kommunikation ( Schnittstelle X2) CM DP Modul:1 x PROFIBUS incl. DP Seite

22 Kommunikationsfunktionen Appl. SIMATIC Communication CPU 1505S Funktionalität nur über exklusive Schnittstellen der CPU: PROFIBUS DP PROFINET IO S7-Kommunikation Modbus PCP Ethernet -Schnittstelle Kommunikation PROFINET Basisdienste Webserver (HTTP) ES / HMI Zugriff S7-Kommunikation (PBK) S7-Routing OUC (TCP / UDP) PROFI- NET Exklusive Schnittstelle PROFINET IO PROFIBUS DP PROFI- BUS Webserver (HTTP / HTTPS) ES / HMI Zugriff S7-Kommunikation (PBK) S7-Routing OUC (TCP / UDP / ISOonTCP) Modbus TCP Funktionalität über alle CPU und Schnittstellen: ES / HMI Kommunikation Open User Communication (OUC) Webserver Zugriff S7-Routing Funktionalität PC-Intern: HMI Kommunikation Open User Communication (OUC) Webserver Zugriff (HTTP) Seite

23 Open User Communication zur -Seite Appl. Software PLC_1_Send_DB Ethernet Local~PC_Communication_Interface_1 (HW-ID = 59) Software Controller PROFI- NET TSEND_C PROFI- NET HW-ID = 64 HW-ID = 72 Angabe der Schnittstelle für OUC Schnittstelle wird über Interface_ID im Parametersatz für den Connect-Eingang festgelegt Applikationen oder über Schnittstellen: HW-ID des PC-Communication- Interface local~pc_communication_interface_1 (=59) Es könne alle Ethernet Schnittstellen unter genutzt werden Über exklusive Schnittstellen der CPU: HW-ID der Schnittstelle Seite

24 Schnelle IP-Adressanpassung Effektive Hantierung von Serienmaschinen Schnelle Adressanpassung an Endkunden-Anforderungen Wiederverwendung ohne Projektanpassung Mehrfachverwendung einer Maschine in einem Anlagennetz STEP7 Project <No name> <No IPv4 Suite> sw12 Stationnr. 1 <No IPv4 Suite> Machine Machine 1 sw12.machine1 Stationnr gvb17 Stationnr. 3 <No IPv4 Suite> gvb17.machine1 Stationnr xvc167 Stationnr. 4 <No IPv4 Suite> xvc167.machine1 Stationnr Seite

25 Integrierte Technologie Motion Control Funktionalität Flexible Anbindung von Antrieben über PROFINET, PROFIBUS oder analoge Schnittstellen Einfache Programmierung der Bewegungsabläufe mit PLCopen Motion-Bausteinen Einheitliche Konfiguration / Projektierung für CPU / HMI / Antriebe Komfortable Diagnose- und Inbetriebnahme-Tools (Steuertafel, Trace) Einfache Fehlersuche durch automatische Alarmmeldungen an das Engineeringsystem und zum HMI Funktionsumfang V13 SP1 Drehzahlachse, Positionierachse, Encoder Einfache Skalierbarkeit durch Integration der gleichen Motion Control Funktionen in allen CPUs Seite

26 Integrierte Technologie Motion Control Erweiterungen in V13 SP1 Taktuntersetzung zwischen PROFINET-Zyklus und dem Motion Applikationszyklus (MC Servo) Ermöglicht es, auch viele Achsen taktsynchron zu betreiben Zugriff auf das Motion-Prozessabbild ist möglich Auswerten der Daten im Anwenderprogramm, z. B. Lesen der Failsafe-Bits bei G120 Antrieben Diagnose und Trace von Steuer- und Zustandsworten Einstellung der Vorsteuerung über die TO-Maske Vereinfacht die für Frequenzumrichter sinnvolle Einstellung der Vorsteuerung (z. B. bei G120) Seite

27 Integrierte Technologie Integrierte PID Regelung Für einfache regelungstechnische Aufgaben Realisierung von kontinuierlichen, diskrete (Pulsweitenmodulation) oder Schrittreglern Einfache Inbetriebnahme durch automatische Regleroptimierung Mechanismen zur Reaktion bei ungewollten Prozesszuständen PID Compact / PID 3-Step Kontinuierlicher Regler mit analogem oder pulsweitenmoduliertem Ausgang bzw. spezialisierter Schrittregler für integrierende Stellglieder (z.b. Ventile) Auto-Tuning Kosteneinsparung durch integrierte PID Regler mit hochwertigem Auto-Tuning Seite

28 Highlight - Webserver Integrierter Webserver Zugriff auf System- und Prozessmeldungen sowie auf Identifikationsdaten Systemdiagnose von allen konfigurierten Modulen Kommunikationsdiagnose für Parameter, Statistik und Verbindungsstatus Zugriff auf Prozessdaten über Variablentabellen und Variablenlisten Anwenderdefinierte Web-Seiten in der Steuerung Filezugriff auf Ladespeicher (Rezepte, Archive, Anwenderdateien) Zugriff auf Web-Server PROFINET Schnittstellen der CPU und -Ethernet Schnittstellen (HTTP) R A Einfacher remoter Zugriff auf Information zu Prozessparametern und Maschinenstatus Seite

29 CPU 1515SP PC Security Integrated Mit integrierten Security-Funktionen im S Software Controller macht die CPU 1515SP PC die PC-basierte Automatisierung jetzt noch sicherer: Höherer Know-how Schutz Höherer Kopierschutz Höherer Zugriffsschutz Höherer Manipulationsschutz Zusätzlicher mechanischer Schutz der CFast-Karte vor Entwendung über Plombe oder Schloss möglich! Seite

30 Security Integrated: Know-how Schutz Höherer Know-how Schutz in STEP 7 Passwortschutz gegen unberechtigtes Öffnen der Programmbausteine mit STEP 7 und somit Schutz vor unberechtigtem Kopieren von z.b. entwickelten Algorithmen Passwortschutz gegen unberechtigtes Auswerten der Programmbausteine mit externen Programmen aus dem STEP 7 Projekt vom PC-Datenträger aus Programmbibliotheken Schutz des geistigen Eigentums und getätigtem Invest Seite

31 Security Integrated: Kopierschutz Höherer Kopierschutz Binden von einzelnen Bausteinen an die Seriennummer der CPU Schutz vor unberechtigtem Kopieren von Programmbausteinen mit STEP 7 Schutz vor unberechtigtem Duplizieren der Projektierung Entsprechende Meldung im Diagnosepuffer Schutz vor unautorisierter Vervielfältigung ablauffähiger Programme Seite

32 Security Integrated: Zugriffsschutz Höherer Zugriffsschutz (Authentifizierung) Neue Schutzstufe 4 für CPU-Komplettverriegelung (auch HMI-Verbindungen unterstützen Passwort)* Granulare Vergabe von Berechtigungsstufen (1-3 mit eigenem PW) Generelle Projektierungssperre über Systemfunktionen * Optimale Unterstützung durch SIMATIC HMI Produkte und SIMATIC NET OPC Server Schutz gegen unberechtigte Projektierungsänderungen für sichereren Anlagenbetrieb Seite

33 Security Integrated: Kommunikationsschutz Höherer Manipulationsschutz Verbesserter Schutz gegen Manipulation der Kommunikation bei Zugriff auf Software-Controller durch digitale Prüfsummen Schutz vor Netzwerkangriffen wie Einschleusen gefälschter / aufgezeichneter Netzwerkkommunikation (Replay Angriffe) Geschützte Übertragung von Passwörtern bei Authentifizierung Schutz der Kommunikation vor unberechtigten Manipulationen für höhere Anlagenverfügbarkeit Seite

34 IP Adresse einstellen (manuell) IP-Settings für -Ethernet-Schnittstelle [X2] è Network- and Sharing Center è Change adapter settings è Local Area Conection (Boadcom Netlink) è Local Area Conection Status à Properies è Internet Protocol Version 4 Seite

35 Typische Engineering Umgebung Engineering SIMATIC STEP7 V13 SP1 Optional: SIMATIC WinCC Advanced V13 SP1 SIMATIC ODK 1500S Konfiguration / Programmierung Diagnose über Ethernet Interface X2 (Gbit IE/PN Schnittstelle) Online Zugang über PROFINET / PROFIBUS Schnittstellen möglich nach Erstinbetriebnahme Runtime ES-Zugang über - Schnittstellen im Lieferzugang enthalten Keine SIMATIC NET Installation erforderlich Schnittstelle X2 Seite

36 SIMATIC ODK 1500S Highlights Engineering Unterstützung Robustheit & Echtzeit Entkopplung von Anwendungen über asynchrone Ausführung Unterbrechbarkeit von Echtzeit- Anwendungen durch höherpriore OBs Usability Intuitive Verwendung von S7 FB für den Aufruf von C-Funktionen ODK PLC- Programm Apps: Visual Studio Realtime Apps: Eclipse (im Lieferumfang) OB 1 KOP, FUP, AWL Graph7 SCL C++ Security Sandbox Ausführung für ODK RT Anwendungen Schutz von Know How und Kopierschutz in der CPU Funktionen Ausführung von Echtzeitalgorithmen Ausführen von Code in -DLLs Seite

37 SIMATIC ODK 1500S Was ist ein Open Development Kit? Engineering SIMATIC ODK 1500S (incl. Eclipse) Microsoft Visual Studio C (2010) (optional) SIMATIC TIA Portal V13 SP1 Das ODK ist ein Engineering-Paket, das die Entwicklung von C/C++ Anwendungen für den S Software Controller ermöglicht: Verwendung von Microsoft Visual Studio für C/C++ Anwendungen, die unter ablaufen, z.b. Anbindung Datenbanken Protokoll-Implementierung IT-Anbindung Runtime SIMATIC S Software Controller Verwendung von Eclipse (im Lieferumfang) für Anwendungen, die in Echtzeit ablaufen, z.b. Technologieanwendungen / Regler Algorithmik Keine Runtime-Lizenzen zur Ausführung von ODK-Anwendungen erforderlich Seite

38 SIMATIC ODK 1500S Einfacher Aufruf von C Funktionen durch das PLC Programm Automatische Generierung der Funktionsbausteine für die Verwendung von ODK-Anwendungen: Real-time ODK-Anwendungen haben ein synchrones Interface ODK-Anwendungen haben ein asynchrones Interface Import der Funktionsbausteine über Externe Quellen Seite

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Frank Tebrügge PC-based Promotor RC-DE DF FA 4 PROM1 Schweriner Str Bielefeld Telefon: Mobil: frank.tebruegge@siemens.com siemens.com Seite