Bild 2: Premiere - Die neuen CPUs haben erstmals ein abnehmbares Frontdisplay, das wichtige Meldungen visualisiert und – per Passwort autorisierbare – Bedienereingaben ermöglicht. © Siemens

Ein weiteres Werkzeug zur Fehleranalyse ist die Aufzeichnung von bis zu 16 Variablen in Form von Echtzeit-Traces direkt in der CPU. Die grafische Darstellung frei wählbarer Antriebssignale oder Ein-/Ausgangssignale wie Temperaturen und Drücke macht auch sporadische Unstimmigkeiten im Ablauf transparent (Bild1).

Augenfälligstes Merkmal der neuen Steuerungsgeneration ist das Frontdisplay (Bild 2), das wichtige Status- und Diagnosemeldungen direkt am Gerät visualisiert und Bedienereingaben ermöglicht. So kann beispielsweise ohne Engineeringsoftware beziehungsweise ohne Projekt ein Stationsname und eine IP-Adresse eingegeben werden. Das vereinfacht die Inbetriebnahme von Serienmaschinen erheblich. Am Display wird das Programm auch gestartet und gestoppt, weiterhin zeigt es die Systemdiagnosemeldungen und vom Anwender programmierte Alarmmeldungen an. Zudem kann der Anwender zur Laufzeit zwischen zwei (von sechs) Systemsprachen umschalten. Ein Passwort sichert das System optional vor unberechtigtem Zugang.

Bild 3: Einheitliche Frontstecker sind an der Baugruppe frei zugänglich. © Siemens

Das Hardware-Handling

In puncto Usability weisen die Steuerungen zahlreiche neue kleine Details auf. So gibt es einheitliche Frontstecker für I/O- und Technologiemodule, die neben der Verdrahtung das Ersatzteilwesen vereinfachen. Die Stecker können in einer Verdrahtungsstellung so außerhalb der Baugruppe fixiert werden, dass sie frei zugänglich sind (Bild 3). Außerdem lässt sich die Frontabdeckung der Peripheriemodule etwas nach außen ziehen und einrasten, was mehr Kabelstauraum für Leitungsbündel mit dicker Isolation (Bild 4) schafft. Zentral sind neben einer CPU bis zu 31 Peripheriemodule über rückseitige U-Verbinder steckbar. Wer häufiger analoge Baugruppen einsetzt, wird zu schätzen wissen, dass diese mit allen erforderlichen Schirmungskomponenten geliefert werden. Auf die integrierte DIN-Schiene (35 mm) lässt sich Zubehör (Klemmen, Sicherungen, Relais) einfach aufstecken (Bild 5).

Bild 4: Der Kabelstauraum wächst je nach Anforderung mit. © Siemens

Security hat hohen Stellenwert

Mit der zunehmenden Vernetzung in der Produktion wird das Thema Industrial Security immer wichtiger. Gemeint ist damit der Schutz vor unberechtigtem Zugriff auf die Systeme, der Schutz vor Veränderungen am System sowie der Schutz des spezifischen Know-hows der Anwender. Die neuen Controller bringen in dieser Hinsicht einige Vorkehrungen mit: Angefangen beim Passwortschutz gegen unberechtigtes Öffnen von Programmbausteinen mit STEP 7 und gegen unberechtigtes Auswerten der Programmbausteine mit externen Programmen, über den weiter verbesserten Kopierschutz, zum Beispiel durch Bindung einzelner Bausteine an die Seriennummer der Speicherkarte oder der CPU, bis hin zum erweiterten Zugriffsschutz durch abgestufte Authentifizierung. Noch einen Schritt weiter geht der Zugriffsschutz über einen Kommunikationsprozessor CP1543-1 mit integrierter Firewall, die beispielsweise die Filterung von IP-Adressen oder Kommunikationsports erlaubt. Hinzu kommen ein weiter verbesserter Schutz gegen Manipulation der Kommunikation, eine geschützte Übertragung von Passwörtern und digitale Signaturen.

Technologiefunktionen integriert

Mit Bordmitteln anspruchsvolle Aufgaben umsetzen zu können, erspart zusätzliche Hard- und Software sowie Verdrahtungsaufwand. Genau dies realisiert die neue Plattform mit im Standard integrierten Technologiefunktionen –  darunter solche für die flexible Anbindung von Antrieben über Profinet, Profibus oder analoge Schnittstellen – basierend auf PLCopen-konformen Funktionsbausteinen. Das TIA Portal Version 12 unterstützt Drehzahlvorgaben für Achsen, das Einachs-Positionieren und vielfältige Varianten beim Referenzieren, auch in Verbindung mit Absolutwertgebern. Darüber hinaus sind leistungsfähige kontinuierliche und diskontinuierliche Regler (mit Auto-Tuning) und schnelle Zähler implementiert.

Safety bis SIL 3

Standard- und sicherheitsgerichtete Aufgaben mit ein und derselben Hardware und Software, über ein und dasselbe Kommunikationsmedium abwickeln zu können, spart ebenfalls sehr viel Aufwand. Außerdem ist diese integrierte Sicherheitstechnik entschieden flexibler als eine zusätzliche separate Sicherheitssteuerung. In Antriebsapplikationen erlaubt die Durchgängigkeit des TIA Portals Version 12 über Steuerung, HMI und Antriebe hinweg die Nutzung antriebs-integrierter Sicherheitsfunktionen und damit die Einhaltung der einschlägigen Normen bis Safety Integrity Level SIL 3 nach IEC 62061 und Performance Level PL e nach ISO 13849-1.

Das Engineering

Die Basis für eine effiziente Nutzung all dieser Funktionen und ein schnelles Engineering ist das TIA Portal, das eine durchgängige symbolische Programmierung ermöglicht. Einmal angelegte Symbole eines Projektes werden bei Änderungen in einem Editor automatisch in allen anderen Editoren nachgeführt. Neu in Version 12 sind Compiler für die Programmiersprachen KOP, FUP und SCL, wobei alle AWL-Befehle jetzt auch in KOP und FUP verfügbar sind. Die Möglichkeiten des Programmierers erweitern bis zu 5 MB große Datenbausteine, die sich auch ohne Re-Initialisierung und Datenverluste im laufenden Betrieb erweitern lassen. Dabei wurde auf die Kompatibilität zu den bisherigen Geräten der S7-Welt Wert gelegt. Den Umstieg von Simatic S7-300/S7-400 auf die CPUs S7-1500 unterstützt Siemens mit einem Migrationstool. Programme für S7-1200 und S7-1500 haben die gleiche Struktur und lassen sich per Copy and Paste von der S7-1200 in die S7-1500 übertragen. Als nächste Spektrums-Erweiterungen stehen erste fehlersichere Controller und Antriebe unmittelbar bevor.

Autorinnen:
Tatjana Gehle ist Marketing Managerin, Simatic Software bei der Siemens AG,
Andrea Rauscher ist Produktmanagerin Simatic S7-1500 bei der Siemens AG