SIMATIC S Software Controller. Josef Kváč

Transkript

1 Josef Kváč

2 System performance Řízení na bázi PC v portfoliu S Projektování v TIA Portalu Advanced Controller SIMATIC S Software controller SIMATIC S Distributed controller SIMATIC ET 200SP CPUs Basic controller SIMATIC S Application complexity Page 2

3 Funkcionalita S Software kontrolér má funkcionalitu jako S CPU PID Motion Control PID Trace OPC UA Diagnostika Webserver Zabezpečení Configuration Control Page 3 Další informace jsou k dispozici v příslušných podkladech pro S7-1500

4 Hlavní přednosti CPU 1507S Výkon Optimalizované vykonávání kódu 64 Bit Rychlý PC boot Integrovaná bezpečnost Kontrolér pro standardní a bezpečnostní úlohy Bezpečnostní řízení až do PLe / SIL 3 Kompatibilita a škálovatelnost Kompatibilita kódu s S Motion a Trace Robustnost Inovativní real-time řešení založeno na virtualizaci 100 % nezávislost na Windows Restart Windows bez přerušení řízení Zabezpečení Vylepšeno Copy and Know How protection Vylepšené zabezpečení komunikací Praktičnost Aplikace displeje pro snadné ovládání Kompletní integrace do TIA-Portal žadné lokální nastavování Open Development Kit Real-time algoritmy Volání Windows DLLs Page 4

5 CPU 1507S (F) verze V2.0 přehled Bezpečnostní CPU 1507S F Výkon bezpečnostního a standardního programu Podpora Nanobox IPC2x7E s CPU 1507S (F) Přístup k web serveru přes HTTPS ze strany Windows Zobrazení Trace na web serveru CPU RUN/STOP příkaz pro CPU Restart Windows a BSOD (modrá smrt): Notifikace (OB82, SFC RDREC) Vylepšený Windows Management (SFC SHUT_DOWN) Podporované IPC s konfigurací SSD + HW-RAID1 Integrovaný OPC UA server v softwarovém kontroléru OPC UA Data Access OPC UA Security Přístup přes PROFINET rozhraní softwarového kontroléru Page 5

6 SIMATIC S Open and Software Controller Portfolio S Software Controller ET 200SP Open Controller CM DP CPU Type CPU 1507S (F) CPU Type CPU 1515SP (F) PC DP Master Interfaces Program-/ data memory Bit Performance Using PC interfaces (1 interface for PN IO) 5 MB (7,5 MB) 20 MB 1 ns (Microbox, Core i7) 1 2 Interfaces Program-/ data memory Bit Performance Windows DVI-I 3x USB IE/PN 1 MB (1,5 MB) 5 MB 10 ns Controller 1 1 IO Devices 128 (PN) 125 (DP) IO Devices 128 (PN) 125 (DP) Standard Motion 60 axis Standard Motion 30 axis PROFIBUS PROFINET/IE Page 6

7 Podporované SIMATIC IPC Embedded Industrie-PCs Vysoce robustní Kompaktní - Bezúdržbové High-end Industrie-PCs Velmi robustní Vysoký výkon Vysoká funkcionalita Nanobox (Box and Panel PC) Microbox (Box and Panel PC) Box and Panel PC Rack PC IPC227E IPC277E CPU 1507S (F) IPC427D IPC477D CPU 1507S (F) IPC627D IPC827D IPC677D CPU 1507S IPC647D IPC847D CPU 1507S Page 7

8 Open Controller Výkon WES 7 E 32 bit (7 P 64 bit) AMD Dual Core 1.0 GHz 4GB RAM Architektura ET 200SP Podpora všech modulů ET 200SP (TM, PtP etc.) Handling like ET 200SP CPU Komunikace PROFINET IO: 2 porty výměnný bus adaptér PROFINET IRT Gb-Ethernet Page 8 PROFIBUS DP pomocí modulu ET 200SP CM DP

9 Jak může být S Software Controller nezávislý na Windows? PC Funkce Výhody Windows S Software Controller Paralelní běh softwarového kontroléru a Windows Real time řízení Restart Windows Rychlý start CPU Užití nativního S operačního systému Plná kompatibilita s S kontroléry SIMATIC Komunikace Výhradní přiřazení HW zdrojů, jako je rozhraní Profinet, Paměť, Uložiště Optimální zabezpečení a ochrana Know How Přístup k IO v reálném čase Softwarový kontrolér má přímý přístup k hardwaru Bez ztráty výkonu a real time funkcí díky virtualizaci PC HW Grafická karta Siemens Hypervisor Ethernet Paměť PROFINET PROFIBUS Komunikace mezi kontrolérem a HMI nebo Windows aplikacemi Přístup k HMI Přístup k web serveru TCP/UDP skrz Windows Page 9

10 Jaké jsou rozdíly oproti řešení WinAC RTX? PC Windows PC dnes Windows S Software Controller Windows Kernel and Drivers Windows real-time Kernel WinAC RTX PC Hardware Siemens Hypervisor PC Hardware S Software Controller běží paralelně k Windows a není součástí ovladačů a jádra (kernelu) Windows Nezávislý restart Windows zatímco kontrolér zůstává v RUN módu Umožňuje ochranu kontroléru proti neautorizovanému přístupu (know how, security) Page 10

11 Využití jader procesoru 2 Jádra 2 Jádra + Hyperthreading Více jádrové (+ Hyperthreading) Windows S Software Controller Windows S Software Controller Windows S Software Controller Siemens Hypervisor Siemens Hypervisor Siemens Hypervisor HCore HCore Jádro1 Jádro 2 Jádro 2 Jádro1 PC Hardware PC Hardware HC HC C 1 HC HC C 2 HC HC C PC Hardware Jádro n S Software Controller vždy používá jedno reálné jádro procesoru pro dosažení nejlepší real-time chování Softwarový kontrolér využívá 1 jádro přiřazené SW kontroléru bude mít vypnut Hyperthreading Windows využívají zbylá jádra Jádra využívaná Windows mohou stále používat Hyperthreading (HCore) pro dosažení nejlepšího výkonu Optimální využití IPC nejlepší real-time chování Page 11

12 Boot Menu při startu systému Boot PC GRUB4DOS , 0 Windows 1 Windows and CPU 150xS Menu.lst Boot Menu 1 Windows and CPU 1505S (default) Spuštění Hypervisor Hypervisor spustí Windows a Software Controller paralelně 0 Windows Spustí se jen Windows bez Hypervisor Start Hypervisor Create guest 0 Create guest 1 Možnosti(menu.lst) Grub-Menu lze nastavit jako neviditelné pro koncového zákazníka nebo operátora Nastavení času pro rozhodnutí Start Windows Start Windows Start Software Controller Page 12

13 Restart Windows All Programs Search programs and files Shut down Switch user Log off Lock Restart Sleep Restart Restartují se jen Windows ne Software Controller PC neprojde přes BIOS (bez možnosti BIOS, bez možnosti vybrat zaváděcí médiu)! Hypervisor Restart Guest 0 Guest 1 Alternativní možnosti restartu Windows: Požadavek restartu vyvolaný aplikací, např. po nainstalování softwaru Příkazem: shutdown -r nebo shutdown g Kompletní restart systému, je možné zadat žádost o restart: CPU_Control /AllowReboot Restart Windows Software Controller Vypnutí Vypnutí celého PC Alternativní způsob vypnutí PC Vypnutí požadované, např. od UPS Příkazem: shutdown Page 13

14 Aplikace CPU displeje PC Windows CPU 150xS (F) Aplikace CPU displeje Displej S Software Controller je implementován jako Windows aplikace Nabízí stejnou strukturu menu a funkce jako u PLC displeje řady S PC Hardware Jednoduché a jednotné ovládání pro kontroléry řady S Page 14

15 Aplikace displeje, Ovládací prvky Stav Zobrazení stavu a diagnostických ikon Menu Zobrazení menu a vybrané položky Menu a provozní data Zobrazení položek menu, diagnostických informací anebo provozních událostí Tlačítko pro Online nápovědu Page 15 Stavové LED RUN/STOP tlačítko Přepínání závisí na aktuálním režimu Oblast displeje Obsah a funkcionalita je analogická k S CPU Tlačítko On/Off Zapnutí/vypnutí CPU Ovládání je možné pomocí klávesnice, myši nebo dotykového ovládání

16 Použití příkazové řádky SW kontrolér ovládaný přes příkazovou řádku Ovládání SW kontroléru pomocí skriptů z příkazové řádky Možné funkce: Zapnutí (Startup) Vypnutí (Shutdown) RUN / STOP Restartování celého PC včetně SW kontroléru Restartování jen SW kontroléru Page 17

17 Použití HD/CF/SSD s CPU Volume PC Windows S Software Controller Nezávislý přístup k HD/CF/SSD z Windows 400 MB CPU Volume pro ukládání dat CPU 320 MB load memory (= S7 memory card) jako jeho součást V load memory je možné ukládat uživatelské soubory Přístup k uživatelským souborům přes Web server Konfigurace Program Inicializační data Uživ. soubory Archivy Receptury Při konfiguraci datového uložiště PC: Diag Buffer Procesní data Datové uložiště PC Private data Load memory ( = ) Retentive data Page 18

18 Přehled ukládání dat Uložení na uložiště PC (CFast, SSD, HD) Možnost uložení všech dat (Flag, Timer/Counter, DB) Požadovaná UPS Uložení do NVRAM u SIMATIC IPC Až 183 Kbyte v závislosti na typu SIMATIC Možnost uložení dat s/bez UPS Možnost uložení dat při BSOD (modrá smrt) Konfigurace přes STEP7 Receptury a archivy Uložení procesních dat a logů Načtení recepturních dat Formát CSV Složka pro uložení: load memory (CPU volume) CPU Volume Page 19

19 Přehled receptury a archivy Receptury Načtení konfiguračních dat stroje Načtení recepturních dat Archivy Archivování procesních dat Logování událostí a zásahů operátora Přístup k datům Data jsou dostupná ve formátu CSV, uložena v load memory CPU ( CPU volume používající uložiště PC) Pomocí PLC programu použitím systémových funkcí Přes Web server HTTP/HTTPS R A Jednoduchá manipulace s archivy a recepturami Page 20

20 HMI Přístup Lokální WinCC RT Advanced WinCC OA OUC (TCP/UDP) ODK 1500S Windows S Software Controller Vzdálené Basic and Comfort Panel WinCC RT Advanced WinCC RT Professional WinCC V7 WinCC OA SIMATIC NET OPC SIMATIC HMI WinCC RT Advanced a WinCC OA může být na stejném PC Všechny SIMATIC HMI produkty včetně mohou být připojeny na Ethernet/PROFINET Specifické aplikace HMI Specifické aplikace HMI (např. vytvořené ve Visual Studio) mohou být připojeny pomocí následujících mechanismů Open User Communication (lokálně nebo vzdáleně) ODK 1500S (lokálně) SIMATIC Communication Siemens Hypervisor PC Hardware Page 21

21 Runtime Inženýring Komunikační rozhraní SIMATIC STEP7 V14 / V13 SP1 Rozšíření SIMATIC WinCC Advanced Startdrive SIMATIC ODK 1500S Rozhraní pro PROFINET a PROFIBUS Rozhraní jsou používána výhradně SW kontrolérem pro dosažení maximálního real-time chování IPC: X1 IPC: X2 IPC: X3 PROFINET IO Podporované typy rozhraní 1x PROFINET včetně IO Controller 1x PROFINET (data komunikace) 1x PROFIBUS DP SIMATIC IPC onboard (X3), CP 5622, CP 5623 Page 22

22 Komunikační funkce Windows SIMATIC Komunikace S Software Controller Funkcionalita pro rozhraní CPU PROFIBUS DP PROFINET IO S7 komunikace Ethernet PROFINET PROFIBUS Rozhraní Windows Windows komunikace Webserver (HTTP/HTTPS) ES/HMI S7 komunikace S CPU Exclusive interface PROFINET IO PROFIBUS DP Webserver (HTTP/HTTPS) ES/HMI S7 komunikace S7-1500, 300, 400 Funkcionalita pro rozhraní CPU a Windows ES/HMI komunikace Open User Communication (OUC) Webserver S7-Routing Funkcionalita uvnitř PC HMI komunikace Open User Communication (OUC) Webserver (HTTP) OUC (TCP/UDP) Modbus TCP TMail OUC (TCP/UDP/ISOonTCP) Modbus TCP TMail Page 23

23 Runtime Inženýring SIMATIC ODK 1500S Open Development Kit, co to je? SIMATIC ODK 1500S (Eclipse) SIMATIC Target 1500S (optional) Microsoft Visual Studio C++ (optional) SIMATIC TIA Portal SIMATIC S Software Controller ODK 1500S je inženýrský balíček, který umožňuje vyvinout C/C++ aplikace pro S Software Kontrolér Microsoft Visual Studio je vhodné pro C/C++ aplikace běžící pod Windows Přístup do databází Implementace protokolů IT konektivita Eclipse je vhodné pro real-time aplikace Technologie, Pokročilá regulace Algoritmy Není třeba Runtime licence pro spouštění ODK applications Page 24

24 SIMATIC ODK 1500S Add-on - Příklady Připravená řešení pro rozšíření funkcionality S Použiti bez znalostí vyšších programovacích jazyků ODK 1500S SQL driver Přístup do SQL databáze se Step7 aplikací Databáze může být instalována lokálně a nebo síťově Podporované SQL příkazy Select, Insert, Update, Delete ODK 1500S File Server Přidává funkcionalitu práce se souboru do S Možnost zápisu/čtení datových bloků Podporované formáty CSV, ASCII, Windows-INI, XML, Binary Page 25

25 Jednoduchá instalace a inženýring 1 Instalace 2 Nahrání projektu 3 Provoz Jednoduchá instalace Není třeba lokální nastavení Efektivní inženýring v TIA portálu Kompletní nastavení během nahrávání Jednoduché nastavení Page 26

26 SIMATIC Jednoduchá instalace Jednoduchá instalace Instalace pomocí standardní Windows instalátoru Není třeba žádné speciální příprava Automatická/tichá instalace všech komponent potřebných pro S Software kontrolér Bootloader Hypervisor PC-Station + Softbus IE-General SW Automatické nastavení CPU volume pro interní ukládání Jednoduchá instalace, instaluje se jako ostatní Windows software Page 27

27 FAQ Incompatible device? Je třeba nainstalovat a povolit SIMATIC IPC DiagBase minimálně ve verzi V1.5 Po restartu Windows je černá obrazovka? Pro IPC 427D a 477D je třeba nainstalovat ovladače grafické karty, obsaženy na DVD "Documentation and Drivers driver path: \Drivers\Display\Intel\HDGraphics_02 Page 28

28 SIMATIC S Open a Software Controller Porovnání výkonu Bool FOR #index := 1 TO #PocetCyklu DO #bit := FALSE; END_FOR; DInt FOR #index := 1 TO #PocetCyklu DO #ValueDint := #ValueDint + 1; END_FOR; Real FOR #index := 1 TO #PocetCyklu DO #ValueReal := #index * 0.1; END_FOR; Průměrný výsledek v ms pro cyklů IPC477D core i3 Open controller S S7 1516F-3 Real 7,701 20,2 618,3 124,2 DInt 0,425 0,8 55,6 1,005 Bool 0,377 0, ,3 0,943 Page 29

29 Děkuji za Vaší pozornost! Josef Kváč Factory Automation Siemensova Praha 13 josef.kvac@siemens.com Page 48