C135 PCS 7 (PCS7)
6C
6 Cielo Ciencia y Tecnología
·Publicada en C135 PCS 7 (PCS7)

Viabilidad y directrices arquitectónicas para el uso de CPUs S7-1500F en SIMATIC PCS 7

Un controlador de seguridad SIMATIC S7-1500F no puede configurarse ni ejecutarse como una Estación de automatización (AS) nativa dentro del Sistema de ingeniería de SIMATIC PCS 7, ya que la ejecución principal de PCS 7 se basa exclusivamente en las arquitecturas S7-400 y CPU 410. Sin embargo, los sistemas S7-1500F se pueden integrar en una planta PCS 7 como unidades compactas independientes (Package Units), intercambiando datos de supervisión a través de la SIMATIC PCS 7 Industry Library y conectando enclavamientos de seguridad con los controladores centrales S7-400FH utilizando acopladores PN/PN de hardware o controladores de pasarela de seguridad.

Índice de contenidos

Límites principales de compatibilidad: S7-1500F frente a Estaciones de automatización de PCS 7

Al diseñar o actualizar sistemas de control de plantas, los ingenieros de procesos preguntan con frecuencia si una CPU SIMATIC S7-1500F puede reemplazar un S7-400 o una CPU 410 como controlador principal en SIMATIC PCS 7:
* Incompatibilidad como AS nativa: El Sistema de ingeniería de PCS 7 (SIMATIC Manager, CFC, SFC, Jerarquía tecnológica y generadores de drivers de módulo) está diseñado fundamentalmente en torno a la arquitectura de firmware del S7-400 y la CPU 410-5H. Una CPU S7-1500 o S7-1500F no se puede insertar en la configuración de hardware de PCS 7 como una estación AS nativa.
* Herramientas de ingeniería: Los controladores S7-1500F se configuran y programan exclusivamente en TIA Portal (STEP 7 Professional y Safety Advanced).
* Incompatibilidad de librerías: Los bloques de la SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library (APL) no se pueden descargar en controladores S7-1500.

Integración arquitectónica como unidad compacta independiente

Aunque un S7-1500F no puede actuar como una AS nativa de PCS 7, se utiliza ampliamente como una unidad compacta (Package Unit) (p. ej., patines de compresión, paquetes de calderas, sistemas de tratamiento de agua):
* Entorno de ingeniería: La lógica de la unidad compacta y las funciones instrumentadas de seguridad se diseñan íntegramente dentro de TIA Portal.
* Integración de supervisión mediante la Industry Library: La SIMATIC PCS 7 Industry Library (IL) proporciona bloques especializados tanto para TIA Portal como para PCS 7.
* Integración en WinCC OS: En el WinCC OS de PCS 7, los parámetros de la unidad compacta se supervisan utilizando caras de operador (faceplates) de la Industry Library que imitan el estilo APL, proporcionando a los operadores una apariencia uniforme y coherente.
* Capa de comunicación: Los datos se intercambian a través de Industrial Ethernet utilizando comunicación S7 (BSEND/BRCV) o interfaces OpenPCS 7 / OPC UA.

Enclavamientos instrumentados de seguridad con sistemas F centrales de PCS 7

Cuando una unidad compacta S7-1500F requiere un enclavamiento de seguridad funcional con el controlador de seguridad principal de la planta PCS 7 S7-400FH / CPU 410-5H:
* Incompatibilidad de conexión F directa: S7-1500F y S7-400FH utilizan compiladores de seguridad diferentes y no pueden establecer una conexión S7 F directa por software.
* Puenteo mediante acoplador PN/PN de hardware: Se instala un SIMATIC PN/PN Coupler entre la red PROFINET del S7-1500F y la red PROFINET de PCS 7. Las señales de seguridad se intercambian a través de ranuras de E/S PROFIsafe hasta SIL 3 / PL e.
* CPU de pasarela intermedia: De forma alternativa, un controlador S7-300F intermedio (p. ej., IM 151-8F) puede actuar como pasarela I-Device que puentea TIA Portal Safety con S7 F-Systems.

Contabilidad de objetos de proceso y licencias para unidades compactas S7-1500

Se requiere un análisis de licencias cuidadoso al integrar unidades compactas S7-1500 en una infraestructura PCS 7:
* Objetos de proceso de tiempo de ejecución de AS (AS RT PO): El S7-1500F ejecuta su propio código y no consume licencias de software AS RT PO del pool de licencias de la Estación de ingeniería de PCS 7.
* Tarjeta de expansión de sistema (SEC) de la CPU 410: El S7-1500F no tiene impacto en la capacidad de la SEC central de la CPU 410.
* Objetos de proceso de tiempo de ejecución de OS (OS RT PO): En WinCC OS, la visualización de los datos de la unidad compacta consume licencias OS RT PO o variables de proceso de WinCC (tags).
* Licenciamiento de la Industry Library: Se deben adquirir licencias de ingeniería y de tiempo de ejecución para la SIMATIC PCS 7 Industry Library tanto para la ES como para las estaciones de destino.

Verificación

  • En SIMATIC Manager, verifique que la unidad compacta S7-1500 aparezca como un nodo de red externo o un socio de comunicación de la Industry Library.
  • En el tiempo de ejecución de WinCC OS, abra la cara de operador de la unidad compacta: confirme que los valores analógicos, los estados operativos y los bits permisivos de Skid Ready se actualicen sin problemas.
  • En TIA Portal, verifique que el programa de seguridad del S7-1500F se ejecute sin fallos de comunicación PROFIsafe.
  • Desconecte el cable de comunicación entre la unidad compacta y el bus de planta: confirme que el WinCC OS de PCS 7 muestre una alarma de fallo de comunicación adecuada mientras el programa de seguridad del S7-1500F pasa a un estado seguro.

Limitaciones y precauciones operativas

  • Nunca intente forzar la instalación de archivos GSDML de S7-1500 en STEP 7 HW Config para programarlos mediante CFC; esto corrompe las estructuras de la base de datos del proyecto.
  • Todos los enclavamientos críticos para la seguridad entre la unidad compacta y la automatización central deben pasar a través de canales de seguridad verificados (como un acoplador PN/PN), nunca a través de variables HMI estándar o variables OPC.
  • Verifique siempre los números de referencia (MLFBs) finales de los paquetes de software y los recuentos de licencias con el Siemens Industry Mall oficial y las cotizaciones de distribuidores autorizados.

Preguntas frecuentes de ingeniería

  • ¿Se puede programar una CPU S7-1500F utilizando diagramas de funciones continuas (CFC) en PCS 7?
    No, las CPUs S7-1500 no se pueden programar en CFC de PCS 7; se programan exclusivamente en TIA Portal.
  • ¿Cuál es el método recomendado para mostrar datos del S7-1500 en el WinCC OS de PCS 7?
    Utilice los bloques de la SIMATIC PCS 7 Industry Library (IL), que proporcionan caras de operador de estilo APL para unidades compactas S7-1500.
  • ¿La integración de un S7-1500 consume licencias de objetos de proceso AS de PCS 7?
    No, las unidades compactas S7-1500 se ejecutan de forma independiente y no consumen licencias centrales AS RT PO.
  • ¿Cómo se intercambian los disparos de seguridad entre los controladores S7-1500F y S7-400FH?
    A través de un SIMATIC PN/PN Coupler de hardware configurado con módulos de datos de E/S de seguridad PROFIsafe.
  • ¿Puede una CPU S7-1500 utilizar bloques de la Advanced Process Library (APL) de PCS 7?
    No, la APL está compilada específicamente para entornos de ejecución S7-400 y CPU 410.
  • ¿Qué controlador de hardware se requiere si la operación nativa completa de PCS 7 es obligatoria?
    Controladores SIMATIC S7-400 (p. ej., CPU 416/417) o SIMATIC CPU 410-5H / CPU 410 Smart.
  • ¿Qué protocolo de red conecta las unidades compactas S7-1500 al bus de planta de PCS 7?
    Industrial Ethernet ejecutando comunicación S7 (PUT/GET o BSEND/BRCV) o interfaces OpenPCS 7 / OPC UA.
  • ¿Requiere WinCC OS objetos de proceso de OS para las variables del S7-1500?
    Sí, las variables monitorizadas en el OS consumen objetos de proceso de WinCC OS o variables de proceso según el modo de licenciamiento.
  • ¿Se pueden integrar los mensajes del búfer de diagnóstico del S7-1500 en el registro de alarmas (Alarm Logging) de PCS 7?
    Sí, utilizando los bloques de mensajes de la Industry Library o OPC A&E (Alarms & Events).
  • ¿Cuál es el nivel máximo de seguridad alcanzado al puentear un S7-1500F mediante un acoplador PN/PN?
    El enlace alcanza hasta SIL 3 según IEC 61508 y PL e según ISO 13849-1.

Referencias técnicas

  • Manual del sistema Siemens: Integration of S7-1500 Package Units with SIMATIC PCS 7
  • Manual de SIMATIC PCS 7 Industry Library (V9.0 / V9.1)
  • Entrada de Siemens Industry Online Support: S7-1500 Compatibility in PCS 7 Systems (Entry ID 298827)
  • Guía de configuración del SIMATIC PN/PN Coupler

Artículos relacionados

Etiquetas relacionadas

PCS 7, S7-1500F, Package Units, Industry Library, TIA Portal, Safety, S7-400FH, Licensing, PN/PN Coupler, Architecture

20 respuestas