ЛЕКЦИЯ №10

Системы автоматизации simatic

1. Обзор систем автоматизации simatic

2. Программируемые контроллеры simatic s7-300

3. Программируемые контроллеры simatic s7-400

1. Обзор систем автоматизации simatic

Техника автоматизации фирмы SIEMENS объединена под общим названием SIMATIC. Изначально термин SIMATIC относился к ПЛК, в настоящее время под именем SIMATIC представлены системы комплексной автоматизации (Totally Integrated Automation - TIA), позволяющие создавать управляющие комплексы любой степени сложности на базе стандартных компонентов.

В основу построения таких систем положены следующие принципы:

• Единые способы хранения и обработки данных. Все данные вводятся один раз и хранятся в единой базе данных проекта. База данных проекта доступна на всех уровнях управления любым инструментальным средствам SIMATIC.

• Единые способы конфигурирования и программирования, диагностики и отладки. Все компоненты и системы конфигурируются, программируются, запускаются, тестируются и обслуживаются с использованием простых стандартных блоков, встроенных в систему разработки. Все операции выполняются с использованием единого интерфейса и единых инструментальных средств.

• Единые способы организации промышленной связи. Вопрос "кто будет связываться и с кем" решается простым использованием таблиц соединений. Соединения могут быть легко модифицированы в любое время в любом месте. Различные сетевые решения конфигурируются просто и единообразно.

SIMATIC Totally Integrated Automation объединяет в своем составе:

• системы автоматизации SIMATIC S7 и C7;

• станции распределенного ввода-вывода SIMATIC DP;

• промышленное программное обеспечение SIMATIC;

• программаторы SIMATIC PG;

• промышленные компьютеры SIMATIC PC;

• человеко-машинный интерфейс SIMATIC HMI;

• коммуникационные средства SIMATIC NET;

• системы управления производственными процессами SIMATIC PCS7.

Рассмотрим их более подробно.

Системы автоматизации на базе контроллеров SIMATIC S7.

Включают три семейства:

• программируемых микроконтроллеров SIMATIC S7-200;

• ПЛК SIMATIC S7-300;

• ПЛК SIMATIC S7-400.

Компактные устройства управления SIMATIC S7-200 предназначены для построения простых и недорогих САУ и могут использоваться для замены существующих релейно-контактных схем. Семейство включает в свой состав модули центральных процессоров, модули ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, а также коммуникационные модули.

На их основе могут создаваться автономные узлы управления, а также системы, поддерживающие обмен данными через промышленные сети. Например, контроллеры могут работать в простых сетях PPI, позволяющих выполнять программирование, обмен данными и подключение устройств человеко-машинного интерфейса.

Типичные области применения: автоматизация помещений (отопление, вентиляция), насосы, упаковочные машины.

Программирование контроллеров SIMATIC S7-200, а также конфигурирование текстовых дисплеев SIMATIC TD 200 и сенсорных панелей операторов SIMATIC TP 070 выполняется с помощью пакета STEP 7-Micro/WIN.

Также к микросистемам автоматизации относятся логические модули LOGO!.

Модульные программируемые контроллеры SIMATIC S7-300 и SIMATIC S7-400 предназначены для решения задач автоматического управления средней и высокой степени сложности. Конфигурирование и программирование средствами STEP 7. Имеются возможности включения в сети MPI и SIMATIC NET, построения мультипроцессорных систем.

Состоят из центральных модулей и модулей периферии.

Центральные модули содержат центральные процессоры различной производительности и блок питания.

В качестве периферийных модулей используют:

• модули дискретного ввода-вывода;

• модули аналогового ввода для постоянно изменяющихся величин (ток, напряжение, температура и сопротивление) и модули аналогового вывода для тока и напряжения;

• модули со счетчиками, элементами задержки и граничного значения;

• модули регулирования;

• модули управления шагающим двигателем;

• модули моделирования;

• модули диагностики;

• коммутационные процессоры для соединения с шиной данных;

Системы автоматизации на базе программируемых контроллеров SIMATIC C7 предназначены для построения компактных систем, сочетающих в себе функции программируемого контроллера и человеко-машинного интерфейса. Каждая система включает в свой состав центральный процессор семейства SIMATIC S7-300 и текстовую или графическую панель оператора.

Быстрое цифровое управление SIMATIC TDC. SIMATIC TDC предлагает решения для задач управления приводами там, где требуются быстродействие и развитые логические функции.

Станции систем распределенного ввода-вывода SIMATIC-DP. При построении устройства автоматизации, модули ввода и вывода обычно устанавливаются непосредственно в устройстве автоматизации. Тем не менее, эта форма монтажа может быть очень громоздкой и запутанной. Электромагнитное поле может отрицательно влиять на надежность установки и на информационные потоки в протяженных линиях передачи, монтаж не является экономически выгодным. Кроме того система автоматизации является трудоемкой с точки зрения обслуживания и негибкой с точки зрения расширение и замены.

Эти проблемы решаются с помощью децентрализованной периферии. Под децентрализацией периферии понимают перемещение периферийных модулей от системы автоматизации к исполнительным органам и датчикам. При этом сигналы процесса обрабатываются непосредственно на месте. Передача данных между устройствами автоматизации и периферийными модулями происходит в цифровом виде по общей шине.

Децентрализованная периферийная система фирмы SIEMENS состоит из активного (Master) и пассивных (Slave) участников, которые соединенные между собою с помощью шины PROFIBUS-DP.

SIMATIC-DP – это широкая гамма станций для построения систем распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS-DP. Различные варианты конструктивного исполнения, различные функциональные возможности, наличие модификаций со степенью защиты IP65/IP67.

Программируемые контроллеры SIMATIC S5. Системы автоматизации SIMATIС прошлого поколения. Они включают в свой состав широкую гамму программируемых контроллеров, интеллектуальных модулей ввода-вывода и программных решений.

Управление на базе персонального компьютера SIMATIC PC-based Automation. SIMATIC WinAC - это единая платформа для решения задач автоматического управления, визуализации, промышленной связи и компьютерной обработки данных. Наличие модификаций WinAC Software PLC, WinAC Slot-PLC и WinAC MP позволяет производить оптимальный выбор систем компьютерного управления для решения поставленного комплекса задач.

Промышленное программное обеспечение SIMATIC. Промышленное программное обеспечение включает в свой состав набор инструментальных средств, необходимых для программирования, конфигурирования, отладки и диагностирования, а также организации промышленной связи в системах автоматизации SIMATIC. Все инструментальные средства используют единую базу данных проекта. Основу промышленного программного обеспечения SIMATIC составляет пакет STEP 7, работающий под управлением операционных систем Windows

Программаторы SIMATIC PG – семейство ноутбуков, оснащенных ПО, необходимыми интерфейсами и соединительными кабелями для программирования, конфигурирования, отладки, диагностирования и эксплуатации технических средств управления SIMATIC и параметрирования изделий SIMATIC.

Промышленные компьютеры SIMATIC PC предназначены для сбора и компьютерной обработки данных, а также их накопления, решения задач управления и визуализации, использования для обработки данных. SIMATIC PC отличаются высокой стойкостью к вибрации и тряски, способны работать в загрязненной промышленной среде и условиях воздействия внешних электромагнитных полей. Все компьютеры оснащены встроенной системой мониторинга и способны сохранять работоспособность при температурах до +45°C.

Устройства и системы человеко-машинного интерфейса SIMATIC HMI. HMI системы позволяют отображать и модифицировать данные, которыми оперируют контроллеры. Передача данных осуществляется автоматически и не требует дополнительного программирования.

Объединяют в своем составе ряд текстовых дисплеев, текстовых и графических панелей оператора с встроенной клавиатурой или с сенсорным экраном, кнопочных панелей, а также программное обеспечение SIMATIC HMI. Программное обеспечение SIMATIC HMI представлено программным обеспечением конфигурирования устройств человеко-машинного интерфейса, программным обеспечением поддержки систем технической диагностики, а также программным обеспечением систем визуализации.

Панели оператора SIMATIC OP конфигурируются с помощью пакета ProTool, работающего под управлением операционной системы Windows. Она позволяет выполнять конфигурирование панелей оператора, а также создавать простейшую визуализацию на компьютерах.

Наиболее широкими функциональными возможностями по созданию компьютерных систем человеко-машинного интерфейса обладает SIMATIC WinCC. Она может использоваться в виде однопользовательских систем, а также в виде многопользовательских сетевых систем клиент-сервер.

Системы промышленной связи SIMATIC NET

Позволяют создавать сетевые конфигурации на основе Industrial Ethernet, PROFIBUS, AS-Interface.

Промышленная сеть Industrial Ethernet обеспечивает эффективную связь верхнего уровня и базируется на международных стандартах (IEEE 802.3/ IEEE 802.3u).

Сеть PROFIBUS используется для организации промышленной связи на средних и нижних уровнях управления.

AS-интерфейс используется для организации связи с датчиками и исполнительными устройствами на нижних (полевых) уровнях управления. Подключение производится через встроенные интерфейсы или коммуникационные модули.

MPI интерфейс используется для подключения программатора к ПЛК. С его помощью можно создавать недорогие и простые сетевые решения для связи с устройствами человеко-машинного интерфейса, с программаторами и компьютерами, другими контроллерами SIMATIC.

PPI интерфейс используется в контроллерах SIMATIC S7-200.

Системы управления производственными процессами SIMATIC PCS7. Мощная система управления производственными процессами, базирующаяся на использовании стандартной аппаратуры управления SIMATIC, а также на комплексном использовании промышленного программного обеспечения SIMATIC.

Cистема управления производством SIMATIC IT. Позволяет строить MES системы и выполнять комплексное управление производством, точно определять его возможности и получать данные с ERP уровня и уровня автоматики в реальном масштабе времени. Это позволяет выполнять более эффективное управление производством и повышать его гибкость.

Производственные сенсоры SIMATIC Sensors. Широкий спектр дополнительных специализированных продуктов для специальных задач управления и контроля, включая системы идентификации, машинного зрения, блоков питания, технологии быстрого монтажа и многое другое.