Функциональные модули

Функциональные модули предназначены для решения типовых задач автоматического управления, к которым можно отнести задачи скоростного счета, позиционирования, автоматического регулирования, скоростной обработки логических сигналов и т.д. Большинство функциональных модулей наделено интеллектом, что позволяет производить выполнение всех перечисленных задач с минимальными нагрузками для центрального процессора контроллера. В целом ряде случаев функциональные модули способны продолжать выполнение возложенных на них задач даже в случае остановки центрального процессора контроллера.

Функциональные модули включают в свой состав:

• модули скоростного счета FM 350-1, FM 350-2 и CM 35;

• модули позиционирования с ускоренной подачей FM 351;

• модули электронного командоконтроллера FM 352;

• скоростной логический сопроцессор FM 352-5;

• модули позиционирования шаговых двигателей FM 353;

• модули позиционирования серводвигателей FM 354;

• модули автоматического регулирования FM 355;

• модули позиционирования и управления движением FM 357-2;

• интерфейсные модули IM 178-4 для построения распределенных систем управления позиционированием;

• модули ввода сигналов ультразвуковых датчиков положения SM 338;

• модули ввода сигналов SSI датчиков позиционирования SM 338 POS;

• модули систем взвешивания и дозирования SIWAREX U/ M/ A/FTA.

Модуль позиционирования FM 353

Интеллектуальный модуль FM353 предназначен для решения широкого круга задач позиционирования электроприводов с шаговыми двигателями: от простого пошагового позиционирования до сложных комплексных задач с высокими требованиями к времени реакции, точности и скорости позиционирования.

Управляющие воздействия формируются в виде импульсов, подаваемых на силовую секцию. Количеством импульсов управления определяется величина перемещения, частотой их следования – скорость вращения двигателя.

П омимо модуля FM353 система позиционирования включает в свой состав центральный процессор контроллера S7-300, силовая секция, программатор и, при необходимости, панель оператора (рис. 8.5). В такой системе задачи позиционирования распределяются следующим образом:

Рисунок 8.5 – Система позиционирования на базе модуля FM353

• Модуль FM353: позиционирование с управлением шаговым двигателем.

• Силовая секция FM STEPDRIVE: управление двигателем.

• Центральный процессор S7-300: управление последовательностью действий, пуск и остановка позиционирования.

• Программатор: разработка программ STEP 7, настройка параметров модуля FM353, тестирование и отладка программы.

• Панель оператора: создание человеко-машинного интерфейса, диагностирование отказов и ошибок.

Силовая секция FM STEPDRIVE предназначена для управления шаговыми двигателями SIMOSTEP серии 1FL3 мощностью от 50 до 600Вт.. На корпусе секции расположены контакты для подключения внешнего источника питания, подключения цепи питания двигателя, подачи импульсов и сигналов управления направлением вращения.

Секция FM STEPDRIVE обеспечивает связь между функциональными модулями и шаговым двигателем. Все сигналы модулей позиционирования преобразуются в силовые сигналы управления двигателем. Секция обеспечивает 3-фазное синусоидальное управление.

Интеллектуальный модуль FM 351 (2-канальный модуль позиционирования) применяется для решения задач позиционирования по 2 осям с ускоренной подачей рабочего органа. Он способен управлять работой приводов, оснащенных стандартными двигателями. Воздействия на двигатели формируются контакторами или преобразователем частоты. Текущие координаты перемещения контролируются с помощью инкрементальных или синхронно-последовательных (SSI) датчиков положения.

Модули скоростного счета: FM 350-1 одноканальный, FM 350-2 8-канальный.

Модуль выполняет подсчет импульсов, поступающих от инкрементального датчика положения, определяет направление счета и позволяет сравнивать содержимое счетчика с двумя заданными значениями. Частота следования импульсов не должна превышать 500кГц.

Модули автоматического регулирования FM 355

FM 355 является универсальным интеллектуальным 4-канальным модулем, который применяется для решения широкого круга задач автоматического регулирования. На его основе могут быть построены системы регулирования температуры, давления, потока и других параметров.

В случае остановки центрального процессора модуль могут продолжать свое функционирование или переходить в режим STOP.

Количество дискретных входов: 8.

Четыре аналоговых или 8 дискретных выходов.

Четыре измерительных аналоговых входа и дополнительный вход для внешней температурной компенсации.

Возможность использования датчиков с дифференциальными выходными сигналами, термопар, термометров сопротивления Pt100, а также датчиков с унифицированными выходными сигналами силы тока и напряжения.

FM 355 включает в свой состав 4 независимых канала регулирования и характеризуется следующими показателями:

Возможность использования готовых структур:

- регулятора с фиксированной настройкой;

- систем каскадного регулирования;

- ПИД -регуляторов;

- объединяющих несколько регуляторов в составе единой системы регулирования.

Выбор режимов работы: автоматический режим; режим ручного управления; режим безопасного управления; следящий режим; режим дублирования (резервирования).

Два алгоритма регулирования: самонастраивающийся регулятор температуры или ПИД-регулятор.

Оптимизация системы регулирования: функции адаптации системы регулирования температуры с сохранением данных в памяти модуля и автоматическим запуском алгоритма в случае изменения задающего воздействия более чем на 12%; оптимизация ПИД-регулятора с использованием экранных форм, включенных в состав программного обеспечения конфигурирования.

Защищенный режим: модуль может оставаться в работоспособном состоянии даже после перехода центрального процессора в режим Stop.

Входы обратной связи: аналоговые входы могут быть использованы для подключения цепей обратной связи, существенно повышающими точность регулирования.

Применение Fuzzy-логики для программирования и считывания параметров регуляторов температуры.