Программная_инженерия_лекция_08
.pdf
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
ЛЕКЦИЯ 8. Аппаратное обеспечение промышленных контроллеров Modicon M340 фирмы Schneider-Electric.
8.1 Физическая структура контроллеров Modicon M340
Элементная база системы промышленных контроллеров Modicon M340
фирмы Schneider-Electric представляет собой набор специализированных модулей. Модули крепятся на шасси, которое выполняет две функции:
–является основой для механического крепления специализированных модулей в коммутационном шкафу;
–обеспечивает электрическое соединение модулей.
Применение шасси позволяет проводить горячую замену модулей без остановки ПЛК. Система М340 допускает применение от одного до четырех шасси с разным количеством мест установки модулей (от 4-х до 12-ти). Все модули соединяются между собой шиной Bus X общей длиной до 30 м. На рис. 1 показано шасси с закрепленными на ней модулями. На рис. 2 показано шасси в исходном состоянии.
Шасси используется как монтажная рама, на которой размещаются и крепятся отдельные модули. Внутри шасси проходит общая шина BusX. Эта шина обеспечивает электропитание модулей, обмен управляющими сигналами и обмен данных между модулями. Шасси может крепиться как на стандартную
DIN-рейку, так и с помощью винтов.
По количеству посадочных мест шасси могут быть на 4 (BMX XBP 0400), 6 (BMX XBP 0600), 8 (BMX XBP 0800) и 12 (BMX XBP 1200) позиций. Все модули шасси, включая процессорный, получают электропитание от модуля питания BMX CPS***. Модуль электропитания подбирается по типу электропитания потребляемой мощности. Этот модуль вставляется в каждое шасси в разъемы с маркировкой CPS. Все модули питания М340 имеют аварийное реле. Реле модуля питания на шасси с номером 0 (процессорное)
будет замкнуто в том случае, когда ПЛК находится в состоянии RUN, а
размыкается при остановке контроллера или одной из его задач, некорректном
1
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
напряжении или отказе модуля. В остальных шасси аварийное реле сигнализирует о нормальной работе модуля питания и размыкается только при некорректном напряжении или отказе модуля.
Рисунок 1 – Шасси с закрепленными модулями системы М340.
Рисунок 2 – Шасси системы М340.
2
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
Цифрами на рисунке 2 обозначены элементы:
1 – металлическая рама;
2 – клемма заземления;
3 – отверстия для крепления шасси;
4 – крепления для заземления экранов кабелей;
5 – резьбовые отверстия под винты для закрепления модулей;
6 – разъем для модуля расширения (промаркированный как ХВЕ);
7 – разъемы для процессорного модуля, модулей ввода/вывода,
коммуникационных модулей и модулей специального назначения;
8 – разъемы для модуля питания (промаркированный как CPS); 9 – Отверстия для установочных штифтов модулей.
8.2 Процессорные модули
Процессорные модули (CPU) М340 отличаются между собой функциональными возможностями, скоростью обработки инструкций,
количеством поддерживаемых входов/выходов, специальных каналов, объемом доступной оперативной памяти и встроенными в модуль коммуникациями. В
табл. 1 приведены общие характеристики процессорных модулей.
Таблица 1.
В каждом процессорном модуле М340 есть встроенный USB-интерфейс,
который предназначен для подключения терминала программирования
3
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
(компьютер с установленной программой UNITY Pro), а также для соединения с системами SCADA/HMI и операторскими панелями. Для подключения к USB
можно использовать специальный экранированный кабель или стандартный кабель с разъемом типа mini-B. В любом случае длина кабеля не должна превышать 5 м. На рис. 3 представлены процессорные модули Modicon M340.
Рисунок 3 – Процессорные модули Modicon M340
На рис. 3 цифрами обозначены: 1 – винт для крепления модуля в слоте
(маркировка 0) монтажного шасси; 2 – блок индикации, который в зависимости от модели может иметь 8 или 10 светодиодных индикаторов; 3 – разъем USB mini-B для подключения программного терминала; 4 – отсек под карту памяти
4
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
для хранения резервной копии приложения; 5 – разъем RJ45 для подключения кабеля Ethernet TCP/IP 10BASE-T/100BASE-TX.
Дополнительно, в зависимости от модели, предусмотрены следующие разъемы: 6 – процессорный модуль BMX P34 2020: разъем RJ45 для подключения кабеля последовательного интерфейса Modbus или кабеля символьного режима (RS232C/RS485, двухпроводной, неизолированный);
7 - процессорный модуль BMX P34 20302: 9-контактный разъем SUB-D для подключения в качестве ведущего устройства (Master) шины CANopen.
8.3 Общая характеристика модулей ввода-вывода
Микропроцессорная система Modicon М340 содержит в своем составе модули дискретных входов-выходов и модули аналоговых входов-выходов.
Модули дискретных входов-выходов могут иметь входы-выходы постоянного тока (DC) на 24В и 48В с позитивной или негативной логикой подключения или переменного тока (АС) на 100В – 240В. Они могут быть с транзисторными или релейными выходами.
5
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
Дискретные выходы могут быть защищены от короткого замыкания или перегрузки. При возникновении этих неисправностей модуль размыкает защищенный выход. Повторная активация выхода проводится автоматически через каждые 10 с или с использованием функций, зависящих от конфигурации модуля.
Модули аналогового ввода-вывода предназначены для подключения всевозможных датчиков физических величин и для управления аналоговыми исполнительными устройствами.
Модули аналоговых входов М340 выполняют функции:
–сканирования входных каналов разного диапазона с помощью бесконтактного мультиплексирования;
–аналогово-цифрового преобразования;
–фильтрации сигналов;
6
Технология программирования микропроцессорных систем.
©О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
–диагностики модуля.
Модули аналоговых выходов выполняют функции:
–цифро-аналогового преобразования;
–защиты каналов модулей от перегрузок;
–диагностику модуля.
7