- •Микропроцессорные средства автоматизации
- •Содержание
- •Глава 14. Применение микро-эвм в системах регулирования и управления 184
- •Введение
- •1. Основные определения и классификация микропроцессорных средств автоматизации
- •2. Дискретная автоматика
- •2.1. Формы представления информации
- •2.2. Способы представления дискретной информации
- •2.3. Системы счисления, используемые в вычислительной технике
- •2.3.1. Способы представлений информации для микропроцессора
- •2.4. Булевы функции
- •2.4.1. Система равносильных преобразований
- •2.5. Синтез систем дискретной автоматики
- •2.5.1. Синтез дискретных схем по таблицам состояний.
- •2.5.2. Синтез многотактных систем дискретной автоматики
- •3. Промышленные сети
- •3.1. Структура промышленных сетей
- •3.1.1. Топология промышленных сетей
- •3.2. Аппаратные интерфейсы пк
- •3.2.1. СтандартRs-232c
- •3.2.2. Последовательная шинаUsb
- •3.3. Универсальный асинхронный приемопередатчик
- •3.4. Физические интерфейсы
- •3.4.1. ИнтерфейсRs-485
- •3.4.1.1. Автоматический преобразователь интерфейсовUsb/rs-485 овен ас4
- •3.4.2. Интерфейс «Токовая петля»
- •3.4.2.1. Адаптер интерфейса овен ас 2
- •3.5. Протоколы промышленных сетей
- •3.5.1. ПротоколModbus
- •3.5.2.Hart-протокол
- •3.5.4. Сеть profibus
- •3.5.5. Описание шиныCan
- •2.8.1.1. Организация сети can
- •2.8.1.2. Физический уровень канала can.
- •2.8.1.3. Арбитраж шины can.
- •2.8.1.4. Структура формата передачи данных
- •2.8.1.1. Форматы кадра
- •Механизм обработки ошибок.
- •Адресация и протоколы высокого уровня
- •5.8. Универсальная сеть Foundation Fieldbus
- •5.9. Физическая среда передачи данных
- •3. Языки программирования логических контроллеров
- •3.1 Объекты адресации языков программирования плк
- •3.2 ЯзыкLadderDiagram(ld)
- •3.3 Язык Functional Block Diagrams (fbd)
- •3.4 ЯзыкInstructionList(il)
- •3.5. Язык структурированного текста
- •3.5.1. Применение управляющих структур Условное действиеIf...End_if
- •Условное итеративное действие while...End_while
- •Условное итеративное действиеRepeat...End_repeat
- •Повторяющееся действиеFor...End_for
- •Выход из цикла посредством инструкции exit
- •3.6. Язык последовательных функциональных схем
- •5.4. Пример
- •4. Элементы микропроцессорных устройств
- •4.1 Цифро-аналоговые преобразователи
- •4.1.1 Принципы построения основных узлов цап.
- •4.2 Аналого-цифровые преобразователи
- •4.2.1 Метод последовательного счета
- •4.2.2 Метод поразрядного кодирования
- •4.2.3 Метод считывания
- •5. Мини-контроллеры
- •5.1. Мини-контроллеры серииAlpha
- •5.2. Миниатюрные программируемые устройстваEasy
- •5.2.1. Управляющее релеEasy500
- •5.2.2. Управляющее реле Easy 700
- •5.2.3. Управляющее реле Easy 800
- •5.2.4. Модули расширенияEasy
- •5.2.5. Средства коммуникации устройств Easy
- •5.3. Интеллектуальные релеZelioLogic
- •5.3.1. Компактные и модульные интеллектуальные реле
- •5.3.2. Общие технические характеристики релеZelio Logic
- •5.3.3. ПреобразователиZelioAnalog
- •5.3.4. Средства коммуникации интеллектуальных релеZelio Logic
- •5.3.4.1. Коммуникационный модемный интерфейс
- •5.3.4.2. Протокол связиModbusslave
- •5.3.4.3. Протокол связиEthernetserver
- •5.3.5. Программное обеспечение интеллектуального реле
- •5.4. Универсальный логический модульLogo!
- •5.4.1. Типы базовых модулей logo!Basic
- •5.4.2. Модули расширения ввода/вывода сигналовLogo!
- •5.4.3. Коммуникационные модули logo!
- •5.4.4. ФункцииLogo!
- •5.4.4.1.6. Биты регистра сдвига
- •5.4.4.1.7. Клавиши управления курсором
- •5.4.4.1.8. Постоянные уровни
- •5.4.4.2. Группа базовых функций
- •5.4.4.3. Специальные функции
- •5.4.4.3.1. Список специальных функций
- •5.4.4.3.2. Примеры специальных функций
- •5.4.5. Объем памяти и размер коммутационной программы
- •6. Программируемы логические контроллеры
- •6.1. Программируемые контроллеры simatic s7-22x
- •6.1.1. Модули расширения вводов-выводов
- •6.1.2. Коммуникационные модули
- •6.1.3. Человеко-машинный интерфейс
- •6.2. Программируемый логический контроллер simatics7-224xp
- •6.2.1. Основы функционирования плк
- •6.2.1.1. Порядок чтения входов
- •6.2.1.2. Исполнение программы
- •6.2.1.3. Запись значений в выходы
- •6.2.2. Доступ к данным s7-200
- •6.2.3. Адресация встроенных входов/выходов и входов/выходов модулей расширения
- •6.2.4. Обмен данными в сети
- •6.3. Программируемые контроллеры simatic s7-300
- •6.3.1. Области применения
- •6.3.2. Состав
- •6.3.3. Сертификаты
- •6.4. Программируемые контроллеры simatic s7-400
- •Модификации контроллеров
- •6.4.1. Области применения
- •6.4.2. Состав
- •6.4.3. Сертификаты
- •6.6 Контроллер логический программируемый овен плк150
- •Глава 14. Применение микро-эвм в системах регулирования и управления
- •14.1. Управляющие эвм
- •14.2. Использование микро-эвм для оптимизации резки катаной заготовки ножницами
- •14.4. Система управления положением вторичного зеркала телескопа
- •14.5. Прямое цифровое регулирование
- •14.8. Микропроцессор как универсальный регулятор
- •14.9. Микропроцессор как основа нового поколения систем автоматизации
- •7 Системы диспетчерского управления и сбора данных
- •7.1 Scada-система InTouch ("Wonderware", сша)
- •7.2 Scada-система Trace Mode ("AdAstra Research Group", Россия)
- •7.3Scada-системаSimaticWinCc("Siemens", Германия)
- •7.4Scada-системы, встраиваемые в плк
- •9. Методика выбора по различных производителей
- •Список литературы
5.3.2. Общие технические характеристики релеZelio Logic
Перечень функциональных блоков интеллектуального реле ZelioLogicприведен в табл. 5.17.
Таблица 5.17. Функциональные программные блоки интеллектуального реле Zelio Logic
Наименование |
Кол. |
Текст |
16 |
Выдержка времени от 1/10 с до 9999 час. 11 типов |
16 |
Счетчики прямого и обратного счета от 0 до 32767 |
16 |
Быстрый счетчик до 1 кГц |
1 |
Аналоговый компаратор |
16 |
Четырехканальные часы |
8 |
Реле управления |
28 |
Компаратор счетчика |
8 |
Блок сообщений с коммуникационным интерфейсом |
28 |
Кроме вышеперечисленных функциональных блоков интеллектуального реле обеспечивает программируемую подсветку ЖК-дисплея, автоматический переход на зимнее и летнее время, прочие функции: катушка, блокировка сброс и установка (Set/Reset), бистабильное реле.
Объем программы и временные характеристики приведены в табл. 5.18.
Таблица 5.18. Характеристики обработки данных
Наименование |
Значение |
Объем программы LADDER, строк |
120 |
Объем программы FBD, блоков |
200 |
Продолжительность цикла, мс |
6÷90 |
Скорость отклика, мс |
время обработки введенных данных + продолжительность 1 - 2 циклов |
Проверка памяти |
при включении питания |
Погрешность хода часов |
12 мин/год (0÷55 °C) 6 с/месяц (при 25 °C с калибровкой) |
Погрешность блока таймера |
1% ± 2 цикла |
Технические характеристики дискретных и аналоговых входов-выходов интеллектуальных реле ZelioLogicприведены в таблицах 5.19 – 5.26. Релейные выходы интеллектуальных реле любого напряжения питания имеют одинаковые технические характеристики.
Таблица 5.19. Характеристики дискретных входов реле ~ 24 В
Параметр |
Значение |
Напряжение, В |
24 |
Ток, мА |
4,4 |
Частота, Гц |
47...53 и 57...63 |
Скорость отклика, язык LADDER, мс |
50 |
Изоляция между источником питания и входами, между входами |
Нет |
Таблица 5.20. Характеристики дискретных входов реле ~ 100...240 В
Параметр |
Значение |
Напряжение, В |
~ 100÷240 |
Ток, мА |
0,6 |
Частота, Гц |
47...53 и 57...63 |
Скорость отклика, язык LADDER, мс |
50 |
Изоляция между источником питания и входами, между входами |
Нет |
Таблица 5.21. Характеристики дискретных входов реле =12 В
Параметр |
Значение |
Напряжение, В |
= 12 |
Ток, мА |
4 |
Тип входа |
Резистивный |
Изоляция между источником питания и входами, между входами |
Нет |
Максимальная частота счета, кГц |
1 |
Таблица 5.22. Характеристики дискретных входов реле = 24 В
Параметр |
Значение |
Напряжение, В |
= 24 |
Ток, мА |
4 |
Тип входа |
Резистивный |
Изоляция между источником питания и входами, между входами |
Нет |
Максимальная частота счета, кГц |
1 |
Таблица 5.23. Характеристики аналоговых входов реле = 12 В
Наименование |
Значение | |
Диапазон входных напряжений, В |
= 0÷10 или = 0÷12 | |
Максимальное неразрушающее напряжение, В |
= 14,4 | |
Значение младшего значащего бита (LSB), мВ |
39 | |
Разрешение преобразования, бит |
8 | |
Скорость преобразования, циклов |
1 | |
Точность преобразования, % |
при 25 °C |
± 5 |
при 55 °C |
± 6,2 | |
Повторяемость при 55 °C, % |
± 2 | |
Изоляция между аналоговым каналом и питанием |
Нет | |
Максимальная протяженность кабеля, м |
10 |
Таблица 5.24. Характеристики аналоговых входов реле = 24 В
Наименование |
Значение | |
Диапазон входных напряжений, В |
= 0÷10 или = 0÷24 | |
Максимальное неразрушающее напряжение, В |
= 30 | |
Значение младшего значащего бита (LSB), мВ |
39 | |
Разрешение преобразования, бит |
8 | |
Скорость преобразования, циклов |
1 | |
Точность преобразования, % |
при 25 °C |
± 5 |
при 55 °C |
± 6,2 | |
Повторяемость при 55 °C, % |
± 2 | |
Изоляция между аналоговым каналом и питанием |
Нет | |
Максимальная протяженность кабеля, м |
10 |
Таблица 5.25. Характеристики релейных выходов интеллектуальных реле
Наименование |
Значение | ||
Предельное рабочее напряжение, В |
=5...30; ~24...250 | ||
Тип контакта |
НО | ||
Коммутируемый ток, A |
5 или 8 | ||
Минимальный ток коммутации, мА |
10 | ||
Максимальная частота коммутации рабочего тока, Гц |
0,1 | ||
Скорость отклика, мс |
Включение |
10 | |
Выключение |
5 |
Таблица 5.26. Характеристики статических выходов реле = 24 В
Предельное рабочее напряжение, В |
=19,2÷30 | |
Номинальное напряжение, В |
= 24 | |
Номинальный ток, A |
0,5 | |
Максимальный ток при 30 В, A |
0,625 | |
Скорость отклика, мс |
Включение |
≤1 |
Выключение |
≤1 | |
Встроенная защита от перегрузки и короткого замыкания, от перенапряжения, от инверсии питания |
Да |
Подключение интеллектуальных реле к напряжению питания постоянного тока показано на рис. 5.1.
а) |
б) |
Рис.5.1. Подключение интеллектуальных реле к напряжению питания постоянного тока а) релейные выходы; б) транзисторные выходы |
На рисунке обозначено: 1 – быстродействующий предохранитель 1 A или автоматический выключатель; 2 – предохранитель или автоматический выключатель; 3 – цепи защиты применяемые при питании нагрузки переменным током.
Подключение интеллектуальных реле к напряжению питания переменного тока показано на рис. 5.2. Обозначения на рисунке соответствуют обозначениям на рис. 5.1.
Увеличение функциональных возможностей модульных интеллектуальных реле ZelioLogicдостигается использовать с аналоговыми модулями расширения входов и выходов с 10-битным разрешением. Вид и диапазон принимаемых сигналов: напряжение 0÷10 В, ток 0÷20 мА и сигнал термометра сопротивления типаPt100.
При использовании модульного интеллектуального реле ZelioLogicс напряжением питания 24 В совместно с аналоговым модулем расширения на 4 входа-выхода максимальное число входов-выходов достигает 30, включая 8 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода.
Аналоговый модуль расширения входов-выходов подключается к модульному интеллектуальному реле, с напряжением питания 24 В. Характеристики аналоговых входов модулей расширения приведены в табл. 5.27, входы обозначены IH, IJ и Pt.
Рис. 5.2. Подключение интеллектуальных реле к напряжению питания переменного тока
Таблица 5.27. Характеристики аналоговых входов модулей расширения
Наименование |
Значение | |||
Тип сигнала |
= 0÷10 В |
=0÷20 мА |
Pt100 | |
Диапазон входного сигнала |
=0÷10 В |
= 0÷20 мА |
- 25 °C÷125 °C | |
Максимальное неразрушающее напряжение и ток |
= 30 В |
= 30 мА |
– | |
Значение младшего значащего бита (LSB) |
9,8 мВ |
20 мА |
0,15 °C | |
Разрешение, бит |
10 | |||
Скорость преобразования, циклов |
1 | |||
Точность при 25÷55 °C |
± 1 % |
± 1,5 °C | ||
Повторяемость при 25 °C |
< ± 1 % |
< ± 0,3 °C | ||
Максимальная длина кабеля, м |
10 |
Характеристики аналоговых выходов модулей расширения приведены в табл. 5.28, выходы обозначены: QB,QC.
Таблица 5.28. Характеристики аналоговых выходов модулей расширения
Наименование |
Значение |
Диапазон выходного сигнала, В |
= 0÷10 |
Тип нагрузки |
Резистивная |
Максимальная нагрузка, мА |
10 |
Значение LSB, мВ |
9,8 |
Разрешение, бит |
10 |
Скорость преобразователя, циклов |
1 |
Точность при 25÷55 °C, % |
± 1 |
Повторяемость при 25 °C, % |
< ± 1 |
Изоляция между аналоговым каналом и питанием |
Нет |
Максимальная длина кабеля, м |
10 |
Защита от короткого замыкания |
Да |
Пример подключения сигналов 0÷10 В и Pt100 к одному модулю входов-выходов интеллектуального реле показан на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Схема подключения сигналов 0÷10 В и Pt100 к модулю входов-выходов
Пример подключения сигналов 0÷20 мА и 0÷10 В входом к одному модулю входов-выходов интеллектуального реле показан на рис. 5.4.
Рис. 5.4. Схема подключения сигналов 0÷20 мА и 0÷10 В к модулю входов-выходов