Заключение
Контроллеры Simatic S7-300 используются в промышленных системах управления для решения задач средней степени сложности и объема.
Контроллер имеет модульную конструкцию, в состав которой входят:
Процессорные модули;
Сигнальные модули;
Функциональные модули;
Коммуникационные модули;
Модули расширения;
Блоки питания.
Контроллер обеспечивает выполнение быстродействующих инструкций за 0.3 мкс, поддерживает математику с плавающей запятой.
Обслуживание человеко-машинного интерфейса осуществляется операционной системой контроллера.
Контроллеры могут работать в сетях Profibus,IndustrialEthernetиAS-интерфейсе.
Контрольные вопросы
Охарактеризуйте модули конфигурации контроллера SimaticS7-300. За счет чего разработчикамиS7-300 достигнуто достаточно высокое быстродействие контроллера?
Дайте сравнительную характеристику центральных процессоров, почему у них столь разные возможности и показатели производительности?
Какие датчики и исполнительные устройства могут быть подключены к сигнальным модулям?
Для чего необходимы функциональные модули, охарактеризуйте их возможности.
Какие возможности для информационного обмена и работы в сетях имеет SimaticS7-300?
Имеются устройства: лампа накаливания 220 В, 100 Вт, реле = 24 В, шаговый двигатель, датчики температуры и давления. Подберите модули для подключения указанных устройств.
8.3.3. Контроллер Simatic s7-400
Общая характеристика
Этот контроллер является достаточно мощным и его можно использовать для решения крупных задач автоматизации. По имеющимся данным S7-400 используется в системах управления на промышленных предприятиях тяжелой, легкой промышленности, машиностроении, а в последнее время и в системах автоматики на железнодорожном транспорте.
Модульная конструкция, состоящая из набора 8 типов блоков, позволяет скомпоновать систему управления в соответствии с поставленными задачами. Основными модулями системы являются:
Модули блоков питания;
Модули центральных процессоров;
Сигнальные модули для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов;
Коммуникационные процессоры для организации различных вариантов связи;
Функциональные модули для решения специализированных задач;
Интерфейсные модули для соединения центрального процессора со стойками расширения;
Модули управляющего компьютера SimaticM7-400;
Интеллектуальные модули.
Система управления на S7-400 может быть централизованной или децентрализованной. Централизованная система (конфигурация) применяется в ситуациях, когда имеется возможность размещения оборудования в одном помещении. Максимальное удаление последней стойки расширения от центрального модуля не превышает 1.5 м, при питании стоек напряжением 5 В по кабелю связи, и 3 м при установке в стойки расширения блоков питания.
В децентрализованных системах наибольшее удаление последней стойки расширения не превышает 100 м. При этом обмен данными по К-шине возможен только с первыми шестью стойками расширения. При использовании сети Profibus-DP и системы ET 200 с волоконно-оптической линией связи удаление возрастает до 23 км.
В контроллере этого типа функции обслуживания человеко-машинного интерфейса заложены в операционную систему. Процедуры передачи данных выполняются автономно с использованием единых обозначений и баз данных.
Программное обеспечение имеет защиту от несанкционированного копирования или модификации программ, что особенно важно для систем безопасности. Имеется встроенная система диагностирования контроллера, которая фиксирует все сбои и специфические события с накоплением информации в кольцевом буфере. Поддерживаются следующие виды связи:
циклический обмен данными по AS-интерфейсу илиProfibus-DP;
обмен данными между различными АСУ или средствами человеко-машинного интерфейса и несколькими управляющими системами. Этот обмен может производиться циклически или по прерываниям.
При использовании сетевых контроллеров возможен циклический обмен глобальными данными, с передачей до 16 пакетов по 64 байта в каждом. На базе SimaticS7-400 может быть создана отказоустойчивая система управления с различными конфигурациями ввода-вывода:
Одноканальная переключаемая конфигурация. Станции распределенного ввода-вывода ET200Mподключается через дублированную сетьProfibus-DP. Одна линия подключается к центральному процессору, другая – к коммуникационному процессору. Подключение станцииET200Mк дублированной сети производится через интерфейсный модульIM153-2.
Одноканальная, односторонняя конфигурация. Каждый модуль оснащается собственным набором входов и выходов, доступ к которым возможен только при работающем контроллере.
В системе с резервным входом и выходом каждый датчик и исполнительное устройство подключается к входам и выходам каждого контроллера.
Способы резервирования модулей ввода-вывода:
Использование двух одинаковых модулей в двух переключаемых станциях;
Использование двух одинаковых модулей с адресацией соответствующими субблоками контроллера;
Резервирование функциональных модулей и коммуникационных процессоров;
Функциональные модули устанавливаются в две различные или одну переключаемую станцию распределенного ввода-вывода ET-200;
Двухканальная конфигурация. Все функциональные модули и коммуникационные процессоры устанавливаются в оба субблока или в стойки расширения ввода-вывода каждого субблока;
Соответствующей программой при обнаружении отказа в активном модуле система переходит в пассивный модуль (рис. 8.44).
Рис. 8.44. Организация резервирования
Функции резервирования коммуникационных процессоров поддерживаются операционной системой ПЛК.
Операционная система ПЛК обеспечивает:
Обмен данными между субблоками;
Обнаружение отказов и подключение в работу резервного субблока
Синхронизацию работы субблоков;
Тестирование системы.
Оба субблока при работе используют:
Одинаковые программы пользователя;
Одинаковые блоки данных;
Одинаковое содержимое области отображения процесса;
Одинаковые внутренние данные.
Синхронизация работы субблоков производится по событиям, в результате которых изменяется внутреннее состояние контроллера, что обеспечивает:
Прямой доступ к входам и выходам;
Формирование прерываний и аварийных сообщений;
Модификацию содержимого таймеров и передаваемых данных.
Операции синхронизации не связаны с выполнением программы пользователя и выполняются автоматически. При самодиагностике S7-400 производит проверку: между субблоками; центральных процессоров;ASICпроцессоров и памяти.