- •Тольяттинский государственный университет
- •Введение
- •1. Структура гак
- •2. Декомпозиция задачи
- •2.1 Входные данные для системы управления второго уровня
- •3. Разработка архитектуры системы управления
- •3.1 Выбор программируемого логического контроллера
- •Общие технические характеристики плк simatic s7-200
- •3.2 Конфигурирование плк на примере плк simatics7-300.
- •Основные технические характеристики процессора ср 343-2
- •Основные технические характеристики процессора ср 343-1
- •3.3 Выбор датчиков
- •3.6 Организация сетевых переходов
- •3.7 Выбор оборудования для реализации третьего уровня управления
- •3.8 Построение архитектуры системы управления
Общие технические характеристики плк simatic s7-200
Характеристика |
Значение |
Степень защиты |
IP 20 в соответствии с IEC 529 |
Диапазон рабочих температур:
|
0…55°C 0…45°C -40…+70°C |
Относительная влажность
|
5…95%, без конденсата |
Испытательное напряжение изоляции:
|
~500В. ~15000В. ~15000В. ~15000В. ~15000В. |
Электромагнитная совместимость:
|
соответствие требованиям: IEC 801-2, IEC 801-3, IEC 801-4, EN 50141, EN 50204, IEC 801-5, VDE 0160. соответствие требованиям EN 55011, класс A, группа 1 и EN 55011, класс B, группа 1. |
Механические воздействия:
|
IEC 68, часть 2-6: 10 … 57 Гц; постоянная амплитуда 0,3 мм; 58 … 150 Гц; постоянное ускорение 1 g (монтаж на профильной шине) или 2 g (монтаж на плоской поверхности) IEC 68, часть 2-27/полусинусоидальные воздействия: ускорение до 15 g в течение 11 мс, 6 ударов по каждой из 3 осей |
ПЛК SIMATIC S7-300/SIMATIC S7-300F/ SIMATIC S7-300F Outdoor
SIMATIC S7-300 - это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации различной степени сложности.
Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства.
Рис. 5 Общий вид ПЛК SIMATICS7-300
Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.
Общие технические характеристики ПЛК SIMATIC S7-300 представлены в таблице 4.
Таблица 4
Общие технические характеристики ПЛК SIMATIC S7-300
Характеристика |
Значение |
Степень защиты |
IP 20 в соответствии с IEC 529 |
Диапазон рабочих температур:
|
0…60°C
0…40°C -40…+70°C |
Относительная влажность
|
5…95%, без конденсата (RH уровень сложности 2 в соответствии с IEC 1131-2) |
Атмосферное давление |
795 … 1080 ГПa |
Изоляция:
|
Испытательное напряжение =500В. Испытательное напряжение ~1460В. |
Электромагнитная совместимость:
|
По EN 50082-2, испытания по IEC 801-2, ENV 50140, IEC 801-4, ENV 50141, IEC 801-5. По EN 50081-2, испытания по EN 55011, класс A, группа 1. |
Механические воздействия:
|
IEC 68, часть 2-6: 10 … 58Гц/ постоянная амплитуда 0.075мм; 58…150Гц/ постоянное ускорение 1g. Длительность вибраций: 10 циклов по каждой из взаимно перпендикулярных осей. IEC 68, часть 2-27: полусинусоидальные ударные воздействия с ускорением 15g (пиковое значение) длительностью 11мс. |
Контроллеры SIMATIC S7-300 могут включать в свой состав:
Модуль центрального процессора. В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов и т.д.
Модули блоков питания, обеспечивающие возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120/230В или от источника постоянного тока напряжением 24/48/60/110В.
Сигнальные модули, предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами.
Коммуникационные процессоры для подключения к сетям PROFIBUS, Industrial Ethernet, AS-Interface или организации связи по PtP (point to point) интерфейсу.
Функциональные модули, способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, обработки сигналов. Функциональные модули снабжены встроенным микропроцессором и способны выполнять возложенные на них функции даже в случае отказа центрального процессора ПЛК.
Интерфейсные модули, обеспечивающие возможность подключения к базовому блоку (стойка с CPU) стоек расширения ввода-вывода. Контроллеры SIMATIC S7-300 позволяют использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров, распределенных по 4 монтажным стойкам. Все модули работают с естественным охлаждением.
Рис. 6 Структура ПЛК SIMATIC S7-300
Области применения SIMATIC S7-300/ S7-300C охватывают:
автоматизацию машин специального назначения;
автоматизацию текстильных машин;
автоматизацию упаковочных машин;
автоматизацию машиностроительного оборудования;
автоматизацию оборудования для производства технических средств управления и электротехнической аппаратуры;
построение систем автоматического регулирования и позиционирования;
автоматизированные измерительные установки и другие.
Необходимо, чтобы в состав контроллера входили: модуль центрального процессора, коммуникационные процессоры, модуль блока питания.
SIMATIC S7-300 Outdoor является идеальным изделием для эксплуатации в тяжелых промышленных условиях, отличающихся сильным воздействием вибрации и тряски, повышенной влажности, широким диапазоном рабочих температур. Он способен управлять работой:
светофоров;
систем управления движением;
очистных сооружений;
холодильных установок;
специальными транспортными средствами;
подвижным составом;
строительными машинами и т.д.
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-300F в сочетании со станциями распределенного ввода-вывода SIMATIC ET 200S PROFIsafe и SIMATIC ET 200M, оснащенными F-модулями, позволяют создавать распределенные системы безопасного управления (F-системы), в которых возникновение аварийных ситуаций не создает опасности для жизни обслуживающего персонала и угрозы для окружающей природной среды. На основе распределенных структур могут создаваться системы безопасного управления, отвечающие требованиям безопасности уровней SIL 1 … SIL 3 стандартов IEC/EN 61508, а также категорий 1 … 4 стандарта EN 954-1. Системы безопасного управления применяются:
в автомобильной промышленности;
в машиностроении и станкостроении;
для управления конвейерами;
в обрабатывающей промышленности;
в системах управления пассажирским транспортом;
в системах материально-технического обеспечения и т.д.
ПЛК SIMATIC S7-400/SIMATIC S7-400H/ SIMATIC S7-400FH
SIMATICS7-400 - это мощный программируемый контроллер для построения систем управления средней и высокой степени сложности.
Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, гибкие возможности расширения, мощные коммуникационные возможности, простота создания распределенных систем управления и удобство обслуживания делают SIMATICS7-400 идеальным средством для решения практически любых задач автоматизации.
Основными областями применения SIMATICS7-400 являются:
машиностроение;
автомобильная промышленность;
складское хозяйство;
технологические установки;
системы измерения и сбора данных;
текстильная промышленность;
упаковочные машины и линии;
производство контроллеров;
автоматизация машин специального назначения.
Несколько типов центральных процессоров различной производительности и широкий спектр модулей с множеством встроенных функций существенно упрощают разработку систем автоматизации на основе SIMATICS7-400.
Если алгоритмы управления становятся более сложными и требуют применения дополнительного оборудования, контроллер позволяет легко нарастить свои возможности установкой дополнительного набора модулей.
Основные технические характеристики ПЛК SIMATIC S7-400 представлены в таблице 5.
Таблица 5
Общие технические характеристики ПЛК SIMATIC S7-400
Характеристика |
Значение |
Степень защиты |
IP 20 |
Диапазон рабочих температур:
|
0…60°C 0…40°C -40…+70°C |
Относительная влажность |
5…95% |
Атмосферное давление |
795 … 1080 ГПa |
Электромагнитная совместимость:
|
По EN 50082-2, испытания по IEC 801-2, ENV 50140, IEC 801-4, ENV 50141, IEC 801-5. По EN 50081-2, испытания по EN 55011, класс A, группа 1. |
Механические воздействия:
|
IEC 68, часть 2-6: 10 … 58Гц/ постоянная амплитуда 0.075мм; 58…150Гц/ постоянное ускорение 1g. Длительность вибраций: 10 циклов по каждой трех из взаимно перпендикулярных осей. IEC 68, часть 2-27: полусинусоидальные ударные воздействия с ускорением 15g (пиковое значение) длительностью 11мс. |
Программируемый контроллерSIMATICS7-400Hразработан для построения систем автоматического управления, отличающихся повышенной надежностью функционирования. Наличие резервированной структуры позволяет продолжать работу в случае возникновения одного или нескольких отказов в его компонентах. Как правило, такие системы управляют производствами, простой которых вызывает большие экономические потери.
Благодаря своей высокой надежности SIMATICS7-400Hможет использоваться:
в системах с высокими затратами на перезапуск производства в случае отказа контроллера;
в системах с высокой стоимостью простоя;
в процессах обработки ценных материалов (например, в фармацевтической промышленности);
в системах без постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала;
всистемах с небольшим количеством обслуживающего персонала.
Программируемые контроллеры S7-400F/FH предназначены для построения систем безопасного управления, в которых возникновение отказов не влечет за собой появление опасности для жизни обслуживающего персонала и не приводит к загрязнению окружающей природной среды. На основе программируемых контроллеров S7-400F/FH могут создаваться системы безопасного управления, отвечающие требованиям:
классов AK1 … AK6 по DIN V 19250/ DIN V VDE 0801;
классов SIL 1 … SIL 3 по IEC 61508;
категорий 1 … 4 по EN 954-1.
Выбор ПЛК
При выборе ПЛК необходимо руководствоваться следующими критериями:
технические характеристики, например: количество каналов ввода/вывода, быстродействие, уровень напряжения входов/выходов и т.д;
эксплуатационные характеристики, такие, как: диапазон рабочих температур, влажность и т.д;
потребительские свойства, такие, как: производительность, надежность, затраты на приобретение, монтаж, эксплуатацию и т.д.
В качестве устройства управления второго уровня для данного комплекса выберем ПЛК SIMATICS7-300. Он является одним из наиболее современных контроллеров фирмыSiemens, обладает модульной структурой, что обеспечивает гибкость создаваемой системы. ПЛКSIMATICS7-300 по соотношению цена/производительность является лидером среди всех контроллеров фирмыSiemens.