Конструирование системы управления технологическим процессом
Аппаратные средства систем управления:
1.Промышленные контроллеры SIMATIC S7-300 фирмы Siemens.
2.Системы визуализации (текстовые и графические дисплеи ).
3.Персональные компьютеры или промышленные компьютеры (РС-станции ).
4.Аналоговые и дискретные датчики.
5.Исполнительные устройства.
1.Промышленные контроллеры SIMATIC
S7-300 фирмы Siemens
Конструирование контроллера
Шинный
соединитель
Блок
питания
Профильная
Центральный рейка процессор
Сигнальные
модули
Конструктивные компоненты контроллера.
Модули блоков питания PS
Блок PS-307 в качестве входного использует переменное напряжение 120В (93В…132В) или 220В (187В…264В) частотой 50/60 Гц. Выходное напряжение модулей =24В, выходной ток - 2А, 5А или 10А.
Схема включения блока питания |
|||||
|
L1, 220В |
|
Источник |
|
|
|
бесперебойного |
~220B |
|||
|
N1,220В |
||||
|
|
питания |
|
||
|
L+, +24В |
|
|
||
Блок питания |
L |
L |
|
||
M, |
-24В |
|
|||
PS-307 |
N |
N |
|
||
L+, +24В |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
M, |
-24В |
|
|
|
|
L+, +24В |
|
|
|
|
|
M, |
-24В |
|
Датчики |
|
Центральный процессор |
|
|
|||
|
|
|
|||
Исполнительные
устройства
Сигнальные модули
Конструктивные компоненты контроллера. Центральный процессор
Некоторые технические характеристики CPU315-DP: -объем встроенной рабочей памяти RAM – до 64 Кбайт; -объем загружаемой памяти RAM –до 96 Кбайт;
-карта памяти Flash-EEPROM – до 4 Мбайт; -количество внутренних таймеров
– 128; -часы реального времени – есть;
-количество модулей в системе локального ввода/вывода – до 32; -количество ведомых DP – устройств – 64; -система внутренней диагностики
– есть; -потребляемая мощность – 10 Вт.
Схема включения процессора |
||||||
Контроллер |
L1, 220В |
|
Источник |
|
||
|
|
|
||||
|
бесперебойного питания |
|
||||
|
N1,220В |
|
||||
|
L |
L |
|
|||
Блок питания |
L+, +24В |
~220B |
||||
N |
N |
|||||
M, |
-24В |
|
||||
контроллера |
|
а |
|
|||
L+, +24В |
|
|
||||
PS |
|
|
||||
M, |
-24В |
|
б |
|
||
|
|
|
||||
|
L+, +24В |
|
в |
|
||
|
M, |
-24В |
|
г |
|
|
Процессор |
|
|
|
Панель оператора |
||
CPU 315-2DP |
|
|
|
|||
L+ |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
M |
|
|
|
|
|
Интерфейс MPI |
|
|
|
|
|
|
Profibus DP |
|
|
|
|
|
|
Модуль |
|
|
|
L+ |
|
|
ввода/вывода |
|
|
|
|
||
SM1 |
L+ |
|
|
M |
|
|
|
|
MPI |
|
|||
|
М |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
Интерфейс MPI |
|
|
|
|
|
|
Модуль |
|
|
|
|
|
|
ввода/вывода |
|
|
|
|
|
|
SM n |
L+ |
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
Интерфейс MPI |
|
|
|
|
|
|
Конструктивные компоненты контроллера.
Сигнальные модули: -Аналоговый модуль ввода. -Дискретный модуль ввода. -Аналоговый модуль вывода. -Дискретный модуль вывода.
Схема подключения датчиков к аналоговому модулю ввода
а |
3 |
|
А4
|
5 |
АЦП |
Код |
|
|
|
|
|
6 |
250 Ом |
|
б |
|
|
|
|
|
|
а) Датчики с токовым выходом
35
V36
37 |
АЦП |
Код |
|
|
|
38 |
250 Ом |
|
|
|
б) Датчики, формирующие на
выходе напряжение
|
L1, 220В |
|
|
|
|
|
N1,220В |
|
|
|
|
Блок питания |
L+, +24В |
|
|
|
|
|
|
|
|||
M, -24В |
|
|
|
|
|
контроллера |
|
|
|
|
|
L+, +24В |
|
|
|
||
PS |
|
|
|
||
M, -24В |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
L+, +24В |
|
|
|
|
|
M, -24В |
|
|
|
|
Аналоговый модуль ввода |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
SM-331 8 х 16 бит |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Адрес |
|
Конт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Питание L+ |
+24B |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Питание M |
-24B |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Вход M0+ |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R0 =250 Ом |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R0 =250 Ом |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M0- |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M1+ |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R1 =250 Ом |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R1 =250 Ом |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M1- |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M2+ |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R2 =250 Ом |
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R2 =250 Ом |
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M2- |
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M3+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R3 =250 Ом |
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 =250 Ом |
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход M3- |
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M4+ |
|
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R4 =250 Ом |
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R4 =250 Ом |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход M4- |
|
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход M5+ |
|
27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R5 =250 Ом |
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R5 =250 Ом |
|
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M5- |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход M6+ |
|
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R6 =250 Ом |
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R6 =250 Ом |
|
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход M6- |
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход M7+ |
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R7 =250 Ом |
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R7 =250 Ом |
|
37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход M7- |
|
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема подключения датчиков к аналоговому модулю ввода
|
|
|
|
|
|
|
|
Датчик |
|
|
|
|
|
Х1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
тока |
|
|
2 |
-U |
|
|
||||
|
1 |
+U |
1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х1 |
|
|
Датчик |
2 |
|
|
тока |
|||||
-U |
|
|
||||||
1 |
+U |
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Датчик |
|
|
|
|
|
Х1 |
|||
2 |
|
|
тока |
|||||
-U |
|
|
||||||
|
1 |
+U |
3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х1 |
|
|
Датчик |
|
|
|
|
|
|
|
напря- |
|
|
|
1 |
+U |
|
|
|||
|
|
|
2 |
-U |
|
|
жения |
|
|
|
|
3 |
U1 |
|
|
|
|
|
4 |
U2 |
|
|
|
|||
|
L1, 220В |
|
|
|
|
|
N1,220В |
|
|
|
|
Блок питания |
L+, +24В |
|
|
|
|
|
|
|
|||
M, -24В |
|
|
|
|
|
контроллера |
|
|
|
|
|
L+, +24В |
|
|
|
||
PS |
|
|
|
||
M, -24В |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
L+, +24В |
|
|
|
|
|
M, -24В |
|
|
|
|
Аналоговый модуль ввода |
|
|
|
||
SM-331 8 х 16 бит |
|
|
|
||
Адрес |
|
Конт. |
|
|
|
Питание L+ |
+24B |
21 |
|
|
|
|
|
|
|||
Питание M |
-24B |
40 |
|
|
|
|
|
|
|||
Вход M0+ |
|
3 |
|
|
|
R0 =250 Ом |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||
R0 =250 Ом |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M0- |
|
6 |
|
|
|
Вход M1+ |
|
7 |
|
|
|
R1 =250 Ом |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
||
R1 =250 Ом |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M1- |
|
10 |
|
|
|
Вход M2+ |
|
11 |
|
|
|
R2 =250 Ом |
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
||
R2 =250 Ом |
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Вход M2- |
|
14 |
|
|
|
Вход M3+ |
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
R3 =250 Ом |
|
16 |
|
|
|
R3 =250 Ом |
|
17 |
|
|
|
Вход M3- |
|
18 |
|
|
|
Вход M4+ |
|
23 |
|
|
|
R4 =250 Ом |
|
24 |
|
|
|
R4 =250 Ом |
|
25 |
|
|
|
Вход M4- |
|
26 |
|
|
|
Вход M5+ |
|
27 |
|
|
|
R5 =250 Ом |
|
28 |
|
|
|
R5 =250 Ом |
|
29 |
|
|
|
Вход M5- |
|
30 |
|
|
|
Вход M6+ |
|
31 |
|
|
|
R6 =250 Ом |
|
32 |
|
|
|
R6 =250 Ом |
|
33 |
|
|
|
Вход M6- |
|
34 |
|
|
|
Вход M7+ |
|
35 |
|
|
|
R7 =250 Ом |
|
36 |
|
|
|
R7 =250 Ом |
|
37 |
|
|
|
Вход M7- |
|
38 |
|
|
|
Схема подключения датчиков к аналоговому модулю ввода с помощью шин
1 |
|
|
|
|
|
|
Датчик |
1 |
|
|
|
|
Х1 |
||
|
|
|
|
тока |
|||
|
|
|
2 |
-U |
|||
|
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
1 |
+U |
1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Х1 |
Датчик |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
2 |
-U |
тока |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
+U |
||
4 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Датчик |
||
|
|
|
|
Х1 |
|||
|
|
|
2 |
тока |
|||
5 |
|
|
-U |
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
+U |
3 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Х1 |
|
Датчик |
|
|
|
|
|
|
|
напря- |
|
|
|
|
1 |
+U |
|
|||
|
|
|
|
|||||
4 |
|
|
|
2 |
-U |
|
жения |
|
|
|
|
3 |
U1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
5 |
|
4 |
U2 |
|
|
|||