4.1. Вибір мікропроцесорних засобів автоматизації

Програмовані контролери SIМАТIС|S7-300 призначені| для вирішення задач середньої потужності. Для побудови|шикування| відносно|відносно| простих і недорогих сис­тем| автоматичного керування і можуть використовуватися для заміни існуючих релейно-контактних схем. Сімейство включає в свій склад модулі центральних процесорів, модулі введення-виведення|висновку| дискретних і аналогових сигналів, функціональні модулі|позиціювати|, а також комунікаційні модулі.

Контролери підтримують потужну систему команд і здатні| виконувати логічні операції, математичні операції | з|із| фіксованою і плаваючою крапкою|точкою|, підтримувати алгоритми ПІД - регулювання і позиціонування,|позиціювати| і т.д. Великою перевагою є те, що в нього є віддалені станції, які можуть бути розташовані на відстані до 1000м.

Контролери здатні|здібні| працювати в реальному масштабі| часі і можуть бути використані як для побудови|шикування| вузлів локальної автоматики, так і систем розподіленого введення-виведення|висновку| з|із| організацією обміну даними через PPI (PointtoPointInterface|), MPI (MultiPointInterface |),AS-Interface, PROFIBUS, IndustrialEthernet, Internet, а також модемний зв'язок.

Характерні особливості сімейства SIМАТIС|S7-300:

• час виконання 1Елогічних інструкцій не перевищує| 0.1мс|;

• наявність швидкісних лічильників зовнішніх подій;

• наявність швидкодіючих входів апаратних переривань|;

• можливість|спроможність| нарощування кількості обслуговуваних вхо­дів-виходів|;

• наявність імпульсних виходів (широтно-|абочастотно-ім­пульсна| модуляція);

• годинник реального часу (вбудовані або встановлювані у вигляді знімного модуля);

• могутній набір інструкцій мови|язика| програмування;

• один або два порти RS 485 універсального призначення;

• функції ведучого і веденого|відомого| пристрою|устрою|PROFIBUSDP, які забезпечуються| центральним процесором;

• функції обміну даними через IndustrialEthernet;

• дружня оболонка програмування STEP| 7;

• трирівневий парольний|пароль| захист программ користувача;

• можливість|спроможність| роботи з|із| пристроями|устроями| людино-машинного інтерфейсу.

Потрібно обрати тип процесора, модуля введення-виведення дискретних сигналів та блоку живлення. Спершу виберу тип процесора. Для цього ознайомлюсь з їх конструктивними особливостями.

Центральні процесори сімейства S7-300 мають наступні|слідуючі| конструктивні особливості:

• Наявність двох модифікацій центральних процесорів кожного| типу|типа|, що відрізняються наявністю вбудованих аналогових і дискретних входів-виходів, і їх відсутністю. Ті що мають вбудованні входи-виходи позначаються буквою С (наприклад CPU314C-2DP).

• Універсальне призначення входів:

- стандартні входи введення дискретних сигналів;

- входи апаратних переривань;

- входи вбудованих швидкісних лічильників.

• Наявність шини розширення системи введення-виведення |висновку|.

• Вбудовані швидкісні лічильники (60 кГц| в CPU 316C-2 |DP).

• 4 імпульсних виходи (2,5 кГц в вCPU 316C-2 |DP) у всіх моделях по­стійного| струму|току|.

• Перемикач вибору режимів роботи.

• Опціональний (у вигляді знімного модуля) або вбудований годинник реального часу.

• Додаткова память у вигляді карти памяті до 8 МБ.

• Можливість|спроможність| використання імітаторів вхідних сигналів для відладки програми.

• Робота без буферної батереї.

• Одночасне підтримання багатьох протоколів звязку.

Короткі технічні характеристики центрального процесора CPU 314C-2 |DP:

Таблиця 1.1

Пам'ять програм			96 Кбайт
Пам'ять даних			64 Кбайт до 8 Мбайт
Кількість аналогових входів			5
Кількість аналогових виходів			2
Кількість дискретних входів			24
Кількість дискретних виходів			16
Кількість модулів розширення			до 12
Кількість таймерів/лічильників/прапорців			256/256/2048
Мови програмування			LAD,FBD,STL
Час виконання логічної інструкції			0.1 мкс
Область відображення введення-виведення	для дискретних каналів	введення	124-126
		виведення	124-125
	для аналогових каналів	введення	752-761
		виведення	752-755

SIMATIC PCS7 – це комплекс апаратних та програмних засобів для побудови АСК ТП, призначений для автоматизації як окремих ділянок так і цілих процесів та виробництв. В рамках SIMATIC PCS7 застосовуються комп'ютерні та контролерні системи, які широко використовують для вирішення завдань автоматизації обмін даними через Internet/ Intranet з підтримкою IT функцій зв'язку.

SIMATIC PCS7 включає в себе набір апаратних та програмних засобів для автоматизації неперервних та періодичних процесів, рецептурних процесів, процесів маршрутизації (переміщення потоків та матеріалів).

У складі SIMATIC PCS7 можна виділити такі основні компоненти.

1) Система проектування SIMATIC PCS7 містить повний набір інструментальних засобів, для проектування, розробки та побудови систем управління різного призначення. Додатково система проектування є основою для всесторонньої технічної діагностики устаткування.

2) Система оперативного управління має клієнт/серверну структуру і може об’єднувати до 12 серверів та до 32 станцій оператора (OperatorStation, OS) на один сервер.

3) Як базове апаратне забезпечення інженерних станцій (ES), станцій операторів (OS) використовуються промислові комп'ютери 19” виконань

SIMATIC Rack РС.

4) Системи автоматизації побудовані на основі компонентів програмованих контролерів SIMATIC S7-400 та систем вводу-виводу на основі сигнальних модулів, або на основі станцій ET 200M, ET 200S і ET 200iSP, що підключаються до систем автоматизації через мережу польового рівня PROFIBUS DP.

Системи розподіленого вводу-виводу.

Основною станцією для побудови систем розподіленого вводу-виводу SIMATIC PCS7 є станція SIMATIC ET 200M. Станція дозволяє використовувати в своєму складі широку гамму сигнальних, функціональних і комунікаційних модулів програмованого контролера SIMATIC S7-300, а також цілий ряд модулів, спроектованих спеціально для ET 200M. В станцію ET 200M можуть встановлюватися:

• Стандартні сигнальні модулі S7-300 для вводу-виводу дискретних і аналогових сигналів.

• Сигнальні модулі S7-300, призначені для побудови резервованих каналів вводу-виводу:

• 16-канальний модуль вводу дискретних сигналів =24В;

• 32-канальний модуль виведення дискретних сигналів =24В/0.5А;

• 8-канальний модуль вводу аналогових сигналів, 13 біт.

• Модулі вводу-виводу з розширеним набором діагностичних функцій.

• I&C модулі вводу-виводу, розроблені для SIMATIC PCS7.

• Аналогові модулі з підтримкою протоколу HART.

• F-модулі систем протиаварійного захисту і автоматики безпеки.

Окрім модулів сімейства SIMATIC в ET 200M можуть використовуватися модулі сімейства SIPLUS. Сімейство SIPLUS об'єднує в своєму складі функціональні аналоги модулів сімейства SIMATIC, які

•Зберігають працездатність:

• у діапазоні температур від -25 до +60°C;

• в умовах підвищеної вологості і появі конденсату;

• у атмосфері із змістом агресивних газів і аерозолів.

•Володіють вищою стійкістю до вібраційних і ударних дій.

Всі модулі станції встановлюються на активні шинні з'єднувачі, що дозволяє проводити їх “гарячу” заміну. Під час роботи станції допускається:

• Встановлювати нові або видаляти існуючі модулі.

• Виконувати модифікацію параметрів настройки модулів.

• Виконувати модифікацію параметрів настройки HART-приладів, підключених до модулів станції. Для виконання цих операцій використовується програмне забезпечення SIMATIC PDM.

Під час роботи системи розподіленого вводу-виводу допускається проводити підключення нових або відключення існуючих станцій ET 200M.

Станція SIMATIC ET 200M включає в свій склад:

• Профільну шину ET 200M.

• Активні шинні з'єднувачі.

• Блок живлення.

• 1 або 2 (для резервованих конфігурацій) інтерфейсні модулі, через які станція підключається до мережі PROFIBUS-DP із швидкістю передачі даних до 12 Мбіт/с.

• До 8 модулів вводу-виводу.

Всі модулі вводу-виводу гальванічно відокремлені від внутрішньої шини станції. Один інтерфейсний модуль здатний обслуговувати до 8 модулів вводу-виводу. При підключенні до резервованої мережі PROFIBUS-DP станція комплектується двома інтерфейсними модулями і відповідним активним шинним з'єднувачем.

Застосування модулів з розширеним набором діагностичних функцій дозволяє:

• Виконувати діагностику окремих каналів вводу-виводу.

• Здійснювати моніторинг модуля.

• Виявляти відмови давачів.

• Настроювати час фільтрації сигналів.

• Використовувати сигнали тривоги.

• Визначати характер поведінки модуля при зупинці центрального процесора головного DP-пристрою.

• Контролювати наявність напруги живлення модуля і його зовнішніх ланцюгів.

Інформація про всі несправності негайно передається головному DP-пристрою.

У SIMATIC ET 200M можуть застосовуватися блоки живлення програмованого контролера SIMATIC S7-300 типів PS 305 або PS 307, а також стабілізовані блоки живлення серії SITOP Power. Блоки живлення PS 307 використовують для своєї роботи вхідну напругу ~120/230В, блоки живлення PS 305 - вхідна напруга =24 В, 110В.