Выбор модулей ввода/вывода контроллера
SIMATIC S7-300 – это модульный программируемый контроллер, работающий с естественным охлаждением.
Модульная конструкция, возможность построения распределенных структур управления, наличие дружественного пользователю интерфейса позволяет использовать контроллер для экономичного решения широкого круга задач автоматического управления в различных областях промышленного производства. 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.
Контроллер SIMATIC S7-300 имеет модульную конструкцию и может включать в свой состав:
а) Модули центральных процессоров (CPU). В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллере могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающиеся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, наличием или отсутствием коммуникационных интерфейсов.
б) Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами.
в) Коммуникационные процессоры (СР) для подключения к сетям PROFIBUS, Industrial Ethernet, AS интерфейсу или организации связи по PPI (point to point) интерфейсу.
|
|
|
г) Функциональные модули (FM), 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. При необходимости в составе контроллера могут быть использованы:
д) Модули блоков питания (PS), обеспечивающие возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120 или 230 В.
ж) Интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к центральному контроллеру 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.
Диапазон рабочих температур стандартное исполнение от 0 до 60 °С, с расширенным температурным диапазоном (от –25 до 60 °С) и повышенной стойкостью к воздействию влажности, конденсата и мороза.
В данном контроллере могут использоваться следующие модули центрального процессора CPU312IFM, CPU313, CPU314IFM, CPU314, CPU315, CPU315-2DP, CPU316-2DP, CPU318-2DP.
|
|
|
В управлении процессом использован модуль процессора CPU315-2DP
Технические параметры CPU315-2DP [8]:
Объем памяти программ 48Кбайт, 16 Кбайт инструкций, встроенная RAM 80Кбайт, карта памяти Flash-EEPROM до 4 Мбайт;
Защита данных при аварийном отключении питания:
а) без буферной батареи 4Кбайт (флаги, таймеры, счетчики, данные);
б) с буферной батареей дополнительно все блоки данных дата и время;
Встроенные часы реального времени.
Программирование осуществляется при помощи пакета программирования STEP 7.
Набор инструкций позволяет работать с логическими операциями, операциями со скобками, сохранение, счет, загрузка, передача, сравнение, сдвиг, А также, операции над числами с фиксированной и плавающей запятой, функции переходов.
Системные функции (SFC) Обработка прерываний, ошибок и отказов; копирование данных; временные функции (часы); диагностические функции; определение параметров модулей; переопределение режимов работы.
Время выполнения операций: логических операций 0.3..0.6 мкс, операций со словами 1.0 мкс, операций с таймерами и счетчиками 12 мкс, сложения целых чисел 2.0 мкс, сложения действительных чисел 50.0 мкс.
Модуль ввода аналоговых сигналов SM 331модели 7KF01-0AB0. Данный модуль имеет восемь аналоговых входов, четыре из которых предназначены для измерения сопротивления. Входные сигналы имеют следующие параметры, напряжения ±80 мВ; ±250 мВ; ±500 мВ; ±1 В на нагрузке 10 МОм; ±2.5В; ±5 В; 1…5 В; ±10 В на нагрузке 100 Мом, силы тока ±10 мА; ±3.2 мА; ±20 мА; 0…20 мА; 4…20 мА на нагрузке 25 Ом. Устройство поддерживает и производит линеаризацию характеристик термопар с градуировками E, N, J, K и термометров сопротивления Pt100, Ni 100. Предусмотрена защита от изменения полярности сигнала. Максимально допустимое напряжение 20 В (для входов измерения напряжения). Максимально допустимый ток 40 мА (для входов измерения силы тока). Изоляция от шины оптоэлектронная. Время аналого-цифрового преобразования 2.5; 16.6; 20; 100 мс при опорных частотах преобразования соответственно 400; 60; 50; 10 Гц. Разрешающая способность аналого-цифрового преобразования, для униполярных сигналов 9 бит, 12 бит, 14 бит для биполярных сигналов 9 бит, 12 бит, 14 бит плюс знаковый бит. Рабочая погрешность преобразования ±1 %. Базисная погрешность преобразования ±0.6%. Длина кабеля 200 м (50 м при 80 мА). Потребляемый ток, от шины расширения ввода-вывода 60 мА, от источника питания 200 мА. Потребляемая мощность 1.3 Вт. Напряжение питания 24 В. Испытательное напряжение изоляции 500 В. Габариты 40х125х120 мм. Масса 0.25 кг.
|
|
|
В соответствии с функциональной схемой автоматизации необходимо задействовать 9 каналов аналогового ввода: от датчика концентрации (поз. QT-1б), датчиков положения (поз. GE-2 и GE-4), термометра сопротивления (поз. ТТ-3а), расходомера (поз. FT-5б), уровнемера (поз. LT-8б) и от преобразователей давления (поз. РТ-9а, РТ-10а и РТ-11а).
|
|
|
Модуль ввода дискретных сигналов SM 321 модели 1BH01-0AA0. Количество цифровых входов 16. Напряжение питания номинальное 24 В, допустимый диапазон изменений от 20.4 до 28.8 В Входное напряжение цифровых входов, логической единицы от 15 до 30 В, логического нуля от минус 3 до 5 В. Входной ток логической единицы 7.0 мА. Задержка распространения входного сигнала 1.2…4.8 мс. Возможно 2-проводное подключение датчиков BERO, статический ток 2-проводной линии BERO 1.5 мА. Длина применяемого кабеля, обычного до 600 м, экранированного до 1000 м. Потребляемый ток от внутренней шины контроллера 25 мА, от источника питания 24 В 25 мА. Потребляемая мощность 3.5 Вт. Оптоэлектронная изоляция входов. Испытательное напряжение изоляции 500В. Габаритные размеры 40х125х120 мм. Масса 0.2 кг.
В соответствии с функциональной схемой автоматизации необходимо задействовать 6 каналов дискретного ввода: 4 канала для реализации сигнализации крайних положений исполнительных механизмов 1е и 3д, а также по одному каналу на магнитные пускатели NS-11б и NS-12а.
Модуль вывода дискретных сигналов SM 322модели 1BH01-0AA0. Количество цифровых выходов 16. Напряжение питания нагрузки, номинальное значение 24 В, допустимый диапазон изменений от 20.4 до 28.8 В. Выходное напряжение логической единицы равно напряжению питания. Выходной ток логической единицы, при номинальном напряжении и 40 °С 1.5 А, при номинальном напряжении и 60 °С 0.5 А, минимальный 5 мА. Выходной ток логического нуля 0.5 мА. Частота переключений выходов, при активной нагрузке 100 Гц, при индуктивной нагрузке 0.5 Гц, при ламповой нагрузке 100 Гц. Ограничение коммутационных перенапряжений от напряжения питания до 48 В. Электронная защита от коротких замыканий.
В соответствии с функциональной схемой автоматизации необходимо задействовать 13 каналов дискретного вывода: по два на магнитные пускатели NS-1г и NS-3в, а также по одному на пускатели NS-8в, NS-9б, NS-11б, NS-12а и лампы HL1.. HL5.
Привязка сигналов контроллера к датчикам и исполнительным механизмам представлена в таблице 2.
Таблица 2 – Привязка сигналов контроллера к датчикам и исполнительным механизмам
| Обозначение СА | Позиция СА по спецификации | Обозначение каналов ввода/вывода | Тип модуля ввода/вывода | Количество модулей |
| QT | 1б | AI1 | SM 331 | 2 |
| GE | 3 | AI2 | ||
| TT | 4а | AI3 | ||
| GE | 3 | AI4 | ||
| FT | 6б | AI5 | ||
| LT | 9б | AI6 | ||
| PT | 9а | AI7 | ||
| PT | 10а | AI8 | ||
| PT | 11а | AI1 | ||
| - | 1е | DI1,2 | SM 321 | 1 |
| - | 3д | DI3,4 | ||
| NS | 11б | DI5 | ||
| NS | 12а | DI6 | ||
| NS | 1г | DO1,2 | SM 322 | 1 |
| NS | 3в | DO3,4 | ||
| - | HL1 | DO5 | ||
| - | HL2 | DO6 | ||
| - | HL3 | DO7 | ||
| - | HL4 | DO8 | ||
| - | HL5 | DO9 | ||
| NS | 8в | DO10 | ||
| NS | 9б | DO11 | ||
| NS | 11б | DO12 | ||
| NS | 12а | DO13 |
Заключение
При выполнении отчета по практике разработана функциональная схема автоматизации на базе серийно выпускаемых приборов и промышленных контроллеров. Были изучены основные подходы к обоснованному выбору приборов и технических средств автоматизации.
В ходе выполнения работы осуществлено ознакомление с характеристиками современных приборов и средств автоматизации, был подобран контроллер SIMATIC S7-300 и модули ввода-вывода, а также составлена спецификация на средства автоматизации.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 3340; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!