Материал: Программируемые логические контроллеры SIMATIC S7-300 400. лабораторный практикум. Таратынов О.Ю., Ткалич С.А

ных модулей. В стойке CR устанавливается центральный процессор.

Соединение стоек осуществляется с помощью интерфейсных модулей. Каждая стойка снабжается собственным интерфейсным модулем. Применение интерфейсных модулей IM 365 позволяет подключать к базовой стойке одну стойку расширения, удаленную на расстояние не более 1м. Интерфейсные модули IM 360 и IM 361 позволяют подключать к базовой стойке до 3 стоек расширения. Расстояние между стойками в этом случае может достигать 10 м.

SIMATIC S7-400 – это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации средней и высокой степени сложности. Он может комплектоваться широким спектром модулей, устанавливаемых в монтажных стойках в любом порядке (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Контроллер SIMATIC S7-400

Система автоматизации S7-400 включает в свой состав:

• Модули блоков питания (PS): используются для подключения SIMATIC S7-400 к источникам питания =24/ 48/ 60/120/ 230 В или ~120/ 230 В.

10

•Модули центральных процессоров (CPU): в составе контроллера могут использоваться центральные процессоры различной производительности. Все центральные процессоры оснащены встроенными интерфейсами MPI и PROFIBUS-DP, некоторые модели – встроенным интерфейсом PROFINET. При необходимости, в базовом блоке контроллера может быть использовано до 4 центральных процессоров.

•Сигнальные модули (SM): для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов.

•Коммуникационные модули (CP): для организации последовательной передачи данных через PtP интерфейс, построения систем распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS-DP и PROFINET IO, обмена данными через про-

мышленные сети PROFIBUS, PROFINET и Industrial Ethernet.

•Функциональные модули (FM): для решения типовых задач управления (скоростной счет, позиционирование, автоматическое регулирование и т.д.)

•Монтажные стойки: являются конструктивной основой контроллера и позволяют размещать от 4 до 18 модулей контроллера. Во все монтажные стойки встроена параллельная шина (Р-шина) для скоростного обмена данными с сигнальными и функциональными модулями. Все стойки, за исключени-

ем ER1 и ER2 имеют последовательную коммуникационную шину (К-шину) для скоростного обмена большими объемами данных с функциональными модулями и коммуникационными процессорами.

При построении систем локального ввода-вывода на основе монтажных стоек S7-400 должны выполняться следующие правила:

• Система ввода-вывода содержит один базовый блок и несколько стоек расширения. Базовым блоком является монтажная стойка, в которой установлен центральный процессор контроллера. Каждый базовый блок может содержать не более 6 передающих интерфейсных модулей (IM).

11

•Через передающие интерфейсные модули к одному базовому блоку можно подключить до 21 стойки расширения.

•В каждой стойке расширения устанавливается приемный интерфейсный модуль.

•Максимальное расстояние между базовым блоком и стойкой расширения равно 100 м. •

Функциональные особенности CPU S7-400 характери-

зуются следующими показателями:

•Большие объемы рабочей памяти: от 288 Кбайт до 30

Мбайт (в CPU 417-4).

•Встроенная загружаемая память не менее 512 Кбайт (RAM),расширяемая с помощью карты памяти до 64 Мбайт. Использование карты памяти (RAM или Flash-EEPROM) является обязательным.

•Параллельный доступ к памяти программ и данных, существенно повышающий производительность центрального процессора.

•Высокое быстродействие. Время выполнения: - логической операции с битами, операции со словами, арифметической операции с фиксированной точкой – от 75 нс в CPU 412 до 18 нс в CPU 417-4; - арифметической операции с плавающей запятой – от 225 нс в CPU 412-1 до 54 нс в CPU 417-4.

•Выбор режимов работы с помощью переключателя замкового типа. Переключение возможно только с помощью ключа.

фейс. • Широкие коммуникационные возможности, поддержка от 32 до 64 активных коммуникационных соединений.

• Наличие буфера диагностических сообщений, сохраняющего 120 последних сообщений об ошибках, отказах и прерываниях. Возможность считывания и анализа диагностической информации.

Отказоустойчивый программируемый контроллер SIMATIC S7-400H предназначен для построения систем

12

управления, отказ которых может повлечь за собой гибель людей, большие экономические потери из-за простоя оборудования, угрозу окружающей природной среде. Каждый контроллер создается на основе двух центральных процессоров СPU 417-4H (СPU 4144H), связанных между собой оптоволоконными линиями связи, подключаемыми к субмодулям синхронизации (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Отказоустойчивый контроллер SIMATIC S7-400H

CPU работают по принципу “ведущий-ведомый”. Основным принципом является принцип горячего резервирования с поддержкой безударного автоматического переключение на резервный базовый блок в случае отказа ведущего базового блока.

Подключение программатора к CPU

При использовании USB-адаптера (рис. 1.5) в качестве устройства программирования может использоваться любой персональный компьютер или ноутбук, который удовлетворяет требованиям к установке пакета STEP 7 (WIN XP PROF,

512Mb RAM). Начиная с версии STEP 7 V5.4 SP3, поддержива-

ется работа с MS Windows 7 32/64-Bit.

USB-адаптер поддерживает протоколы MPI (S7-300/400), PPI (S7-200) и PROFIBUS-DP. Максимальная скорость переда-

чи 1.5 Mbps.

13