Программируемый контроллер SIMATIC S7-300, SIEMENS

Универсальный модульный программируемый контроллер для решения задач автоматизации циклических производственных процессов. Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне встроенного программного обеспечения центральных процессоров, удобство эксплуатации и обслуживания позволяют получать рентабельные решения для построения систем автоматического управления в различных секторах промышленного производства. Эффективному применению контроллеров способствует наличие широкой гаммы центральных процессоров, модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных и коммуникационных модулей, модулей блоков питания и интерфейсных модулей.

SIMATIC S7-300 на базе стандартных центральных процессоров:

- Использование широкой гаммы центральных процессоров различной производительности. Решение стандартных задач автоматического управления различной степени сложности. Поддержка широкого спектра функций на уровне встроенного программного обеспечения центрального процессора.

- Модульная конструкция. Широкий спектр сигнальных, функциональных и коммуникационных модулей для максимальной адаптации к требованиям решаемой задачи.

- Поддержка систем локального и распределенного ввода-вывода.

- Широкие коммуникационные возможности, простое включение в различные сетевые структуры, поддержка информационных технологий.

- Удобная конструкция, отсутствие буферных батарей, работа с естественным охлаждением, минимальные затраты на эксплуатацию.

- Свободное наращивание возможностей при модернизации системы.

Назначение

Области применения программируемых контроллеров S7-300 охватывают:

- автоматизацию машин специального назначения;

- автоматизацию текстильных и 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.

Функции

Программируемые контроллеры S7-300 обеспечивают поддержку широкого набора функций, позволяющих существенно упрощать процессы разработки прикладного программного обеспечения, его отладки, диагностики и поиска неисправностей в процессе выполнения пуско-наладочных работ и эксплуатации готовой системы автоматизации:

- Высокое быстродействие, мощная система команд, эффективная обработка данных с использованием логических и математических операций.

- Удобный интерфейс настройки параметров с общим набором инструментальных средств для всех модулей.

- Поддержка функций человеко-машинного интерфейса на уровне операционной системы центрального процессора. Все операции по обмену данными с приборами и системами человеко-машинного интерфейса выполняются автоматически с использованием одинаковых символьных имен и общей базы данных проекта.

- Гибкие возможности организации коммуникационного обмена данными и интеграции контроллера в комплексные системы управления предприятиями.

- Широкий набор диагностических функций, поддерживаемых операционной системой центрального процессора. Непрерывный мониторинг работы системы, выявление ошибок и  

отказов в работе ее компонентов. Накопление диагностических сообщений с отметками даты и времени в буфере диагностических сообщений центрального процессора.

- Парольная защита доступа к программе и данным, кодирование программных блоков, исключение возможности их модификации и копирования.

В состав входит 

 

- Модуль центрального процессора (CPU), предназначенный для выполнения программы пользователя и управления всеми узлами контроллера.

- Модуль блока питания (PS), позволяющий выполнять питание контроллера от сети переменного тока напряжением 120/230 В или от источника постоянного тока напряжением 24/48/60/110В.

- Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами.

- Коммуникационные процессоры (CP) для подключения контроллера к сетям PROFIBUS, PROFINET, Industrial Ethernet, AS-Interface, организации связи через Internet или PtP (point to point) соединения.

- Функциональные модули (FM), способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, взвешивания, скоростной обработки сигналов и т.д. Функциональные модули снабжены набором встроенных каналов ввода-вывода, встроенным микропроцессором и способны выполнять обработку информации на своем локальном уровне, что позволяет снижать нагрузку на центральный процессор контроллера.

- Интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к базовому блоку (стойка с центральным процессором) одной или нескольких стоек расширения.

Все модули устанавливаются на профильную шину S7-300 и фиксируются в рабочем положении винтами, встроенными в каждый модуль.

 Модуль центрального процессора (CPU)  характеризуются следующими показателями:

 

- Стандартные CPU центральные процессоры без встроенных каналов ввода -вывода, ориентированные на решение стандартных задач автоматического управления. Позволяют использовать в системе локального ввода-вывода весь спектр сигнальных, функциональных и коммуникационных модулей S7-300.

- Высокая производительность: в зависимости от типа CPU время выполнения логической операции составляет от 100 до 4 нс, арифметической операции с плавающей запятой - от 1.1 до 0.04 мкс.

- Работа с естественным охлаждением без использования буферной батареи.

- Использование MMC для сохранения архива полного проекта STEP 7 со всеми комментариями и символьными именами.

Модуль блока питания (PS)  

 

Блоки питания PS 307 выпускаются в компактных пластиковых корпусах формата модулей S7-300, которые оснащены:

- индикатором наличия выходного напряжения =24 В

- выключателем питания;

- терминальными блоками с контактами под винт для подключения цепей входного и выходного напряжения, а также цепей заземления;

- защитной пластиковой крышкой, закрывающей все контактные соединения.

Модуль блока питания монтируется на стандартную профильную шину S7-300/ ET 200M. Он не имеет интерфейса подключения к внутренней шине контроллера, поэтому устанавливается в крайней левой позиции монтажной стойки. Справа от него монтируется модуль центрального процессора или интерфейсный модуль. Подключение к центральному процессору или интерфейсному модулю производится c помощью проводов или силовой перемычки, которая входит в комплект поставки каждого блока питания.

При необходимости блоки питания PS 305/ PS 307 могут монтироваться на стандартную 35 мм профильную шину DIN. Для такой установки необходимы специальные монтажные адаптеры 6EP1 971-1BA00.

Функции

Блоки питания для программируемых контроллеров S7- 300, станций ET 200M, блоков связи Y-Link, DP/PA Link и DP/FF Link.

- Наличие модификаций с входным напряжением постоянного и переменного тока.

- Формирование выходного напряжения =24 В. Наличие модификаций с номинальными токами нагрузки 2, 5 или 10 А.

- Питание внутренней электроники контроллера/ станции/ блока связи и/или их внешних цепей.

- Электронная защита цепей нагрузки от коротких замыканий и перенапряжений.

- Пластиковые корпуса формата модулей S7-300.

- Отсутствие интерфейса для подключения к внутренней шине.

Сигнальные модули (SM) 

Модули ввода дискретных сигналов SM 321 и 322 предназначены для преобразования входных дискретных сигналов контроллера с различными электрическими параметрами в его внутренние логические сигналы. К входам модулей могут подключаться контактные датчики или бесконтактные датчики BERO. Они могут работать в системах локального ввода-вывода программируемых контроллеров S7-300 всех модификаций, а также в станциях систем распределенного ввода-вывода ET 200M.

Модули SM 321, 322  выпускаются в компактных пластиковых корпусах, которые оснащены:

- зелеными светодиодами индикации состояний входных цепей;

- красным светодиодом индикации наличия ошибок в работе модуля;

- в 64-канальных модулях двумя разъемами для подключения соединительных кабелей;

- в остальных модулях:

- разъемом для установки фронтального соединителя, закрытым защитной крышкой;

- пазом на защитной крышке для установки этикетки с маркировкой внешних цепей.

 Коммуникационные процессоры (CP)

 

Коммуникационный процессор CP 343-1 Lean позволяет производить подключение программируемого контроллера S7- 300 к сети Industrial Ethernet/ PROFINET IO. Он оснащен встроенным микропроцессором и позволяет получать дополнительные коммуникационные соединения, а также разгружать центральный процессор контроллера от обслуживания коммуникационных задач.

В сети Industrial Ethernet он способен поддерживать открытый обмен данными и PG/OP функции связи, а также выполнять функции S7 сервера, т.е., способен отвечать на запросы других станций, но не способен генерировать запросы сам. В сети PROFINET IO он выполняет функции прибора ввода-вывода (ведомого сетевого устройства) и способен поддерживать обмен данными в реальном масштабе времени

Через CP 343-1 Lean программируемый контроллер S7-300 способен поддерживать связь:

- с программаторами, процессорами, приборами и системами человеко-машинного интерфейса;

- с другими системами автоматизации SIMATIC S7;

- с программируемыми контроллерами SIMATIC S5;

- с контроллером ввода-вывода PROFINET IO.

Конструкция

- Прочный компактный пластиковый корпус шириной 40 мм, на котором расположены:

- светодиоды индикации режимов работы и наличия ошибок в работе модуля;

- два гнезда RJ45 для подключения к сети Industrial Ethernet/ PROFINET IO;

- 2-полюсный съемный терминальный блок с контактами под винт для подключения цепи питания =24 В.

Функциональные модули (FM)

 

Функциональные модули предназначены для решения типовых задач автоматического управления, к которым можно отнести скоростной счет, позиционирование, автоматическое регулирование, скоростную обработку логических сигналов и т.д. Большинство функциональных модулей наделено интеллектом, что позволяет производить выполнение всех перечисленных задач с минимальными нагрузками для центрального процессора контроллера. В целом ряде случаев функциональные модули способны продолжать выполнение возложенных на них задач даже в случае остановки центрального процессора контроллера.

Функциональные модули могут использоваться в составе всех модификаций программируемых контроллеров S7-300. Целый ряд функциональных модулей допускается использовать в станциях ET 200M.

Функциональные модули выпускаются в пластиковых корпусах. На их фронтальных панелях расположены диагностические светодиоды, количество и назначение которых зависит от типа модуля. За защитной дверцей расположен разъем для установки фронтального соединителя.

На тыльной стороне защитной дверцы нанесена схема подключения внешних цепей модуля, на фронтальной стороне дверцы расположен паз для установки этикетки с маркировкой внешних цепей.

Интерфейсные модули (IM) 

 

Общие конструктивные особенности:

- Компактный пластиковый корпус.

- Установка на профильную шину S7-300 (логический слот 3) с фиксацией в рабочем положении встроенным в корпус винтом. Подключение к внутренней шине базового блока и стойки расширения контроллера через шинный соединитель, включенный в комплект поставки каждого интерфейсного модуля.

- Подключение стоек расширения с помощью специальных соединительных кабелей.

- Наличие светодиодов индикации состояний и наличия ошибок в работе модуля.

Все интерфейсные модули не требуют конфигурирования и настройки своих параметров.

Логически за интерфейсными модулями резервируется 3-е посадочное место монтажной стойки (после блока питания и центрального процессора). Это правило справедливо для всех монтажных стоек, даже если в них отсутствуют блоки питания и центральные процессоры.

Модули IM 365 поставляются парами в комплекте с соединительным кабелем длиной 1 м. Один модуль устанавливается в базовый блок, другой в стойку расширения. Стойка расширения не имеет связи с коммуникационной шиной контроллера, поэтому в эту стойку нельзя устанавливать коммуникационные и функциональные модули. Питание модулей стойки расширения осуществляется через соединительный кабель от базового блока. Суммарный ток питания внутренней шины базового блока и стойки расширения не должен превышать 1.2 А. При этом ток питания внутренней шины одной отдельно взятой стойки не должен превышать 0.8 А.

Конфигурации на базе интерфейсных модулей IM 365

- подключение к базовому блоку одной стойки расширения;

- размещение в базовом блоке любого состава сигнальных, функциональных и коммуникационных модулей S7-300;

- размещением в стойке расширения до 8 сигнальных модулей S7-300;

- расстояние между базовым блоком и стойкой расширения не более 1 м;

- питание модулей стойки расширения от блока питания базового блока.