Simatic S7-200

Simatic S7-200 — программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности. Основные особенности контроллера:

• простота монтажа, программирования и обслуживания.
• решение как простых, так и комплексных задач автоматизации.
• возможность применения в виде автономных систем или в качестве интеллектуальных ведомых устройств систем распределённого ввода-вывода.
• возможность использования в сферах, где применение контроллеров раньше считалось экономически нецелесообразным.
• работа в реальном масштабе времени и мощные коммуникационные возможности (PPI, MPI (англ. Multi Point Interface ), Industrial Ethernet. PROFIBUS-DP. AS интерфейс. модемная связь).
• компактные размеры, возможность установки в ограниченных объёмах.

Область применения Править

Микроконтроллеры Simatic S7-200 предназначены для решения задач управления и регулирования в небольших системах автоматизации. При этом, Simatic S7-200 позволяют создавать как автономные системы управления, так и системы управления, работающие в общей информационной сети. Область применения контроллеров Simatic S7-200 простирается от простейших задач автоматизации, для решения которых в прошлом использовались простые реле и контакторы, до задач комплексной автоматизации [2]. Simatic S7-200 также используется при создании таких систем управления, для которых в прошлом из соображений экономии необходимо было разрабатывать специальные электронные модули.

Примеры областей применения:

• Управление пакетировочными прессами;
• Системы очистки;
• Управление деревообрабатывающими станками;
• Управление автоматическими воротами;
• Управление лифтами и подъёмниками;
• Управление конвейерными линиями;
• Пищевая промышленность;
• Системы удаленного контроля.
• Различные системы дозирования

Модификации контроллеров Править

Контроллеры выпускаются в виде двух семейств:

• Simatic S7-200. программируемые контроллеры стандартного исполнения для общепромышленного применения.
• Siplus S7-200. функциональные аналоги Simatic S7-200 для более жестких условий эксплуатации. Диапазон рабочих температур от ?20 до +70 °C, более высокая стойкость к вибрационным и ударным нагрузкам.

SIMATIC ET 200S — модульная станция распределённого ввода-вывода со степенью защиты IP 20. При необходимости она может устанавливаться в Ex -зонах 2 (без силовых модулей). Станция имеет удобную и гибкую конструкцию и поддерживает функции горячей замены модулей шириной 15 или 30 мм.

Терминальный модуль обеспечивает механическую основу для установки модулей станции с механической кодировкой втычных модулей, формирует внутреннюю шину станции, даёт возможность подключения внешних цепей модулей:

• TM-P — для установки модулей питания
• TM-E — для установки электронных модулей
• TM-DS/TM-RS/TM xB — для установки силовых модулей [3]
  • Терминальные модули TM-DS и TM-RS имеют модификации для установки реверсивных и не реверсивных силовых модулей стандартного исполнения и исполнения High Feature. В конце кодировки терминальных модулей могут присутствовать символы «-S32» или «-S31».
    Терминальные модули «-S32» оснащены тремя клеммами для подключения к сети 3-фазного переменного тока и тремя клеммами для подключения нагрузки, сечение подключаемых проводов — до 10 мм?. В зависимости от типа модуля нагрузочная способность внутренней силовой шины может составлять 40 или 50 А. Каждый модуль «-S32» образует новую потенциальную группу силовых модулей, объединённых общей силовой шиной. В комплект поставки каждого модуля «-S32» включено три защитных колпачка, устанавливаемые на гнезда внутренней силовой шины последнего терминального модуля потенциальной группы.
    Терминальные модули «-S31» оснащены только клеммами для подключения нагрузки, питание которой осуществляется через внутреннюю силовую шину. Эти модули монтируются справа от терминальных модулей «-S32».
    Терминальные модули TM-xB предназначены для установки модулей управления электромагнитным тормозом xB1, xB2, xB3 или xB4. Модуль TM-xB монтируется справа от терминального модуля TM-DS или TM-RS, за счет чего обеспечивается взаимодействие силового модуля и модуля управления электромагнитным тормозом. Терминальный модуль xB215 оснащен контактами с винтовыми зажимами, а также двумя дискретными входами для внешнего управления электромагнитным тормозом.
    Терминальный блок PE/N предназначен для установки на терминальные модули TM-DS/ TM-RS и позволяет формировать шину нейтрального провода N и защитного заземления PE. Вариант «-F» предназначен для монтажа на нижнюю часть терминального модуля «-S32», вариант «-S» — для монтажа на нижнюю часть терминального модуля «-S31». В комплект поставки блока PE/N модификации «-F» входит два защитных колпачка для установки на гнезда шин N и PE последнего терминального блока потенциальной группы.
    Терминальный модуль TM-X служит для установки и подключения внешних цепей соединительного модуля SIGUARD. Соединительный модуль способен управлять работой внешнего контактора, обеспечивая получение дополнительной цепи экстренного отключения питания. TM-X должен устанавливаться последним в потенциальной группе цепи экстренного отключения питания.

В зависимости от типа терминального модуля внешние цепи могут подключаться через контакты с винтовыми зажимами (заказной номер 6ES7 193. через контакты-защёлки или с использованием технологии FastConnect (методом прокалывания изоляции).

Модули контроля питания :

Электронные модули. 2- и 4-канальные, предназначены для организации обмена данными с процессом, для подключения датчиков и исполнительных механизмов:

• цифровые электронные модули для подключения цифровых устройств на напряжения 24, 24…48, 120 и 230 вольт,
• аналоговые электронные модули для подключения аналоговых устройств на напряжения 24…48, 24…120 и 24…230 вольт.

Интерфейсные модули IM 151 предназначены для подключения станции ET 200S к полевой шине (PROFIBUS DP — 6ES7 151-1BA02-0AB0. DeviceNet — SST 5136-DNS-200S и т. д.).

В качестве аксессуаров также предлагаются ложные модули для резервирования мест, на которые позже будут установлены электронные модули (заказной номер 6ES7 138-4AA01-0AA0 для модуля шириной 15 мм и 6ES7 138-4AA11-0AA0 для модуля шириной 30 мм).

Станция справа завершается заглушкой, замыкающей внутренние шины и обеспечивающей их механическую и электрическую защиту.

В зависимости от используемого интерфейсного модуля IM 151, расширение станции ET 200S имеет следующие ограничения:

• к интерфейсному модулю IM 151 может подключаться не более 63 электронных и силовых модулей.
• максимальная длина станции по фронту не должна превышать 2 метров.
• максимальное адресное пространство для модулей ввода-вывода: до 244 байт на ввод и до 244 байт на вывод.
• максимальное количество настраиваемых параметров станции ограничено объёмом 244 байт.

По требованию, для комплектации станции ET 200S могут применяться модули серии SIPLUS, имеющие расширенный диапазон рабочих температур.

Технические данные станции ET 200S приведены в каталогах IK PI и CA 01.

Программное обеспечение для S7-200 Править

Необходимый набор для выполнения всех функций проектирования систем управления (программирование, конфигурирование и настройка параметров аппаратуры и систем связи, управление процессом, архивирование проектных данных) с помощью SIMATIC S7-200 включает следующее программное обеспечение:

Промышленная связь Править

Программируемые контроллеры Simatic S7-200 позволяют использовать несколько вариантов организации промышленной связи:

• Последовательная связь через встроенный порт(ы) RS485 c поддержкой протоколов PPI (Point-to-Point Interface), MPI (англ. Multi Point Interface ) или свободно программируемых ASCII -протоколов. В сети MPI контроллеры S7-200 способны выполнять только функции ведомых устройств. Дополнительное программное обеспечение Instruction Library позволяет использовать встроенный порт(ы) центральных процессоров для поддержки протоколов Modbus RTU и USS.
• Подключение к сети AS-Interface через коммуникационный процессор CP 243-2 и выполнение функций ведущего сетевого устройства.
• Подключение к сети Profibus-DP через коммуникационный модуль EM 277 и выполнение функций интеллектуального ведомого DP устройства.
• Подключение к сети Industrial Ethernet через коммуникационный процессор CP 243-1 (TCP/IP) или CP 243-1 IT (Web-сервер, электронная почта).
• Модемная связь с использованием модуля EM 241 [4] .

Сертификаты и одобрения Править

Simatic S7-200 отвечают требованиям национальных и международных стандартов и норм, включая:

• международные сертификаты DIN. UL, CSA, FM, CE.
• морские сертификаты LRS, ABS, GL, DNV, BV, NK.
• сертификат Госстандарта России № РОСС DE. АЯ46. В61141 от 14.03.2003 г. подтверждающий соответствие требованиям стандартов ГОСТ Р 50377-92 (стандарт в целом), ГОСТ 29125-91 (п.2.8), ГОСТ 26329-84 (п. п. 1.2, 1.3), ГОСТ Р 51318.22-99, ГОСТ 51318.24-99.
• метрологический сертификат Госстандарта России № 11991 от 4.04.2002 г.
• экспертное заключение о соответствии функциональных показателей интегрированной системы автоматизации Simatic S7 отраслевым требованиям и условиям эксплуатации энергопредприятий РАО «ЕЭС России» .

Simatic s7-200 инструкция по эксплуатации

Целью данного курсового проекта является разработка системы автоматизации технологического процесса сушки зерна с применением программируемого микроконтроллера фирмы SIEMENS. С помощью микроконтроллера должны быть реализованы основные алгоритмы технологического процесса, а также должно быть описано поведение системы при возникновении какой-либо аварийной ситуации на производстве.

Контроллеры фирмы SIEMENS удобны тем, что в них уже имеются многие готовые элементы сопряжения с объектом управления, например гальваническая развязка источников питания. Также имеется монтажная стойка, к которой можно производить непосредственное подключение всех необходимых датчиков и акторов.

Применение микроконтроллера позволит значительно сократить количество обслуживающего персонала и повысить надежность системы, снизить стоимость текущего обслуживания и улучшить условия работы обслуживающего персонала.

В итоге автоматизации значительно облегчится труд персонала, обслуживающего это производство. Оператор может, находясь у щита, следить за всеми протекающими процессами. А также может контролировать процессы регулирования и по мере необходимости вносить ручные воздействия. Для построения такой системы будем использовать программируемые логические микроконтроллеры семейства SIMATIC и программной части STEP 7.

Автоматизация управления технологическими процессами является одним из основных направлений повышения эффективности производства.

К таким направлениям можно отнести внедрение вычислительной техники в системах управления. Широкое внедрение АСУ – это объективная необходимость, обусловленная усложнением задач управления, повышением объёмов информации, которые необходимо перерабатывать в системах управления.

На сегодняшний день на любом серьёзном предприятии внедрены АСУТП, и АСУ выполняют до 90% задач предприятия.

В организации обслуживания технологического процесса большую роль играют локальные (местные) системы управления технологическим оборудованием и процессами и предназначены для контроля и управления отдельными, несвязными между собой объектами и в иерархической системе управления образуют нижний уровень. Эти системы управления являются одноконтурными и для синхронного управления такими системами наилучшим будет использование в управлении контроллера.

Философия управления ПЛК SIEMENS семейства S7 200,300,400 основана на процессорном управлении. что позволяет производить очень точный контроль и управление поэтому пригодны для использования практически в любых отраслях производства.

Модульная конструкция контроллера, работа с естественным охлаждением, гибкие возможности расширения, мощные коммуникационные возможности, простота создания распределенных систем управления и удобство обслуживания делают SIMATIC S7-400 идеальным средством для решения практически любых задач автоматизации.

Основными областями применения SIMATIC S7-400 являются:

• Системы измерения и сбора данных.

• Упаковочные машины и линии.

• Автоматизация машин специального назначения.

После окончания написания программных блоков воспользуемся PLCSIM для симуляции процесса автоматизации.

Имитационное программное обеспечение S7-PLCSIM позволяет тестировать блоки пользователей для SIMATIC S7 с помощью программатора или персонального компьютера даже в тех случаях, когда реальная аппаратура управления недоступна. Такая диагностика может выполняться на ранних этапах разработки системы управления.

• Сокращать общие сроки запуска системы управления.

• Существенно повышать качество разрабатываемого программного

обеспечения. S7-PLCSIM может быть использован для тестирования всех блоков пользователя, написанных на языках STL, LAD, FBD, S7-GRAPH, S7-HiGraph, S7-SCL и CFC (включая SFC). Дополнительно он может использоваться совместно с S7-PDIAG и WinCC (при локальной установке). S7-PLCSIM имитирует взаимодействие центрального процессора S7 с областью отображения входных и выходных сигналов. Используя те же процедуры, что и реальная аппаратура, S7- PLCSIM тестирует “загруженную” в память контроллера программу.

Кроме того, S7-PLCSIM обеспечивает интерфейс для обмена данными со стандартными программами Windows. Эта связь базируется на использовании OCX для чтения и записи переменных, а также изменения режимов выполнения программы (например, выполнение только одного цикла).

В ходе проведения испытаний могут быть использованы следующие сервисные функции:

• Выбор режима испытаний: непрерывное выполнение программы или один цикл.

• Отображение содержимого аккумуляторов и флагов.

• Интерфейс пользователя для проверки и модификации значений входных и выходных сигналов, содержимого памяти, таймеров, счетчиков и данных. S7-PLCSIM интегрируется в STEP 7. За счет этого в STEP 7 могут быть использованы дополнительные функции:

• Функции тестирования и запуска.

• Функции проверки используемого языка программирования.

На сегодняшний день на рынке нашей страны представлен широкий спектр программируемых контролеров используемых для автоматизации технических процессов. Ниже представлены чаще всего используемые микропроцессорные промышленные контролеры и их основные характеристики

Интеллектуальные компактные устройства серии ADAM-5510 разработаны для надежного автономного функционирования в промышленных условиях. Выполнены на базе микропроцессора Intel x86, микроконтроллеры ADAM-5510 имеют встроенную операционную систему Datalight ROM-DOS. Наличие статического ОЗУ с батарейным питанием позволяет использовать микроконтроллеры для решения задач, связанные с накоплением и длительным хранением данных.

Обычный IBM PC совместимый компьютеров с программным обеспечением класса SoftLogic функционально подобен классическому ПЛК. Вместе с тем SoftLogic обеспечивает для пользователя гораздо более высокий уровень управления и производительности, чем обычный ПЛК, причем делая это в привычном IBM PC совместимом среде.

Тип процессора: 16-разрядный

Операционная система: ROM DOS в Флэш-ПЗУ

Таймер BIOS: имеющийся

Часы реального времени: встроенная

Сторожевой таймер: встроенный

Последовательные порты: COM1 (RS-232), COM2 (RS- 485), COM3 (RS-232, порт программирования / порт, используются цепи Tx, Rx и GND)

Количество обслуживаемых модулей ввода-вывода: до 4

Светодиодная индикация состояния подсистем питания, коммуникационной, процессора и батареи

Мощность, потребляемая блоком процессора. 1.0 Вт

Гальваническая изоляция Напряжение изоляции интерфейса RS-485: 2500 В постоянного тока Напряжение изоляции цепей питания: 3000 В постоянного тока Напряжение изоляции модулей ввода / вывода: 3000 В постоянного тока

Сеть передачи данных (только для ADAM-5510/P31). двухпроводная симметричная RS-485, скорость обмена: 9600, 38400, 57600 и 115200 бит / с

Максимальное количество узлов сети на один последовательный порт: до 64 • Программная поддержка библиотека функций на языке C (только для ADAM-5510): Turbo C 3.0 для DOS Встроенное среда исполнения, совместимо с IEC 1131-3 (только для ADAM-5510/P31): Advantech Paradym-31

Питание устройств осуществляется нестабилизированным постоянным напряжением от 10 до 30 В. Обеспечена защита от изменения полярности напряжения питания

Материал корпуса. пластик ABS

Извлекаемые калымные колодки с винтовой фиксацией: сечение жил проводников от 0.5. 2.5 мм 2

Диапазон рабочих температур: -10. +70 ° C

Диапазон температур хранения: -25. +85 ° C

Относительная влажность воздуха: 5. 95% без конденсации влаги .

Влажность, % 5. 95

Условия хранения: Температура, °С -25. 85.

Программируемые логические контроллеры семействаSIMATIC S7-200 являются идеальным средством для построения эффективных систем автоматического управления приминимальных затратах на приобретение оборудования и разработку системы. Контроллеры способны работать в реальноммасштабе времени и могут быть использованы как для построения узлов локальной автоматики, так и систем распределенного ввода-вывода с организацией обмена данными черезPPI или MPI интерфейс, промышленные сети PROFIBUS-DP,Industrial Ethernet или AS-Interface, системы модемной связи.

Отличительные особенности семейства SIMATIC S7-200:

время выполнения 1К логических инструкций не превышает 0.37мс;

наличие скоростных счетчиков внешних событий;

наличие быстродействующих входов внешних прерываний;

возможность наращивания количества обслуживаемых входов-выходов (за исключением систем на основе CPU 221);

наличие импульсных выходов (ШИМ или ЧИМ);

потенциометры аналогового задания цифровых параметров;

часы реального времени (встроенных или устанавливаемых в виде субмодуля);

мощный набор инструкций языка программирования;

последовательный PPI-интерфейс, который может быть использован в качестве свободно программируемого интерфейса;

функции ведущего устройства AS-интерфейса, обеспечиваемые коммуникационным модулем CP 243-2;

функции ведомого устройства PROFIBUS-DP, обеспечиваемые коммуникационным модулем EM 277;

дружественная оболочка программирования STEP 7 Micro/Win;

трехуровневая парольная защита программ пользователя;

возможность работы с устройствами человеко-машинного интерфейса.

Семейство SIMATIC S7-200 объединяет в своем составе:

4 типа центральных процессоров, отличающихся объемами памяти, количеством встроенных входов-выходов, набором встроенных функций, возможностями расширения системы.

Широкий спектр модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов.

Два коммуникационных модуля, обеспечивающие возможность подключения к AS-интерфейсу и сети PROFIBUS-DP (только ведомое устройство).

Все контроллеры, модули ввода-вывода и коммуникационные модули выпускаются в износоустойчивых пластиковых корпусах. Монтаж всех модулей может выполняться на стандартную 35мм профильную шину или на плоскую поверхность. Соединения между модулями выполняются плоскими кабелями.

Условия эксплуатации ПЛК:

температура окружающей среды – 0 … +55°C (-25 … +75°C для изделий SIPLUS);

относительная влажность – 5…95% (RH уровень 2 в соответствии с IEC 1131-2);

атмосферное давление – 860…1060 мм рт. ст.

PPI интерфейс, работающий в сканирующем или свободно программируемом режиме;

AS-I (Actuator Sensor Interface), в котором контроллеры S7-200 выполняют функции ведущего сетевого устройства;

сеть PROFIBUS-DP, в которой S7-200 способны выполнять только функции ведомых DP устройств (интеллектуальных устройств распределенного ввода-вывода);

MPI интерфейс, в котором S7-200 способен выполнять только функции ведомого устройства.

К одному программатору, компьютеру, текстовому дисплею или панели оператора по PPI интерфейсу может подключаться до 31 контроллера S7-200.

Центральные процессоры S7-200 могут использовать PPI интерфейс для организации непосредственной связи между контроллерами. Управление обменом данными выполняется с помощью инструкций NETR и NETW.

P Контроллеры S7-200 способны осуществлять обмен данными по MPI интерфейсу. Скорость передачи данных может достигать 187.5 Кбит/с. Связь может осуществляться с контроллерами SIMATIC S7-400, SIMATIC S7-300, панелями операторов SIMATIC OP, программаторами и компьютерами. В такой сети контроллеры SIMATIC S7-200 могут выполнять только функции ведомых устройств и не способны обмениваться данными между собой.