Контроллеры Simatic. PLC S7-200

Лекция 20.КОНТРОЛЛЕРЫ SIMATIC.  PLC S7-200

 План

1.Интегрированная система автоматизации SIMATIC.

2. PLC SIMATIC S7-200.

3. Параметры S7-200.

4. Коммуникация S7-200.

5. Модули расширения для  S7-200.

6. Программирование S7-200.

Сегодня под именем SIMATIC понимают не только PLC, но полностью интегрированные системы автоматизации (Totally Integrated Automa­tion). В них аппаратные и программные средства управления сливаются в единую систему.

В основе этой системы лежат следующие идеи:

– в области обработки данных – принцип однократного ввода данных в систему, после чего они становятся доступными на всех уровнях управления. Ошибки в передаче данных и их несовместимости исключены; в области конфигурирования и программирования

– все компоненты и системы конфигурируются, программируются, запускаются и обслуживаются с использованием стандартных блоков, встроенных в систему разработки. Все это выполняется с использованием единых инструментальных средств; в области связи

– вопрос, кто будет связываться и с кем, решается простым использованием таблиц соединений. Соединения могут быть легко модифицированы в любое время в любом месте. Различные сетевые решения конфигурируются просто и единообразно.

SIMATIC Totally Integrated Automation объединяет:

– программируемые логические контроллеры SIMATIC S5, S7, SIMATIC М7, SIMATIC С7;

– станции распределенного ввода-вывода SIMATIC DP;

– промышленное программное обеспечение SIMATIC;

– программаторы SIMATIC PG;

– промышленные компьютеры SIMATIC PC;

– системы компьютерного управления SIMATIC WinAC;

– человеко-машинный интерфейс   SIMATIC НМI;

– средства связи SIMATIC NET;

– СУ процессами SIMATIC PCS 7.

PLC  SIMATIC S7-200

Эти контроллеры, показанные на рис. 20.1,  предназначены для относительно простых задач автоматизации. Семейство имеет 8 типов CPU и модули расширения I/O. Программа пользователя хранится во внутренней EEPROM. Есть встроенный БП 24 В DC для входных и выходных цепей PLC.

Процессорные устройства различных типов показаны на рис. 20.2-20.5.

CPU 212 и CPU 222 имеют широкий спектр модулей расширения, в том числе и аналоговых.

CPU 214 и CPU 224 отличаются увеличенным числом встроенных входов-выходов и увеличенным объемом памяти.

CPU 215 – с сетевыми возможностями по PPI интерфейсу и PROFIBUS-DP со скоростью до 12 Мбит/с, работает в реальном масштабе времени; осуществляет безопасное управление быстротечными процессами.

CPU 216 – с двумя PPI интерфейсами и 40 встроенными входами-выходами; для управления большими машинами, секциями завода. Второй PPI интерфейс может использоваться для подключения модема, принтера, считывателя штрих кодов.

Параметры S7-200

–Время выполнения 1 К логических инструкций не превышает 0,8 мс для CPU21х (212-216) и 0,37 мс для CPU22х (221-226).

– Скоростные счетчики внешних событий.

– Быстродействующие входы внешних прерываний.

– Возможность увеличения числа обслуживаемых входов-выходов.

– Выходы широтно-импульсной модуляции.

– Потенциометры аналогового задания параметров.

– Часы реального времени.

– Большой набор инструкций языка программирования.

– Последовательный PPI-интерфейс.

– Функции ведущего устройства AS-интерфейса.

– Функции ведомого устройства PROFIBUS-DP.

– Трехуровневая парольная защита программ пользователя.

– Возможность работы с устройствами HMI.

Коммуникация

Интерфейс RS-485 в PLC SIMATIC S7-200 имеет 2 режима:

– сканирующий РРI (точка-точка) интерфейс, обеспечивающий обслуживание и проверку всех PLC (до 31) по двухпроводной ЛС. Скорость передачи данных 9,6 кбит/с или 19,2 кбит/с, а в моделях CPU22x -187,5 кбит/с;

– скоростной свободно программируемый интерфейс для реализации протоколов связи MODBUS, ASCII и др. Скорость передачи данных может регулироваться и достигать 38,4 кбит/с. CPU 215 имеет встроенный интерфейс PROFIBUS-DP. Другие CPU подключаются к сети PROFIBUS-DP через коммуникационный модуль СР 242-8.

SIMATIC S7-200 в сети PROFIBUS-DP способны выполнять только функции ведомого устройства. Но S7-200 могут быть ведущими устройствами AS-интерфейса. Подключение к ASI производится с помощью коммуникационных процессоров СР 242-2 , СР 242-8. К PLC подключаются до 31 устройств Slave (248 дискретных сигналов).

Модули расширения и коммуникационные процессоры

Модули расширения ввода-вывода и коммуникационные процессоры в S7-200 имеют тот же дизайн, что и CPU. Подключение к соседним модулям осуществляется с помощью шинных соединителей. Монтаж производится на рейку DIN с креплением защелками или на поверхность с креплением винтами.

Модули расширения S7-21x, S7-22x

Для расширения системы I/O CPU используются модули  сигналов
с 8, 16 или 32 дискретными входами-выходами.

Внешний вид модулей S7-21x, S7-22x приведен на рис. 20.6.

Коммуникационные модули CP 242х

Эти модули используются для подключения SIMATIC S7-200 к AS-интерфейсу (master) и PROFIBUS-DP (slave), а также для создания дополнительных входов и выходов S7-200.

Внешний вид модулей CP 242х  приведен на рис. 20.7.

Операторский интерфейс

 Функции управления и мониторинга для СА на базе SIMATIC S7-200, построения систем HMI могут быть реализованы с помощью текстового дисплея TD 200, показанного на рис. 20.8.

 Он подключается к PLC соединительным кабелем через PPI-интерфейс. По этому же кабелю осуществляется и питание дисплея. К одному PLC можно подключить несколько дисплеев TD200.

На дисплее можно отобразить 80 текстовых сообщений,  4 переменных (2 строки по 20 символов). Информация выводится в виде текста, столбцовых диаграмм. Дисплей имеет встроенное меню, парольную защиту программ пользователя. Поддерживаются разные языки, включая русский. Функции клавиш задают программно. Программирование TD200 осуществляется с помощью STEP 7 Micro/Win и /DOS. Диапазон рабочих температур дисплея от 0 до 60 °С. Степень защиты IР65.

Программирование S7-200

 Программирование осуществляют с помощью программы STEP 7 Micro/Win под ОС Windows. Она поддерживает языки LAD (релейно-контакт­ные схемы) и STL (список инструкций). Связь с программируемым CPU производится через PC/PPI-кабель. Набор инструкций всех PLC SIMATIC S7-200 позволяет:

а) выполнять арифметические и логические операции;

б) операции переходов, вызовов подпрограмм, циклы,

в) кодовые преобразования; широтно-импульсное регулирование. 

Модели CPU214, 215, 216M, CPU22x способны оперировать с числами с плавающей запятой и поддерживают алгоритм ПИД-регулирования.

PLC SIMATIC S7-200 работает при: 

– температуре среды  0 +55 °С;

– относительной влажности 5–95%.

SIPLUS

Для температур от –25 до +70 °С выпускаются изделия семейства SIPLUS, включающее  полный набор функциональных аналогов изделий S7-200.