Разработка АСУ процессом производства конической шестерни среднего и заднего моста 6520-2402017 (стр. 12 из 18)

Изохронный режим

В традиционных системах распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS-DP существует множество несогласованных циклов: цикл выполнения программы центрального процессора, циклы обмена данными через PROFIBUS-DP, циклы обслуживания входов-выходов станций распределенного ввода-вывода и т.д. В результате этого считываемые в память центрального процессора значения входных сигналов системы распределенного ввода-вывода относятся к различным моментам времени, что вносит погрешности в работу системы автоматического управления.

Изохронный режим позволяет синхронизировать все перечисленные циклы и исключить погрешности, обусловленные временным рассогласованием считываемой информации.

Поддержка изохронного режима позволяет успешно решать задачи построения распределенных систем управления движением, распределенных измерительных систем, распределенных систем автоматического регулирования и т.д.

Технология CiR

Технология CiR позволяет вносить изменения в конфигурацию существующей системы управления без остановки производственного процесса.

Технология CiR позволяет:

Добавлять новые или удалять существующие станции распределенного ввода-вывода и приборы полевого уровня, выполняющие функции ведомых устройств на шине PROFIBUSDP/PA.

Добавлять новые или удалять существующие модули в станциях распределенного ввода-вывода ET 200M.

Отменять введенные конфигурации.

Основные технические данные центральных процессоров S7-400 представлены в таблице 18.

Таблица 18

Области применения:

SIMATIC S7-400 - это мощный программируемый контроллер для построения систем управления средней и высокой степени сложности.

Модульная конструкция, 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:

Машиностроение.

Автомобильная промышленность.

Складское хозяйство.

Технологические установки.

Системы измерения и сбора данных.

Текстильная промышленность.

Упаковочные машины и линии.

Производство контроллеров.

Автоматизация машин специального назначения.

Несколько типов центральных процессоров различной производительности и широкий спектр модулей с множеством встроенных функций существенно упрощают разработку систем автоматизации на основе SIMATIC S7-400.

Если алгоритмы управления становятся более сложными и требуют применения дополнительного оборудования, контроллер позволяет легко нарастить свои возможности установкой дополнительного набора модулей.

Программируемый контроллер SIMATIC S7-400H разработан для построения систем автоматического управления, отличающихся повышенной надежностью функционирования. Наличие резервированной структуры позволяет продолжать работу в случае возникновения одного или нескольких отказов в его компонентах. Как правило, такие системы управляют производствами, простой которых вызывает большие экономические потери.

Благодаря своей высокой надежности SIMATIC S7-400H может использоваться:

В системах с высокими затратами на перезапуск производства в случае отказа контроллера.

В системах с высокой стоимостью простоя. В процессах обработки ценных материалов.

В системах без постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала.

В системах с небольшим количеством обслуживающего персонала.

Программируемые контроллеры S7-400F/FH предназначены для построения систем безопасного управления, в которых возникновение отказов не влечет за собой появление опасности для жизни обслуживающего персонала и не приводит к загрязнению окружающей природной среды. На основе программируемых контроллеров S7-400F/FH могут создаваться системы безопасного управления, отвечающие требованиям:

Классов AK1 … AK6 по DIN V 19250/ DIN V VDE 0801.

Классов SIL 1 … SIL 3 по IEC 61508.

Категорий 1 … 4 по EN 954-1.

DIN, EN, IEC.

FM класс 1, раздел 2, группы A, B, C и D.

Температурная группа T4 (до 134°C).

Описание промышленного контроллера MELSEC FX3U. Изображение контроллера Mitsubishi Electric MELSEC FX3U изображено на рисунке 8.

Рисунок 8

Современный результат развития и совершенствования проверенной временем концепции FX3U.

Дополнен новой высокоскоростной шиной расширения (в сумме до 8 FX3U - ADP модулей):

FX3U-4DA-ADP - аналоговый выход 12 бит 4 канала;

FX3U-4AD-ADP - аналоговый вход 12 бит 4 канала;

FX3U-4AD-TC-ADP - 4 канала ввода с термопар (12 бит);

FX3U-4AD-PT-ADP - 4 канала ввода с термосопротивлений Pt100 (12 бит);

FX3U-4HSX-ADP - заменяет 4 стандартные входа на импульсные (дифференциальная витая пара до 200кГц);

FX3U-2HSY-ADP - заменяет 2 стандартных выхода (открытый коллектор до 100кГц) на улучшенные для задач позиционирования (импульсное задание по дифференциальной витой паре до 200 кГц);

FX3U-232ADP - порт RS232 на разъем DB9;

FX3U-485ADP - порт RS422\485.

Можно установить не более 4-х любых аналоговых ADP модулей в сумме; не более 2-х импульсных ADP модулей каждой модели; не более 2-х последовательных портов (с учетом FX3U - BD).

Для подключения FX3U - ADP модулей к ПЛК необходимо установить один из интерфейсных модулей:

FX3U-232-BD - порт RS232;

FX3U-485-BD - порт RS422\485;

FX3U-422BD - порт RS422 с разъемом Minidin-8F;

FX3U-CNV-BD - переходник для подключения ADP модулей FX3U-USB-BD.

Расширяемый в сумме до 384 дискретных входов/выходов: до 256 удаленных и до 256 подключенных к базовому модулю.

Встраиваемый (вынос на кабеле) 4-х кнопочный текстовый дисплей FX3U-7DM.

Сохранена возможность расширения спецмодулями от серий FX0N и FX2N. Кроме того, добавились FX3U модули аналогового выхода 16 бит, Profibus-DP (Master), полнофункциональный модуль Ethernet, управление сервоприводами по сети SSCNETIII.

Программа хранится в RAM (литиевой батареи FX3U-32BL для резервирования хватает на 5 лет).

8 встроенных cчётных входов до 80 кГц суммарно (при вводе с энкодеров есть учетверение).

3 встроенных импульсных выхода до 100 кГц.

Два дополнительных порта RS232 или RS422/RS485. USB-связь с ПК через FX3U-USB-BD.

Расширенный набор инструкций для работы с плавающей точкой, тригонометрией, инструкция для связи по последовательному каналу с преобразователями частоты Mitsubishi Electric.

Усовершенствованная инструкция ПИД-регулирования с возможностью самонастройки, и т.д. (ограничение на суммарное количество ПИД-регуляторов в программе FX3U снято).

Монтаж на DIN-рейку или винтами.

Программирование с помощью GXIECDeveloper (FX), GXDeveloper (FX). При расширении только спецмодулями серии FX3U, шина-шлейф работает в высокоскоростном режиме, но могут применяться и модули расширения от серий FX0N и FX2N, тогда шина переводится в стандартный режим.

Технические характеристики контроллера изображены на рисунке 9.

Рисунок 9

Электрические параметры изображены на рисунке 10

Рисунок 10

Программные характеристики изображены на рисунке 11.

Рисунок 11

Модули расширения, применяемые в сериях FX1N, FX2N, FX2NC, FX3U

"обычными" модулями расширения считаются модули с дискретными входами (=24В) или выходами (транзистор =30В, 0,5А или реле ~240В, 2А). Не имеют ограничений по совместимости с различными сериями ПЛК FX. С питанием от шины выпускаются группами по 8 и по 16 каждого типа. Также есть модуль FX2N-8ER: 4 входа и 4 выхода-реле. С встроенными блоками питания (от =24B или от ~110…220B) выпускаются модули FX0N-40E - (24 вх. \ 16 вых.), FX2N-32E - (16 вх. \ 16 вых.) и FX2N48E - (24 вх. \ 24 вых.).

Все аналоговые модули работают в стандартных диапазонах 0…10В и 0.20мА (4.20мА). Как расширение этих диапазонов многие модули работают и с отрицательной частью шкалы: - 10…10В и - 20.20мА.

Основные проверки на допустимость конфигурации базового модуля ПЛК с разнообразными модулями расширения:

o совместимость по присоединительным разъемам (актуально для всех модулей присоединяемых не на "правую шлейф-шину": мини-дисплеев, кассет памяти, модулей FX - ADP и FX - BD). За несколькими исключениями определяется по совпадению кода серии в обозначении модуля.

o отсутствие перегрузки внутренних источников по суммарному току потребления с шин 5В и 24В (актуально для всех модулей расширения, плюс карманные программаторы и даже несколько типов панелей оператора, питающихся от 5В внутри ПЛК)

o заполнение адресного пространства шины расширения (актуально для всех модулей присоединяемых на "правую шлейф-шину"). Измеряется в "точках ввода\вывода" ("I \ O points"). Cуммируются отдельно дискретные входа и отдельно дискретные выхода с округ лением до 8 по каждому модулю, включая базовый. Например в системе из FX1N-60MR-DS (36 входов \ 24 выхода) и FX2N-8ER (4 входа \ 4 выхода) будет занято 40+24+8+8=80 точек ввода\вывода. Емкость адресного пространства у FX1N равна 128, у FX2N, FX2NC, FX3U равна 256. Спецмодули расширения обычно занимают по 8 точек. Для некоторых спецмодулей удаленного ввода\вывода, например FX2N-16LNK-M, все удаленные входы\ выходы должны суммироваться наряду с обычными дискретными модулями расширения. Для серии FX3U адресное пространство удаленного ввода\вывода рассчитывается отдельно по специальному правилу.

Проведя анализ выбора промышленных контроллеров, выбираем контроллер по ниже перечисленным критериям:

Технические характеристики:

количество каналов ввода/вывода;

быстродействие;

уровни напряжения входов/выходов;

напряжение изоляции.