Контроллеры SIMATIC S7-300

Особого внимания заслуживает высокое качество контроллеров. Именно поэтому SIEMENS является одним из крупнейших мировых производителей технических средств управления, который каждый год подтверждает свой статус многими выполненными проектами по всему миру.

Краткий обзор

Модульный программируемый контроллер SIMATIC S7-300 уже не один год известен в профессиональном сообществе. Контроллеры этой серии предназначены для построения с систем управления средней степени сложности. Популярность контроллера обусловлена возможностью адаптировать аппаратуру контроллера к требованиям индивидуальных задач потребителя, что реализовано за счет выбора центральных процессоров и различных модулей — интерфейсных, коммуникационных, сигнальных, функциональных.

Основные особенности контроллеров Simatic S7-300

• модульная конструкция, монтаж модулей производится на профильной шине;
• реализована функция естественного охлаждения;
• возможность применения распределенного и локального ввода/вывода;
• коммуникация возможна по сетям MPI, Profibus Industrial Ethernet/PROFInet, AS-i, BACnet, MODBUS TCP;
• операционная система поддерживает функции, которые обеспечивают работу в релаьном времени;
• осуществляется поддержка аппаратных прерываний при помощи операционной системы;
• доступна обработка аппаратных и программных ошибок;
• возможны расширения возможностей за счет модернизации системы;
• реализовано простое включение в различные типы промышленных сетей.

Система ввода/вывода

Система ввода/вывода S7-300 может включать в себя две части — систему локального и систему распределенного ввода/вывода. Первая система подразумевает объединение всех модулей, устанавливаемых в базовый блок и стойки расширения контроллера. Вторая, система распределенного ввода/вывода, строится на основе удаленных станций и приборов полевого уровня, которые подключаются к контроллеру через PROFINET, PROFIBUS и AS-Interface.

Центральные процессоры

Контроллер SIMATIC S7-300 представлен различными типами центральных процессоров, применение которых зависит от решаемых задач. Встроенный интерфейс MPI позволяет строить простейшие сетевые структуры с циклическим обменом глобальными данными, программировать и обслуживать контроллер. Отметим, что обмен глобальными данными не требует программирования контроллера, так как поддерживается на уровне конфигурации. При помощи интерфейса возможно объединение до 32 станций. Немаловажной характеристикой является скорость передачи данных S7-300, которая может достигать 187,5 Кбит/с.

Центральные процессоры контроллера могут работать в составе систем распределенного ввода или вывода одновременно на базе промышленного Ethernet (PROFINET IO) при скорости передачи данных 10 иди 100 Мбит/с и на базе стандарта PROFIBUS DP, а также способны обеспечить обмен данными между сетями. При использовании других центральных процессоров контроллеры S7-300 подключаются к сети PROFINET с помощью коммуникационного процессора CP 343-1, операционная система которого V2.0 или выше.

Встроенный интерфейс PROFIBUS DP, которым оснащены центральные процессоры CPU 31x-2DP, позволяет выполнять функцию ведущего или ведомого сетевого устройства. Передача данных может выполняться со скоростью 12 Мбит/с. Тип центрального процессора определяет количество станций распределенного ввода или вывода. CPU 31xC — центральные процессоры, использующиеся как готовые блоки управления. Они не требуют и не исключают применения дополнительных модулей расширения. К особенностям процессоров CPU 31xC относят то, что они оснащены набором встроенных входов и выходов, а не только коммуникационным интерфейсом. Операционная система процессоров поддерживает целый ряд технологических функций: скоростной счет, позиционирование, ПИД-регулирование и измерение периода и частоты.

Сохранение данных

Программа контроллера и другие данные и параметры конфигурации загружаются на микрокарту ММС (3.3В NVFlash). Опцией может быть задано использование микрокарты для сохранения архива проекта и регистрации данных. В контроллерах S7-300 реализована возможность сохранения всех текущих данных в случаях перебоя в питании.

Сигнальные модули

В состав группы сигнальных модулей входят модули ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов. Для формирования аварийных сообщений (отказ в работе внутренней электроники, КЗ, обрыв внешних цепей) используются модули с расширенными диагностическими функциями. Многие модули ввода аналоговых сигналов универсальны, что позволяет использовать их для работы на различных пределах измерений.

Функциональные модули

Функциональные модули оснащены встроенным микропроцессором. Они позволяют решать такие типовые задачи автоматизации, как скоростной счет, позиционирование, ПИД-регулирование, скоростная обработка сигналов и т.п. За счет применения таких модулей осуществляется разгрузка центральных процессоров контроллера S7-300 от выполнения ресурсозатратных задач. Стоит отметить, что некоторые функциональные модули способны выполнять свои функции даже в случаях, когда остановлен центральный процессор.

Монтаж

Модули монтируются на профильную шину, а подключение к внутренней шине осуществляется посредством специальных соединителей, которые входят в комплект поставки каждого модуля. Внешние цепи подключаются через съемные фронтальные соединители, защищенные пластиковыми дверцами. Фронтальные соединители значительно упрощают монтаж, так как замена модуля возможна без демонтажа из внешних цепей. Механическое кодирование сопровождает первую установку фронтального соединителя на модуль. При дальнейшей эксплуатации этот соединитель может быть установлен на модуль только такого же типа. Замена интеллектуальных модулей выполняется без повторного конфигурирования системы, потому что все параметры настройки функциональных и коммуникационных модулей остаются в памяти центрального процессора.

Подключение к сетям

Подключение контроллера к сетям Industrial Ethernet, PROFINET, PROFIBUS, AS-Interface, осуществляется за счет коммуникационных процессоров S7-300. Они же осуществляют поддержку обмена данными через Internet и связь через последовательные интерфейсы RS-232, RS-422/RS- 485 или TTY (20 мА).