Tehnologia Siemens S7-300

5/12/2018 Tehnologia Siemens S7-300 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tehnologia-siemens-s7-300 1/14

UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ 2006

Cap.4 Tehnologia Siemens S7-300. Mediul de dezvoltare Step7.

Configuraţia hardware a structurii de control.

4.1. Tehnologia Siemens S-300. Generalităţi:

Siemens a reuşit să îşi aducă aportul la numeroase proiecte de anvergură, având în vedere că

SIEMENS este un concern cu un bogat portofoliu de produse şi servicii în următoarele

domenii: informaţii şi comunicaţii, tehnica medicala, energie, transporturi,

automatizări şi acţionari.

Criteriul hotărâtor în proiectare este stabilitatea şi robusteţea sistemului, fără însa a neglija

aspecte precum: uşurinţa în operare, monitorizarea şi înregistrarea erorilor, diagnosticarea

eventualelor defecte precum şi un service rapid şi facil. De asemenea, un accent important

este pus pe documentarea consistenta a aplicaţiei. Proiectarea unui sistem de automatizare

implica alegerea pentru început a unei soluţii standard, implementata şi testata cu succes,

urmând dezvoltarea şi modificarea ei pentru a satisface cerinţele clientului pentru aplicaţia în

cauza.

Soluţiile software şi hardware furnizate de SIEMENS asigura urmatoarele:

• Achiziţionează şi analizează permanent datele din proces pentru a lua rapid

decizii corecte.

• Minimizează costurile de producţie optimizând consumurile energetice şi de

materie prima.

• Asigura uşurinţa în exploatare a echipamentelor de monitorizare şi control prin

proiectarea unor interfeţe de operare prietenoase şi flexibile în conformitate cu

cerinţele clientului.

4.2. Sistemul de automatizare SIMATIC:

Sistemul de automatizare SIMATIC este reprezentat de componente coordonate cu metodeunitare de configurarea, înregistrarea şi transmiterea datelor. [11]

PLC-urile din familia SIMATIC (S7) reprezintă baza sistemului de automatizare .Cele 3 tipuri

aflate pe piaţă sunt:S7-200 un automat de mici dimensiuni folosit în automatizări ale unor

procese mai simple (obiecte casnice de exemplu) ,S7-300 este un automat pentru automatizări

medii , iar S7-400 reprezintă soluţia pentru automatizări complexe.

1




Figura 4.1. Exemplu de PLC

Celelalte componente din soluţia SIMATIC pentru automatizări, cum ar fi

(C7,DP,HMI,NET), completează PLC reprezentând o consolă specializată de programare,

module de I/O distribuite – pentru o comandă la distanţă – modul pentru conectare în reţea,

etc.

Limbajul acestui concept de automatizare totală este STEP 7 care este utilizat pentru

configurarea componentelor SIMATIC, pentru a le atribui parametri şi nu în ultimul rând pentru a le programa. Unealta software centrală pentru control este reprezentată de SIMATIC

Manager care păstrează toate datele unui proiect de automatizare într-un director cu o

structură ierarhică şi permite reutilizarea softului de utilizator prin librării.

Principalele activităţi realizate de STEP 7 sunt:

- configurarea hardware-ului – ceea ce reprezintă aranjarea modulelor, atribuirea de adrese,

precum şi setarea proprietăţilor acestora;

- configurarea parametrilor de comunicare precum şi a proprietăţilor acesteia;- scrierea de programe utilizator pentru PLC într-unul dintre cele 3 moduri folosite : Ladder

Diagram (LAD), Function Block Diagram (FBD) sau Statement List(STL), precum şi testarea

online a acestora pe automat. Soluţia SIMATIC pune la dispoziţie şi pachete software

opţionale care pot extinde funcţionarea uneltelor standard din STEP 7.

2

Un astfel de automat este

format din sursa de

alimentare, unitatea

centrală şi modulele de I/O.

Unitatea centrală are

încărcat programul

utilizator în timp ce

modulele de I/O asigură

comunicarea cu procesul

care este controlat.




4.3. Unităţi Centrale SIMATIC:

La ora actuală se folosesc 3 familii de unităţi centrale de procesare (CPU) pentru automatizări

SIMATIC:

A) Familia S7-200:

- limbaj de programare STEP 7 Micro

- folosit pentru automatizări mici, mai multe module de extindere, posibilităţi de

conectare în reţea. Numărul de module de I/O poate fi ridicat astfel încât să satisfacă

cerinţele legate de proces. O interfaţă de tipul punct cu punct permite conectarea mai

multor unităţi centrale împreună (până la 31), precum şi conectarea cu alte automate din

familia SIMATIC.

B) Familia S7-300:

Figura 4.3. Exemplu de CPU din familia S7-300

Este prevăzut cu module pentru lucru în mediu cu condiţii ostile (temperaturi foarte ridicate

sau scăzute, un nivel ridicat de vibraţii, o rezistenţă la şocuri).

3

- automatizări medii, aceleaşi

caracteristici ca la S7-200 şi în plus

posibilitate de instalare a sursei de pe

şina centrală. Sloturile sunt numerotate :

1- pentru sursă (chiar dacă lipseşte),

2- pentru unitatea centrală,

3- modul de interfaţă,4-11- module de I/O.

Figura 4.2. Exemplu deCPU din familia S7-200

[15]




C) Familia S7-400:

- automatizări complexe;

- îmbunătăţeşte performanţele staţiilor din familia 300 când o mai mare capacitate de

procesare a informaţiei- posibilitatea de conectare a două unităţi centrale la aceeaşi sursă, capacitate de

multiprocesare.

Componentele din standardul SIMATIC S7-300/400 permit un sistem redundant de

automatizare în cazul proceselor lente, astfel că o staţie poate prelua controlul procesului în

cazul în care o altă staţie (master de exemplu) cade. În timpul acestei perioade toate semnalele

din proces sunt ’îngheţate’. Un sistem complet S7 presupune pe lângă şina de montare,

unitatea centrală de procesare şi modulele de I/O şi un panou operator prin intermediul căruia

operatorul poate interacţiona cu sistemul de automatizare.

4

Figura 4.4. Exemplu de CPU dinfamilia S7-400




4.4. Configuraţia hardware sistemului de automatizare s7-300:

Figura 4.5. Structura unei staţii de automatizare

Considerăm o ’staţie’ de automatizare SIMATIC un PLC din această familie împreună cu

modulele de I/O. Componentele unei astfel de staţii sunt:

4.4.1. Şina de montare - asigură conectarea modulelor individuale. Automatele S7-300

utilizează o şină simplă, lungimea sa fiind de numărul modulelor. S7-400 folosesc o şină de

aluminiu de lungime fixată prevăzută cu conectori pentru magistrală.

Figura 4.6. Şina de montare [15]

5




4.4.2. Sursa de alimentare PS 307 ; 2 A;

Număr de ordine : 6ES7 307-1BA00-0AA0;

- asigură alimentarea întregii staţii de automatizare cu tensiune.

Caracteristici:

Modulul de alimentare PS 307 (2A) are următoarele caracteristici dominante:

- curent de ieşire 2A

- tensiunea de ieşire 24 VDC; rezistenţa la scurtcircuitare şi circuite deschise.

- conectarea la sistemului AC cu o singura fază(tensiune de intrare 120/230 VAC,50-60 Hz)

- izolare solida la EN 60 950

- poate fii folosit ca şi sursa de alimentare suplimentară

Instalaţie electrica a PS 307; 2 A:

Figura 4.7. Schema modulului PS 307; 2A Figura 4.8. Modulul de alimentare PS 307; 2A

• Diagrama de baza a circuitelor PS 307; 2 A;

6




Figura 4.9. Diagrama sursei de alimentare.

Este recomandat sa instalăm un întrerupător (MCB) (de exemplu seria Siemens 5SN1) cu

următoarea clasa pentru a proteja cablul de aprovizionare a modulului PS 307 (2A):

- Rata curentului la 230 VAC : 6 A

- Caracteristicile declanşării/acţionării (tip) : C

Reacţia modulului PS 307 la condiţii de operare :

• Condiţii:

Dacă…. … Atunci …. 24 VDC

LED..circuitul de ieşire este

supraîncărcat:

• I> 2.6 A (Dinamic)• 2A < I <= 2.6 A (Static)

• Tensiunea scade,

revenindu-şi automat.

• Tensiunea creşte,scurtând durata de

viaţă .

Aprins

..ieşirea este în scurtcircuit • Tensiunea de ieşire

0V; tensiunea

revenindu-şi automat

după ce scurtcircuitul a

fost eliminat

Stins

O supraîncărcare are loc în partea

iniţială

• Posibilitate de

distrugere

-

Are loc o cădere de tensiune în

partea iniţială

• Deconectare automată;

tensiunea revenindu-şi

automat.

Stins

Tabel 4.1.

• Datele tehnice pentru PS 307 sunt prezentate în tabelul din [Anexa 1] .

4.4.3 CPU 314 (Unitatea centrală de procesare ) – înmagazinează şi execută programul

utilizator, atribuie parametri modulelor, realizează comunicaţia între dispozitivul de

programare, module, staţii adiţionale prin intermediul magistralei

Unitatea Centrală de Procesare (CPU) - are la bază un micropocesor care coordonează

activitatea PLC-ului. Execută programe, procesează semnale I/O si comunica cu dispozitivele

externe.

7




Fiecare CPU are aceleaşi caracteristici în ceea ce priveşte înălţimea şi adâncimea, doar

lăţimea diferă. Înălţimea şi adâncimea CPU-ului sunt:

• Înălţime: 125 mm

• Adâncime: 115 mm, sau 180 mm dacă este deschis capacul.

Figura 4.10. CPU 314.

Figura 4.11. Exemplu de montare PS-CPU-I/O [15]• Datele tehnice pentru CPU 314 sunt prezentate în tabelul din [Anexa 2] .

8




4.4.5. Modulul digital de intrare/ieşire SM 323; DI 8/DO 8x VDC 24/0.5 A;

(6ES7323- 1BH01-0AA0);

Caracteristici:

Modul SM 323; DI 8/ DO 8 x 24 VDC/0.5 are următoarele caracteristici:

• 8 intrări, izolate în grupe de 8

• 8 ieşiri, izolate în grupe de 8

• tensiune de intrare de 24 VDC

• tensiune de încărcare de 24 VDC

• intrări potrivite pentru comutări şi două/trei/patru fire BERO (comutatoare

de proximitate)

• ieşiri potrivite pentru valve cu electromagnet, contactoare DC şi

• indicatoare luminoase

Figura 4.12. Conexiunile terminale şi diagrama modulului SM 323.

• Datele tehnice pentru SM 323 sunt prezentate în tabelul din [Anexa 3] .

9




4.4.6. Modulul analogic de intrare/ieşire SM 334; AI 4/AO 2x12 biţi

(6ES7334-0KE00- 0AB0);

Caracteristici:

Modulul analogic SM 334 are următoarele caracteristici:

• Patru intrări în două grupe

• Două ieşiri (ieşiri de tensiune)

• Rezoluţie de 12 biţi

• Metodă de măsurare selectabilă

• Tensiune

• Rezistori

• Temperatură

• Izolat de interfaţa staţiei

• Izolat de încărcare cu tensiune

Figura 4.13. Conexiunile terminale şi diagrama modulului SM334; AI 4/AO 2x12 biţi.

• Datele tehnice pentru SM 323 sunt prezentate în tabelul din [Anexa 4] .10




4.5. Mediul de dezvoltare STEP 7:

Principala cerinţă pentru limbajul de programare a unui PLC este aceea de a fi uşor de

înţeles şi de utilizat în aplicaţii de conducere a proceselor. Acest lucru implică nevoia unui

limbaj înalt pentru a furniza comenzi foarte apropiate de funcţiile cerute de către un inginer

automatist, dar fără a fi complex şi a necesita un timp de învăţare mare.

STEP 7 este softul de bază pentru programare şi configurare. Este compus dintr-o serie

de aplicaţii, fiecare având funcţii specifice de programare în automatizare, cum ar fi:

• Configurarea şi desemnarea parametrilor către hardware

• Crearea şi depanarea programului făcut de utilizator

• Configurarea reţelelor şi conexiunilor

Pachetul de bază poate fi extins cu o gamă de pachete opţionale, ca exemplu, pachete de

limbaje de programare(Figura 4.14.):

Figura 4.14.

Interfaţa grafică creată pentru aceste sarcini este cunoscută sub denumirea de

SIMANTIC Manager. SIMANTIC Manager colecţionează toate datetele şi setările necesare

pentru o sarcină de automatizare într-un proiect. În acest proiect datele sunt structurate după

funcţie şi sunt reprezentate ca obiecte.

• Obiecte Step 7:

Similar cu structura de directoare utilizate în Windows Explorer conţinând directoare

şi fişiere, un proiect STEP 7 este divizat în directoare şi obiecte. Obiecte care pot conţine alte11




directoare şi obiecte sunt cunoscute ca directoare, de exemplu un program S7 care conţine

directoarele „Blocks” şi Source files” şi obiectul Symbols”.

Diferitele tipuri de obiecte sunt legate direct în SIMANTIC Manager cu aplicaţia în care

sunt cerute pentru procesare. Aceasta înseamnă că nu e nevoie să se reţină care aplicaţie

trebuie pornită ca să se editeze un obiect specific. Trebuie doar să ştii ce vrei să faci.

STEP 7 este pachetul de soft standard utilizat pentru configurarea şi programarea

PLC-urilor. Există următoarele versiuni ale pachetului standard STEP 7:

• STEP 7 Micro/DOS şi STEP 7 Micro/Win pentru aplicaţii simple în SIMATIC S7-

200.

• STEP 7 pentru aplicaţii SIMATIC S7-300/S7-400, SIMATIC M7-300/M7-400 şi

SIMATIC C7 cu un spectru larg de funcţii:

• se poate extinde ca o opţiune de către produsele soft în SIMATIC Industry

Software;

• oportunitate pentru alocarea parametrilor la funcţiile modul si procesoarele de

comunicaţie;

• mod de forţare şi de multicalcul;

• comunicaţie globală de date;

• transfer de date conduse de evenimente folosind funcţia blocurilor de

comunicaţie;

• configurarea conexiunilor.

4.5.1. Sarcini de bază:

Când se crează o soluţie de automatizare cu STEP 7, există o serie de sarcini de bază.

Figura următoare arată sarcinile care trebuie urmate pentru majoritatea proiectelor şi aducerea

acestora la o procedură de bază.

12




Figura 4.15. Sarcini de bază ce trebuie urmate la crearea unei automatizări cu STEP 7 [7]

4.5.2. Proceduri alternative:

Cum a fost arătat şi în figura anterioară, sunt două alternative de proceduri:

• Se poate configura hardware-ul prima dată şi apoi blocurile.

• Sau se pot programa blocurile prima dată fără a se configura hardware-ul. Acesta este

recomandat pentru lucrări de service şi întreţinere, de exemplu pentru a integra blocuri

de program într-un proiect existent.13




4.5.3. Aplicaţii în STEP 7:

Pachetul standard STEP 7 conţine o serie de aplicaţii (unelte):

Figura 4.16. Pachetul standard STEP 7

Nu este nevoie să se deschidă separat uneltele, ele sunt pornite automat când suntselectate funcţiile corespunzătoare sau este deschis un obiect. [7].

14

Date post:	14-Jul-2015
Category:	Documents
Upload:	majesticxpx
View:	705 times
Download:	6 times

Tehnologia Siemens S7-300

Documents