Основні теоретичні відомості

Побудова мережі контролерів KLOCKNER MOELLER ТА SIEMENS S7-300

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для самостійної підготовки та інструкція

до лабораторної роботи № 5

з дисципліни “Промислові інформаційні мережі

в автоматизованих системах керування”

для студентів спеціальності 7.05020201

“ Автоматизоване управління технологічними процесами ”

 

Затверджено

на засiданнi кафедри

автоматизації теплових

i хiмiчних процесів

Протокол N від р.

 

Львів - 2012

Побудова мережі контролерів Klockner Moeller та Siemens S7-300. Методичні вказівки для самостійної підготовки та інструкція до лабораторної роботи № 5 з дисципліни “Промислові інформаційні мережі в автоматизованих системах керування” для студентів спеціальності 7.05020201 “ Автоматизоване управління технологічними процесами ” / Укл. Ф.Д. Матіко – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2012. – 20 с.

Укладачі	матіко ф.д., канд.техн. наук, доц.

Відповідальний за випуск	Пістун Є.П., докт. техн. наук, проф.

Рецензенти	Лесовой Л.В., канд. техн. наук, доц.

Мета роботи: вивчення принципів функціонування протоколів обміну даними реалізованих у контролерах Klockner Moeller та Siemens S7-300 та засвоєння методики побудови мережі засобами цих контролерів.

 

Необхідна теоретична підготовка: знання основних принципів побудови цифрових мереж.

 

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

 

1. Загальні відомості про ПЛК Klockner Moeller PS4

 

Мікропроцесорний програмований контролер PS4-141-MM1 є загальнопромисловим контролером (Program Logic Controller - PLC) призначеним для неперервного регулювання та дискретного логічного керування технологічних процесів.

Контролер не має органів оперативного керування та контролю і призначений для монтування в шафах керування та приміщеннях, що дозволяють встановлення апаратури виконання ІР 20.

Загальний вигляд контролера показано на рис.1.

Рис.1 Загальний вигляд контролера PS4-141- MM1 (Moeller- Klockner)

1. Живлення контролера. Мікроконтролер PS4-141-MM1 живиться від 24 В постійного струму. Модуль живлення має захист від неправильного підключення полярності живлення і від короткого замикання.

2. Високочастотний вхід. Дозволяє рахувати імпульси сигналу з максимальною частотою 3kHz за допомогою цифрового входу 0.0. Лічильник може рахувати прямокутні імпульси з коефіцієнтом заповнення 1.

3. Цифрові входи. PLC має 16 цифрових входів, які потенціально ізольовані від CPU. Входи розраховані на 24 В постійного струму

4. Сигналізаційний вхід. Цифровий вхід 1.0 дає змогу виконувати необхідні дії (наприклад блокувати виконання програми) при виникненні аварійних ситуацій.

5. Вставне розняття.

6. Світлодіоди для цифрових входів. Фізичний рівень входів контролюється світловодами.

7. Цифрові/аналогові виходи, аналогові входи. PS4-141-MM1 має 14 цифрових виходів 24 В/0,5 А, які потенціально ізольовані від CPU і захищені від короткого замикання і перевантаження. Виходи Q 0.6 i Q 0.7 можна використовувати тільки як індикаторні. До чотирьох виходів можна з’єднувати паралельно.

PS4-141- MM1 має 2 аналогові входи і 1 аналоговий вихід.

Рівень аналогового сигналу – 0-10 В.

Розрядність входів – 10 біт (1024 рівні)

Розрядність виходу – 12 біт (4096 рівнів).

8. Світлодіоди для контролю виходів. Логічний рівень сигналу відображається світлодіодами.

9. Suconet K –інтерфейс. Це RS 485-інтерфейс, який потенціально- ізольований від CPU. Даний інтерфейс виконує наступні функції:

робота в мережі Suconet K-станцій; послідовний зв’язок з приладами через послідовний порт(принтери, термінали, і т.д.); програмування мережі для декількох PLC.

10. Задавачі потенціометричні. PS4-1х1-MM1 має 2 вбудовані потенціометричні задавачі P1 і P2. Значення аналогових сигналів, які задаються потенціометрами P1 і P2, можна зчитати в в пам’яті за адресою IAW0, IAW2. Оскільки розрядність аналогових сигналів = 10, то IAW0, IAW2 можуть приймати значення від 0 до 1024.

11. Перемикачі S1 для шинного навантажувального резистора. Для першої і кінцевої станції перемикачі S1 потрібно поставити в положення ON.

12. Програмний інтерфейс (PRG). Це RS 232-інтерфейс, який потенціально-ізольований від CPU. Виконує наступні функції:

програмування PLC за допомогою PC;

послідовний зв’язок (SCO) з обладнанням через послідовний порт.

13. Блок пам’яті. PS4-141-MM1 має місце для зовнішнього енергонезалежного ОЗП розміром 32 кілобайт, який дозволяє розширити пам’ять програм.

14.Світлодіоди для контролю стану контролера.

PLC може перебувати в стані:

· READY

· RUN

· NOT READY

· BATTERY

які контролюється світлодіодами.

 

PLC обладнаний системним годинником, який живиться від батарейки. Годинник можна переводити програмним чином з літнього часу на зимовий.

 

 

Адресація операндів

Наступний зразок показує необхідний логічний синтаксис в PLC для унікальної адресації операндів:

 

I	х.х.х.х.х
IB	х.х.х.х
IW	х.х.х.х

 

Значення у залежить від типу використаних станції і модуля.

Значення z завжди парне.

Правильний синтакс для сьомого біту цифрового входу в модулі 1 (LE), який належить клієнту 1 (ЕМ) і який відноситься до лінії 1 наступний:

I 1.1.1.0.7

IB 1.1.1.0

IW 1.1.1.0

Якщо входи (І 0.0 – І 0.7) або виходи (Q 0.0 – Q 0.5) адресовані в базовому блоці PLC, то перші три розряди можна опустити. Якщо вони все таки будуть задані користувачем, їх буде усунуто автоматично по завершенню вводу стрічки. Вводи-виводи всіх модулів розширення повинні адресуватись з використанням п’ятисегментного синтаксису адресів.

 

Аналогові входи

Локальні аналогові величини мають 10-бітну розрядність. Адресація локальних аналогових входів також застосовується для двох задаючих потенціометрів PLC, які можна розглядати як аналогові входи.

Аналогові входи:

· IAW 0 задаючий потенціометр Р1

· IAW 2 задаючий потенціометр Р2

· IAW 4 термінал

· IAW 6 термінал

 

Вхід лічильника

PLC включає високошвидкісний лічильник як стандартну опцію, доступ до якого можна отримати через функціональні блоки сигналізації.

 

Вхід сигналізації

PLC включає сигналізаційний вхід, доступ до якого здійснюється через функціональний блок FALARM. В ньому можна оперувати як додатними, так і від’ємними значеннями.

На відміну від вхідних регістрів образу вихідні регістри можна як зчитувати, так і перезаписувати. Значення в регістрі образу можуть бути зчитані програмою користувача для подальшої обробки. Прикладом може бути доступ через QP-операнди:

· запис: = Q 0.0

· зчитування: L Q 0.0

 

Аналогові виходи

PLC стандартно включає один 12-бітний (0..4095) аналоговий вихід (0¸10 В). Наприклад, треба вивести значення 4000 через QAW 0:

L KW 4000

= QAW 0

 

Маркери

М маркери використовуються для збереження проміжних результатів, створених операціями обробки даних в PLC. Кількість використовуваних маркерів (бітів, байтів, слів) обмежена тільки доступним об’ємом пам’яті, тобто заданими користувачем параметрами системи.

Маркери завжди можна зчитати, а їх збереження чи втрату у випадку втрати живлення можна настроїти по бажанню розробника. При програмуванні можна задати два діапазони маркерів, які зберігають свої значення при втраті живлення. Один діапазон маркерів є вільно доступним. Другий зарезервовано для даних, необхідних для “холодного” старту системи. Маркери за межами цього діапазону завжди обнуляються при подачі живлення після “холодного” запуску.

Діапазони запам’ятовуваних маркерів можна встановити в Меню системних параметрів системи Sucosoft, і вони стосуються тільки конкретної створюваної програми.

 

Константи

Незмінні початкові і довідкові дані можна ввести у вигляді К констант. Залежно від обраного типу даних значення констант можуть задаватись в таких межах:

· біт: К 0 і К 1

· байт: КВ –128... КВ 0... КВ 127

· слово: KW –32768... KW 0... KW 32767

На додаток до представлення в абсолютному вигляді, мова програмування також може оперувати константами, записаними в “КН” шістнадцятковій формі. Шістнадцяткові константи задаються в таких діапазонах:

· байт: КНВ 0... КНВ FF

· слово: KHW 0... KHW FFFF

Знак +/- не задається для шістнадцяткових констант. Він завжди присутній в найстаршому розряді шістнадцяткового значення.

Таким чином константа KHW FFFF відповідає десятковій константі KW –1.