Сбор и представление технологической информации для отражательной печи по переплавке алюминия
3.5 Программируемый логический контроллер
Для организации первичной обработки аналоговых сигналов от датчиков, связи с операторской станцией и, возможно, интеграцией в промышленную сеть, был выбран контроллер SIEMENS SIMATIC S7-300.
Особенности контроллера:
· Модульный программируемый контроллер универсального назначения для решения задач автоматизации низкой и средней степени сложности.
· Широкий спектр модулей для максимальной адаптации аппаратуры к решению любой задачи.
· Высокая гибкость, возможность использования систем распределенного ввода-вывода, мощные коммуникационные возможности.
· Удобная конструкция, простота монтажа, работа с естественным охлаждением.
· Простота расширения системы в ходе модернизации объекта.
· Высокая производительность благодаря наличию большого количества встроенных функций.
Технические характеристики контроллера приведены в таблице 3.3. [10]
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-300 поддерживают широкий набор функций, позволяющих в максимальной степени упростить процесс разработки программы, ее отладки, снизить затраты на выполнение монтажных и пуско-наладочных работ, а также на обслуживание контроллера в процессе его эксплуатации:
· Быстрое выполнение команд: Времена выполнения команд около 0.1 мкс позволяет использовать контроллер для решения широкого спектра задач автоматизации в различных областях промышленного производства.
· Поддержка математики с плавающей запятой: Позволяет поддерживать сложные комплексные алгоритмы цифровой обработки информации.
· Удобный интерфейс настройки параметров: Для настройки параметров всех модулей используются простые инструментальные средства с единым интерфейсом пользователя. Это существенно снижает затраты на обучение персонала.
· Человеко-машинный интерфейс (HMI):Функции обслуживания человеко-машинного интерфейса встроены в операционную систему контроллера S7-300. Эти функции позволяют существенно упростить программирование: система или устройство человеко-машинного интерфейса SIMATIC HMI запрашивает необходимые данные у контроллера SIMATIC S7-300, контроллер передает запрашиваемые данные с заданной периодичностью. Все операции по обмену данными выполняются автоматически под управлением операционной системы контроллера. Все задачи выполняются с использованием одинаковых символьных имен и общей базы данных.
· Диагностические функции: Центральные процессоры оснащены интеллектуальной системой диагностирования, обеспечивающей постоянный контроль и регистрацию отказов и специфичных событий (ошибки таймеров, отказы модулей и т.д.). Сообщения об этих событиях накапливаются в кольцевом буфере и снабжаются метками даты и времени, что позволяет производить дальнейшую обработку этой информации.
· Парольная защита: Парольная защита обеспечивает эффективную защиту программ пользователя от несанкционированного доступа, попыток копирования или модификации программы.
Таблица 3.3 - Технические характеристики контроллера
Степень защиты |
IP 20 в соответствии с IEC 529 |
|
Диапазон рабочих температур |
||
при горизонтальной установке |
0…60°C |
|
при вертикальной установке |
0…40°C |
|
Относительная влажность |
5…95%, без конденсата (RH уровень сложности 2 в соответствии с IEC 1131-2) |
|
Атмосферное давление |
795 … 1080 ГПa |
|
Изоляция |
||
цепи =24 В |
Испытательное напряжение =500В |
|
цепи ~230 В |
Испытательное напряжение ~1460В |
|
Электромагнитная совместимость |
Регламентируется German EMC Legislation По EN 50082-2 (устойчивость к шумам), испытания по IEC 801-2, ENV 50140, IEC 801-4, ENV 50141, IEC 801-5; Наводки по EN 50081-2, испытания по EN 55011, класс A, группа 1 |
Используемые модули
· Центральный процессор CPU314
· Модуль аналогового ввода SM-311 6ES7 331-7HF01-0AB0
· Микро карта памяти MMC
· Коммуникационный процессор CP 343-5 (PROFIBUS FMS)
Ввод сигналов от датчиков осуществляется через модуль аналогового ввода SM-311 6ES7 331-7HF01-0AB0, который имеет 8 входов, поддерживает сигнал 4-20 мА. Связь с операторской станцией осуществляется с помощью интерфейса MPI, встроенного в центральный процессор. Контроллер подключается через адаптер MPI-USB к операторской станции.
Для возможности интеграции контроллера в общую сеть предприятия (если это необходимо) предусмотрен коммуникационный процессор с интерфейсом PROFIBUS FMS. CP 343-5 может быть использован для:
· Организации связи между PROFIBUS-станциями по протоколу PROFIBUS FMS.
· Организации связи с программаторами, устройствами и системами человеко-машинного интерфейса.
· Организации связи с другими системами автоматизации SIMATIC S7/ C7.
· Организации связи с программируемыми контроллерами SIMATIC S5/ 505.