Промышленные программируемые контроллеры: Siemens SIMATIC, SIPLUS S7-200

Описание контроллеров Siemens SIMATIC и SIPLUS S7-200:

• Программируемые контроллеры, отличающиеся максимумом эффективности при минимуме затрат.
• Простота монтажа, программирования и обслуживания.
• Решение как простых, так и комплексных задач автоматизации.
• Возможность применения в виде автономных систем или в качестве интеллектуальных ведомых устройств систем распределенного ввода-вывода.
• Возможность использования в сферах, где применение контроллеров раньше считалось экономически нецелесообразным.
• Работа в реальном масштабе времени и мощные коммуникационные возможности (PPI, MPI, Industrial Ethernet, PROFIBUS-DP, AS интерфейс, модемная связь).
• Компактные размеры, возможность установки в ограниченных объемах.

Контроллеры выпускаются в виде двух семейств:

• Siemens SIMATIC S7-200: программируемые контроллеры стандартного исполнения для общепромышленного применения.
• Siemens SIPLUS S7-200: функциональные аналоги SIMATIC S7-200 для более жестких условий эксплуатации. Диапазон рабочих температур от -20 до +70°C, более высокая стойкость к вибрационным и ударным нагрузкам.

Область применения контроллеров Siemens SIMATIC и SIPLUS S7-200:

Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 предназначены для построения систем автоматического управления и регулирования, как отдельных машин, так и отдельных частей производственного процесса. На их основе могут создаваться эффективные управляющие устройства, отличающиеся относительно невысокой стоимостью. SIMATIC S7-200 позволяют решать широкий спектр задач управления. От замены простых релейно-контактных схем до построения автономных систем управления или создания интеллектуальных устройств систем распределенного ввода-вывода. Программируемые контроллеры S7-200 находят применение там, где основным требованием к системе управления является ее низкая стоимость. Они находят применение для управления:

• прессами;
• смесителями пластификатора и цемента;
• насосными и вентиляторами;
• деревообрабатывающим оборудованием;
• воротами и дверями;
• гидравлическими подъемниками;
• конвейерами;
• оборудованием пищевой промышленности;
• лабораторным оборудованием;
• обменом данными через модем;
• электротехническим оборудованием и аппаратурой.

Функции и Характеристики контроллеров Siemens SIMATIC и SIPLUS S7-200:

Особенности S7-200:

• Простейший способ начать работать: Специальный стартовый набор и подготовленные упражнения ускоряют процесс знакомства.
• Упрощенность работы: Мощный, но простой в использовании набор инструкций и дружественная среда программирования сводят затраты на программирование к минимуму.
• Прекрасные характеристики для работы в реальном времени: Специальная система функций прерывания, высокоскоростные счетчики и сигнальные выходы позволяют использовать оборудование даже во временно-зависимых процессах.
• Высокопроизводительные коммуникационные возможности: Опциональное подключение к PROFIBUS DP практически позволяет использовать S7-200 для полной реализации его возможностей в распределенных автоматизированных решениях.

Основные характеристики S7-200:

• Простота освоения, подкрепляемая наличием специальных стартовых пакетов и технической документации.
• Простота использования: интуитивно понятный мощный набор инструкций, дружественное программное обеспечение.
• Работа в реальном масштабе времени: обработка прерываний, скоростные счетчики, ПИД-регулирование, импульсные выходы.
• Мощные коммуникационные возможности: работа в сетях Industrial Ethernet, PROFIBUS-DP и AS-Intrface, связь через PPI и MPI, модемная связь использование свободно программируемых протоколов. Поддержка IT-технологий.

Механические характеристики

• Компактный пластиковый корпус.
• Простой вариант подключения внешних соединений. Защита всех токоведущих частей пластиковыми крышками.
• Съемные терминальные блоки, упрощающие выполнение монтажа т позволяющие производить замену модулей без демонтажа их внешних цепей.

Семейство Siemens SIMATIC S7-200 включает в свой состав:

• несколько типов центральных процессоров Siemens различной производительности (CPU 221, 222, 224, 224 XP, 226):
  • Исчерпывающий набор инструкций; большое количество: — Базовых операций: логические инструкции, инструкции адресации результата, сохранения данных, управления таймерами и счетчиками, загрузки, передачи, сравнения, сдвиговых операций, формирования дополнений, вызова подпрограмм (с передачей локальных переменных). — Интегрированных коммуникационных функций: чтения (NETR) и записи (NETW) информации в сеть, поддержки свободно программируемого порта (Transmit XMT, Receive RCV). — Функций расширенного набора команд: инструкции управления широтно-импульсной модуляцией, генераторами импульсов, выполнением арифметических функций и операций с плавающей запятой, работой ПИД регуляторов, функциями переходов и циклов, преобразования кодов и другие.
  • Счетчики: удобный набор функций в сочетании с встроенными скоростными счетчиками существенно расширяют возможный спектр областей применения контроллера.
  • Обработка прерываний: — Использование входов аппаратных прерываний, фиксирующих появление импульсных сигналов (по нарастающему или спадающему фронту) и позволяющих существенно снизить время реакции контроллера на поступающие запросы. — Временные прерывания, периодичность повторения которых может задаваться с шагом в 1мс в диапазоне от 1 до 255 мс. — Прерывания от счетчиков: могут формироваться в моменты достижения заданного значения или изменения направления счета. — Коммуникационные прерывания: обеспечивают повышение эффективности связи с периферийным оборудованием, например, с принтером или сканнером штрих-кодов.
  • Прямое сканирование входов и выходов, производимое независимо от цикла выполнения программы.
  • Непосредственный опрос входов и управление выходами: опрос входов и управление состоянием выходов может выполняться независимо от цикла выполнения программы. Это позволяет снизить время реакции на прерывание и время формирования соответствующих выходных сигналов.
  • Парольная защита: трехуровневая парольная защита доступа к программе пользователя. Концепция парольной защиты базируется на использовании следующих вариантов доступа к программе: — Полный доступ: программа может быть изменена по Вашему желанию. — Только чтение: изменение программы запрещено, допускается выполнять ее тестирование, изменять настройки параметров, копировать программу. — Полная защита: программа не может быть прочитана, не может быть скопирована, не может быть изменена. Допускается изменение параметров настройки.
  • Отладка и диагностика: — Выполнение заданного количества (до 124) циклов программы. — Принудительная установка входов, выходов, флагов, таймеров и счетчиков. — Использование для анализа содержимого буфера событий.
  • Конфигурирование режимов работы диагностических светодиодов.
  • Функции тестирования и диагностики: готовая программа может быть выполнена заданное количество циклов (до 124), результаты выполнения могут быть проанализированы; допускается изменение состояний флагов, счетчиков и таймеров.
  • Конфигурирование режимов работы диагностических светодиодов.
  • Поддержка страничной адресации блоков данных.
  • Использование опционального модуля памяти: для регистрации данных; для хранения и обработки рецептур; для сохранения архива проекта и других файлов.
  • Редактирование программы во время ее выполнения: допускается выполнение операций редактирования и модификации программы без перевода контроллера в режим “STOP”.
  • Дополнительный набор математических функций: SIN, COS, TAN, LN, EXP.
  • Регистрация данных: Событийно управляемая или периодическая регистрация данных в модуле EEPROM памяти, например, статистических данных, сообщений об ошибках и т.д. Опционально регистрируемые данные могут дополняться отметками даты и времени. Регистрационный файл в любой момент может быть передан в STEP 7-Micro/WIN с использованием S7 Explorer.
  • Управление рецептами: Рецептуры загружаются вместе с проектом STEP 7-Micro/WIN. Для оптимизации использования памяти рецепты сохраняются в модуле EEPROM памяти. Рецепты могут модифицироваться и дополняться в интерактивном режиме.
• широкую гамму модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов Siemens (EM 221, 222, 223, 231, 232, 235, ): Применение модулей ввода-вывода дискретных сигналов позволяет увеличить количество входов и выходов, обслуживаемых одним контроллером, и обеспечивает:
  • Оптимальную адаптацию контроллера к требованиям решаемой задачи за счет подключения необходимого набора модулей расширения. Для расширения могут быть использованы 8-, 16- или 32-канальные модули ввода-вывода дискретных сигналов.
  • Высокую гибкость: наличие модулей расширения позволяет в любой момент времени расширить функциональные возможности контроллера с внесением соответствующих изменений в его программу.
  • Увеличение количества каналов ввода-вывода дискретных сигналов, обслуживаемых одним центральным процессором.
  • Гибкая адаптация программируемого контроллера к требованиям поставленной задачи.
  • Расширение системы управления в ходе ее модернизации.
• Функциональный модули Siemens EM 253, SIWAREX MS, siplus DCF 77: Модуль позиционирования Siemens EM 253:
  • Формирование импульсов управления, следующих с частотами от 12 Гц до 200 кГц.
  • Интерфейс 5В датчиков позиционирования или датчиков позиционирования с интерфейсом RS422.
  • Позиционирование с использованием абсолютных или относительных координат.
  • Ручное управление операциями позиционирования.
  • До 25 профилей позиционирования с использованием до 4 скоростей перемещения.
  • Интегрированные функции переключения скоростей движения (2-скоростной режим).
  • Компенсация при изменениях направления движения.
  • Выбор режима работы с установкой до 4 контрольных точек.

  Мультифункциональный весоизмерительный модуль Siemens SIWAREX MS: модуль для всех простых задач, касающихся взвешивания и измерения сил. Этот компактный модуль легко использовать в автоматизационной системе SIMATIC S7-200. Доступ к информации о текущем весе производится без использования дополнительных интерфейсов напрямую в SIMATIC-CPU. Siemens SIWAREX MS отличают следующие основные преимущества:

  • Единая структурная техника и универсальная коммуникация в рамках SIMATIC S7-200
  • Унифицированное проектирование с помощью STEP7-Micro/WIN
  • Измерение веса и силы с верхним разрешением 65000 делений и с точностью 0,05 %
  • Простое проектирование с помощью заранее подготовленной программы «Getting started» (Начало работы)
  • Простая настройка весов с помощью ПК-совместимой программы SIWATOOL MS через интерфейс RS 232
  • Возможна теоретическая юстировка без эталонных грузов
  • Допускается замена модуля без необходимости повторной настройки весов
  • Применение на взрывоопасных участках («зона 2), искробезопасная система питания весоизмерительных ячеек для зоны 1 с использованием взрывозащищенного интерфейса.
  • Возможно прямое подключение дистанционного индикатора к интерфейсу TTY
• коммуникационные модули Siemens для подключения к сетям Industrial Ethernet, PROFIBUS и AS-Interface, а также организации модемной связи: Модуль модема Siemens EM 241 — это расширения программируемых контроллеров S7-200, выполняющим функции модема. Он позволяет решать все классические задачи организации модемной связи для контроллеров и может быть использован для дистанционного программирования и диагностики, организации связи между центральными процессорами контроллеров, организации связи с компьютером, формирования SMS сообщений.
  • Модем для программиуемых контроллеров SIMATIC S7-200 с центральными процессорами CPU 222/ CPU 224/ CPU 224 XP/ CPU 226.
  • Поддержка механизма Plug & Play для всех классических задач организации модемной связи.
  • Дистанционное программирование и диагностика, связь между центральными процессорами, формирование SMS сообщений.
  • Минимальные затраты на ввод в эксплуатацию.
  • Замена внешним модемам, подключаемым к контроллеру через коммуникационный интерфейс центрального процессора.
  • Простота модификации системы.

  Коммуникационный модуль Siemens PROFIBUS-DP Модуль EM 277 — позволяет производить подключение программируемых контроллеров S7-200 с центральными процессорами CPU 222/ CPU 224/ CPU 224 XP/ CPU 226 к сети PROFIBUS DP в качестве интеллектуальных ведомых устройств. Дополнительно EM 277 обеспечивает поддержку протокола MPI и способен выполнять функции пассивного узла этой сети. Модуль может работать только с центральными процессорами от версии 6ES7 2xx-xxx21-xxxx и выше, которые оснащены новым набором микропрограмм.

  • Для подключения программируемых контроллеров S7-200 к сети PROFIBUS DP или MPI.
  • Выполнение функции пассивного узла сети MPI или ведомого устройства сети PROFIBUS DP.
  • Обмен данными в сети PROFIBUS DP со скоростью до 12 Мбит/с, в сети MPI со скоростью до 187.5 Кбит/с.
  • Подключение к центральным процессорам от версии 6ES7 22x-xxx21-xxxx и выше.

  Коммуникационный процессор Siemens CP 243-2 — выполняет функции ведущего устройства AS-интерфейса и может работать с программируемыми контроллерами CPU 222/ CPU 224/ CPU 226/ CPU 226XM. Новый коммуникационный процессор (6GK1 243-2AX01-0AX0) обеспечивает поддержку спецификации AS-интерфейса V2.1 и способен выполнять следующие функции:

  • Обслуживание до 62 ведомых устройств AS-интерфейса, передача аналоговых сигналов в соответствии со спецификацией AS-интерфейса V2.1.
  • Поддержка всех функций ведущего устройства AS-интерфейса в соответствии со спецификацией V2.1, например, ведущего устройства класса M1e.
  • Отображение наличия и оперативных состояний подключенных ведомых устройств с помощью светодиодов на фронтальной панели модуля.
  • Светодиодная индикация наличия питания AS-интерфейса и ошибок в конфигурации сети.
  • Компактный пластиковый корпус, аналогичный по конструкции модулям ввода-вывода SIMATIC S7-22x.

  Коммуникационный процессор CP 243-1:

  • Модуль предназначен для подключения программируемых контроллеров S7-200 с центральными процессорами CPU 222/ CPU 224/ CPU 226/ CPU 226XM к сети Industrial Ethernet: — 10/100 Мбит/с; — дуплексный/ полудуплексный режим работы; — mгнездо RJ 45; — TCP/IP.
  • Проектирование, дистанционное программирование и обслуживание из среды STEP 7-Micro/WIN через Industrial Ethernet (загрузка и считывание программ, считывание состояний и т.д.).
  • Организация связи между центральными процессорами через Industrial Ethernet (клиент + сервер, 8 S7-соединений + 1 PG-соединение).
  • Использование S7-OPC для дальнейшей обработки SPS-данных компьютерными приложениями.

  Коммуникационный процессор CP 243-1 IT (основные функции аналогичны CP 243-1):

  • IT-функции связи: — Web-функции; — функции электронной почты; — функции FTP-клиента с программно управляемым обменом данными (например, DOS, UNIX, LINUX, встроенные системы).
  • FTP-сервер с памятью 8 Мбайт для хранения файловой системы.
  • Использование S7-OPC для дальнейшей обработки SPS-данных компьютерными приложениями.

  GSM/GPRS модем Siemens MD720-3:

  • GPRS модем для организации обмена данными между контроллером SIMATIC S7-200 и компьютерным центром управления с программным обеспечением SINAUT MICRO SC через GPRS сеть
  • Рентабельное решение для построения систем сигнализации об ошибках и систем мониторинга
  • Непрерывное беспроводное соединение с контроллером SIMATIC S7-200 с обеспечением защиты данных, передаваемых через общие сети
  • Использование GSM модема для связи с системой teleservice
  • Простой запуск системы без необходимости наличия специальных знаний в области организации радиосвязи

  GSM/GPRS антенна Siemens ANT794-4MR:

  • Круговая антенна для использования в GSM/GPRS сетях
  • Выносная антенна для внутренней или наружной установки
  • Поддержка квадрофонического диапазона
  • В комплекте с соединительным кабелем для подключения к SINAUT GPRS модему и монтажной скобой для установки

  Пакет программ Siemens SINAUT MICRO SC:

  • Пакет программ для компьютера и SIMATIC S7-200, включающий в свой состав: Компьютер: OPC сервер, управление соединениями S7-200: библиотека программных блоков
  • OPC сервер, использующий GPRS соединения для подключения к центру управления до 256 контроллеров SIMATIC S7-200
  • Непрерывные двунаправленные беспроводные интерактивные соединения с контроллерами S7-200 через GPRS
  • GPRS обмен данными между станциями S7-200 за счет использования функций роутинга
  • Мониторинг GPRS соединений со станциями
  • Снижение затрат на GPRS связь за счет использования оптимизированных вариантов обмена данными
  • Кодирование передаваемых данных для защиты от несанкционированного доступа

Промышленная связь

Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 позволяют использовать несколько вариантов организации промышленной связи:

• Последовательная связь через встроенный порт(ы) RS485 c поддержкой протоколов PPI (Point-to-Point Interface), MPI (Multipoint Interface) или свободно программируемых ASCII протоколов. В сети MPI контроллеры S7-200 способны выполнять только функции ведомых устройств. Дополнительное программное обеспечение Instruction Library позволяет использовать встроенный порт(ы) центральных процессоров для поддержки протоколов MODBUS RTU и USS.
• Подключение к сети AS-Interface через коммуникационный процессор CP 243-2 и выполнение функций ведущего сетевого устройства.
• Подключение к сети PROFIBUS-DP через коммуникационный модуль EM 277 и выполнение функций интеллектуального ведомого DP устройства.
• Подключение к сети Industrial Ethernet через коммуникационный процессор CP 243-1 (TCP/IP) или CP 243-1 IT (Web-сервер, электронная почта).
• Модемная связь с использованием модуля EM 241.

Сеть PPI Связь через сети PPI поддерживается операционной системой центральных процессоров S7-200. Соединения выполняются витой парой и могут использоваться для подключения к программатору, устройствам человеко-машинного интерфейса, объединения нескольких контроллеров. Каждый центральный процессор способен поддерживать одновременный обмен данными с другими центральными процессорами, текстовыми дисплеями или панелями оператора. Скорость передачи данных может составлять 9.6, 19.2 или 187.5 Кбит/с.

• Программаторы Field PG или Power PG.
• Персональные компьютеры (AT-совместимые), через PC/PPI- или USB/PPI-кабель.
• Текстовый дисплей TD 200 или TD 200C, сенсорная панель TP 070 или TP 170 Micro, панель оператора OP 73 Micro, другие панели оператора SIMATIC.
• До 31 программируемого контроллера. Одновременно с этим к сети может быть подключен программатор, компьютер, текстовый дисплей TD 200 или панель оператора. Непосредственный обмен данными между двумя контроллерами S7-200 осуществляется с помощью инструкций NETR и NETW.

Сеть MPI Все центральные процессоры CPU 22x могут подключаться через встроенный интерфейс к сети MPI и обмениваться данными с программируемыми контроллерами SIMATIC S7-300/S7-400. Скорость передачи данных может составлять 19.2 или 187.5 Кбит/с. В сети MPI контроллеры S7-200 способны выполнять только функции пассивных устройств и не могут обмениваться данными между собой. PPI интерфейс в режиме свободно программируемого порта В этом режиме могут быть реализованы необходимые для обмена данными протоколы (ASCII протокол, протоколы Modbus или USS). Подключение к устройствам с встроенным портом RS 232 осуществляется через PC/PPI-кабель. В CPU 226 в свободно программируемом режиме может использоваться оба встроенных порта. Максимальная скорость передачи данных может достигать 38.4 Кбит/с. К свободно программируемому PPI порту могут подключаться:

• любые устройства с встроенным последовательным интерфейсом: принтер, сканнер, модем и т.д.;
• программируемый контроллер S7-200 для организации непосредственной связи между двумя центральными процессорами;
• до 31 преобразователя частоты MICROMASTER при использовании протокола USS.

AS-Interface Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 (CPU 22x) с коммуникационным процессором CP 243-2 способны выполнять функции ведущего устройства AS-Interface. К одному коммуникационному процессору допускается подключение до 62 ведомых устройств AS-Interface, обслуживающих до 248 каналов ввода и до 186 каналов вывода дискретных сигналов. Ведомое устройство PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP используется для организации однородной связи между всеми системными компонентами SIMATIC, обеспечивает возможность использования изделий других фирм-изготовителей. SIMATIC S7-200 подключается к PROFIBUS-DP через модуль EM 277. Модуль выполняет функции стандартного ведомого DP-устройства и способен выполнять обмен данными со скоростью до 12 Мбит/с. Industrial Ethernet Подключение к сети Industrial Ethernet может производиться через коммуникационный процессор CP 243-1 или CP 243-1IT. В сети Industrial Ethernet CP 243-1 способен поддерживать до 8 логических соединений. Для управления обменом данными используются функции PUT/GET, механизм обмена данными клиент/ сервер, протокол TCP/IP. Обмен данными с компьютерными приложениями может быть организован через S7-OPC сервер. Скорость передачи данных может составлять 10 или 100 Мбит/с. Коммуникационный процессор CP 243-1IT позволяет интегрировать S7-200 в мир IT-технологий. Он поддерживает функции Web-сервера, а также передачу сообщений по каналам электронной почты. Модемная связь Коммуникационный модуль EM 241 выполняет функции модема и способен работать в одном из следующих режимов:

• Дистанционное программирование и отладка с удаленного компьютера, оснащенного модемом и программным обеспечением STEP 7 Micro/WIN.
• Обмен данными через сеть MODBUS в режиме ведущего или ведомого сетевого устройства.
• Передача буквенно-цифровых SMS-сообщений на мобильные телефоны или пейджеры.
• Обмен данными между двумя CPU 22x.