Выбор и обоснование выбора типа и количества модулей

 

Модули ввода и вывода цифровых, и аналоговых сигналов выбираются исходя из количества входных и выходных сигналов, а также исходя из потребности в различных диагностических функциях и возможности индикации.

 

Рисунок 3 – Блок двигателей насосов

 

Рисунок 4 – Двигатель компрессора

 

Рисунок 5 – Блок датчиков

 

Рисунок 6 – Блок преобразователей

 

Рисунок 7 – Клапаны

 

В качестве центрального процессора выбираем процессор CPU 314: центральный процессор с встроенным интерфейсом MPI для построения систем управления, в которых требуется скоростная обработка информации и поддержка систем локального ввода-вывода, включающих в свой состав до 32 модулей. Имеется встроенная RAM объемом 96 Кбайт, поддерживается загружаемая память в виде микрокарты памяти емкостью до 8 Мбайт. Обладает возможностью необслуживаемого сохранения данных: при перебоях в питании в микрокарту памяти автоматически записываются состояния флагов, таймеров, счетчиков и содержимое блоков данных.

Возможна реализация циклических прерываний, прерываний по дате и времени, по задержке, прерываний от процесса, диагностических прерываний. В своем составе имеет диагностический буфер, который сохраняет 100 последних сообщений об отказах и прерываниях. Содержимое буфера используется для анализа причин, вызвавших остановку центрального процессора. Все диагностические сообщения могут снабжаться отметками даты и времени. Имеются встроенные коммуникационные функции: управление промышленный микропроцессорный контроллер

а) PG/OP функции связи;

б) стандартные функции S7 связи через MPI.

 Из этого следует, что приведенный выше процессор полностью удовлетворяет условиям, поставленным для построения системы управления.

Определим, какие из сигналов являются входными, а какие выходными, попутно относим их принадлежность к цифровым или аналоговым.

Входными сигналами для контроллера являются:

1) двигатели 1-5 запущены                                   DI;

2) двигатели 1-5 остановлены                               DI;

3) двигатели 1-5 неисправны                                          DI;

4) двигатели 1-5 на обслуживании                                 DI;

5) клапаны 1-6 открыты                                        DI;

6) клапаны 1-6 закрыты                                   DI;

7) давление (9)                                                       AI;

8) уровень (4)                                                         AI;

9) температура (7)                                                 AI;

10) расход (2)                                                        AI;

11) время выпаривания                                         DI;

12) старт                                                                 DI;

13) стоп                                                                  DI;

14) авария                                                              DI;

15) обслуживание                                                  DI;

16) готовность преобразователя                          DI;

17) сигнал с преобразователя                               DI.

Количество входных сигналов удваивается, за исключением сигнала готовности преобразователя, сигнала с преобразователя. Количество входных цифровых сигналов равно 76. Количество входных аналоговых сигналов равно 44.

Выходными сигналами для контроллера являются:

1) пуск двигателя 1-5 (х2)                                     DO;

2) остановка двигателя 1-5 (х2)                            DO;

3) на преобразователь                                           DO;

4) сигнал задание на преобразователь                 DO;

5) отклик двигателей 1-5                                       AO;

6) выбор таймера двигателей 1-5                         DO;

7) открыть клапаны 1-6 (х2)                                 DO;

8) закрыть клапаны 1-6 (х2)                                           DO;

9) текущее время выпаривания                             DO;

10) пуск/остановка установки выпаривания (х2) DO;

11) аварийный стоп (х2)                                        DO;

12) давление (9)                                      AO;

13) расход (2)                                                        AO;

14) уровень (4)                                                       AO;

15) обслуживание (2)                                             DO.

Итого количество выходных цифровых сигналов равно 63. Количество выходных аналоговых сигналов равно 15.

Определим тип и количество необходимых модулей.

Модули ввода дискретных сигналов предназначены для преобразования входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы. К входам модулей могут подключаться контактные датчики или бесконтактные датчики.

Количество входных дискретных сигналов равно 76. Из этого следует, что нам понадобятся 2 модуля ввода цифровых сигналов по 32 входа каждый и один модуль на 16 входов. Технические данные сведем в таблицу 1.

 

Таблица 1 – Технические данные модулей ввода дискретных сигналов

Тип	6ES7-321-1BL00	6ES7-321-7BH01
Количество модулей	2	1
Количество входов	32 (2х16)	16 (2х8)
, В	24	24
, мА	15	130 (от источника питания U=24В 90мА)
	6,5	4
Диагностические возможности	–	+

 

Модули ввода аналоговых сигналов предназначены для аналого-цифрового преобразования входных аналоговых сигналов контроллера и формирования цифровых величин, используемых центральным процессором в процессе выполнения программы.

К входам модулей могут подключаться датчики с унифицированными выходными электрическими сигналами напряжения или силы тока, термопары, термометры сопротивления.

Разрешающая способность модулей может быть установлена в пределах 9…14 бит плюс знаковый разряд. От этого параметра зависит и время преобразования. Модули способны формировать запросы на прерывание для передачи диагностических сообщений и сообщений об ограничении входного сигнала. При необходимости от модуля может быть получена расширенная диагностическая информация. Модули SM 331 могут работать в системах локального ввода-вывода всех модификаций программируемых контроллеров S7-300, а также в станциях распределенного ввода-вывода ET 200M.

Количество входных аналоговых сигналов равно 44, поэтому нам понадобятся 6 модулей ввода аналоговых сигналов по 8 входов каждый. Технические данные сведем в таблицу 2.

 

Таблица 2 – Технические данные модулей ввода аналоговых сигналов

Тип	6ES7-331-NF00
Количество модулей	6
Количество входов	8 (2х4)
, В	24
, мА	130
	0,6
Диагностические возможности	+

 

Модули вывода дискретных сигналов предназначены для преобразования внутренних логических сигналов контроллера в его выходные дискретные сигналы. К выходам модулей могут подключаться исполнительные устройства или их коммутационные аппараты.

Количество выходных дискретных сигналов равно 63. Нам понадобятся 2 модуля вывода цифровых сигналов по 32 выхода каждый. Технические данные приведем в таблице 3.

 

Таблица 3 – Технические данные модулей вывода дискретных сигналов

Тип	6ES7-322-1BL00
Количество модулей	2
Количество выходов	32 (4x8)
, В	24
, мА	110 (от источника питания L+ 160)
	6,6
Диагностические возможности	-

 

Модули вывода аналоговых сигналов предназначены для цифро-аналогового преобразования внутренних цифровых величин контроллера и формирования его выходных аналоговых сигналов.

К выходам модулей могут подключаться исполнительные устройства, управляемые унифицированными сигналами силы тока или напряжения.

Количество выходных аналоговых сигналов равно 15. Из этого следует, что нам понадобятся 2 модуля вывода аналоговых сигналов по 8 выходов каждый. Технические данные сведем в таблицу 4.

 

Таблица 4 – Технические данные модулей вывода аналоговых сигналов

Тип	6ES7-332-5HF00
Количество модулей	2
Количество выходов	8
, В	24
, мА	100 (от источника питания 340)
	6
Диагностические возможности	+

 

Модули IM 365 поставляются парами в комплекте с соединительным кабелем длиной 1м. Один модуль устанавливается в базовый блок, другой в стойку расширения. Стойка расширения не имеет связи с коммуникационной шиной контроллера, поэтому в эту стойку нельзя устанавливать коммуникационные и функциональные модули. Питание стойки расширения осуществляется через соединительных кабель от базового блока. Потребляемый ток равен 100 мА, мощность потерь 0,5В.