tehnologia siemens s7-300

UTC-N

PROIECT DE DIPLOM

2006

Cap.4 Tehnologia Siemens S7-300. Mediul de dezvoltare Step7. Configuraia hardware a structurii de control. 4.1. Tehnologia Siemens S-300. Generaliti:Siemens a reuit s i aduc aportul la numeroase proiecte de anvergur, avnd n vedere c SIEMENS este un concern cu un bogat portofoliu de produse i servicii n urmtoarele domenii: informaii i comunicaii, tehnica medicala, energie, transporturi, automatizri i acionari. Criteriul hotrtor n proiectare este stabilitatea i robusteea sistemului, fr nsa a neglija aspecte precum: uurina n operare, monitorizarea i nregistrarea erorilor, diagnosticarea eventualelor defecte precum i un service rapid i facil. De asemenea, un accent important este pus pe documentarea consistenta a aplicaiei. Proiectarea unui sistem de automatizare implica alegerea pentru nceput a unei soluii standard, implementata i testata cu succes, urmnd dezvoltarea i modificarea ei pentru a satisface cerinele clientului pentru aplicaia n cauza. Soluiile software i hardware furnizate de SIEMENS asigura urmatoarele:

Achiziioneaz i analizeaz permanent datele din proces pentru a lua rapid decizii corecte. Minimizeaz costurile de producie optimiznd consumurile energetice i de materie prima. Asigura uurina n exploatare a echipamentelor de monitorizare i control prin proiectarea unor interfee de operare prietenoase i flexibile n conformitate cu cerinele clientului.

4.2. Sistemul de automatizare SIMATIC:Sistemul de automatizare SIMATIC este reprezentat de componente coordonate cu metode unitare de configurarea, nregistrarea i transmiterea datelor. [11] PLC-urile din familia SIMATIC (S7) reprezint baza sistemului de automatizare .Cele 3 tipuri aflate pe pia sunt:S7-200 un automat de mici dimensiuni folosit n automatizri ale unor procese mai simple (obiecte casnice de exemplu) ,S7-300 este un automat pentru automatizri medii , iar S7-400 reprezint soluia pentru automatizri complexe.

1

UTC-N

PROIECT DE DIPLOM

2006 Un astfel de automat este format din sursa de alimentare, unitatea central i modulele de I/O. Unitatea central are ncrcat programul utilizator n timp ce modulele de I/O asigur comunicarea cu procesul care este controlat.

Figura 4.1. Exemplu de PLC Celelalte componente din soluia SIMATIC pentru automatizri, cum ar fi

(C7,DP,HMI,NET), completeaz PLC reprezentnd o consol specializat de programare, module de I/O distribuite pentru o comand la distan modul pentru conectare n reea, etc. Limbajul acestui concept de automatizare total este STEP 7 care este utilizat pentru configurarea componentelor SIMATIC, pentru a le atribui parametri i nu n ultimul rnd pentru a le programa. Unealta software central pentru control este reprezentat de SIMATIC Manager care pstreaz toate datele unui proiect de automatizare ntr-un director cu o structur ierarhic i permite reutilizarea softului de utilizator prin librrii. Principalele activiti realizate de STEP 7 sunt: - configurarea hardware-ului ceea ce reprezint aranjarea modulelor, atribuirea de adrese, precum i setarea proprietilor acestora; - configurarea parametrilor de comunicare precum i a proprietilor acesteia; - scrierea de programe utilizator pentru PLC ntr-unul dintre cele 3 moduri folosite : Ladder Diagram (LAD), Function Block Diagram (FBD) sau Statement List(STL), precum i testarea online a acestora pe automat. Soluia SIMATIC pune la dispoziie i pachete software opionale care pot extinde funcionarea uneltelor standard din STEP 7.

2

UTC-N

PROIECT DE DIPLOM

2006

4.3. Uniti Centrale SIMATIC:La ora actual se folosesc 3 familii de uniti centrale de procesare (CPU) pentru automatizri SIMATIC: A) Familia S7-200:

Figura 4.2. Exemplu de CPU din familia S7-200 [15]

- limbaj de programare STEP 7 Micro - folosit pentru automatizri mici, mai multe module de extindere, posibiliti de conectare n reea. Numrul de module de I/O poate fi ridicat astfel nct s satisfac cerinele legate de proces. O interfa de tipul punct cu punct permite conectarea mai multor uniti centrale mpreun (pn la 31), precum i conectarea cu alte automate din familia SIMATIC. B) Familia S7-300: automatizri medii, aceleai

caracteristici ca la S7-200 i n plus posibilitate de instalare a sursei de pe ina central. Sloturile sunt numerotate : 1- pentru surs (chiar dac lipsete), 2- pentru unitatea central, 3- modul de interfa, 4-11- module de I/O. Figura 4.3. Exemplu de CPU din familia S7-300 Este prevzut cu module pentru lucru n mediu cu condiii ostile (temperaturi foarte ridicate sau sczute, un nivel ridicat de vibraii, o rezisten la ocuri).

3

UTC-NC)

PROIECT DE DIPLOM

2006

Familia S7-400:

Figura 4.4. Exemplu de CPU din familia S7-400

- automatizri complexe; - mbuntete performanele staiilor din familia 300 cnd o mai mare capacitate de procesare a informaiei - posibilitatea de conectare a dou uniti centrale la aceeai surs, capacitate de multiprocesare. Componentele din standardul SIMATIC S7-300/400 permit un sistem redundant de automatizare n cazul proceselor lente, astfel c o staie poate prelua controlul procesului n cazul n care o alt staie (master de exemplu) cade. n timpul acestei perioade toate semnalele din proces sunt ngheate. Un sistem complet S7 presupune pe lng ina de montare, unitatea central de procesare i modulele de I/O i un panou operator prin intermediul cruia operatorul poate interaciona cu sistemul de automatizare.

4

UTC-N

PROIECT DE DIPLOM

2006

4.4. Configuraia hardware sistemului de automatizare s7-300:

Figura 4.5. Structura unei staii de automatizare Considerm o staie de automatizare SIMATIC un PLC din aceast familie mpreun cu modulele de I/O. Componentele unei astfel de staii sunt: 4.4.1. ina de montare - asigur conectarea modulelor individuale. Automatele S7-300 utilizeaz o in simpl, lungimea sa fiind de numrul modulelor. S7-400 folosesc o in de aluminiu de lungime fixat prevzut cu conectori pentru magistral.

Figura 4.6. ina de montare [15] 5

UTC-N

PROIECT DE DIPLOM

2006

4.4.2. Sursa de alimentare PS 307 ; 2 A; Numr de ordine : 6ES7 307-1BA00-0AA0; - asigur alimentarea ntregii staii de automatizare cu tensiune. Caracteristici: Modulul de alimentare PS 307 (2A) are urmtoarele caracteristici dominante: - curent de ieire 2A - tensiunea de ieire 24 VDC; rezistena la scurtcircuitare i circuite deschise. - conectarea la sistemului AC cu o singura faz(tensiune de intrare 120/230 VAC,50-60 Hz) - izolare solida la EN 60 950 - poate fii folosit ca i sursa de alimentare suplimentar Instalaie 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

UTC-N

PROIECT DE DIPLOM Figura 4.9. Diagrama sursei de alimentare.

2006

Este recomandat sa instalm un ntreruptor (MCB) (de exemplu seria Siemens 5SN1) cu urmtoarea clasa pentru a proteja cablul de aprovizionare a modulului PS 307 (2A): Rata curentului la 230 VAC : 6 A Caracteristicile declanrii/acionrii (tip) : C

Reacia modulului PS 307 la condiii de operare : Condiii: Dac. ..circuitul de ieire este suprancrcat: I> 2.6 A (Dinamic) 2A < I