Выбор модуля центрального процессора

Из всего разнообразия микропроцессоров серии S7-300 выбираем CPU315–2DP, так как обладает рядом необходимых нам свойств, отличающих его от других контроллеров данной серии. Основным отличием является возможность поддержки интерфейс сети Profibus.

CPU 315–2 DP отличаются следующими свойствами:

может использоваться как Master-устройство DP (DP-Master) или как Slave-устройство DP (DP-Slave)

― 48 Кбайт рабочей памяти;

― 80 Кбайт встроенной загрузочной памяти RAM (может быть расширена с помощью платы памяти емкостью от 16 Кбайт до 512Кбайт, в CPU программируемы до 256 Кбайт;

― Скорость: ок. 0,3 мс на 1000 двоичных команд;

―  При смешанной централизованной и децентрализованной структуре в целом могут быть подключены до 1024 байт входов и 1024 байт выходов;

― как DP–Slave CPU конфигурируется в STEP 7, начиная с версии 3.1 или с помощью COM PROFIBUS начиная с версии 3.1.

Характеристики мощности CPU 315–2 DP:

Рабочая память (встроенная) 48 Кбайт

― Загрузочная память

встроенная 80 Кбайт RAM

расширяемая до 512 Кбайт FEPROM (плата памяти)

в CPU программируется до256 Кбайт

― Скорость около 0,3 мс на 1000 двоичных команд

― Число меркеров - 2048

― Реманентность

устанавливаемая от MB 0 до MB 255

предустановленная 16 меркерных байтов реманентны (от 0 Мб до Mб 15)

― Количество счетчиков - 64

― Количество Таймеров - 128

― Тактовые меркеры 8 (1 меркерный байт); свободно выбираемый адрес меркерного байта (меркеры, которые могут быть использованы получения такта прикладной программе)

― Локальные данные всего 1536 байт на класс приоритета 256 байт

― Глубина вложения 8 на класс приоритета; 4

― Интерфейс DP

― Количество подключаемых Slave-устройства DP 64

― Скорость передачи до 12 МБод

― Память передачи (как DP-Slave) 122 байта выходов, конфигурируемы не более, чем в 32 адресных областях, макс. 32 байта на адресную область.

― Расстояние передачи данных зависит от скорости передачи. Для скорости 187,5 кБод:

расстояние без повторителя - 50 м

расстояние с 2 повторителями - 1100 м

расстояние 10 повторителями - 9100 м

― Количество цифровых входов - 1024

― Количество цифровых выходов - 1024

― Количество аналоговых входов - 128

― Количество аналоговых выходов - 128

― Количество блоков

OB - 14

FB - 128

FC - 128

DB - 127

SFC - 53

SFB - 7

― Часы - аппаратные часы;

― Число счетчиков рабочего времени 1;

область значений от 0 до 32767

дискретность 1 час

обладают реманентностью.

Конфигурация максимально 32 модуля на четырех носителях модулей.

Технические данные:

― Номинальное напряжение 24 В постоянного тока (-10 %/+15%);

― Потребление тока от 24 В (на холостом ходу) тип. 0,9 A;

― Ток включения 8 A;

― I²t 0,4 A2с;

― Внешняя защита питающих проводов (рекомендация) Выключатель с предохранителями; A, тип B или C;

― Мощность потерь тип. 10 Вт;

― Размеры Ш/В/Г (мм) 80/125/130;

― Вес 0,53 кг (без платы памяти и буферной батареи или аккумулятора);

― Время буферизации с буферной батареей мин. 1 год (при 25 °C и непрерывной буферизации CPU);

― Время буферизации с аккумулятором для часов реального времени тип. 120 Ч;

― Время зарядки аккумулятора тип. 1 ч;

Режимы DP–Master и DP-Slave

CPU 315–2 DP с помощью его второго интерфейса (PROFIBUS-DP) может использовать как DP-Master или как DP-Slave в сети PROFIBUS–DP. CPU 315-2 DP можете эксплуатировать как DP-Master не более, чем с 64 Slave-устройствами DP системы S7 или других систем. CPU 315-2 DP может подсоединяться как DP-Slave к Master-устройству DP системы S7 или к другому Master-устройству DP в соответствии со стандартом EN.

В нашем случае используем режим DP-Slave, так как наш контроллер получает управляющие сигналы от контроллера ГЭС.

Выбор модулей ввода вывода микроконтроллера

Цифровые модули ввода/вывода

В распоряжении программируемых контроллеров S7–300 имеется ряд цифровых модулей для подключения датчиков, преобразователей, нагрузок и приводов. Нам необходимо подключить 13 дискретных входов и три аналоговых входа с током 2-20 мА для приема сигналов от установленных на маслонапорной установке датчиков. Для управления исполнительными устройствами необходимо обеспечить девять дискретных выходов с напряжением 24 вольта и максимальным током нагрузки до 0,5 ампера.

Реализуем входы и выходы на базе цифровых и аналоговых модулей линии S7-300. Для обеспечения возможности расширения системы и подключения дополнительных устройств, а также для обеспечения возможности переключения датчика или исполнительного органа в случае отказа входа или выхода, которому он был подключен на другой вход или выход того же модуля, необходимо обеспечить наличие резервных входов и выходов в количестве не менее 20% от числа элементов резервируемого типа. Так как выпускаются модули с количеством входов/выходов кратным восьми, используем модули следующих видов:

― цифровой модуль ввода – 16 дискретных входов;

― аналоговый модуль ввода – 8 аналоговых входов;

― цифровой модуль вывода – 16 дискретных выходов.

Для обеспечения надежности системы будем использовать модули обладающие функцией самотестирования. Для реализации алгоритма управления основанного на выработке управляющего сигнала при измени на определенную величину какого либо контролируемого параметра используем моду генерирующие сигнал прерывания при изменении значений сигналов на входах.