Transcript Krmilnik Simatic S7-300

DK –
Krmilnik S7-300
Tračnice, na katere so moduli fizično nameščeni.
Napajalniki (PS), ki zagotavljajo ustrezno enosmerno napajalno napetost za module.
Centralne procesne enote (CPU – Central Processing Unit).
Signalni moduli (SM), ki prilagodijo in omogočijo zajemanje signalov iz procesa ter krmilijo
aktuatorje v procesu.
Funkcijski moduli (FM), ki skrbijo za izvajanje posameznih kompleksnih ali časovno kritičnih nalog,
in to neodvisno od CPU.
Vmesniški (razširitveni) moduli (IM), s katerimi je možno medsebojno povezati module na več
tračnicah v sklop enega krmilnika.
Komunikacijski procesorji, ki lahko v različna omrežja povežejo več krmilnikov ali drugih naprav.
Tračnica
Napajalnik
CPU
Signalni, funkcijski in vmesniški moduli
...
Slika 6.1: Fizična struktura krmilnika na eni tračnici
1
DK –
Krmilnik S7-300
Decentralizacija
signalnih in
funkcijskih
Št. utora:
modulov
Tračnica 3
IM
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Tračnica 2
IM
Št. utora:
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Tračnica 1
IM
Št. utora:
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Tračnica 0
Št. utora:
1
Napajalnik
2
CPU
3
4
5
6
7
8
9
10
11
IM
Slika 6.2: Krmilnik z decentraliziranimi signalnimi in funkcijskimi moduli
2
DK –
Krmilnik S7-300
Naslavljanje modulov
Tračnica
0
1
2
3
Vrsta
modula
Digitalni
Analogni
Digitalni
Analogni
Digitalni
Analogni
Digitalni
Analogni
Številka utora
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Začetni naslovi modulov
PS
CPU
IM
IM
IM
IM
0
4
8
12
16
20
24
28
256
272
288
304
320
336
352
368
32
36
40
44
48
52
56
60
384
400
416
432
448
464
480
496
64
68
72
76
80
84
88
92
512
528
544
560
576
592
608
624
96
100
104
108
112
116
120
124
640
656
672
688
704
720
736
752
Tabela 6.1: Privzeto naslavljanje modulov pri krmilnikih S7-300 glede na utore
3
DK –
Krmilnik S7-300
Podatkovni tipi - osnovni
Podatkovni tip
(podatkovna
širina v bitih)
Pomen
Zgled za zapis konstant
BOOL
(1)
Bit
TRUE
FALSE
BYTE - zlog
(8)
8-bitno šestnajstiško število
B#16#C3
CHAR - znak
(8)
Znak (ASCII)
'A'
't'
WORD - beseda
(16)
16-bitno šestnajstiško število
16-bitno dvojiško število
število dogodkov v števcu (3 dekade BCD)
dve 8-bitni nepredznačeni dec. števili
W#16#A30F
2#1010_0011_0000_1111
C#476
B#(163,15)
DWORD dvojna beseda
(32)
32-bitno šestnajstiško število
32-bitno dvojiško število
štiri 8-bitna nepredznačena dec. števila
DW#16#5F3C_0B20
2#0101_1111_0011_1100_0000_1011_0010_0000
B#(95,60,11,32)
INT
(16)
Celo število
od –32768
do +32767
DINT
(32)
Celo število
od –2 147 483 648
do +2 147 483 647
REAL
(32)
Število s plavajočo vejico
–1.234567E–12
S5TIME
(16)
Vrednost časa v SIMATIC formatu
(predpona S5T# ali S5TIME#)
od S5T#0ms
do S5TIME#2h46m30s
TIME
(32)
Vrednost časa v IEC formatu
(predpona T# ali TIME#)
od T#–24d20h31m23s647ms
do TIME#24d20h31m23s647ms
DATE
(16)
Datum
(predpona D# ali DATE#)
od D#1990-01-01
do DATE#2168-12-31
TIME_OF_DAY
(32)
Dnevni čas
(predpona TOD# ali TIME_OF_DAY#)
od TOD#00:00:00
do TIME_OF_DAY#23:59:59.999
Tabela 6.2: Osnovni podatkovni tipi
4
DK –
Krmilnik S7-300
Podatkovni tipi - sestavljeni
Podatkovni tip
(podatkovna
širina v bitih)
Pomen
Zgled in opis
DATE_AND_TIME
(64)
Datum in čas
(predpona DT# ali DATE_AND_TIME#)
od DATE_AND_TIME #1990-01-01-00:00:00.000
do DT#2168-12-31-23:59:59.999
STRING
(spremenljiva)
Niz znakov
niz ASCII znakov, npr. "Tri dni si daleč, sama, 3
dni je strašno daleč stran" (največ 254 znakov)
ARRAY
(spremenljiva)
Polje (matrika)
zbirka komponent, ki imajo isti podatkovni tip
(največ 6 dimenzij)
STRUCT
(spremenljiva)
Struktura
zbirka komponent, od katerih je lahko vsaka
poljubnega podatkovnega tipa (največ 6 nivojev)
Tabela 6.3: Sestavljeni podatkovni tipi
5
DK –
Krmilnik S7-300
Podatkovni tipi - parametrski
Podatkovni tip
(podatkovna
širina v bitih)
Pomen
Zgled
TIMER
(16)
Časovnik
T 12
COUNTER
(16)
Števec
C 15
BLOCK_FC
(16)
Funkcija
FC 40
BLOCK_FB
(16)
Funkcijski blok
FB 23
BLOCK_DB
(16)
Podatkovni blok
DB 25
BLOCK_SDB
(16)
Sistemski podatkovni blok
SDB 100
POINTER
(48)
DB kazalec
kot kazalec: P#M100.0 ali P#DB18.DBX14.2
kot naslov: MW 48 ali I 125.3
ANY
(80)
ANY kazalec
kot področje: P#DB15.DBX0.0 WORD 16
Tabela 6.4: Parametrski podatkovni tipi
6
DK –
Krmilnik S7-300
Naslovi krmilnikovih elementov


števci (C), časovniki (T), npr. C 8, T 12...
posamezni biti
I 4.1
Identifikator naslova
Q 1.3
M 70.6
DB 10.DBX 14.4
Bytni naslov
(naslov zloga)
Bitni naslov
izhod (pravzaprav področje procesnih preslikav izhodov)
pomožni pomnilnik: bit 6 v 70. zlogu
bit 4 v 14. zlogu podatkovnega bloka 10
7
DK –
Krmilnik S7-300
Naslovi krmilnikovih elementov

zlogi, besede, dvojne besede
IB
QB
MB
DB
4
1
70
10.DBB 14
vhodni zlog 4
izhodni zlog 1
zlog pomožnega pomnilnika z naslovom 70
zlog 14 iz podatkovnega bloka 10
IW
QW
MW
DB
4
1
70
10.DBW 14
vhodna beseda 4
izhodna beseda 1
beseda pomožnega pomnilnika z naslovom 70
beseda 14 iz podatkovnega bloka 10
ID
QD
MD
DB
4
1
70
10.DBD 14
vhodna dvojna beseda
izhodna dvojna beseda
dvojna beseda pomožnega pomnilnika
dvojna beseda iz podatkovnega bloka 10
8
MB 70
DK –
7
Krmilnik S7-300
Naslovi krmilnikovih
elementov organiziranost
6
5
4
3
2
1
0
M 70.7
M 70.0
MW 70
15 14 13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
7
1
0
7
6
5
4
3
2
1
0
6
5
4
3
2
MB 70
MB 71
Višji zlog
Nižji zlog
MW 70
MW 72
15 14 13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
15 14 13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
7
1
0
7
6
5
4
3
2
1
0
7
1
0
7
6
5
4
3
2
1
0
6
5
4
3
2
6
5
4
3
2
MB 70
MB 71
MB 72
MB 73
Višji zlog
Nižji zlog
Višji zlog
Nižji zlog
MD 70
Zgornja beseda
Spodnja beseda
MW 70
MW 72
Nižji zlog
zgornje besede
Višji zlog
zgornje besede
MB 70
Nižji zlog
spodnje besede
Višji zlog
spodnje besede
MB 71
MB 72
MB 73
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
7
1
0
7
6
5
4
3
2
1
0
6
5
4
3
2
1
0
7
6
5
4
3
2
1
0
7
MW 71
6
5
4
3
2
9
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT





napajalnik PS 307,
centralna procesna enota CPU 315-2 DP,
digitalni vhodno-izhodni modul SM 323,
še en digitalni vhodno-izhodni modul SM 323 in
Signalni, funkcijski in vmesniški moduli
Tračnica
CPU
analogniNapajalnik
vhodno-izhodni
modul
SM 334.
...
Slika 6.1: Fizična struktura krmilnika na eni tračnici
10
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT

napajalnik PS 307
LED indikacija delovanja
24 V napajanja
Preklopnik za izbiro priključne
omrežne napetosti
Glavno stikalo
Priključki za napajalno napetost
in zaščitni vodnik
Priključki za izhodno
enosmerno napetost
24 V
Razbremenilna objemka
za priključni kabel
Slika 6.4: Napajalnik PS 307 5 A
11
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT

centralna procesna enota CPU 315-2 DP
LED indikatorji
delovanja in
napak
Utor za
pomnilniško
kartico
Preklopnik s
ključem
Jašek za
podporno
baterijo
MPI
priključek
Priključne
sponke za
napajanje
PROFIBUS
priključek
Slika 6.5: Centralna procesna enota CPU 315-2 DP
12
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT

centralna procesna enota CPU 315-2 DP
Položaj Pomen
Opis
RUN-PROGRAM način
CPU obdeluje uporabniški program.
Ključa NI mogoče izvleči iz preklopnika.
Na programirni napravi lahko preberemo programe s CPU.
Programe lahko naložimo s programirne naprave na CPU.
RUN način
CPU obdeluje uporabniški program.
Ključ je mogoče izvleči iz preklopnika.
Na programirni napravi lahko preberemo programe s CPU.
Programov NE moremo naložiti s programirne naprave na
CPU.
STOP
STOP način
CPU NE obdeluje uporabniškega programa.
Ključ je mogoče izvleči iz preklopnika.
Na programirni napravi lahko preberemo programe s CPU.
Programe lahko naložimo s programirne naprave na CPU.
MRES
resetiranje CPU
Trenutni položaj preklopnika; služi za resetiranje CPU brez
programirne naprave. Za podrobnosti glej poglavje 6.8.
RUN-P
RUN
Tabela 6.5: Vloga preklopnika na CPU 315-2 DP
13
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT

centralna procesna enota CPU 315-2 DP
LED
SF
Barva Pomen
rdeča
System error/fault
(sistemska napaka)
Opis
Sveti, če se pojavi:
 hardverska napaka
 napaka operacijskega sistema (firmware)
 programska napaka
 napaka pri parametriranju
 aritmetična napaka
 napaka pri časovnikih
 okvara pomnilniške kartice
 okvara podporne baterije
 vhodno-izhodna napaka
Napako lahko natančno razberemo s pomočjo
diagnostičnih orodij na programirni napravi.
Sveti, če je podporna baterija:
 pokvarjena
 prazna
 ni vstavljena
BATF
rdeča
Battery fault
(okvara podporne baterije)
DC5V
zelena
enosmerna napetost 5 V za
Sveti, če je notranje napajanje 5 V brezhibno.
CPU in S7-300 vodilo
FRCE
rumena
FORCE
Sveti, kadar smo s programirne naprave sprožili
prisilno postavljanje elementov v želena stanja mimo
zahtev krmilnega programa.
RUN
zelena
RUN način delovanja
Sveti, če se uporabniški program obdeluje.
Utripa (2 Hz) med zagonom CPU (restart).
STOP
rumena
STOP način delovanja
Sveti, če se uporabniški program NE obdeluje.
Utripa med resetiranjem CPU.
14
Tabela 6.6: Pomen LED indikatorjev na CPU 315-2 DP
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT - CPU 315-2 DP
Pomen
Opis
Delovni pomnilnik (vgrajeni)
64 kB
Nalagalni pomnilnik (vgrajeni)
Nalagalni pomnilnik (razširljivi)
96 kB RAM
do 4 MB FEPROM (različne pomnilniške kartice)
Hitrost
približno 0,3 ms za 1000 binarnih ukazov
Pomožni pomnilniki (M-področje)

nastavljiva remanentnost:

privzeta remanentnost:
2048 bitov

MB 0 do MB 255

MB 0 do MB 15 (16 zlogov)
Števci (C)

nastavljiva remanentnost:

privzeta remanentnost:
64
Časovniki (T)

nastavljiva remanentnost:

privzeta remanentnost:
128


C 0 do C 63
C 0 do C 7 (8 števcev)


T 0 do T 127
ni remanentnih časovnikov
Remanentno področje podatkovnih blokov
8 podatkovnih blokov (DB), skupaj največ 4096
remanentnih podatkovnih zlogov
Skupno največje število remanentnih zlogov
4736
Globina gnezdenja
8 nivojev po prednostnem razredu,
4 dodatni nivoji znotraj OB za sinhronsko napako
Največje število digitalnih vhodov
1024
Največje število digitalnih izhodov
1024
Največje število analognih vhodov
128
Največje število analognih izhodov
128
Procesne preslikave

vhodov

izhodov
0 do 127

I 0.0 do I 127.7

Q 0.0 do Q 127.7
2 kB s funkcijo SFC 14 ("DPRD_DAT") ali SFC 15
15
8 nivojev po prednostnem razredu,
4 dodatni nivoji znotraj OB za sinhronsko napako
Globina gnezdenja
DK –
Največje število digitalnih vhodov
1024
Največje število digitalnih izhodov
1024
Največje število analognih vhodov
128
Največje število analognih izhodov
128
Krmilnik S7-300
0 do DP
127
Konfiguracija v LRT - CPU 315-2

I 0.0 do I 127.7
Procesne preslikave

vhodov

izhodov

DP naslovno področje
Q 0.0 do Q 127.7
2 kB s funkcijo SFC 14 ("DPRD_DAT") ali SFC 15
("DPWR_DAT"), od tega 512 bytov za ukaze
nalaganja in prenosa
Število blokov

OB (organizacijski bloki)

FB (funkcijski bloki )

FC (funkcije)

DB (podatkovni bloki)

SFC (sistemske funkcije)

SFB (sistemski funkcijski bloki)






14
192
192
255
59
7
Časovnik realnega časa
hardversko izveden
Števec obratovalnih ur

obseg

selektivnost

remanentnost
1
MPI (MultiPoint Interface) povezave

zagotovljene povezave s programirno napravo (PG)

zagotovljene povezave z operacijskim panelom (OP)

nedoločene povezave za PG/OP/prog. komunikacijo

zagotovljene povezave za programsko komunikacijo

največje število vozlišč (nodes)

hitrost komunikacije

razdalja brez obnavljalnikov (repeaterjev)

razdalja z dvema obnavljalnikoma

razdalja z 10 zaporednimi obnavljalniki



od 0 do 32767 ur
1 ura
da









1
1
2
8
32
187,5 Kbaud
50 m
1100 m
9100 m
Tabela 6.7: Najpomembnejše specifikacije CPU 315-2 DP
16
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT - DIO
Vhodi
Izhodi
Vhodni zlog (X)
Izhodni zlog (X)
Vhodni zlog (X+1)
Izhodni zlog (X+1)
Bitni
naslovi
LED indikatorji
Slika 6.6: Digitalni vhodno-izhodni modul SM 323 DI16/DO16 24 VDC/0.5 A
17
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT - DIO
Krmilnikovo
vodilo
Slika 6.7: Priključitvena shema DIO modula SM 323 DI16/DO16 24 VDC/0.5 A
18
DK –
Krmilnik S7-300
Konfiguracija v LRT - DIO
Dimenzije in masa
Stanja, prekinitve, diagnostika
Dimenzije (širina x višina x globina)
40 x 125 x 120 mm
Prikaz stanj
zelena LED za vsak kanal
Masa
260 g
Prekinitve
NE
Diagnostične funkcije
NE
Specifični podatki o modulu
Število vhodov
16
Podatki za izbiro senzorjev
Število izhodov
16
Vhodna napetost
Dolžina kabla:
 neoklopljeni
največ 600 m
 oklopljeni
največ 1000 m
 zaščita pred naspr. polariteto
24 V enosmerna
DA
Število sočasno nadzorovanih vhodov
 vodoravna namestitev
do 40 °C
16
do 60 °C
8
 navpična namestitev
do 40 °C
16
 logična "1"
od 13 do 30 V
 logična "0"
od -3 do 5 V
Vhodni tok
tipično 7 mA
Zakasnilni čas vhoda
 z logične "0" na "1"
od 1,2 do 4,8 ms
 z logične "1" na "0"
od 1,2 do 4,8 ms
Vhodna karakteristika:
po IEC 1131, tip 1
Priključitev 2-žičnega BERO
možna
 dopustna predpolarizacija največ 1,5 mA
Podatki za izbiro aktuatorjev
Izhodna napetost
Skupni tok izhodov (po skupini)
 pri logični "1"
 vodoravna namestitev
do 20 °C
24 V enosmerna
 pri logični "1"
Napetosti, toki, potenciali
Nazivna bremenska napetost L+
 nazivna vrednost
največ 4 A
Izhodni tok
najmanj L+ (–0,5 V)
19
Nazivna bremenska napetost L+
 zaščita pred naspr. polariteto
DK –
24 V enosmerna
DA
Število sočasno nadzorovanih vhodov
Zakasnilni čas vhoda
 z logične "0" na "1"
od 1,2 do 4,8 ms
 z logične "1" na "0"
od 1,2 do 4,8 ms
Krmilnik S7-300
Vhodna karakteristika:
po IEC 1131, tip 1
do 40 °C
16
Priključitev 2-žičnega BERO
možna
do 60 °C
8
 vodoravna namestitev
Konfiguracija v LRT - DIO
 navpična namestitev
do 40 °C
16
Podatki za izbiro aktuatorjev
Izhodna napetost
Skupni tok izhodov (po skupini)
 pri logični "1"
 vodoravna namestitev
do 20 °C
največ 4 A
do 40 °C
največ 3 A
do 60 °C
največ 2 A
 navpična namestitev
do 40 °C
 dopustna predpolarizacija največ 1,5 mA
največ 2 A
Izhodni tok
 pri logični "1"
nazivna vrednost
0,5 A
dopusten obseg
od 5 mA do 0,6 A
 pri logični "0"
preostali tok
Galvanska ločitev
najmanj L+ (–0,5 V)
največ 0,5 mA
 med kanali in krmilnikovim vodilom
DA
Bremenska impedanca
od 48  do 4 k
 med kanali
DA
Obremenitev s svetilko
največ 5 W
vhodi v skupinah po 16
Paralelna povezava dveh izhodov
 za redundantno proženje
bremena
izhodi v skupinah po 8
Dopustne potencialne razlike
 med različnimi tokokrogi
 za povečanje moči
75 V enosmerna
60 V izmenična
Izolacija preizkušena pri:
600 V enosmerna
Proženje digitalnega vhoda
 iz krmilnikovega vodila
največ 55 mA
 iz bremenske napetosti L+
(brez bremena)
največ 100 mA
 obremenitev s svetilko
Izgube na modulu
ni možna
možno
Preklopna frekvenca
 ohmsko breme
 induktivno breme po
IEC 947-5-1, DC 13
Tokovna obremenitev
možna (samo za
izhode iz iste skupine)
največ 100 Hz
največ 10 Hz
največ 0,5 Hz
tipično 6,5 W
Tabela 6.8: Najpomembnejše specifikacije DIO modula SM 323 DI16/DO16 24
20
DK –
Krmilnik S7-300
Obdelovanje uporabniškega krmilnega programa

Osnovna struktura programa:
 organizacijski bloki (OB - Organization Block),
 funkcijski bloki (FB - Function Block),
 funkcije (FC - Function),
 sistemski funkcijski bloki (SFB - System Function Block),
 sistemske funkcije (SFC - System Function),
 podatkovni bloki (DB - Data Block),
 sistemski podatkovni bloki (SDB - System Data Block).
21
DK –
Krmilnik S7-300
Obdelovanje uporabniškega krmilnega programa
Operacijski
sistem
OB 1
FB 10
FB 20
DB 15
FB 30
FC 23
FB 29
Slika 6.9: Način izvajanja strukturiranega uporabniškega programa
M003:
L
IW 2
// naloži v AKU vhodno besedo
Labela
Operacija Operand
Komentar
22
DK –
Krmilnik S7-300
Obdelovanje uporabniškega krmilnega programa
Procesne
preslikave
izhodov
Začetek
cikla
Prekinitvena
zahteva
Prekinitvena
zahteva
Procesne
preslikave
vhodov
Obdelava uporabniškega programa (OB 1)
Komunikacija in ostale naloge operacijskega sistema
Trajanje cikla
Slika 6.11: Opravila pri cikličnem obdelovanju programa
Konec
cikla
23
DK –
Krmilnik S7-300
Obdelovanje uporabniškega krmilnega programa

čas cikla
PPI
PPV
Začetek
1. cikla
Uporabniški program (OB 1)
Komunikacija in ostalo
1. cikel
PPI
Začetek
1. cikla
PPV
Trenutek
spremembe
vhoda
Uporabniški program (OB 1)
Komunikacija in ostalo
2. cikel
PPI
PPV
Konec
2. cikla
Trenutek
spremembe
izhoda
Uporabniški program (OB 1)
Komunikacija in ostalo
1. cikel
PPV
Konec
1. cikla
Odzivni čas
Trenutek
spremembe
vhoda
PPI
PPI
PPV
Konec
1. cikla
Uporabniški program (OB 1)
Komunikacija in ostalo
2. cikel
Odzivni čas
Slika 6.12: Najkrajši in najdaljši odzivni čas krmilja
PPI
PPV
Konec
2. cikla
Trenutek
spremembe
izhoda
24
DK –
Krmilnik S7-300
Načini delovanja krmilnika



STOP
RUN
(HOLD)
Resetiranje krmilnika
1
2
3
4
25
DK –
Krmilnik S7-300
Zagonske rutine



vroči zagon (Warm Restart); njegova glavna značilnost: program, ki se je bil
ciklično obdeloval in je bil ustavljen, bo nadaljeval delo na mestu, kjer je bil
prekinjen (S7-400),
celoviti zagon (Complete Restart) in
hladni zagon (Cold Restart); ta se od celovitega zagona loči predvsem po tem,
da se v določeni fazi izbrišejo ne samo neremanentni, temveč tudi remanentni
elementi iz sistemskega pomnilnika (S7-400, S7-318).
Celoviti zagon

ročno:
 z zasukom ključa v preklopniku CPU iz pozicije STOP v RUN ali RUN-P,
 preko programirne naprave ali s posebnim sistemskim funkcijskim blokom, ki ga
poženemo na drugi omrežno povezani CPU; pri tem načinu mora biti preklopnik
resetirane CPU v poziciji RUN ali RUN-P.

avtomatično ob priklopu krmilnika na napajanje (pa naj je to vklop stikala na
napajalniku ali pa povratek izpadle napetosti), če sta izpolnjena naslednja
pogoja:
 krmilnik ni bil v načinu delovanja STOP ob izpadu napajanja,
 preklopnik CPU mora biti v legi RUN ali RUN-P.
26
DK –
Krmilnik S7-300
Celoviti zagon
(Complete Restart)
Zapahnitev izhodnih modulov
Celoviti zagon
Resetiranje področja procesnih preslikav vhodov
Resetiranje področja procesnih preslikav izhodov
Resetiranje izhodov
Resetiranje neremanentnih elementov
Inicializacija modulov
Izvršitev ukazov iz organizacijskega bloka OB 100
Izvršitev procesnih preslikav vhodov
Sprostitev izhodnih modulov
Izvršitev procesnih preslikav izhodov
Izvršitev procesnih preslikav vhodov
Izvršitev ukazov iz organizacijskega bloka OB 1
27