Модули ввода дискретных сигналов

Обзор контроллеров SIMATIC S7-1500. Часть 2. Модули расширения и программное обеспечение :

Сигнальные модули S7-1500 :

Краткая характеристика:

• Расширение системы локального ввода-вывода контроллера дополнительными каналами ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов

• Компактные пластиковые корпуса со степенью защиты IP20 шириной 25 или 35 мм

• Наличие модулей для стандартных систем автоматизации, а также для систем обеспечения безопасности

• Подключение к внутренней шине с помощью входящих в комплект поставки U-образных шинных соединителей

• Подключение внешних цепей через съемные 40-полюсные фронтальные соединители

• Механическое кодирование фронтальных соединителей

• Защита токоведущих частей откидными пластиковыми крышками

• Светодиодная индикация состояний модуля и его каналов ввода-вывода

• Поддержка функций обновления встроенного программного обеспечения

Классы сигнальных модулей:

Существует 4 класса модулей BA, ST, HF и HS.

• Модули класса BA (Basic) - простые и недорогие модули без диагностики.

• Модули класса ST (Standard) - поддерживают диагностические функции на уровне модуля или группы каналов. Точность для аналоговых модулей равна 0.3 %.

• Модули класса HF (High Feature) - поддерживают диагностические функции на уровне каждого канала. Точность для аналоговых модулей равна 0.1 %.

• Модули класса HS (High Speed) - имеют малое время фильтрации сигналов и поддерживают высокоскоростное преобразование. Например, аналоговые модули обеспечивают время преобразования 125 мкс на 8 каналов.

Важно: все сигнальные модули имеют возможность обновления встроенного ПО. В зависимости от версии встроенного ПО функциональные возможности модулей с одним и тем же заказным номером может быть разным.Модули класса BA (Basic) - простые и недорогие модули без диагностики.

ем же заказным номером может быть разным.

Модули цифровых входов/выходов :

Модули SM 521 цифровые входы:

DI 16x 24VDC BA/HF

DI 16x 230VAC BA

DI 16x 24…125VUC HF

DI 32x 24VDC BA/HF

Модули SM 522 цифровые выходы:

DQ 8x 24VDC/2.0A HF

DQ 8x 230VAC/2.0A ST

RQ 8x 230VAC/5.0A NO ST

DQ 16x 24VDC/0.5A BA/HF

DQ 16x 230VAC/1.0A ST

RQ 16x 230VAC/2.0A NO ST

DQ 32x 24VDC/0.5A BA/HF

• Настраиваемое время фильтрации входных сигналов

• Поддержка формирования аппаратных прерываний по переднему и заднему или обоим фронтам входного сигнала (HF)

• Изменение параметров во время работы (HF)

• Контроль обрыва цепей подключения датчиков (HF)

• Контроль напряжения питания датчиков (HF)

• Поддержка скоростного счета на уровне двух каналов (HF)

• Сохранение последних состояний входных сигналов в отказавших модулях

• Настраиваемая реакция на остановку центрального процессора с возможностью выбора сброса всех выходов, сохранения текущих состояний выходов или перевода выходов в заданные состояния

• Защита выходов от коротких замыканий в некоторых типах модулей

• Изменение параметров настройки во время работы в некоторых типах модулей

Модули аналоговых входов/выходов :

Модули SM 531 аналоговых входов:

AI 4x U/I/RTD/TC, 16 бит, ST

AI 8x U/I/RTD/TC, 16 бит, ST

AI 8x U/RTD/TC, 16 бит, HF, ГОСТ-совместимый

AI 8x U/I, 16 бит, HS/HF

Модули SM 532 аналоговых выходов:

AQ 2x U/I, 16 бит, ST

AQ 4x U/I, 16 бит, ST/HF

AQ 8x U/I, 16 бит, HS

• Выбор диапазона измерений на уровне каждого канала

• Настраиваемые режимы сглаживания входных сигналов

• Мониторинг до четырех пороговых значений сигналов на каждый канал

• Калибровка во время работы

• Изменение параметров настройки во время работы

• Мониторинг коротких замыканий и обрывов цепей подключения датчиков (зависит от типа модуля и диапазона измерений)

• Настраиваемая реакция на остановку центрального процессора

• Мониторинг коротких замыканий в выходных каналах напряжения

• Мониторинг обрыва цепей подключения исполнительных устройств в выходных каналах 4-20 мА

• Мониторинг напряжения питания исполнительных устройств

• Калибровка во время работы

• Изменение параметров настройки во время работы

Комбинированные модули входов/выходов :

*SM 523 и SM 534

- Модуль SM 523

DI 16x 24VDC + DQ 16x 24VDC/0.5A, BA

Поддержка функций модулей ввода и вывода дискретных сигналов класса BA:

- Модули SM 534

AI 4x U/I/RTD/TC, 16 бит + AQ 2x U/I, 16 бит, ST

Поддержка функций модулей ввода и вывода аналоговых сигналов класса ST

F-модули цифровых входов/выходов :

*Модули SM 526

Модули SM 526

F-DI 16x 24VDC

F-DQ 8x 24VDC/2.0A, PPM

• Построение систем обеспечения безопасности, отвечающих требованиям уровня безопасности до SIL3 по стандарту IEC 61508 и уровня производительности до PLe по стандарту DIN ISO 13849

• 1- или 2-канальное подключение датчиков с обработкой сигналов по принципу 1оо1 или 1оо2

• Двойной разрыв шины питания нагрузки Р (РР) или одновременный разрыв шин питания Р и М (РМ)

• Поддержка профиля PROFIsafe в сетях PROFINET IO и PROFIBUS DP

Сигнальные модули в системах распределенного ввода-вывода :

• Поддержка доступа к различным группам модулей общих приборов ввода-вывода со стороны до четырех контроллеров PROFINET IO

• Поддержка доступа к общим каналам ввода (MSI) и вывода (MSQ) модулей со стороны до четырех контроллеров PROFINET IO:

- в модулях цифровых входов/выходов на уровне групп каналов ввода или вывода

- в модулях аналоговых входов/выходов на уровне отдельных каналов ввода или вывода

Технологические модули :

Модуль TM Count 2x 24V (2-х канальный счетчик) :

*TM Count 2x 24V

• Решение задач скоростного счета или измерения частоты (0.04 Гц … 800 кГц)/ периода следования импульсов (1.25 мкс … 25 с) или частоты вращения

• Измерение пройденного пути с помощью телеграмм Motion Control

• Два реверсивных счетных канала с разрешением ±31 бит для работы с 24 В 200 кГц инкрементальными датчиками

• 3x DI + 2x DQ на каждый канал

• Два встроенных компаратора на каждый канал с настраиваемым гистерезисом

• Программная или аппаратная установка границ счета

• Настраиваемая задержка распространения входных дискретных сигналов

• Диагностические и аппаратные прерывания на уровне каждого канала

Модуль TM PosInput 2 (2х-канальный модуль подключения датчиков положения) :

*TM PosInput 2

• 2-канальный модуль подключения инкрементальных, импульсных или синхронно-последовательных датчиков позиционирования с частотой следования сигналов до 1 МГц

• Скоростной реверсивный счет (±231), измерение частоты (0.04 Гц … 4 Мгц) или периода (0.25 мкс … 25 с) следования импульсов

• Два цифровых входа и два цифровых выхода на каждый канал

• Два встроенных компаратора на каждый канала с настраиваемым гистерезисом

• Программная или аппаратная установка границ счета

• Настраиваемая задержка распространения входных сигналов

• Диагностические и аппаратные прерывания на уровне каждого канала

• Мониторинг напряжения питания, коротких замыканий и обрывов во внешних цепях

Модуль TM Timer DIDQ 16x 24V :

• 16 встроенных цифровых каналов на одну из 4 возможных конфигураций

• Использование входов в режиме потенциальных, импульсных или счетных каналов с настраиваемым временем фильтрации входных сигналов

• Использование выходов для вывода потенциальных или импульсных сигналов с поддержкой широтно-импульсной модуляции

• Выборка входных и вывод выходных сигналов с запасом по частоте дискретизации

• Присвоение отметок времени входным сигналам с разрешением в 1 мкс

• До 8 скоростных счетчиков с опорной частотой 200 кГц

• Формирование импульсных выходных сигналов с частотой до 100 кГц

• Поддержка изохронного режима

Модули SIWAREX WP521 ST/ WP522 ST (весоизмерение) :

SIWAREX WP521 ST/ WP522 ST

• 1- (WP521) и 2-канальный (WP522) модуль взвешивания

• Три дискретных входа и четыре дискретных выхода на каждый измерительный канал

• Встроенный интерфейс RS485/ Modbus RTU на каждый измерительный канал

• Встроенный интерфейс Ethernet на модуль с поддержкой протоколов SIWATOOL и Modbus TCP/IP

• Настройка параметров с помощью программного обеспечения SIWATOOL

• Выполнение измерений с частотой до 120 Гц с учетом или без учета веса тары

• Измерение веса с точностью 0.05 %

• Автоматическая тарировка весов без использования эталонных грузов

• Мониторинг граничных значений веса и целостности цепей подключения весовых ячеек

• Замена модулей без повторной калибровки весов

SIMATIC S7-1500 TM NPU (нейропроцессорный модуль) :

• Модуль может быть установлен на SIMATIC S7-1500 CPU или

на периферийную станцию ET200MP

• Ввод данных в нейропроцессорный модуль осуществляется через USB / ETHERNET порты, так же возможен ввод данных непосредственно из CPU по шине Backplane

• Модуль работает с заранее подготовленной нейронной сетью

Коммуникационные модули :

• Поддержка коммуникационного обмена данными и обслуживание систем распределенного ввода-вывода

• Снижение нагрузки центрального процессора за счет автономного обслуживания коммуникационных задач коммуникационными процессорами

• До 8 коммуникационных модулей Ethernet, PROFINET и PROFIBUS на контроллер

• Конфигурирование сетей с помощью STEP 7 Professional (TIA Portal)

• Большое количество коммуникационных интерфейсов контроллера

• Поддержка распространённых коммуникационных стандартов

Коммуникационный процессор CP 1543-1 :

*CP 1543-1

• Подключение S7-1500 к сети Industrial Ethernet, 1x RJ45, 10/100/1000 Мбит/с, до 118 коммуникационных соединений

• До 8 модулей на контроллер (зависит от типа CPU)

• Поддержка PG-, OP- и S7 функций связи, а также открытого обмена данными через IE (SEND/RECEIVE, FETCH/WRITE)

• Встроенный Firewall с инспекцией пакетов данных уровня 3 и 4

• FTP/FTPS клиент или сервер

• Веб-сервер с поддержкой протоколов HTTP/ HTTPS

• Обмен данными через VPN

• Список разрешенных IP/MAC адресов

• IPv6, e-mail на основе SMTP/ESMTP

• SNMP V1/V3, NTP V3

Коммуникационный модуль CM 1542-1 :

*CM 1542-1

• Подключение S7-1500 к сети PROFINET IO в режиме контроллера ввода-вывода

• Встроенный 2-канальный коммутатор с поддержкой режимов RT/IRT, 2x RJ45, 10/ 100 Мбит/с

• До 8 модулей на контроллер (зависит от типа CPU)

• Поддержка до 128 приборов ввода-вывода с обменом данными в режиме RT

• Поддержка до 64 приборов ввода-вывода с обменом данными в режиме IRT

• Поддержка PG-, OP- и S7 функций связи

• Рассылка e-mail

Коммуникационный процессор CP 1542-5 :

*CP 1542-5

• Подключение S7-1500 к сети PROFIBUS DP (RS485) со скоростью обмена данными до 12 Мбит/с

• Поддержка функций ведущего или ведомого DP устройства

• Поддержка протокола PROFIBUS DP, PG-, OP- и S7 функций связи

• S7 маршрутизация и маршрутизация параметров настройки

• Поддержка изохронного режима

• Изменение параметров настройки во время работы

• Синхронизация времени через PROFIBUS

• Веб диагностика

• В режиме ведущего DP устройства: - адресное пространство ввода-вывода до - 2 кбайт - до 32 ведомых DP устройств

• До 16 конфигурируемых S7 соединений

Коммуникационный модуль CM 1542-5 :

*CM 1542-5

• Подключение S7-1500 к сети PROFIBUS DP (RS485) со скоростью обмена данными до 12 Мбит/с

• Поддержка функций ведущего или ведомого DP устройства

• Поддержка протокола PROFIBUS DP, PG-, OP- и S7 функций связи

• S7 маршрутизация и маршрутизация параметров настройки

• Поддержка изохронного режима

• Изменение параметров настройки во время работы

• Синхронизация времени через PROFIBUS

• Веб диагностика

• В режиме ведущего DP устройства: - адресное пространство ввода-вывода до - 8 кбайт - до 125 ведомых DP устройств

• До 40 конфигурируемых S7 соединений

Коммуникационные модули CM PtP RS232 :

*CM PtP RS232

CM PtP RS232 HF

• Встроенный интерфейс RS232C

• Скорость обмена данными до 115.2 кбит/с

• Размер телеграмм до 4 кбайт

• Емкость буфера 8 кбайт

CM PtP RS232 BA

• Встроенный интерфейс RS232C

• Скорость обмена данными до 19.2 кбит/с

• Размер телеграмм до 1 кбайт

• Емкость буфера 2 кбайт

Поддерживаемые протоколы

• Свободно конфигурируемый порт (ASCII) с настраиваемым форматом телеграмм

• 3964(R) для обмена данными с оборудованием SIEMENS и оборудованием других производителей

• Дополнительно в модулях CM PtP RS232 HF:

- Modbus RTU Master с подключением одного ведомого устройства

- Modbus RTU Slave

- USS с подключением одного привода

Коммуникационные модули CM PtP RS422/RS485 :

*CM PtP RS422/RS485

CM PtP RS422/RS485 HF

• Встроенный интерфейс RS422/RS485

• Скорость обмена данными до 115.2 кбит/с

• Размер телеграмм до 4 кбайт

• Емкость буфера 8 кбайт

CM PtP RS422/RS485 BA

• Встроенный интерфейс RS422/RS485

• Скорость обмена данными до 19.2 кбит/с

• Размер телеграмм до 1 кбайт

• Емкость буфера 2 кбайт

Поддерживаемые протоколы

• Свободно конфигурируемый порт (ASCII) с настраиваемым форматом телеграмм

• 3964(R) для обмена данными с оборудованием SIEMENS и оборудованием других производителей Дополнительно в модулях CM PtP RS422/RS485 HF :

- Modbus RTU Master с подключением до 30 ведомых устройств (для RS485)

- Modbus RTU Slave

- USS с подключением до 16 приводов

Коммуникационный модуль TIM 1531 IRC :

• Интеграция контроллеров S7-1500 в системы телеуправления SINAUT ST7

• Использование в режиме коммуникационного модуля S7-1500 или в качестве автономного прибора

• Три встроенных интерфейса Ethernet/ RJ45 для подключения к IP LAN или IP WAN сетям

• Встроенный интерфейс RS232/RS485 для подключения к традиционным WAN

• Встроенная буферная память для сохранения до 100000 телеграмм с отметками даты и времени на время перебоев в работе системы связи

• Сохранение данных в SIMATIC Memory Card при перебоях в питании модуля

• Работа в режимах станции, узловой станции или узлового терминала

• Встроенный веб-сервер

Коммуникационное программное обеспечение.

Библиотека SIPLUS RIC для S7-1500 :

• Библиотека программных блоков для использования S7-1500 в качестве удаленных терминалов (RTU) систем телеуправления

• Поддержка телекоммуникационных протоколов IEC 60870- 5-101/-103/-104

• Одновременная поддержка двух различных протоколов

• Поддержка обмена данными в глобальных TCP/IP сетях на основе протокола IEC 60870-5-104 через встроенный интерфейс PROFINET центральных процессоров

• Поддержка обмена данными в классических WAN на основе протоколов IEC 60870-5-101/-103 через коммуникационные модули CM PtP S7-1500

• Поставка на SIMATIC Memory Card с привязкой библиотеки к номеру карты памяти

Коммутаторы Industrial Ethernet семейства SCALANCE :

Модульные управляемые коммутаторы Industrial Ethernet уровня 3 семейства SCALANCE XM400:

• Три типа коммутаторов и три типа модулей расширения

• До 24 коммуникационных портов на коммутатор и модули расширения

• Электрические и оптические порты 100/1000 Мбит/с

Моноблочные управляемые коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE XC200:

• Модули с встроенными электрическими или электрическими и оптическими портами

• До 24 электрических портов RJ45 на модуль

Моноблочные неуправляемые коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE XC100:

• Модули с встроенными электрическими или электрическими и оптическими портами

• До 24 электрических портов RJ45 на модуль

IWLAN семейства SCALANCE :

Модульные IWLAN семейства SCALANCE W700:

• IEEE802.11 a/b/g/h/n, 2.4/5 ГГц, до 300 Мбит/с в IWLAN, до 100 Мбит/с в LAN

Модуль IWLAN клиента SCALANCE W734-1 RJ45:

• Один радио интерфейс

• 2x R-SMA для подключения антенн, 2x RJ45 с встроенным коммутатором и питанием через Ethernet (PoE), обмен данными в режиме RT (c Key-Plug), подключение к IWLAN до 8 приборов

IWLAN точка доступа SCALANCE W77-1 RJ45:

• Один радио интерфейс

• 2x R-SMA для подключения антенн, 2x RJ45 с встроенным коммутатором и питанием через Ethernet (PoE), обмен данными в режиме RT (c Key-Plug), подключение к IWLAN до 8 приборов

Компоненты систем промышленной удаленной связи, VPN, Firewall, NAT :

Компоненты систем промышленной удаленной связи, VPN, Firewall, NAT, 1x DI + 1x DQ:

• ADSL роутер SCALANCE M812-1: 1x RJ45, ADSL 2T, ANNEX A

• ADSL роутер SCALANCE M816-1: 4x RJ45 с встроенным коммутатором, ADSL 2T, ANNEX A

• SHDSL роутер SCALANCE M826-2: обмен данными через 2- и 4-проводные каналы связи, поддержка множества SHDSL топологий, 4x RJ45 с встроенным коммутатором

• 2.5 ГГц роутер SCALANCE M874-2: для 2.5 ГГц беспроводных систем связи, 2x RJ45 с встроенным коммутатором

• 3G роутер SCALANCE M874-3: для 3G систем беспроводной связи, HSPA+, 2x RJ45 с встроенным коммутатором

• 3G роутер SCALANCE M876-3: для 3G систем беспроводной связи, HSPA+/EV-DO, 4x RJ45 с встроенным коммутатором

Блоки питания

Блоки питания нагрузки PM 1507 :

• Преобразование входного напряжения ~120/ 230 В в выходное напряжение =24 В

• Питание центральных процессоров, интерфейсных и коммуникационных модулей, а также внешних цепей технологических и сигнальных модулей

• Отсутствие интерфейса подключения к внутренней шине контроллера S7-1500/ станции ET 200MP

• Отсутствие диагностических функций

• Без конфигурирования в среде STEP 7

• Два типоразмера с выходной мощностью 70 и 190 Вт

• Включение на параллельную работу до двух блоков питания для увеличения выходной мощности

Системные блоки питания PS 1505 и PS 1507 :

Преобразование входного напряжения в выходное напряжение, подаваемое на внутреннюю шину контроллера S7-1500/ станции ET 200MP для питания внутренней электроники модулей

• Наличие интерфейса подключения к внутренней шине контроллера S7-1500/ станции ET 200MP

• Поддержка диагностических функций

• Модификации:

- PS 1505 60W 24/48/60V DC HF с входным напряжением =24/48/60 В и временем буферирования, достаточным для сохранения всех данных;

- PS 1505 25W c входным напряжением =24 В;

- PS 1507 60W с входным напряжением 120/ 230 В

• До трех системных блоков питания на контроллер S7-1500/ станцию ET 200MP

• Установка:

- одного системного блок питания в слот 0 слева от центрального процессора/ интерфейсного модуля;

- до двух системных блоков в слоты справа от центрального процессора/ интерфейсного модуля

• Формирование до трех сегментов питания внутренней электроники модулей контроллера S7-1500/ станции ET 200MP

• Адаптация контроллера S7-1500/ станции ET 200MP к различным уровням внешнего напряжения питания постоянного или переменного тока

• Различные варианты подключения внешних цепей питания к системным блокам питания сегмента 1

Расчет потребляемой мощности электроникой модулей :

TIA Portal и TIA Selection Tool позволяют выполнять проверку потребляемой модулями мощности через внутреннюю шину контроллера S7-1500/ станции ET 200 MP

SIMATIC STEP 7 Professional (TIA Portal) :

• Разработка проектов автоматизации на базе программируемых контроллеров SIMATIC S7-1200/ S7-1500/ S7-300/ S7-400 и панелей операторов SIMATIC Basic Panel в среде TIA Portal

• STEP 7 Professional:

- Программирование контроллеров на языках LAD, FBD, - STL, SCL и GRAPH

- Конфигурирование аппаратуры и промышленных сетей

- Выполнение диагностики, ввод в эксплуатацию,

- локального или удаленного обслуживания системы - Отладка программ с помощью S7-PLCSIM

• WinCC Basic:

- Разработка проектов панелей операторов SIMATIC Basic Panel

- Входит в комплект поставки STEP 7 Professional

TeleService :

• Составная часть программного обеспечения STEP 7 Professional (TIA Portal) для удаленного обслуживания систем автоматизации SIMATIC:

- не требует наличия необходимого ПО и программатора на предприятии

- не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала на предприятии

- исключает затраты на командировочные расходы

• Требует наличия на стороне предприятия дополнительной аппаратуры в виде:

- модулей TS Adapter IE Advanced или TS Adapter IE Basic + TS модуль соответствующего типа

- TS модули включают в свой состав модем аналоговой телефонной линии, ISDN модем, GSM модем и модуль подключения внешнего модема через интерфейс RS232

Модули ввода дискретных сигналов :

Модули SM 521 предназначены для преобразования входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы, используемые центральным процессором для обработки входной информации в программе пользователя.

Краткая характеристика модулей:

• Наличие 16- и 32-канальных модулей классов BA и HF.

• Наличие модификаций для ввода дискретных сигналов постоянного и переменного тока.

• Адаптация системы ввода-вывода контроллера к требованиям решаемых задач.

• Использование в программируемых контроллерах S7-1500 и станциях ET 200MP.

• Программная настройка параметров.

• Поддержка функций обновления встроенного программного обеспечения.

• Поддержка 2-, 3- и 4-проводных схем подключения датчиков.

Конструктивные особенности:

• Компактный пластиковый корпус шириной 25 или 35 мм (зависит от типа модуля).

• Фиксация в рабочем положении на профильной шине S7-1500 одним вином, встроенным в корпус модуля.

• Подключение внешних цепей через съемный 40-полюсный фронтальный соединитель с использованием проводников сечением 0.25 … 1.5 мм2 (AWG24 … AWG16).

• Использование соединительных штекеров на фронтальных соединителях для объединения различных групп входов.

• Наличие промежуточного монтажного положения фронтального соединителя, при котором он зафиксирован на корпусе модуля, но не имеет электрических соединений с его электроникой.

• Информация о модуле на его фронтальной панели и защитной крышке:

- тип модуля;

- заказной номер модуля;

- версия аппаратуры и встроенного программного обеспечения;

- этикетка с маркировкой внешних цепей;

- схема подключения внешних цепей модуля.

• Унифицированный набор диагностических светодиодов индикации:

- состояний модуля со свечением красным цветом при наличии ошибок и зеленым цветом при нормальной работе;

- состояний каналов модуля с отображением погашенным светодиодом пассивного состояния канала, зеленым цветом активного состояния канала, красным цветом при ошибке в работе канала;

- наличия напряжения питания.