Модули расширения вводов-выводов

Применение модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов позволяет увеличить количество входов и выходов, обслуживаемых одним контроллером.

В зависимости от требований решаемой задачи контроллер может комплектоваться набором модулей расширения дискретных сигналов с 8, 16 или 32 дискретными входами или выходами.

Модуль для подключения термопар позволяет подключить 4 термопары типов J, K, T, E, R, S или N. Модуль для подключения термометров сопротивления допускает подключение двух датчиков температуры одинакового типа. Для этой цели могут быть использованы датчики типов: Pt100, Pt200, Pt500, Pt1000, Pt10000, Ni100, Ni120, Ni1000, Cu10. Датчики могут подключаться по 2-, 3- или 4-проводной схеме.

Для ввода аналоговых сигналов используется модуль EM231, который выполняет аналого-цифровое преобразование четырех внешних аналоговых сигналов. Модуль предназначен для преобразования унифицированного сигнала напряжения или тока в цифровое представление.

Модуль EM 232 предназначен для цифро-аналогового преобразования внутренних числовых величин контроллера во внешние аналоговые сигналы тока или напряжения. Имеет два выхода.

Модуль EM 235 выполняет аналого-цифровое преобразование внешних аналоговых сигналов и цифро-аналоговое преобразование внутренних числовых величин контроллера во внешние аналоговые сигналы.

Коммуникационные модули

Коммуникационные модули предназначены для интеграции контроллера в различные промышленные сети.

Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 могут подключаться через коммуникационные процессоры к AS-Interface и PROFIBUS-DP. Это позволяет увеличивать количество входов-выходов, обслуживаемых S7-200.

Для подключения к AS-Interface и выполнения функций ведущего устройства используется модуль CP 243-2. Подключение AS-Interface значительно увеличивает количество доступных цифровых входов/выходов для S7-200 (макс. 248 DI/186 DO от AS-Interface на один CP). Одновременно к одному S7-200 может быть подключено до двух CP 243-2.

Для подключения центральных процессоров CPU 22x к PROFIBUS-DP в качестве интеллектуального ведомого устройства используется модуль EM 277. Одновременно модуль обеспечивает поддержку MPI-протокола, используемого для обмена данными с ведущим MPI-устройством.

Модемный модуль ЕМ 241 обеспечивает связь на скоростях 300 бод…33,6 кбод.

Модули расширения CP243-1 и CP243-1 IT обеспечивают доступ к сети Ethernet. S7-200 может поддерживать обмен данными через протокол TCP/IP Ethernet путем использования одного из модулей расширения Ethernet типа CP 243-1 или Internet типа CP 243-1 IT на скорости от 10 до 100 Мбод

Человеко-машинный интерфейс

Для построения систем человеко-машинного интерфейса программируемых контроллеров S7-200 могут использоваться текстовый дисплей TD200 и сенсорная панель оператора TP070.

Дисплей TD200 соединяется с контроллером соединительным кабелем по PPI интерфейсу и не требует использования дополнительного источника питания. TD 200 может использоваться для решения следующих задач:

- отображение сообщений;

- изменение параметров настройки программы;

- ручной запуск и остановка машин и механизмов.

TP070 – профессиональная сенсорная панель. На ее основе может создаваться человеко-машинный интерфейс для отдельных машин или небольших заводов. Энергонезависимая Flash–память панели рассчитана на хранение до 20 экранных изображений процесса. STN-дисплей 5,7" с встроенными резистивными сенсорными датчиками позволяет производить управление непосредственно с экрана без использования дополнительной клавиатуры.

Масштабируемые шрифты позволяют создавать текстовые сообщения и выводить текущие значения технологических параметров, хорошо читаемые с больших расстояний. Малые времена реакции позволяют использовать TP070 для реализации функций ручного управления.

Основы функционирования ПЛК

Основной функцией S7-200 является контроль полевых входов и, на основе логики управления, включение и выключение полевых выходных устройств.

Контроллер S7-200 обрабатывает логику управления в программе циклически, считывая и записывая данные.

Основной принцип действия: S7-200 считывает состояние входов, программа использует эти входы для анализа логики управления. Во время обработки программы S7-200 обновляет данные.

Этап чтения входов

Цифровые входы: В начале цикла текущие значения цифровых входов считываются, а затем записываются в регистр входов образа процесса.

Аналоговые входы: S7-200 не обновляет аналоговые входы модулей расширения автоматически как часть цикла, если не активизирована цифровая фильтрация аналоговых входов.

Если фильтр для аналогового входа активизирован, то S7-200 обновляет этот аналоговый вход один раз за цикл, выполняет функцию фильтрации и сохраняет отфильтрованное значение внутри.

Если фильтр аналогового входа выключен, то S7-200 считывает значение из модуля расширения всякий раз, когда программа обращается к аналоговому входу.

Встроенные аналоговые входы модуля CPU 224XP обновляются в каждом цикле самыми последними результатами аналого-цифрового преобразователя, который работает со средними значениями, и эти значения обычно не нуждаются в программной фильтрации.

Этап исполнение программы

На этом участке цикла S7-200 обрабатывает программу с первой команды до последней.

Если в программе используются прерывания, то программы обработки прерываний, которые ставятся в соответствие прерывающим событиям, хранятся как часть основной программы. Однако программы обработки прерываний исполняются не как составная часть нормального цикла, а только тогда, когда происходит прерывающее событие, что возможно в любом месте цикла.

На участке цикла, выделенном для обработки коммуникаций, S7-200 обрабатывает все сообщения, полученные из коммуникационного порта или от интеллектуальных модулей ввода/вывода.

На участке цикла самодиагностики контроллер проверяет надлежащую работу CPU, области памяти и состояние модулей расширения.