WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
Федеральное агентство по образованию Ангарская государственная техническая академия Программирование контроллеров MODICON-TSX-QUANTUM фирмы SCHNEIDER ELECTRIC Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу “Интегрированные системы проектирования и управления” для специальности 210200 дневного и заочного обучения Ангарск 2006 Распределенные системы управления.

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Интегрированные системы проектирования и управления» для студентов специальности 21.02 дневного и заочного обучения.

Составители: доценты Панов В.И., Голубцова Т.В. – Ангарск, АГТА, 2004 Контроллеры MODICON-TSX-QUANTUM фирмы SCHNEIDER ELECTRIC широко используются в различных отраслях промышленности России для построения распределенных систем управления средними и крупными технологическими процессами. Выполнение лабораторных работ позволит студентам познакомится с пакетом Concept для программирования контроллеров MODICON-TSX-QUANTUM и научится его использовать для построения различных схем регулирования и логического управления технологическими объектами. Авторы выражают глубокую признательность рецензенту за ценные указания, способствующие улучшению качества методических указаний Рецензент: к.т.н. доцент Кузнецов Б. Ф.

Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом Ангарской государственной технической академии.

© Ангарская государственная техническая академия, 2006 г.

© Кафедра АТП.

2 Содержание Введение.................................................................................................................. 4 1. Технические характеристики контроллера...................................................... 5 2. Гибкие архитектуры системы......................................................................... 14 3. Программирование в среде CONCEPT.......................................................... 21 4. Конфигурирование контроллера..................................................................... 5. Разработка программ....................................................................................... 6. Разработка программ в редакторе FBD.......................................................... 7. Разработка программ в редакторе SFC........................................................... 8. Отладка программы......................................................................................... 9. Выполнение лабораторных работ................................................................... Введение Контроллеры Modicon TSX Quantum фирмы “Шнейдер Электрик” широко применяются в России для создания АСУ ТП в таких отраслях промышленности, как химия, нефтехимия, нефтепереработка и нефтедобыча, энергетика и других.

Контроллеры позволяют создавать:

• относительно простые системы с одним контроллером и локальным вводом-выводом, в которых устройства ввода-вывода сигналов технологических параметров размещаются в одном конструктиве с процессором;

• системы с одним контроллером и с устройствами ввода-вывода, удаленные от процессора на расстояние до 5 километров;

• системы с несколькими контроллерами, объединенные различными сетями передачи данных, такими как Ethernet TCP/IP, Modbus Plus, Modbus, Profibus и другими.

Разработка программ для контроллеров (программирование контроллеров) осуществляется с помощью пакета CONCEPT.

Пакет CONCEPT содержит следующие пять языков программирования, соответствующих международному стандарту IEC 1131:

- графические языки:

• FBD – язык функциональных блоковых диаграмм;

• LD – язык лестничных диаграмм;

• SFC – язык последовательных функциональных схем;

- текстовые языки:

• IL – список инструкций (язык типа “ассемблер”);

• ST – структурированный текст, язык, близкий к Pascal.

Кроме того, CONCEPT содержит один не стандартный язык LL986 типа LD.

Программы, написанные на стандартных языках, называются IECпрограммами, а написанные на LL984 – LL984-программами.

Настоящие методические указания не являются руководством по проектированию АСУ ТП на базе контроллеров Modicon TSX Quantum, а предназначены для изучения студентами основных приемов разработки программ регулирования и логического управления для этих контроллеров на примере программирования контроллера с локальным вводом-выводом. Поэтому возможности CONCEPT’a и сведения по техническим характеристикам контроллеров здесь приводятся только в объеме, необходимом для этих целей.

Из пяти стандартных языков программирования, содержащихся в пакете CONCEPT, в этом курсе изучаются только два – FBD и SFC.

1. Технические характеристики контроллера Контроллер Modicon TSX Quantum (в дальнейшем – контроллер) является проектно-компануемым изделием и комплектуется из следующих компонентов:

• шасси;

• модулей электропитания (PS);

• модулей центрального процессорного устройства (CPU или ЦПУ);

• модулей ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов от датчиков параметров технологического процесса;

• модулей связи;

• специальных модулей.

Шасси.

1.1 Шасси предназначены для установки модулей и соединения их с шиной процессора. Имеется ряд типоразмеров шасси.

Вид шасси одного из типоразмеров приведен на рисунке 1.



Шасси содержит внешнюю шину процессора и места, называемые «слотами» для установки модулей слоты Рис.1.

Общий вид модулей и метод их установки в шасси показаны на рисунке 2.

Рис.2.

Шасси имеют шесть типоразмеров:

•.... на 2 слота;

•.... на 3 слота;

•.... на 4 слота;

•.... на 6 слотов;

•.... на 10 слотов;

•.... на 16 слотов.

Модули могут вставляться в любой слот.

Общие виды контроллеров, смонтированных на различных шасси, показаны на рисунке 3.

Рис.3.

1.2 Модули питания Модули питания выполняют две функции: служат источником питания шасси системы и защищают ее от помех и скачков напряжения. Блоки питания имеют защиту от перегрузки по току и напряжению.

Блоки питания преобразуют поступающее напряжение в стабилизированное постоянное напряжение +5 В для работы ЦПУ, локальных модулей ввода-вывода и других модулей, устанавливаемых на шасси. Эти блоки не обеспечивают запитку полевых датчиков и приводов от точек ввода-вывода.

В системах управления Quantum используются блоки питания трех типов:

• маломощные автономные блоки питания;

• наращиваемые блоки питания высокой мощности;

• резервируемые блоки питания высокой мощности.

Краткие характеристики блоков питания приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Входное напряжение, Тип блока Обозначение мощность 120/230 VAC, 3 A автономный 140 CPS 111 120/230 VAC, 8 A наращиваемый 140 CPS 114-120/230 VAC, 8 A резервируемый 140 CPS 124-24 VDC, 3 A автономный 140 CPS 211-24 VDC, 8 A наращиваемый 140 CPS 214-24 VDC, 8 A резервируемый 140 CPS 224-48...60 VDC, 8 A наращиваемый 140 CPS 414-48...60 VDC, 8 A резервируемый 140 CPS 424-125 VDC, 3 A автономный 140 CPS 511-125 VDC, 8 A резервируемый 140 CPS 524-1.3. ЦПУ.

ЦПУ Quantum являются однослотовыми программируемыми устройствами со встроенной системной памятью, памятью прикладных программ и портами связи.

В ЦПУ Quantum используется технология флеш-памяти для системной памяти ЦПУ и хранения набора команд.

ЦПУ Quantum обеспечивает хранение прикладных программ в ОЗУ с резервным батарейным питанием.

Все ЦПУ поддерживают сетевые протоколы Modbus и Modbas Plus. В некоторых моделях ЦПУ используется математический сопроцессор.

Краткие технические характеристики ЦПУ приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Модель 140.. CPU 113 02 CPU 113 03 CPU 434 12 CPU 534 Процессор 80186 80186 80486 Сопроцессор нет нет есть есть Тактовая час- 20 20 66 тота МГц Память слов 109 К 368 К 896 К 2,5 М Порты связи Modbus 1 1 2 Modbus Plus 1 1 1 1.4. Модули ввода-вывода.

1.4.1. Модули дискретного ввода-вывода.

Контроллеры поддерживают широкий спектр модулей дискретного ввода-вывода, обеспечивающих взаимодействие с разнообразными полевыми устройствами. Все модули соответствуют международным электротехническим стандартам IEC, гарантирующим надежность в жестких условиях эксплуатации.

Все модули ввода-вывода полностью конфигурируются при помощи программного обеспечения Concept и Modsoft Quantum позволяет определить заранее состояние, в которое устанавливаются дискретные выходы, если по каким-то причинам прекращается обслуживание модулей:

• отключение;

• переход в заранее заданное безопасное состояние;

• фиксация последнего значения.

Краткие технические характеристики модулей приведены в таблицах 3, 4 и 5.

Таблица 3. Модули дискретного ввода.

Входное на- Наименование Логика Обозначение пряжение 24 VAC 16 изолированных входов - 140 DAI 340 24 VAC 4 группы по 8 входов - 140 DAI 353 48 VAC 16 изолированных входов - 140 DAI 440 48 VAC 4 группы по 8 входов - 140 DAI 453 120 VAC 16 изолированных входов - 140 DAI 540 120 VAC 2 группы по 8 входов - 140 DAI 543 120 VAC 4 группы по 8 входов - 140 DAI 553 Продолжение таблицы 3.

Входное на- Наименование Логика Обозначение пряжение 230 VAC 16 изолированных входов - 140 DAI 740 230 VAC 4 группы по 8 входов - 140 DAI 753 5 VDC (TTL) 4 группы по 8 входов источник 140 DDI 153 24 VDC 4 группы по 8 входов приемник 140 DDI 353 24 VDC 4 группы по 8 входов источник 140 DDI 353 24 VDC 6 групп по 18 входов приемник 140 DDI 364 125 VDC 3 группы по 8 входов приемник 140 DDI 673 10...60 VDC 8 групп по 2 входа приемник 140 DDI 841 10...60 VDC 4 группы по 8 входов приемник 140 DDI 853 Таблица 4. Модули дискретного вывода.

Выход Наименование Логика Обозначение 24...230 VAC 16 изолированных выходов - 140 DAO 840 24...115 VAC 16 изолированных выходов - 140 DAO 840 100...230 VAC 4 группы по 4 выхода - 140 DAO 842 24...48 VAC 4 группы по 4 выхода - 140 DAO 842 24...230 VAC 4 группы по 4 выхода - 140 DAO 853 5 VDC (TTL) 4 группы по 4 выхода приемник 140 DDO 153 24 VDC 4 группы по 4 выхода источник 140 DDO 353 24 VDC 4 группы по 4 выхода приемник 140 DDO 353 19...30 VDC 6 групп по 16 выходов источник 140 DDO 364 24..125 VDC 2 группы по 6 выходов источник 140 DDO 885 10...60 VDC 1 группа из 16 выходов источник 140 DDO 843 150 VDC/ 250 16 релейных выходов НЗ 140 DRA 840 VAC релей- ные выходы 16 релейных выходов НЗ/НР 140 DRC 830 10...30 VDC 4 группы по 8 выходов источник 140 DVO 853 Таблица 5. Комбинированные модули дискретного ввода-вывода.

Кол-во Кол-во входов Кол-во выходов Обозначение вх/вых 24 2 группы по 8 входов 2 группы по 4 140 DAM 590 125 VAC выхода 125 VAC 24 2 группы по 8 входов 2 группы по 4 140 DAM 390 24 VDC выхода 24 VDC Продолжение таблицы 5.





Кол-во Кол-во входов Кол-во выходов Обозначение вх/вых 8 1 группа из 4 входов 1 группа из 4 140 DAM 690 125 VDC изолированных выходов VDC 1.4.2. Модули аналогового ввода-вывода.

Контроллеры обеспечивают полный набор модулей аналогового ввода-вывода, предназначенных для взаимодействия с разнообразными полевыми устройствами. Все модули соответствуют международным электротехническим стандартам IEC, гарантирующим надежность в жестких условиях эксплуатации.

Все модули ввода-вывода полностью конфигурируются при помощи программного обеспечения Concept и Modsoft Quantum позволяет определить заранее состояние, в котором будет находится канал аналогового выхода, если по каким-то причинам прекращается обслуживание модулей. Выходные каналы модуля можно программно сконфигурировать на переход в следующее состояние:

• переход на ноль;

• переход в заданное безопасное состояние;

• фиксация последнего значения.

Аварийный режим можно задавать отдельно для каждого канала.

Краткие технические характеристики модулей приведены в таблицах 6, 7 и 8.

Таблица 6. Модули аналогового ввода.

Наименование Диапазон Обозначение 8 каналов, 12 бит, 4...20 мA или 1...5 В VDC 140 ACI 030 однополярные 16 каналов 0…25 мА, 0…20мА, 4..20 мА 140 ACI 040 8 каналов,13 бит, Ni или Pt 100, 200, 500, 1000 140 ARI 030 термосопротивление 8 каналов, 16 бит, Тип J, K, E, T, S, R, B и мВ 140 ATI 030 термопара 8 каналов, 16 бит, Биполярные 10 VDC 140 AVI 030 Таблица 7. Модули аналогового вывода.

Наименование Диапазон Обозначение 4 канала, 12 бит 4…20 мА 140 ACO 020 8 каналов 0…20 мА, 0…25 мА, 140 ACO 130 4…20 мА 4 канала, 12 бит Биполярные 5VDC и 10 VDC 140 AVO 020 Однополярные 0...5 VDC или 0...10 VDC Таблица 8. Комбинированный модуль.

Наименование Диапазон Обозначение 4 входа Биполярные 20 мА, 5 В, 10 В 140 AMM 090 Однополярные 0..5 В, 0..10 В 2 выхода 4…20 мА 1.4.3. Искробезопасные модули ввода-вывода.

Контроллеры обеспечивают полный комплект искробезопасных модулей ввода-вывода для взаимодействия с широким спектром полевых устройств.

Гальваническая развязка в виде оптронов и преобразователей постоянного тока предусмотрена между выходными цепями полевых устройств и шины Quantum. Преобразователи постоянного тока обеспечивают искробезопасное питание полевых устройств, расположенных в опасных зонах. При монтаже этих модулей не требуются внешние полевые источники питания.

Краткие технические характеристики модулей приведены в таблицах 9 и 10.

Таблица 9. Искробезопасные модули ввода.

Наименование Диапазон Обозначение 8 каналов, аналого- 4…20 мА, 0…20 мА, 0..25 мА 140 AII 330 вые 8 каналов, 12 бит, Ni,Pt 100, 200, 500, 1000 Ом 140 AII 330 RTD 8 каналов, 12 бит, Типы J,K,E,T,S,R,B и мВ 140 AII 330 термопара 8 каналов, дис- Ток точки перекл. 1,2…2,1 мА 140 DII 330 кретные Таблица 10. Искробезопасные модули вывода.

Наименование Диапазон Обозначение 8 каналов 15 бит, 4…20, 0…20, 0…25 мА 140 AIO 330 8 каналов, дис- Ток нагрузки не более 45 мА 140 DIO 330 кретные при 11 В постоянного тока 1.5. Модули связи.

Модули связи обеспечивают подключение контроллера к следующим сетям:

• Ethernet;

• Modbus Plus;

• Profibus-DP;

• Interbus.

Краткие характеристики модулей приведены в таблице 11.

Таблица 11.

Сеть Характеристики модуля Обозначение Ethernet 1.Протокол TCP/IP Modbus, сканер 140 NOE 771 входов-выходов, 1 порт RJ45, 10/100 Мбит/с base T (витая пара).

2. Интегрированный Web-сервер, 1 140 NOE 771 порт ST, 100 Мб/с.base FX (оптоволокно) Modbus Plus 1Мбод, витая пара до 2100 м. 140-NOM-211-Оптоволокно до 15750 м. 140-NOM-252-Profibus-DP Master-Slave, 12 Мб/с, 100 м, витая 140 CRA-811-пара.

Interbus Master-Slave, 500 Кбит/c, 13 км, 140-NOF-611-витая пара 1.6. Специальные модули.

Характеристики некоторых специальных модулей приведены в таблице 12.

Таблица Назначение Характеристики модуля Обозначение Счетчики 5 каналов, 100 кГц, 30 VDC 140 EHS 105 2 канала, 500 кГц, 30 VDC 140 EHS 202 Продолжение таблицы 12.

Назначение Характеристики модуля Обозначение Управление пере- Однокоординатный 140 MSB 101 мещением для сер- Многокоординатные 140 MMS 425 водвигателей 140 MMS 535- В приложении 1 приведены схемы подключения модулей ввода - вывода.

2. Гибкие архитектуры системы Контроллер Quantum обладает гибкостью, позволяющей сочетать в конфигурациях локальный, удаленный, распределенный в/в, одноранговые конфигурации, а также подключение к полевым шинам в/в. Подобная гибкость делает Quantum уникальным решением, способным удовлетворить все Ваши потребности в автоматизации. Используя лишь одну серию модулей в/в, система Quantum может быть сконфигурирована под все эти архитектуры и, таким образом, является подходящей для контроля непрерывных процессов, управления обработкой материалов, управления оборудованием или распределенного управления. Какой бы ни была задача автоматизации, система Quantum предложит подходящую архитектуру. Далее приведены более детальные сведения о различных архитектурах системы Quantum и об их применении.

2.1. Архитектура локального ввода-вывода.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.