Представление и обработка данных в Microsoft Office Excel(ОФО)Файл. Simatic s7400 4
 Скачать 4.08 Mb.
|
|
SIMATIC S7-400 Общие сведения 4-10 www.siemens.ru/ad/as т.: (495) 737 1 737, ф.: (495) 737 2398 SIEMENS ST70-2007 Эти подготовительные шаги сводятся к активизации свойства CiR-совместимости, а также определению перечня CiR-эле- ментов, аппаратные конфигурации которых могут изменяться во время работы системы управления. За счет этого STEP 7 определяет параметры сети PROFIBUS, в которой наряду с фактически существующими станциями фигурируют и CiR- элементы. Эти параметры остаются неизменными для всех CiR процедур. В процессе реконфигурирования аппаратуры без остановки системы управления состояния входов и выходов системы распределенного ввода-вывода оцениваются по их последним мгновенным значениям. Период обслуживания всех входов и выходов, называемый временем синхронизации CiR, может быть отображен в STEP 7. Длительность периода зависит от степени загрузки ведущего DP-устройства и может быть оп- тимизирована пользователем. Технология использования CiR Фаза проектирования Шаги Режим работы центрального процес- сора Частота выполнения Начальное конфигурирование Конфигурирование системы. Активизация CiR-совместимости. Загрузка конфигурации. STOP Один раз Нормальная работа системы управ- ления Преобразование CiR-элементов в ре- альные компоненты RUN По мере необходимости Функциональные возможности Изменения в конфигурации Компоненты Требования и ограничения Добавление станции распределенного ввода- вывода • Ведомые DP-устройства, например, IM 153-2 • Модули и блоки связи DP/PA, например, IM 157 • Ведомые PA-устройства, например, SIMOCODE Добавление модулей ввода-вывода в станцию ET 200M: • IM 153-2 (6ES7153-2BA00-…) • IM 153-2 FO (6ES7153-2BB00-…) • Стандартные модули ввода-вывода • F-модули ввода-вывода (модули систем автома- тики безопасности) Отмена изменений Добавленные модули Перенастройка параметров модулей ввода-вывода станции ET 200M Стандартные модули ввода-вывода • Все стандартные центральные процессоры S7- 400 с операционной системой v3.1 и выше или центральные процессоры S7-400H с операцион- ной системой v3.1 и выше • STEP 7 от v5.2 • Только однопроцессорные конфигурации кон- троллеров • Сетевые конфигурации только с одним ведущим DP-устройством Сетевой обмен данными Для организации обмена данными между S7-300 и интеллек- туальными сетевыми устройствами преимущественно исполь- зуются сети MPI, PROFIBUS и Industrial Ethernet. Обмен дан- ными может происходить различными способами: • Циклически с использованием механизма глобальных дан- ных. • Циклически или по прерываниям с использованием комму- никационных функций. Механизм передачи глобальных данных позволяет организовать циклический об- мен данными между интеллектуальными устройствами, подключенными к сети MPI. Для S7-300 в одном цикле допуска- ется передача до 4 пакетов глобальных данных по 22 байт каждый. Обеспечива- ется доступ одного контроллера к памяти данных другого контроллера. Настройка параметров связи производится с помо- щью таблицы глобальных данных STEP 7. Сетевой обмен данными между контрол- лерами SIMATIC S7/C7, обслуживаемый коммуникационными функциями, ба- зируется на использовании встроенных в операционную систему центральных процессоров коммуникационных блоков. Коммуникационные блоки обеспечива- ют: • Стандартную связь через MPI интер- фейс. • Расширенную связь через MPI интер- фейс, К-шину, PROFIBUS и Industrial Ethernet. Связь с контроллерами семейства SI- MATIC S5 и контроллерами других фирм-изготовителей осуществляется с помощью загружаемых функциональных блоков. Эти блоки позволяют обслужи- вать: • S5 – совместимую связь через PROFIBUS и Industrial Ethernet. • Стандартную связь с системами других производителей че- рез PROFIBUS и Industrial Ethernet. SIMATIC S7-400 Общие сведения SIEMENS ST70-2007 www.siemens.ru/ad/as тел.: (495) 737 1 737, факс: (495) 737 2483 4-11 Обмен данными через MPI Характеристика MPI сети: • Количество коммуникационных соединений: в сети MPI центральные процессоры S7-400 позволяют устанавливать одновременно до 64 соединений: - с узлами MPI; - с узлами внутренней К-шины (например, коммуникаци- онными модулями), а также узлами, подключенными че- рез коммуникационные модули (например, узлами PROFIBUS и Industrial Ethernet). • Внутренняя коммуникационная шина (К-шина): по внутрен- ней К-шине контроллера S7-400 может производиться об- ращение к коммуникационным и функциональным модулям со стороны MPI или DP интерфейса. Обязательным услови- ем для этого является наличие встроенного интерфейса для подключения к К-шине в коммуникационном или функцио- нальном модуле. Это позволяет обеспечивать доступ к ука- занным модулям непосредственно из программатора. Кроме того, К-шина позволяет организовать связь через интер- фейсные модули со стойками расширения ввода-вывода (до 6 стоек). • Обмен данными между S7-400 через сеть MPI со скоростью передачи данных до 12 Мбит/с. • Гибкие возможности конфигурирования. Для конфигуриро- вания MPI сети могут быть использованы сетевые кабели, сетевые соединители, повторители RS 485 (до 12 Мбит/с) из спектра компонентов PROFIBUS. Это позволяет максималь- но адаптировать конфигурацию сети к требованиям кон- кретной системы. • Циклический обмен глобальными данными между цен- тральными процессорами. За один цикл допускается переда- вать до 16 пакетов глобальных данных каждый длиной до 64 байт. Это дает возможность одному центральному процес- сору обращаться к блокам данных/ битам памяти/ таймерам/ счетчикам/ области отображения ввода-вывода другого цен- трального процессора. Если сеть включает контроллер S7- 300, то длина каждого пакета данных должна ограничивать- ся 22 байтами. Кроме того, программируемые контроллеры SIMATIC S7-300 в сети MPI способны передавать данные со скоростью не более 187.5 Кбит/с. Обмен глобальными данными может осуществляться только через MPI интерфейс. Для конфигурирования систем передачи глобальных данных используется таблица глобальных данных пакета STEP 7. В монтажной стойке CR2 два центральных процессора могут обмениваться глобальными данными по внутренней К-шине. Обмен данными через PROFIBUS, PROFINET и Industrial Ethernet Через коммуникационные процессоры программируемый кон- троллер SIMATIC S7-400 может подключаться к промышлен- ным сетям PROFIBUS, PROFINET и Industrial Ethernet и под- держивать связь: • с программируемыми контроллерами SIMATIC S7-300/ S7- 400/ C7, системами компьютерного управления SIMATIC WinAC; • с программируемыми контроллерами SIMATIC S5-115/ S5- 135/ S5-155; • с программаторами, промышленными и персональными компьютерами; • с устройствами и системами человеко-машинного интер- фейса SIMATIC HMI; • с программируемыми контроллерами и системами автомати- зации других производителей. Для организации обмена данными через PROFIBUS использу- ется коммуникационный процессор CP 443-5 Basic, поддержи- вающий протокол PROFIBUS FMS. Для подключения к сети Industrial Ethernet/ PROFINET может использоваться четыре коммуникационных процессора: • CP 443-1, поддерживающий протоколы ISO, TCP/IP и UDP и обеспечивающий обмен данными со скоростью 10/100 Мбит/с. • CP 443-1 Advanced, оснащенный встроенным 4-канальным коммутатором, поддерживающий протоколы ISO, TCP/IP и UDP, способный работать в сетях PROFINET и обеспечи- вающий обмен данными со скоростью 10/100 Мбит/с. • CP 443-1 IT, выполняющий функции WEB-сервера и под- держивающий передачу сообщений по каналам электронной почты. Последовательные (PtP) каналы связи Связь через PtP (Point-to-Point Interface) интерфейсу осуществ- ляется с помощью коммуникационных процессоров CP 440 и CP 441, в которых могут использоваться последовательные интерфейсы TTY (20 мА токовая петля); RS 232C/V.24 или RS 422/RS485. Поддерживаемые протоколы и скорость обмена данными определяются типом коммуникационного процессо- ра, типом используемого последовательного интерфейса и ис- пользуемым программным обеспечением. В комплект по- ставки коммуникационных процессоров входят руководства и специальные функциональные блоки для реализации функций связи. Для коммуникационного процессора CP 441 допускается ис- пользование загружаемых драйверов для обмена данными в сетях MODBUS RTU (ведущее или ведомое устройство) или Data Highway. PtP соединения могут устанавливаться с: • программаторами/ компьютерами; • программируемыми контроллерами SIMATIC S5/ S7/ C7; • программируемыми контроллерами других фирм-изготови- телей; • системами управления роботами; • сканнерами, модемами, принтерами и т.д. SIMATIC S7-400 Общие сведения 4-12 www.siemens.ru/ad/as т.: (495) 737 1 737, ф.: (495) 737 2398 SIEMENS ST70-2007 SIMATIC S7-400H Обзор • Резервированная система автоматизации повышенной на- дежности. • Для автоматизации процессов с высокими требованиями к надежности системы управления: процессы с высокой стои- мостью перезапуска системы, высокой стоимостью простоя, с длительным сроком необслуживаемой работы. • Резервирование всех основных функций на уровне операци- онной системы центральных процессоров. • Высокий коэффициент готовности, обеспечиваемый приме- нением переключаемых конфигураций системы ввода-вы- вода. • Возможность использования стандартных конфигураций систем ввода-вывода. • Горячее резервирование: автоматическое безударное пере- ключение на резервный блок в случае отказа ведущего бока. • Конфигурации на основе двух стандартных или одной спе- циализированной монтажной стойки. • Использование резервированных сетей PROFIBUS DP для построения переключаемых конфигураций систем распре- деленного ввода-вывода. • Использование резервированных каналов связи Industrial Ethernet для обеспечения надежного обмена данными с дру- гими системами автоматизации и компьютерами. Назначение Резервированная система S7-400H развивает концепции по- строения систем управления повышенной надежности, основы которых были реализованы в контроллерах семейства SI- MATIC S5. Надежность системы поддерживается операци- онной системой и аппаратными средствами центрального про- цессора CPU 414-4H или CPU 417-4H. Контроллер способен продолжать свою работу при возникновении одного или не- скольких отказов в различных частях системы. Программируемый контроллер S7-400H предназначен для ав- томатизации: • процессов с высокими затратами на перезапуск системы в результате отказа контроллера; • процессов с высокой стоимостью простоя; • процессов, в которых используются дорогостоящие мате- риалы; • необслуживаемых процессов; • процессов с ограниченным количеством обслуживающего персонала. Применение контроллера S7-400H позволяет получить целый ряд преимуществ: • Прозрачное программирование. Программы могут быть на- писаны на всех доступных для S7-400 языках. Программа, написанная для обычного центрального процессора, может выполняться и центральным процессором резервированного контроллера и наоборот. При написании программы учиты- ваются только технологические особенности объекта управ- ления. Вопросы повышения надежности функционирования системы решаются операционной системой и аппаратной частью контроллера. • Стандартная обработка данных. С точки зрения пользова- теля в контроллере S7-400Н есть только один центральный процессор и одна программа. • Быстрое безударное переключение с ведущего на ведомый процессор с типовым временем переключения не более 100 мс. На период переключения операционная система исклю- чает возможность потери данных или сигналов прерываний. • Автоматическая синхронизация центральных процессоров после замены одного из них. После замены одного из цен- тральных процессоров предусмотрено выполнение автома- тической безударной синхронизации с передачей в память включенного в работу процессора всех текущих данных (программы, блоков данных, динамических данных и т.д.). Конструкция SIMATIC S7-400H включает в свой состав: • 2 базовых блока: на основе двух стандартных монтажных стоек UR1/ UR2 или на основе одной монтажной стойки UR2-H с двумя независимыми секциями внутренней шины. • 1 центральный процессор CPU 417-4H/ CPU 414-4H на каж- дый базовый блок контроллера. • 2 модуля синхронизации на один центральный процессор для связи базовых блоков контроллера через оптические ли- нии связи. 2 оптических кабеля для установки син- хронизирующих соединений. • Модули ввода-вывода S7-400 в каждом базовом блоке кон- троллера (при необходимости). • Стойки расширения UR1/UR2/ER1/ER2 и/или станции рас- пределенного ввода-вывода ET 200M с модулями ввода- вывода. Принцип действия Основным принципом построения программируемого кон- троллера S7-400H является принцип горячего резервирования с поддержкой безударного автоматического переключение на резервный базовый блок в случае отказа ведущего базового блока. В соответствии с этим принципом при отсутствии отка- зов оба базовых блока находятся в активном состоянии и син- хронно выполняют одну и ту же программу. В случае возник- новения отказа все функции управления принимает на себя исправный базовый блок контроллера. Операционная система центральных процессоров CPU 414-4H и CPU 417-4H выполняет все необходимые функции резерви- рования программируемого контроллера S7-400H и обеспечи- вает: • обмен данными между базовыми блоками; SIMATIC S7-400 SIMATIC S7-400H SIEMENS ST70-2007 www.siemens.ru/ad/as тел.: (495) 737 1 737, факс: (495) 737 2483 4-13 • обнаружение отказов и ввод в работу резервного базового блока; • синхронизацию работы базовых блоков; • тестирование системы. Для гарантированного безударного включения резерва между базовыми блоками контроллера необходима надежная скоро- стная связь. Эта связь поддерживается по оптоволоконным ка- белям, соединяющим два центральных процессора. Передача данных по этим кабелям производится со скоростью 150 Мбит/с. С этой же целью оба базовых блока контроллера работают: • с одной и той же программой пользователя; • с одними и те ми же блоками данных; • с одним и тем же содержимым области отображения про- цесса; • с одними и те ми же внутренними данными (битами памяти, таймерами, счетчиками и т.д.). Это обеспечивает возможность быстрого перевода функций управления на любой базовый блок контроллера в любой мо- мент времени. Безударное переключение может быть обеспечено только при синхронной работе двух базовых блоков контроллера. Функ- ции синхронизации выполняются автоматически операцион- ной системой контроллера и не требуют программирования со стороны пользователя. В S7-400H синхронизация выполняется по событиям. Для этой цели операции синхронизации базовых блоков осуществляется в моменты: • прямого доступа к входам-выходам системы; • обработки сигналов программных и аппаратных прерыва- ний; • изменения состояний таймеров; • модификации данных коммуникационными функциями. S7-400H поддерживает широкий спектр функций самодиагно- стики. О любой выявленной проблеме формируется отчет. Ди- агностике подвергается: • связь между базовыми блоками контроллера; • состояния центральных процессоров; • состояния микропроцессоров и специализированных микро- схем; • запоминающее устройство. Во время рестарта функции самодиагностики выполняются в полном объеме. В ходе выполнения программы для снижения нагрузки на центральный процессор в каждом цикле выполня- ется лишь часть функций самодиагностики. Полный комплекс функций самодиагностики выполняется за несколько циклов выполнения программы контроллера. Система ввода-вывода В системе распределенного ввода-вывода S7-400H могут ис- пользоваться одноканальные или переключаемые конфигура- ции с повышенным коэффициентом готовности, а также сме- шанные конфигурации с элементами одноканальных и пере- ключаемых конфигураций. SIMATIC S7-400 Общие сведения 4-14 www.siemens.ru/ad/as т.: (495) 737 1 737, ф.: (495) 737 2398 SIEMENS ST70-2007 Одноканальная конфигурация ввода-вывода В одноканальной конфигурации обращение к модулям ввода- вывода способен выполнять только один из двух центральных процессоров контроллера. Модули ввода-вывода могут уста- навливаться: • в базовый блок контроллера; • в стойки расширения или станции распределенного ввода- вывода. Информация, считываемая через один канал, становится дос- тупной центральным процессорам обоих базовых блоков. В случае отказа базового блока доступ к модулям, подключен- ным к нему по схеме одноканальной конфигурации, стано- вится невозможным. Односторонняя одноканальная конфигурация используется для обслуживания: • Отдельных частей процесса, не предъявляющих повы- шенных требований к надежности системы управления. • Резервированных входов и выходов, управляемых програм- мой пользователя. В этом случае система должна иметь симметричную конфигурацию. Переключаемая конфигурация В переключаемой конфигурации модули ввода-вывода под- ключаются к базовым блокам контроллера через резервиро- ванную сеть PROFIBUS DP. Оба центральных процессора контроллера способны обслуживать все модули ввода-вывода, однако управление системой ввода-вывода осуществляет только центральный процессор ведущего базового блока. Все модули ввода-вывода устанавливаются в станциях распреде- ленного ввода-вывода ET 200M, подключаемых к двум лини- ям связи резервированной сети PROFIBUS DP через интер- фейсные модули IM 153-2. В активном состоянии находится линия, подключенная к ведущему базовому блоку контролера. Резервирование входных и выходных каналов Модули ввода-вывода могут резервироваться четырьмя спосо- бами: • Симметричной установкой двух одинаковых модулей в ба- зовые блоки или стойки расширения программируемого контроллера S7-400H. • Симметричной установкой двух одинаковых модулей в две станции ET 200M одноканальной системы распределенного ввода-вывода программируемого контроллера S7-400H. • Симметричной установкой двух одинаковых модулей в две станции ET 200M переключаемой конфигурации системы распределенного ввода-вывода программируемого кон- троллера S7-400H. • Симметричной установкой двух одинаковых модулей в одну станцию ET 200M переключаемой конфигурации системы распределенного ввода-вывода программируемого контрол- лера S7-400H. Обслуживание резервированных модулей поддерживается на уровне операционной системы центральных процессоров или на уровне программы пользователя. Процедуры обработки сигналов резервированных модулей на уровне программы пользователя подробно описаны в руководстве S7-400H. Резервированные каналы ввода-вывода, поддерживаемые на уровне операционной системы центральных процессоров, мо- гут создаваться только на основе перечисленных ниже моду- лей. |