МОДУЛИ ДИСКРЕТНОГО ВВОДА_ВЫВОДА

1. МОДУЛИ ДИСКРЕТНОГО ВВОДА/ВЫВОДА (ПРОМЫШЛЕННЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ)

1

2.

ЛИТЕРАТУРА
1. Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом,
оборудованием / В. В. Денисенко. — Москва : Горячая линия-Телеком, 2014. — 606 с.
Книга в свободном доступе на сайте reallab.ru (раздел «Энциклопедия АСУ ТП»).
2. Мятеж С. В. Промышленные контроллеры : учебное пособие / С. В. Мятеж. —
Новосибирск : НГТУ, 2016. — 160 с.
Книга в свободном доступе на сайте издательства «Лань» - e.lanbook.com.
2

3.

АРХИТЕКТУРА ПРОМЫШЛЕННЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ
3

4.

ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ
Датчики с транзисторным
выходом (открытый коллектор)
Датчики типа «сухой контакт»
Кнопки,
переключатели
Концевые
выключатели
Датчики уровня,
давления и пр.
Контакты
реле и пр.
4

5.

МОДУЛИ ДИСКРЕТНОГО ВВОДА (МОДУЛИ DI)
5

6.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МОДУЛЯ DI
Ethernet
ВИП – вторичный источник питания (цифровое питание)
6

7.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ВХОДНЫХ КАСКАДОВ МОДУЛЯ DI
R1, R2 – входные сопротивления;
С1 – фильтрующий конденсатор (чем меньше
емкость, тем вход имеет большее быстродействие!);
DA1 – оптопара, состоящая из светодиода VD1
и фототранзистора VT1;
VD2 – светодиод (для индикации состояния канала);
VD3 – стабилитрон (для защиты от высоких
напряжений и ошибок полярности);
VD4-VD7 – диодный мост для выпрямления
переменного тока.
Ввод дискретных сигналов постоянного тока строгой полярности
Ввод дискретных сигналов
при использовании
встроенного БП
Ввод дискретных сигналов
постоянного тока
произвольной полярности
Ввод дискретных сигналов переменного тока
7

8.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ВХОДНЫХ КАСКАДОВ МОДУЛЯ DI
Основными характеристиками модулей DI являются:
- Способ подключения к контроллеру (параллельная
шина, Ethernet, RS-485);
- Количество входных каналов;
- Тип принимаемых сигналов (сигналы постоянного или
переменного тока);
- Допустимый диапазон величины входных сигналов;
- Полярность подключения сигналов постоянного тока;
- Наличие встроенного БП для питания датчиков;
- Количество потенциальных групп сигналов;
- Быстродействие;
- Потребляемая мощность.
Ввод дискретных сигналов постоянного тока строгой полярности
Ввод дискретных сигналов
при использовании
встроенного БП
Ввод дискретных сигналов
постоянного тока
произвольной полярности
Ввод дискретных сигналов переменного тока
8

9.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DI «ОВЕН» (МВ210)
«Сухой контакт»
МВ210-202
«Сухой контакт»
МВ210-204
Транзисторный ключ
n-p-n
p-n-p
Транзисторный ключ
n-p-n
p-n-p
Подключение
невозможно!
9

10.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DI «RealLab»
NLS-16DI
10

11.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DI «Fastwel»
DIM717
«Сухой контакт»
Быстродействие
входов – 50 мкс!
Модуль DIM766
обладает
функцией
контроля обрыва
линии для целей
диагностики!
Модули могут
использоваться в
центральной
корзине
контроллера
CPM723 или в
корзине,
образованной
интерфейсным
модулем NIM745!
DIM762
«Сухой контакт»
11

12.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DI «Siemens» (SM521)
521-1BL10-0AA0
521-1BH00-0AB0
Модули могут использоваться только в корзине с ЦПУ S7-1500 или интерфейсными
модулями образующими корзины расширения ET200 MP (интерфейсные модули IM1555 PN, IM155-5 DP).
12

13.

МОДУЛИ ДИСКРЕТНОГО ВЫВОДА (МОДУЛИ DO)
13

14.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ВЫХОДНЫХ КАСКАДОВ МОДУЛЯ DO
Rогр – ограничивающий резистор;
DA1 – оптопара;
VD1 – светодиод (для индикации состояния канала);
Kint – электромеханическое реле;
VT1 – транзистор.
Rогр
VD1
Выходы на электромагнитных реле:
+ Надежная гальваническая развязка внешней
силовой цепи, относительно внутренних цепей
модуля;
+ Работа с постоянным и переменным током;
+ Произвольная полярность подключения;
+ Более высокая нагрузочная способность (3 А);
«-» Ограниченный ресурс срабатываний;
«-» Низкое быстродействие (50 мс).
Выходы на транзисторных ключах:
+ Высокое быстродействие (0,02 мс);
+ Бесконечный ресурс срабатываний;
«-» Фиксированная полярность подключения;
«-» Меньшая нагрузочная способность (0,5 А).
Rогр
VD1
14

15.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DO «ОВЕН» (МУ210)
МУ210-403
Основные характеристики:
1. Тип выхода – электромагнитное реле;
2. Количество выходов – 24;
3. Максимальный ток – 5А/3А (220В/24В);
4. Время включения – 15 мс.
МУ210-412
Основные характеристики:
1. Тип выхода – транзисторные ключи;
2. Количество выходов – 24;
3. Максимальный ток – 0,4А;
4. Время включения – 5 мкс.
15

16.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DO «RealLab» (NLS)
NLS-16DO
Основные характеристики:
1. Тип выхода – транзисторные ключи;
2. Количество выходов – 16;
3. Максимальный ток – 0,75А;
4. Время включения – нет данных.
NLS-8R
Основные характеристики:
1. Тип выхода – электромагнитное реле;
2. Количество выходов – 8;
3. Максимальный ток – 0,5А/4А (220В/24В);
4. Время включения – нет данных.
16

17.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DO «Fastwel»
DIM712
Основные характеристики:
1. Тип выхода – электромагнитное реле;
2. Количество выходов – 2;
3. Максимальный ток – 1А/1А (220В/24В);
4. Время включения – 10 мс.
Модуль размыкает полевую шину!!!!
17

18.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DO «Fastwel»
DIM718 (DIM719)
Основные характеристики:
1. Тип выхода – транзисторные ключи;
2. Количество выходов – 8;
3. Максимальный ток – 0,5А;
4. Время включения – 0,5 мс.
OM752 (до 10А)
18

19.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DO «Siemens» (SM522)
6ES7 522-1BL00-0AB0
Основные характеристики:
1. Тип выхода – транзисторные ключи;
2. Количество выходов – 32;
3. Максимальный ток – 0,5А;
4. Время включения – 0,5 мс.
19

20.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ DO «Siemens» (SM522)
6ES7 522-5HF00-0AB0
Основные характеристики:
1. Тип выхода – электромагн. реле;
2. Количество выходов – 8;
3. Максимальный ток – 5А;
4. Время включения – нет данных.
20

21.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОДУЛЕЙ К КОНТРОЛЛЕРУ ПЛК210 (ОВЕН)
100м
Ethernet
Ethernet
Ethernet
Повторитель
Ethernet
...
Ethernet
Повторитель
Ethernet
ПЛК210
Ethernet
Ethernet
Ethernet
Ethernet
Мх210
Мх210
До 1200м
...
RS485
RS485
...
RS485
RS485
Мх110
Мх110
21

22.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОДУЛЕЙ К КОНТРОЛЛЕРУ NLScon (RealLab)
100м
Ethernet
Ethernet
Ethernet
Повторитель
Ethernet
...
Ethernet
...
Ethernet
Повторитель
Ethernet
Ethernet
Ethernet
Ethernet
NLSEthernet
NLSEthernet
NLScon
До 1200м
...
RS485
RS485
RS485
RS485
NLS
NLS
22

23.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОДУЛЕЙ К КОНТРОЛЛЕРУ CPM723 (Fastwel)
До 64х модулей
100м
Повторитель
Ethernet
Ethernet
...
Ethernet
Повторитель
Ethernet
Ethernet
Ethernet
Ethernet
Ethernet
DIM DIM
...
AIM AIM
DIM DIM
AIM AIM
NIM745
Ethernet
DIM DIM
CPM723
AIM AIM
...
DIM DIM
До 64х модулей
До 64х модулей
AIM AIM
Ethernet
Ethernet
DIM DIM
До 64х модулей
AIM AIM
NIM745
...
DIM DIM
DIM DIM
AIM AIM
AIM AIM
...
DIM DIM
AIM AIM
NIM745
23

24.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОДУЛЕЙ К КОНТРОЛЛЕРУ CPM723 (Fastwel)
24

25.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОДУЛЕЙ К КОНТРОЛЛЕРУ S7-1500 (Siemens)
До 12 модулей (30*)
100м
Повторитель
Ethernet
Ethernet
...
Ethernet
Ethernet
Повторитель
Ethernet
Ethernet
Ethernet
...
CPU15152PN
...
SM521 SM521
SM522 SM522
... ... ...
IM155-5 PN
(ET200MP)
Ethernet
Ethernet
SM521 SM521
SM522 SM522
... ... ...
...
...
SM521 SM521
SM522 SM522
SM521 SM521
SM522 SM522
До 12 модулей (30*)
...
До 31го модуля
Ethernet
Ethernet
SM521 SM521
SM522 SM522
SM521 SM521
SM522 SM522
...
... ... ...
...
IM155-5 PN
(ET200MP)
До 1200м (до последней станции)
Макс. 12 модулей
Profibus DP (RS-485)
DP
SM521 SM521
SM522 SM522
DP
Ethernet
Ethernet
Ethernet
...
... ... ...
IM155-5 DP
(ET200MP)
... ... ...
...
...
SM521 SM521
SM522 SM522
...
SM521 SM521
SM522 SM522
SM521 SM521
SM522 SM522
CPU15153PN/DP
Макс. 12 модулей
До 31го модуля
DP
SM521 SM521
SM522 SM522
...
SM521 SM521
SM522 SM522
...
... ... ...
...
IM155-5 DP
(ET200MP)
25

26.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«ПРОЕКТНАЯ КОМПОНОВКА АППАРАТУРЫ ПТК»
Цель курсового проекта: ознакомление с техническим обеспечением РСУ на базе
программно-технических комплексов (ПТК), включающих контроллеры различных классов,
рабочие станции, сетевые коммуникации и т.п. В проект входит ознакомление с требованиями
к ПТК, изучение структуры выбранных ПТК, подключение ПТК к модельному объекту, проектная
компоновка ПТК.
Задание:
ДТП250 – датчик термосопротивления;
ДТП600/1000 – термопара;
ДТ – датчик токовый;
ДНЗ – датчик напряжения заземленный;
ДНИ – датчик напряжения изолированный;
ДДП – датчик типа «сухой контакт»;
ДДЭС – датчик типа «сухой контакт»
экстренной сигнализации;
ДИМ – двигательный
(электродвигательный) ИМ (1 DO, 2 DI);
ЭИМ – электромагнитный ИМ (1 DO);
ПИМ – пневматический ИМ (1 AO).
26

27.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«ПРОЕКТНАЯ КОМПОНОВКА АППАРАТУРЫ ПТК»
Состав курсового проекта:
1.
Пояснительная записка, включающая:
1.1 Титульный лист и лист задания;
1.2 Введение (обоснование эффективности использования ПТК);
1.3 Описание ПТК (типы контроллеров (для моноблочных) и центральных процессоров (для модульных), типы
коммуникационных модулей, типы модулей ввода/вывода, возможные варианты сетевых подключений, состав
программного обеспечения и пр.);
1.4 Проектная компоновка ПТК и схема внешних соединений. Описание реализованной компоновки ПТК с
обоснованием принятых решений, схемы подключения датчиков и ИУ к модулям ввода/вывода;
1.5 Оценка погрешности аналоговых каналов. Не выполняем!
1.6 Заказная спецификация. В заказную спецификацию входят: контроллеры/центральные процессоры,
коммуникационные модули, сетевое оборудование (сетевые коммутаторы, повторители и пр.), модули
ввода/вывода, блоки цифрового и полевого питания, преобразователи (например ЭПП), барьеры искрозащиты,
кабельная продукция, клеммные коробки.
В заказную спецификацию НЕ входят: шкафы, автоматические выключатели, плавкие предохранители, кнопки,
переключатели, датчики, клеммы и другие элементы схем, которые могут встречаться в проектах
автоматизации, но не перечислены в списке выше.
2. Структурная схема системы управления (формат А1/А2). На структурной схеме отображается общая топология
системы, шкафы участков с распределением сигналов по модулям ввода/вывода. В шкафах указываются также
вспомогательные, интерфейсные модули, блоки питания и коммутаторы.
3. Схема внешних проводок (формат А1/А2). Изображается схема соединения полевых устройств с модулями
ввода/вывода в пределах 1го МПУ. Дополнительно показываются кабели, клеммные коробки, количество
задействованных жил в кабеле.
27

28.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«ПРОЕКТНАЯ КОМПОНОВКА АППАРАТУРЫ ПТК»
Структурная схема системы управления
28

29.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«ПРОЕКТНАЯ КОМПОНОВКА АППАРАТУРЫ ПТК»
Структурная схема системы управления
29

30.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«ПРОЕКТНАЯ КОМПОНОВКА АППАРАТУРЫ ПТК»
Схема внешних проводок
30

31.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«ПРОЕКТНАЯ КОМПОНОВКА АППАРАТУРЫ ПТК»
Схема внешних проводок
31

32.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«ПРОЕКТНАЯ КОМПОНОВКА АППАРАТУРЫ ПТК»
Схема внешних проводок
32

33.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
33