Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Механико-машиностроительный институт

Кафедра электронного машиностроения

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой электронного машиностроения

_____________И.Н. Тихонов

подпись

_________________ 2012 г.

дата

Программирование контроллера Simatic s7-300

Задания и методические указания к лабораторной работе № 4

по дисциплине «Технические средства автоматизации»

для студентов специальности

220301 – Автоматизация технологических процессов и производств

(в машиностроении)

Екатеринбург

2012

Задания и методические указания к лабораторной работе одобрены на заседании кафедры электронного машиностроения ___________ 2012 г., протокол № ____.

Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд выполнен на базе оборудования промышленной автоматизации фирмы Siemens (Германия) и включает в себя программируемый контроллер Simatic S7-300 CPU 313C, сенсорную HMI-панель¹ TP-177A, персональный компьютер, адаптер интерфейсов USB-MPI и панель имитатора объекта управления.

Рис.1. Функциональная схема лабораторного стенда

Контроллер состоит из блока питания PS-307 и процессорного модуля CPU-313C, имеющего встроенные входы и выходы. Блок питания преобразует напряжение электрической сети 220 В переменного тока в напряжение 24 В постоянного тока, используемое для питания контроллера, HMI-панели, а также элементов имитатора объекта управления. На передней панели блока питания находится выключатель.

Всего модуль CPU-313C имеет 24 дискретных входов, 16 дискретных выходов, 5 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода. В лабораторных работах используется 3 дискретных входа (условно обозначим их A, B и С), 3 дискретных выхода (условно обозначим их X, Y и Z), 1 аналоговый вход (условно обозначим его R) и 1 аналоговый выход (условно обозначим его H). Дискретные логические сигналы (0/24 В) подаются на входы A, B, C от трёх переключателей П1, П2, П3 соответственно. Дискретные логические сигналы (0/24 В) с выходов X, Y, Z управляют лампами Л1, Л2, Л3 соответственно. Аналоговый сигнал (0…10 В) приходит на вход R от реостата Р. Аналоговый сигнал (0…10 В) с выхода H управляет микродвигателем постоянного тока Д.

HMI-панель получает питание (24 В) от блока PS-307 через отдельный тумблер (расположен на подставке контроллера, справа). Панель может как отображать информацию о работе управляемого объекта, так и использоваться в качестве задающего устройства. На экране HMI-панели могут программироваться сенсорные кнопки, чувствительные к прикосновению, с помощью которых оператор системы может подавать в контроллер управляющую информацию.

Контроллер и HMI-панель взаимодействуют друг с другом, через последовательный интерфейс MPI (выполненный на базе электрического интерфейса RS-485). Интерфейс MPI является многоточечным, поэтому к общей шине RS-485 кроме контроллера и HMI-панели можно подключить третье устройство. Таким устройством в лабораторном стенде является персональный компьютер, который используется как программатор контроллера и HMI-панели (поскольку компьютер не имеет интерфейса MPI, он подключается через адаптер USB-MPI).

Для разработки и загрузки программ на компьютере установлено необходимое программное обеспечение – пакет Step-7 Lite (для программирования контроллеров Simatic S7-300) и пакет WinCC Flexible (для программирования HMI-панелей, в частности панели TP-177A).