Nhu cầu điều khiển linh hoạt và mềm dẻo hơn, năng suất cao hơn chỉ có thể được thỏa mãn khi các thiết bị riêng lẻ được tích hợp vào toàn bộ hệ thống.. PPI Connection Kết nối PPI với thiế
Trang 1Contents Page
Objectives 2
SIMATIC Overview 3
S7-200™ 4
S7-200™: Modules: S7-21x Series 5
S7-200™: Modules: S7-22x Series … 6
S7-200™: CPU Design: S7-21x Series 7
S7-200™: CPU Design: S7-22x Series 8
S7-300™ 9
S7-300™: Modules 10
S7-300™: CPU Design 11
S7-400™ 12
S7-400™: Modules 13
S7-400™: CPU Design 14
Programming Devices 15
PG/PC Requirements for Installing STEP 7 ……… 16
Installing STEP 7 Software 17
Result of Installation 18
STEP7 Tools …… 19
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.1 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
The SIMATIC® S7 System Family
SIMATIC ®
WinCC
SIMATIC ® PC
SIMATIC ® DP
SIMATIC ®
Controller
SIMATIC ® HMI
SIMATIC ®
NET
SIMATIC ®
PCS 7
SIMATIC ®
Software
SIMATIC ®
Trang 2Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.2 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
Objectives
Sau khi hoàn thành chương này người học sẽ :
có một cái nhìn tổng quát về hệ thống SIMATIC S7
làm quen với hệ thống tự động hóa sử dụng S7-200 và S7-300/400
có một cái nhìn tổng quát về những module được sử dụng trong
những hệ thống tự động hóa này hiểu được khái niệm "Totally Integrated Automation" (Tự động hóa
được tích hợp toàn diện) , làm quen với những thiết bị lập trình SIMATIC và cấu hình yêu cầu
của máy tính PC khi làm việc với STEP7 làm quen với những công cụ của gói phần mềm lập trình cơ bản
của STEP7
Trang 3Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.3 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
SIMATIC®
Controller
SIEMENS
SIMATIC SF RUN STOP Q0.0
I0.6 S7-200 CPU 212
SIMATIC® Overview
SIMATIC®
PG SIMATIC®
PC
PG 740 SIEMENS
D F
D E L
E S C
E N T E R
A C K
S I M A T I C O P 1 7
S H IF T
K 1 K 2 K 4 K 5 K 7
K 9 K 1 0 K 1 2 K 14 K 1 6
SIMATIC®
HMI
ASI
FM
SV
SIMATIC®
DP
SIMATIC NET
PROFIBUS-DP
Industrial Ethernet
PROFIBUS
MPI Network
SIMATIC®
NET
Introduction Trong quá khứ, các tác vụ điều khiển được giải quyết bằng các bộ điều khiển
logic lập trình PLC (Programmable Logic Controller) riêng lẻ, không có liên hệ lẫn nhau, điều khiển một thiết bị máy móc hoặc một quy trình sản xuất Ngày nay, do nhu cầu cạnh tranh giữa các công ty, việc tự động hóa riêng lẻ các trạm hoặc các thiết bị là không đáp ứng đủ yêu cầu Nhu cầu điều khiển linh hoạt và mềm dẻo hơn, năng suất cao hơn chỉ có thể được thỏa mãn khi các thiết bị riêng lẻ được tích hợp vào toàn bộ hệ thống
Totally Integrated Totally Integrated Automation (TIA) (Tự động hóa được tích hợp toàn diện)
Automation cung cấp một môi trường phần mềm chung, tích hợp toàn bộ các thành phần
vào một hệ thống, bất chấp sự đa dạng hóa của những công nghệ được ứng dụng Điều này mang lại cho bạn mọi thứ để lập trình, cấu hình, vận hành, quản lý dữ liệu, truyền thông và bảo dưỡng những giải pháp điều khiển của bạn
tập hợp các công cụ cho tất cả các thành phần của hệ thống, làm bạn dễ dàng tạo ra các giải pháp điều khiển, thử nghiệm, khởi động, vận hành, bảo dưỡng Khi bạn cấu hình và lập trình thì phần mềm Siemens đặt tất cả các dữ liệu của bạn vào một cơ sở dữ liệu trung tâm (central database) mà tất các các công cụ
Central Database Một cơ sở dữ liệu chung của TIA, nghĩa là dữ liệu chỉ cần nhập 1 lần và dữ
liệu sẽ sẵn sàng để bạn sử dụng trong toàn bộ dự án Sự tích hợp toàn diện của toàn bộ môi trường tự động hóa được tạo nên nhờ :
• Một môi trường phần mềm chung (Step 7 SIMATIC Manager), tích hợp toàn bộ các thành phần và tác vụ vào trong một hệ thống đồng nhất, dễ sử dụng
• Hệ quản lý dữ liệu chung
Trang 4Đặc điểm • Hệ điều khiển cỡ nhỏ, modun hóa, dùng cho các ứng dụng yêu cầu thấp
• Nhiều loại CPU xếp theo đặc tính (bộ nhớ lên đến 8KB memory, tích hợp sẵn 8-40 I/O trên CPU)
• Mỗi CPU đều có các phiên bản cho nguồn điện 24 VDC hoặc 120 VAC
-230 VAC
• Được thiết kế để có thể mở rộng đến 7 module tùy thuộc loại CPU (CPU 210 hoặc CPU 221 không có khả năng mở rộng)
• Lựa chọn module mở rộng Chú ý: không thể sử dụng kết hợp CPU và module của họ S7-21x với CPU và module của họ S7-22x
• CPU kết nối với các module bằng cáp dạng ruy băng mềm dẻo có sẵn (họ S7-22x) và bằng đầu nối bus (họ S7-21x)
• Cáp mạng, khả năng kết nối :
- Giao diện truyền thông RS 485 (không hỗ trợ CPU 210)
- Thiết bị tớ trong chuẩn PROFIBUS (CPU 215,222 hoặc cao hơn)
• Kết nối PG/PC trung tâm sẽ truy cập đến tất cả các module
• Không giới hạn rãnh cắm
• Sử dụng phần mềm S7 Micro/WIN32, nên không cần thiết dùng STEP 7™
• “Gói gọn toàn bộ” gồm nguồn nuôi, CPU và I/O tích hợp tất cả trong một
• Mật khẩu bảo vệ chương trình - 3 cấp độ
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.4 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-200 ™
EM 221
DI 8 x DC24V I.0 I.1 I.2 I.3 I.4
I.6
SIEMENS
SIMATIC
S7-200
CPU 214
SF RUN STOP
I1.0 I1.1 I1.3 I1.4 I1.5
I0.0 I0.1 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6
Q1.0 Q1.1 Q0.0 Q0.1 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6
S7-21x (older version)
S7-22x
Trang 5Expansion • Module đầu vào Digital:
- 120/230 VAC
• Module đầu ra Digital:
- 24 VDC
- Relay
• Module đầu vào Analog:
- Điện áp
- Dòng điện
- Điện trở
- Cặp nhiệt
• Module đầu ra Analog:
- Điện áp
- Dòng điện CPU họ S7-21x chỉ có thể mở rộng với module mở rộng của họ S7-21x
Chú ý: không thể sử dụng kết hợp CPU và module của họ S7-21x với CPU và
module của họ S7-22x
Communications Thiết bị xử lý truyền thông: Bạn có thể sử dụng CP 242-2 để tăng số lượng
Processors (CP) các đầu vào/ra của SIMATIC S7-200™ (họ S7-21x) lên rất lớn CP hoạt động
như thiết bị (chủ) đối với giao diện cơ cấu chấp hành và cảm biến (actuator and sensor interface (Interface) Kết quả là 31 thiết bị tớ (slave) của AS-Interface có thể điều khiển tới 248 phần tử nhị phân
Accessories Phụ kiện: Đầu nối Bus (chỉ dùng cho họ S7-21x)
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.5 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-200™: Modules S7-21x series
Trang 6Extension • Module đầu vào Digital:
- 120/230 VAC
• Module đầu ra Digital:
- 24 VDC
- Relay
• Module đầu vào Analog:
- Điện áp
- Dòng điện
- Điện trở
- Cặp nhiệt
• Module đầu ra Analog :
- Điện áp
- Dòng điện CPU họ S7-22x (CPU 222/224/226) chỉ có thể mở rộng với module mở rộng của họ S7-22x Chú ý: không thể sử dụng kết hợp CPU và module của họ S7-21x với CPU và module của họ S7-22x
Communications Thiết bị xử lý truyền thông: Họ CPU S7-22x có thể sử dụng CP 243-2 để kết
Processors (CP) nối S7-200™ thành thiết bị chủ của AS-Interface CP243-2 đời mới hỗ trợ lên
đến 62 thiết bị tớ (tối đa 31 thiết bị tớ dạng analog ) CPU 224, CPU 226 có thể hoạt động đồng thời với 3 thiết bị CP243-2
Module EM277 PROFIBUS-DP cho phép kết nối các CPU họ S7-22x (6ES7-22x-xxx21-xxxx và các phiên bản mới hơn) vào mạng PROFIBUS-DP (làm thiết bị tớ) và mạng MPI Có khả năng hoạt động đồng thời làm thiết bị slave của mạng MPI và thiết bị slave của mạng ROFIBUS-DP Tốc độ truyền dữ liệu của PROFIBUS-DP hỗ trợ lên đến 12 Mbits/s
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.6 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-200™: Modules S7-22x series
Trang 7Mode Selector Chọn kiểu hoạt động bằng tay:
STOP = Dừng, không thực hiện chương trình
TERM = Thực hiện chương trình, đọc/ghi từ PG/PC
RUN = Thực hiện chương trình, chỉ đọc từ PG/PC
Status Indicators SF = Hỏng thiết bị, hỏng bên trong CPU ; led màu đỏ
(LEDs) RUN = Chế độ Run, đang hoạt động ; led màu xanh lục
(Đèn báo trạng thái) STOP = Chế độ STOP, led màu vàng
DP = PROFIBUS-DP ( chỉ có ở CPU 215)
Memory Card Khe để cắm card nhớ Card nhớ lưu chương trình khi mất nguồn điện nuôi,
không cần dùng pin
PPI Connection Kết nối PPI với thiết bị lập trình, thiết bị hiển thị dạng text hoặc với 1 CPU nữa
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.7 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
SIEMENS
SIMATIC
SF RUN STOP
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7
S7-200
CPU 212
Potentiometer Outputs
for Integrated DI/DO
PPI Connection
Mode Selector Memory Card
Status Indicators
S7-200™: CPU Design S7-21x Series
Trang 8Mode Selector Chọn kiểu hoạt động bằng tay:
STOP = Dừng, không thực hiện chương trình
TERM = Thực hiện chương trình, đọc/ghi từ PG/PC
RUN = Thực hiện chương trình, chỉ đọc từ PG/PC
Status Indicators SF = Lỗi thiết bị, lỗi bên trong CPU ; led màu đỏ
(LEDs) RUN = Chế độ Run, đang hoạt động ; led màu xanh lục
(Đèn báo trạng thái) STOP = Chế độ STOP, led màu vàng
DP = PROFIBUS-DP ( chỉ có ở CPU 215)
Memory Card Khe để cắm card nhớ Card nhớ lưu chương trình khi mất nguồn điện nuôi,
không cần dùng pin
PPI Connection Kết nối PPI với thiết bị lập trình, thiết bị hiển thị dạng text hoặc với 1 CPU nữa,
trừ CPU 210 được lập trình trong 1 hệ thống riêng (PDS210) và được truyền vào mỗi CPU thông qua module nhớ cấp dưới
Những CPU cấp cao hơn có 2 cổng, cho phép kết nối đồng thời đến thiết bị lập trình và thiết bị hiển thị dạng text cùng lúc
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.8 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-200™: CPU Design S7-22x Series
Outputs
PPI Connection
Status Indicators for Integrated DI/DO
Front access door
Mode Selector Potentiometer I/O Expansion Memory Card
Inputs Status
Indicators
Trang 9Đặc điểm • Hệ điều khiển cỡ nhỏ, modun hóa, dùng cho các ứng dụng yêu cầu trung
bình
• Nhiều loại CPU xếp theo đặc tính
• Nhiều lựa chọn module mở rộng
• Được thiết kế để có thể mở rộng đến 32 module
• Bus nối tích hợp phía sau các module
• Khả năng nối mạng - Multipoint interface (MPI),
- PROFIBUS hoặc
- Industrial Ethernet
• Kết nối PG/PC trung tâm sẽ truy cập đến tất cả các module
• Không giới hạn rãnh cắm
• Cài đặt cấu hình và thông số bằng công cụ trợ giúp "HWConfig"
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.9 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-300™
Trang 10Signal Modules • Module đầu vào Digital: 24 VDC, 120/230 VAC
(SM) • Module đầu ra Digital: 24 VDC, Relay
• Module đầu vào Analog: điện áp, dòng điện,
điện trở, cặp nhiệt
• Module đầu ra Analog: điện áp, dòng điện
Interface Modules Module giao tiếp IM360/IM361 và IM365 kết nối nhiều lớp cấu hình
(IM) Module giao tiếp làm nhiệm vụ lặp lại bus dữ liệu từ lớp này đến lớp kế tiếp
Dummy Modules Module giả lập DM 370 dự phòng 1 rãnh cắm cho 1 module tín hiệu chưa được
cài
(DM) đặt thông số Ví dụ một module giả lập được dùng để dành chỗ 1 rãnh cắm dự
phòng cho một module giao diễn sẽ lắp đặt trong tương lai
Function Modules Module chức năng dùng để thực thi các chức năng đặc biệt:
- Định vị
- Điều khiển hồi tiếp vòng kín
Communication Cung cấp các khả năng kết nối như:
Processors (CP) - Kết nối điểm-điểm (point-to-Point)
- Mạng PROFIBUS
- Industrial Ethernet
Accessories Phụ kiện : các đầu nối bus và các đầu nối phía trước
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.10 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-300™: Modules
PS
(optional)
(optional)
SM:
DI
SM:
DO
SM:
AI
SM:
AO
FM:
- Counting
- Positioning
- Closed-loop control
CP:
- Point-to-Point
- PROFIBUS
- Industrial Ethernet
Trang 11Mode Selector MRES = Chức năng reset hệ thống (Module Reset)
STOP = Dừng, không thực hiện chương trình
RUN = Thực hiện chương trình, chỉ đọc từ PG/PC
RUN-P = Thực hiện chương trình, có thể đọc và ghi được từ PG/PC
Status Indicators SF = Lỗi nhóm, lỗi bên trong CPU hoặc lỗi trong module có khả năng
BATF = Lỗi pin; pin cạn hoặc không có pin
DC5V = Báo có 5 VDC
FRCE = FORCE; báo có ít nhất một đầu vào/ra đang bị cường bức RUN = Nhấp nháy khi CPU khởi động, sáng ổn định khi CPU làm việc STOP = Đèn sáng khi CPU ở chế độ STOP
Nhấp nháy chậm khi có yêu cầu reset bộ nhớ, Nhấp nháy nhanh khi đang reset bộ nhớ, Nhấp nháy khi reset là cần thiết vì card nhớ được cắm vào
Memory Card Card nhớ: có một rãnh cắm dành cho card nhớ Card nhớ lưu chương trình khi
mất nguồn điện nuôi mà không cần dùng pin
Battery Compartment Có một ngăn chứa pin nằm dưới nắp Pin này cung cấp năng lượng lưu trữ nội
dung RAM trong trường hợp mất điện
MPI Connection Kết nối đa điểm (MPI), dùng để kết nối thiết bị lập trình hoặc các thiết bị khác
sử dụng giao diện đa điểm
DP Interface Cổng giao tiếp để nối trực tiếp các vào/ra phân tán (distributed I/Os) của CPU
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.11 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-300™: CPU Design
Trang 12Features • PLC mạnh, dùng cho các ứng dụng yêu cầu trung bình đến cao cấp
• Nhiều loại CPU xếp theo đặc tính
• Nhiều lựa chọn of module mở rộng
• Được thiết kế để có thể mở rộng đến 300 module
• Bus nối tích hợp phía sau các module
• Khả năng nối mạng - Multipoint interface (MPI),
- PROFIBUS hoặc
- Industrial Ethernet
• Kết nối PG/PC trung tâm sẽ truy cập đến tất cả các module
• Không giới hạn rãnh cắm
• Cài đặt cấu hình và thông số bằng công cụ trợ giúp "HWConfig"
• Nhiều khả năng tính toán (có thể đến 4 CPU được dùng ở giá trung tâm)
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.12 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-400™
Trang 13Signal Modules • Module đầu vào Digital: 24 VDC, 120/230 VAC
(SM) • Module đầu ra Digital: 24 VDC, Relay
• Module đầu vào Analog: điện áp, dòng điện, điện trở, cặp nhiệt
• Module đầu ra Analog: điện áp, dòng điện
Interface Modules Module giao tiếp IM460, IM461, IM463, IM467 cho phép kết nối giữa các kiểu giá
• UR1 (Universal Rack) nối cho 18 module
• UR2 (Universal Rack) nối cho 9 module
• ER1 (Expansion Rack) nối cho 18 module
• ER2 (Expansion Rack) nối cho 9 modules
Function Modules Module chức năng dùng để thực thi các chức năng đặc biệt:
- Định vị
- Điều khiển hồi tiếp vòng kín
Communication Cung cấp các khả năng kết nối như:
Processors (CP) - Kết nối điểm-điểm (point-to-Point)
- Mạng PROFIBUS
- Industrial Ethernet
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.13 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-400™: Modules
DI
SM:
DO
SM:
AI
SM:
AO
Trang 14Fault LEDs LED hiển thị trạng thái và lỗi của CPU, cả lỗi trong và lỗi ngoài
Slot for Đối với CPU S7-400™, tùy theo nhu cầu, bạn có thể gắn thêm hoặc thẻ nhớ
Memory Cards RAM hoặc EPROM để làm bộ nhớ mở rộng :
• RAM có các dung lượng:
64KByte, 256KByte, 1MByte, 2MByte
Nội dung RAM được lưu nhờ pin của CPU
• Thẻ nhớ EPROM có các dung lượng:
64KByte, 256KByte, 1MByte, 2MByte, 4MByte, 8MByte, 16MByte
Nội dung được lưu trên EEPROM
Mode Selector MRES = Chức năng Reset hệ thống (Module RESet)
STOP = Chế độ dừng, không xử lý chương trình, đầu ra bị vô hiệu hóa
("OD" mode = Output Disabled)
RUN = Xử lý chương trình, chỉ đọc từ PG
RUN-P = Xử lý chương trình, có thể đọc và ghi được từ PG
MPI / DP
Interface Kết nối MPI / DP (cài đặt thông số bằng HW-Config) dùng để:
• thiết lập kết nối online (trực tuyến) đến thiết bị lập trình
• kết nối đến các thiết bị ngoại vi phân tán (Distributed Peripherals)
• trao đổi dữ liệu với các trạm khác (bằng giao thức truyền thông của S7)
DP Interface Giao tiếp DP để kết nối đến thiết bị ngoại vi phân tán (DP, chỉ dùng cho các
CPU hỗ trợ 2 giao tiếp)
EXT-BATT Khe cắm cho pin ngoài, cung cấp nguồn 5 VDC đến 15 VDC để lưu dữ liệu
trong RAM khi đang thay đổi nguồn điện cung cấp
Date: 25.07.2008 File: PRO1_01e.14 SIMATIC®S7
Siemens AG 2003 All rights reserved.
SITRAINTraining for Automation and Drives
S7-400™: CPU Design
Fault LEDs
External Battery Supply
MPI/DP Interface
DP Interface
Slot for Memory Card Mode Selector