TỔNG QUAN VỀ PLC SIEMENS S7-300

TỔNG QUAN VỀ PLC SIEMENS S7-300

 PLC Siemens S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình, thường được dùng trong các ứng dụng vừa và lớn. Nó được thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung các tính năng mới. PLC Siemens S7-300 được xây dựng theo cấu trúc module sắp xếp trên các thanh rack.
Trong thực tế PLC S7-300 được ứng dụng rất đa dạng như: Điều khiển robot công nghiệp, dây truyền xử lý nước sạch, điều khiển các hệ động cơ servo hay máy chế tạo công cụ..v..v..
1. CPU Siemens S7-300
- Chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485)… và có thể có vài cổng vào/ra số onboard.
- PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong CPU như CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318…
- Với các CPU có hai cổng truyền thông, cổng thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán có kèm theo những phần mềm tiện dụng được cài đặt sẵn trong hệ điều hành. Các loại CPU này được phân biệt với các CPU khác bằng tên gọi thêm cụm từ DP. Ví dụ Module CPU 314C-2DP…
- Các CPU khác nhau thì các thành phần trên không giống nhau.
2. Các module mở rộng
Các module mở rộng của PLC S7-300 chia làm 5 loại:
- Power Supply (PS): module nguồn nuôi, có 3 loại là 2A, 5A và 10A.
- Signal Module (SM): module tín hiệu vào ra số, tương tự.
- Interface Module (IM): module ghép nối, ghép nối các thành phần mở rộng lại với nhau. Một CPU có thể làm việc trực tiếp nhiều nhất 4 rack, mỗi rack tối đa 8 Module mở rộng và các rack được nối với nhau bằng Module IM.
- Function Module (FM): module chức năng điều khiển riêng. Ví dụ module điều khiển động cơ bước, module điều khiển PID
- Communication Processor (CP): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các bộ PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính.
3. Một số Module mở rộng trong thực tế
PlC Siemens S7-300 có thể kết nối với nhiều chuẩn mạng khác nhau như PROFIBUS, CAN, DeviceNet,  ASi.
a. Profibus là một tiêu chuẩn mạng trường mở. Quốc tế theo chuẩn mạng trường châu Âu EN 50170 và EN 50254.  Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quá trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà. Các mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán.Chuẩn này cũng cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt. PROFIBUS sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi và RS485 chuẩn công nghiệp. Trong các ứng dụng sản xuất hoặc IEC 1158-2 trong điều khiển quá trình. Profibus cũng có thể sử dụng Ethernet/TCP-IP.
b. CAN viết tắt của Controller Area Network và được tạm dịch là Mạng Điều Khiển Vùng. Mạng CAN ra đời gần như đáp ứng nhiều vấn đề cho các hệ thống điện trong xe. Với truyền tải dữ kiện trên 2 dây dẫn, tốc độ truyền tải cao, độ sai số rất thấp, độ tin cậy cao. Các hệ thống điện đã được nối với nhau bởi mạng CAN 2 dây này.
c. DeviceNet là một hệ thống bus được hãng Allen-Bradley phát triển dựa trên cơ sở của CAN. Devicenet dùng để nối mạng cho các thiết bị đơn giản ở cấp chấp hành. Sau này, chuẩn DeviceNet được chuyển sang dạng mở dưới sự quản lý của hiệp hội ODVA (Open DeviceNet Vendor Asscociation) và được dữ thảo chuẩn hóa IEC 62026-3.
d. Hệ thống AS-I là hệ thống kết nối cho cấp thấp nhất trong hệ thống tự động hóa. Các cơ cấu chấp hành và cảm biến được nối với trạm hệ thống tự động qua bus giao tiếp AS (AS-I bus). AS-I là kết quả phát triển hợp tác của 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành có tên tuổi trong công nghiệp, trong đó có SIEMENS AG, Festo KG, Peppert & Fuchs GmbH.
4. Ngôn ngữ lập trình
PLC Siemens S7-300 được lập trình qua các ngôn ngữ như: Step 7 (LAD/FBD/STL), SCL, GRAPH, HiGrap
- Dạng LAD: Phương pháp hình thang, thích hợp với những người quen thiết kế mạch điện tử logic.
- Dạng STL: Phương pháp liệt kê. Là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Mỗi một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh, mỗi câu lệnh có cấu trúc chung gồm “tên lệnh + toán hạng”.
- Dạng FBD: Phương pháp hình khối. Là kiểu ngôn ngữ đồ họa dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số.
- Dạng SCL: Có cấu trúc gần giống với ngôn ngữ dạng STL nhưng được phát triển nhiều hơn. Nó gần giống với các ngôn ngữ bậc cao như Pascal để người lập trình dễ thao tác.
5. Ưu điểm:
- Tốc độ xử lý nhanh
- Cấu hình các tín hiệu I/O đơn giản
- Có nhiều loại module mở rộng cho CPU và cả cho các trạm remote I/O
- Cổng truyền thông Ethernet được tích hợp trên CPU, hổ trợ cấu hình mạng và truyền dữ liệu đơn giản.
- Kích thước CPU và Module nhỏ giúp cho việc thiết kế tủ điện nhỏ hơn.
-  Có các loại CPU hiệu suất cao tích hợp cổng profinet, tích hợp các chức năng công nghệ, và chức năng an toàn (fail-safe) cho các ứng dụng cao.
- Bao gồm 7 loại CPU tiêu chuẩn, 7 loại CPU tích hợp I/O, 5 loại CPU fail-safe cho chức năng an toàn, 3 loại CPU công nghệ
6. Ứng dụng:
- Sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau đặc biệt trong ngành công nghiệp tự động ví dụ như ngành công nghiệp thực phẩm và nước giải khát, công nghiệp đóng gói, công nghiệp nhựa, thép,….
- Do yêu cầu phức tạp và mở rộng của hệ thống nên  S7-300 có 1 giải pháp lý tưởng từ các trạm trung tâm đến cấu hình các trạm con tại khu vực hoạt động.
- Ngoài ra, đối với các môi trường hoạt động đặc biệt như nhiệt độ, độ ẩm cao, hay nông độ hóa chất cao thì S7-300 có dòng sản phẩm SIPLUS cho các môi trường đặc biệt.
- Các ngành công nghiệp tiêu biểu: công nghiệp oto, công nghiệp kỹ thuật cơ khí, máy móc trong xây dựng, các nhà chế tạo máy, ngành nhựa, Đóng gói, thực phẩm và nước giải khát, công nghiệp xử lý,…

 

S7 300 tiêu chuẩn (CPU Standard)
S7 300, CPU312		S7 300, CPU314
Phù hợp cho các ứng dụng nhỏ Bộ nhớ làm việc: 32KB Tốc độ xử lý: 0.1us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI		Phù hợp cho các ứng dụng trung bình với tốc độ xử lý cao. Bộ nhớ làm việc: 128KB Tốc độ xử lý: 0.06us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI
S7 300, CPU315-2DP		S7 300, CPU315-2PN/DP
Phù hợp cho các ứng dụng từ trung bình đến lớn. yêu cầu bộ nhớ chương trình lớn. Tích hợp cổng giao tiếp Profibus DP. Phù hợp cho hệ thống cấu hình các I/O phân tán. Bộ nhớ làm việc: 256KB Tốc độ xử lý: 0.05us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 2048 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP		Có bộ nhớ chương trình vừa. tích hợp cổng Profinet (2 cổng RJ45). Cấu hình các I/O phân tán qua mạng profinet. Bộ nhớ làm việc: 384KB Tốc độ xử lý: 0.05us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 2048byte Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet
S7 300, CPU317-2DP		S7 300, CPU317-2PN/DP
Có bộ nhớ làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn được chia ra làm nhiều khu vực. Thích hợp làm CPU điều khiển trung tâm với các I/O phân tán. Tích hợp giao tiếp profibus. Bộ nhớ làm việc: 1MB Tốc độ xử lý: 0.025us Timer/counter: 512/512 Vùng nhớ: 4096 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP		Có bộ nhớ làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn được chia ra làm nhiều khu vực. Thích hợp làm CPU điều khiển trung tâm với các I/O phân tán. Tích hợp giao tiếp profibus DP, và profinet Bộ nhớ làm việc: 1MB Tốc độ xử lý: 0.025us Timer/counter: 512/512 Vùng nhớ: 4096 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet
S7 300, CPU319-3PN/DP
Phù hợp cho ứng dụng có yêu cầu tố độ cao, bộ nhớ làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn được chia ra làm nhiều khu vực. Thích hợp làm CPU điều khiển trung tâm với các I/O phân tán. Tích hợp giao tiếp profibus, profinet Bộ nhớ làm việc: 2MB Tốc độ xử lý: 0.004us Timer/counter: 2048/2048 Vùng nhớ: 8192 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet.

 

S7 300 tích hợp I/O (Compact)
Là loại CPU được tích hợp các ngõ vào ra số và tương tự và các chức năng công nghệ (đếm tốc độ cao, PID, điều khiển vị trí).
S7 300, CPU312C		S7 300, CPU313C
Tích hợp các chức năng: - Đếm, Đo tần số (10Khz) - Điều khiển độ rộng xung - Xuất xung (2.5 Khz) - 10 ngõ vào số/6 ngõ ra số Bộ nhớ làm việc: 64kB Tốc độ xử lý: 0.1us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI		Tích hợp các chức năng: - Đếm, đo tần số (30Khz) - Điều khiển độ rộng xung - Xuất xung (2.5Khz) - Điều khiển vòng kín - 24 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số - 4 ngõ vào/ 2 ngõ ra tương tự Bộ nhớ làm việc: 128kB Tốc độ xử lý: 0.07us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI.
S7 300, CPU313C-2PtP		S7 300, CPU313C-2DP
Tích hợp các chức năng: - Đếm/ Đo tần số (30Khz) - Điều khiển độ rộng xung - Xuất xung (2.5 Khz) - Điều khiển vòng kín - 16 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số Bộ nhớ làm việc: 128kB Tốc độ xử lý: 0.07us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI, Point to point		Tích hợp các chức năng: - Đếm/ Đo tần số (30Khz) - Điều khiển độ rộng xung - Xuất xung (2.5 Khz) - Điều khiển vòng kín - 16 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số Bộ nhớ làm việc: 128kB Tốc độ xử lý: 0.07us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP
S7 300, CPU314C-2PtP		S7 300, CPU314C-2DP
Tích hợp các chức năng: - Đếm/ Đo tần số (60khz) - Điều khiển độ rộng xung - Xuất xung (2.5 Khz) - Điều khiển vòng kín - Điều khiển vị trí - 24 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số - 4 ngõ vào/ 2 ngõ ra tương tự Bộ nhớ làm việc: 192kB Tốc độ xử lý: 0.06us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI, Point to point		Tích hợp các chức năng: - Đếm/ Đo tần số (60Khz) - Điều khiển độ rộng xung - Xuất xung (2.5 Khz) - Điều khiển vòng kín - Điều khiển vị trí - 24 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số - 4 ngõ vào/ 2 ngõ ra tương tự Bộ nhớ làm việc: 192kB Tốc độ xử lý: 0.06us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP
S7 300, CPU314C-2PN/DP
Tích hợp các chức năng: - Đếm/ Phát hiện tần số (60Khz) - Điều khiển độ rộng xung - Xuất xung (2.5 Khz) - Điều khiển vòng kín - Điều khiển vị trí - 24 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số - 4 ngõ vào/ 2 ngõ ra tương tự Bộ nhớ làm việc: 192kB Tốc độ xử lý: 0.06us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 256 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet

 

 

S7 300 công nghệ (Technology)
Phù hợp cho các ứng dụng điều khiển vị trí (Motion) theo nhiều trục. Với chức năng PLCopen sẽ giúp cho việc lập trình dễ dàng hơn. Ngoài ra với CPU317TF-2DP còn có chức năng an toàn.
S7 300, CPU315T-2DP		S7 300, CPU317T-2DP
Với 32 khối chức năng với bộ nhớ làm việc trung bình. Giao tiếp profibus. Bộ nhớ làm việc: 256KB Tốc độ xử lý: 0.1us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 4096 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP.		Với 64 khối chức năng với bộ nhớ làm việc lớn. Sử dụng cho các ứng dụng với nhiều phân đoạn. Giao tiếp profibus. Bộ nhớ làm việc: 1MB Tốc độ xử lý: 0.05us Timer/counter: 512/512 Vùng nhớ: 4096 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP.
S7 300, CPU317FT-2DP
CPU có khả năng điều khiển vị trí, và chức năng an toàn cơ bản. Có các thư việc hổ trợ cho chức năng an toàn như cảnh báo mở cửa, nút dừng khẩn cấp,… thực hiện chức năng an toàn trực tiếp liên quan đến biến tần. Chức năng công nghệ hổ trợ 64 khối chức năng với bộ nhớ làm việc lớn. Phù hợp với các hệ thống đặc biệt, có số lượng I/O lớn, hệ I/O phân tán. Bộ nhớ làm việc: 1.5MB Tốc độ xử lý: 0.05us Timer/counter: 512/512 Vùng nhớ: 4096 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP

  

S7 300, Module tín hiệu
Dễ lắp đặt (với kiểu vặn ốc hay cài) Sử dụng bộ nối dây nên dễ dàng thay module. Độ tích hợp cao. Với module số có 8-64 kênh, và 2-8 kênh cho module analog, Cấu hình module đơn giản qua Step7 và được lưu trong CPU. Có các module cho môi trường khắc nghiệp -25C đến 70C Các chức năng chuẩn đoán lỗi và cảnh báo đứt dây được tích hợp. Báo hiệu trạng thái kênh thông qua các đèn led.
S7 300, Sm321, module ngõ vào số		S7 300, Sm322, module ngõ ra số
Module 24Vdc, số kênh 16/32/64 Module 24--125Vdc, số kênh 16 Module 24/48Vdc/ac, số kênh 16 Module 120/240Vac, số kênh 8/16/32		Module 24Vdc, 0.5A, số kênh 8/16/32/64 Module 24Vdc, 2A, số kênh 8 Module 48--125Vdc, 1.5A, số kênh 8 Module 120/230Vac, 1A, số kênh 8/16/32 Module 120/230Vac, 2A, số kênh 8 Module Relay, 0.5---5A, số kênh 8/16
S7 300, Sm331, module ngõ vào tương tự		S7 300, Sm332, module ngõ ra tương tự
Tín hiệu đo: áp, dòng (dòng theo chuẩn Hart, điện trở, thermocouples, thermocouple dạng trở. Độ phân giải lên đến 16bits Số kênh: 2/4/6/8		Tín hiệu : áp, dòng (dòng theo chuẩn Hart) Độ phân giải lên đến 16bits Số kênh: 2/4/8
S7 300, module ngõ vào, ra số		S7 300, module ngõ vào, ra tương tự
SM323: 24VDC, 8/16 kênh vào và ra SM327: 24VDC, 8 kênh vào và 8 kênh có thể cấu hình vào hay ra		Tín hiệu : áp, dòng (dòng theo chuẩn Hart, điện trở, thermocouple dạng trở. Độ phân giải lên đến 15bits Số kênh: 2/4

 
 

S7 300, Module tín hiệu an toàn (Fail-safe)
Dùng để giao tiếp với các CPU fail-safe hay các trạm Et200M fail-safe. Các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao cho mỗi kênh tín hiệu Dễ cấu hình bằng step 7 Có thể phối hợp giữa module tín hiệu thường và module fail-safe Tiết kiệm không gian tủ cho khả năng tích hợp cao.
S7 300, Sm326 F, module ngõ vào số		S7 300, Sm326 F (Namur), module ngõ ra số
Module 24Vdc, số kênh 210		Module Namur, số kênh 8/4
S7 300, Sm326 F, module ngõ ra số		S7 300, Sm326 F (PM), module ngõ ra số
Module 24Vdc, số kênh 10		Module 25Vdc, số kênh 8
S7 300, Sm336 F, module ngõ ra số
Số kênh 6 (15bits) Tín hiệu 0/4-20mA (Hart)

  

S7 300, Module chức năng (Function)
Hoạt động các chức điều khiển như điểu khiển CAM, PID, vị trí hay đếm xung 1 cách độc lập với CPU, do đó sẽ làm giảm tải cho CPU, với tốc độ cao và chính xác. Độ chính xác cao và tốc độ cao Có nhiều module chức năng khác nhau Hoạt động độc lập với CPU, chức năng điều khiển được chứa trong firmware mỗi module Công cụ cấu hình được tích hợp trong Step7
S7 300, FM350-1		S7 300, FM350-2
Đếm, đo xung, phát hiện vị trí Số kênh 1		Đếm, đo xung, phát hiện vị trí Số kênh 8
S7 300, FM352		S7 300, FM352-2
Điều khiển Cam Số kênh 1		Hoạt động logic nhị phân tốc độ cao Số kênh 1
S7 300, FM355C		S7 300, FM355S
Điểu khiển PID (liên tục) Số kênh 4		Điểu khiển PID (xung) Số kênh 4
S7 300, FM355-2C		S7 300, FM355-2S
Điều khiển nhiệt độ (liên tục) Số kênh 4		Điều khiển nhiệt độ (xung) Số kênh 4
S7 300, FM351		S7 300, SM338
Vị trí (rapid traverse/creep feed) Số kênh 2		Phát hiện vị trí (SSI) Số kênh 3
S7 300, FM353		S7 300, FM354
Vị trí (with stepper drives) Số kênh 1		Vị trí (with servo drives) Số kênh 1
S7 300, FM357-2		S7 300, FM354
Vị trí, điều khiển đường đi, interpolation, synchronization Số kênh 4		Kết nới đồng bộ biến tần thông qua PROFIBUS Số kênh 4

 

 

S7 300, Module truyền thông (communication)

Module truyền thông giúp cho S7-300 có thể kết nối với nhiều kiểu mạng truyền thông khác nhau như profibus, Ethernet, cũng như các kiểu truyền thông điểm-điểm. Cấu hình dễ dàng bằng step7 do đó giảm thời gian lắp đặt Đèn led hiển thị trạng thái module và báo lỗi Kết nối với nhiều thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau

 

► Để có giải pháp phù hợp với nhu cầu sử dụng, khả năng tài chính cũng như yên tâm về chất lượng, đảm bảo chính hãng cùng chính sách bảo hành, giao hàng nhanh chóng, hãy để Công ty Cổ phần tự động hóa Đông Dương chúng tôi tư vấn giúp bạn!
Email: hotline.indochina@gmail.com
Hotline: 083 858 8080
Website: http://schneider.com.vn/
Trân trọng!