Модули измерительные контроллеров программируемых SIMATIC S7-1500

Назначение

Модули измерительные контроллеров программируемых SIMATIC S7-1500 (далее - модули измерительные) предназначены для измерения выходных аналоговых сигналов от первичных измерительных преобразователей в виде напряжения и силы постоянного тока, сопротивления, сигналов термопар и термопреобразователей сопротивления и на основе получаемой измерительной информации выработки сигналов регулирования параметров технологического процесса, выдачи сигналов сигнализации, диспетчерского управления.

Описание

Модули измерительные входят в состав контроллеров SIMATIC S7-1500, которые относятся к проектно-компонуемым устройствам и конструктивно выполнены из соединенных согласно требуемой конфигурации: центрального программируемого устройства (CPU), модулей ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов, технологических и коммуникационных модулей (в сети PROFIBUS-DP - в качестве ведущего/ведомого устройства, PROFINET, модема, GSM-модема), пульта индикации и управления, блока питания.

Модули ввода/вывода, в том числе измерительные, выполнены в пластиковых корпусах и устанавливаются на профильную SIMATIC-рейку креплением винтами. Подключение к соседним модулям осуществляется с помощью штекера, которым комплектуется модуль, наружные соединения возможны через съемные терминальные блоки, что позволяет проводить замену модулей без демонтажа внешних цепей.

Конструкция контроллеров позволяет встраивать их в стандартные электротехнические, монтажные шкафы или другое монтажное оборудование, защищающее от воздействия внешней среды, обеспечивающее подвод сигнальных проводов и ограничивающее доступ к контроллеру.

Модули ввода/вывода, в том числе измерительные, также могут использоваться удалённо, в составе устройств распределённого ввода-вывода SIMATIC ET 200MP. В этом случае вместо CPU устанавливается модуль IM155-5. Подключение к CPU производится с использованием промышленных сетей передачи данных PROFINET IO или PROFIBUS DP. Устройства можно использовать в качестве дополнительных монтажных стоек программируемых контроллеров SIMATIC S7-1500.

Общий вид модулей измерительных контроллеров SIMATIC S7-1500 представлено на рисунке 1.

Программное обеспечение

Программное обеспечение модулей измерительных контроллеров программируемых SIMATIC S7-1500 можно разделить на 2 группы - встроенное программное обеспечение (ВПО) и внешнее, устанавливаемое на персональный компьютер.

ВПО, влияющее на метрологические характеристики, устанавливается в энергонезависимую память измерительных модулей контроллеров в производственном цикле на заводе-изготовителе и в процессе эксплуатации изменению не подлежит (уровень защиты - высокий в соответствии с Р 50.2.077-2014).

Метрологические характеристики измерительных модулей, микропроцессорных модулей регулирования, указанные в таблицах 2-4, нормированы с учетом ВПО.

Внешнее программное обеспечение STEP7 (TiaPortal), не влияющее на метрологические характеристики, содержит широкий спектр инструментальных средств

Рисунок 1. Общий вид контроллеров программируемых SIMATIC S7-1500

для работы с программируемыми контроллерами SIMATIC S7-1500. Оно позволяет выполнять:

-    конфигурирование и настройку параметров модулей, центральных процессоров (выбор количества используемых измерительных каналов, диапазон измерения или воспроизведения сигналов, тип подключаемого измерительного преобразователя (датчика) и др.);

-    конфигурирование систем промышленной связи на основе стандарта Ethernet; программирование логических задач контроллеров на языках LAD (Ladder Diagram) и FBD (Function Block Diagram);

-    тестирование проектов, выполнение пуско-наладочных работ и обслуживание готовой системы;

-    установку парольной защиты от несанкционированного доступа.

-    калибровку модулей (с установкой защиты от несанкционированного доступа и возможностью возврата к заводским настройкам).

Идентификационные данные метрологически значимого ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Программное обеспечение STEP7 (TiaPortal) не даёт доступ к внутренним программным микрокодам измерительных модулей и не позволяет вносить изменения в ВПО.

Уровень защиты ПО от изменений - высокий в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Основные метрологические характеристики модулей приведены в таблицах 2-4.

Таблица 2 - Основные метрологические характеристики модулей ввода аналоговых

сигналов

Таблица 3 - Основные метрологические характеристики модулей ввода-вывода аналоговых сигналов

Примечания к таблицам 2, 3:

1)    показания каналов измерения сигналов термопар и термопреобразователей сопротивления - в десятых градуса;

2)    погрешность каналов измерения сигналов термопар указана без учета погрешности канала компенсации температуры холодного спая.

3)    Дополнительная погрешность при снижении времени интегрирования АЦП в составе модулей до 2,5 мсек: в диапазонах измерения напряжения ±250 мВ: ± 0,02%; ±80 мВ, ±50 мВ: ±0,05%; в диапазонах измерения сопротивления: ±0,02%; сигналов термопреобразователей сопротивления типа Pt100 (климат.): ±0,08 K, Ni100 (климат.): ±0,08K; сигналов термопар типов B, R, S: ± 3K, типов E, J, K, N, T: ±1K.

Таблица 4 - Основные метрологические характеристики модулей вывода аналоговых сигналов

Рабочие условия применения:

-    температура окружающего воздуха

-    относительная влажность

-    температура хранения

-    атмосферное давление

-    вибрации при частоте 5-8,4 Гц

8,4-150 Гц

Напряжение питания модулей от 0 до 60 °С при горизонтальной установке от 0 до 40 °С при вертикальной установке; (нормальная температура 25°С); от 10 до 95% без конденсации; от минус 40 °С до плюс 70 °С; от 1080 до 660 гПа; с постоянной амплитудой до 0,7 мм; с постоянным ускорением до 2 g.

Потребляемая мощность модуля, ВА, не более Габаритные размеры модулей, мм, не более Масса модуля, кг, не более: 6ES7531-7NF**-*AB*

6ES7531-7KF**-*AB*

6ES7531-7QD**-*AB*

6ES7532-5HD**-*AB*

6ES7532-5HF**-*AB*

19-28 В постоянного тока.

3,5

35x147x129

0,2

0,31

0,21

0,31

0,325

6ES7532-5NB**-*AB*

6ES7534-7QE**-*AB*

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководств на измерительные модули типографским способом

Комплектность

В комплект поставки входят:

-    модули измерительные в составе контроллера SIMATIC S7-1500 в заказной конфигурации;

-    упаковка;

-    руководства на измерительные модули в электронном виде (доступно через

интернет).

Поверка

осуществляется по МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Методика поверки».

Перечень основного оборудования для поверки:

-    универсальный калибратор Н4-7:

погрешность воспроизведения силы постоянного тока: (0,004 % I + 0,0004 % In); погрешность воспроизведения напряжения постоянного тока: (0,002 % U + 0,00015 % иП);

Примечания: In, иП - пределы диапазона воспроизведения тока или напряжения калибратора.

-    мультиметр Fluke 8845А (пределы допускаемой основной погрешности мультиметра приводятся как ± (% измерения + % от диапазона)):

погрешность измерения силы постоянного тока: (0,05+0,02); погрешность измерения напряжения постоянного тока: (0,0035+0,0005);

-    магазин сопротивлений Р4831 кл. т.0,02.

Сведения о методах измерений

указываются в руководствах на измерительные модули контроллеров программируемых SIMATIC S7-1500.

Нормативные документы, устанавливающие требования к модулям измерительным контроллеров программируемых SIMATIC S7-1500

ГОСТ Р 51841-2001 (МЭК 61131-2) Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний;

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.

Рекомендации к применению

- выполнение работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.

Фирма «Siemens AG», Г ермания.