Приклад компонування контролера М340

Завдання. Підберіть складові ПЛК М340 для забезпечення його роботи за умов, наведених в таблиці 2.8. Вибрані складові сформуйте у вигляді відомості обладнання для компонування ПЛК.

Таблиця 2.8

Вимоги	Кількість або наявність
Живлення ПЛК (24 VDC або 220 VAC)		220 VAC
Кількість дискретних входів 24 VDC, позитивна логіка	59
Кількість дискретних входів 115 VAC	67
Кількість аналогових входів 4-20 мА	26
Кількість аналогових входів 0-10 В	15
Кількість дискретних виходів струм комутації до 0,1 А 24 VDC	74
Кількість дискретних виходів струм комутації до 0,5 А 24 VDC	23
Кількість дискретних виходів струм комутації до 2 А 24 VDC	22
Кількість дискретних виходів струм комутації до 3 А 24 VDC	21
Кількість аналогових виходів 0-10 В	20
Кількість аналогових виходів 4-20 мА	19
Підключення по Modbus RTU на RS485	+
Підключення по Modbus/TCP на Ethernet	+
Підключення по CANOpen	-
Програма користувача займає (Кб)	2500

Варіант рішення.

Компонування ПЛК М340 будемо проводити в такій послідовності:

Вибір процесорного модуля.
Вибір модулів вводу/виводу.
Вибір аксесуарів для модулів вводу/виводу.
Компонування шасі, вибір додаткових модулів та аксесуарів для шасі.
Вибір модулів живлення.
Вибір процесорного модуля. Процесорний модуль підбираємо за наступними критеріями: кількість каналів кожного типу, тип та кількість комунікаційних каналів, об’єм пам’яті користувача.

кількість аналогових входів + виходів: 26+15+20+19=80
кількість дискретних входів + виходів: 59+67+74+23+22+21=266

За таблицею 2.1 підбираємо процесорний модуль. За кількістю каналів будь який процесорний модуль задовольняє умовам задачі, тому орієнтуємось тільки на ємність пам’яті та наявні комунікації. Серед процесорних модулів М340 підходить тільки BMX P34 2020.

Вибір модулів вводу/виводу проводиться за таблицями 2.2 та 2.4.

Таблиця 2.9

59 ВД 24 VDC	BMX DDI6402K - 1 шт. (64 канали, з них - 5 вільних)
67 ВД 115 VAC	BMX DAI1604 - 4 шт. (516=80 каналів, з них -13 вільних)
21 ДВ 3 А	BMX DRA 0805 – 3 шт. (83=24 канали, з них - 3 вільних )
22 ДВ 2 А	BMX DRA 1605 – 2 шт. (162=32 канали, з них - 10 вільних)
23 ДВ 0,5 А	BMX DDO 1602 – 2 шт. (16 2=32 канали, з них 9 вільних)
74 ДВ 0,1 А	BMX DDO 6402K – 1 шт. (64 канали + 9 каналів з BMX DDO 1602 + 1 канал з BMX DRA 1605)
26+15 ВА	BMX AMI 810 – 5 шт. (85=40 каналів) + BMX AMI 0410 – 1 шт. (4 канали)
20 AB U	BMX AMO 410 – 5 шт (45=20 каналів)
19 АВ I	BMX AMO 802 – 3 шт. (83=24 канали)

З метою зменшення вартості системи, для дискретних вихідних каналів малих струмів комутації ми задіяли вільні канали модулів з більшими струмами комутації. Слід зазначити, що наведений варіант компонування не єдине рішення для даної задачі, тобто може бути декілька варіантів компонування ПЛК модулями вводу/виводу.

Вибір аксесуарів для модулів вводу/виводу проводиться за таблицями 2.3 та 2.5. Зведемо аксесуари та модулі в одну таблицю 2.10.

Таблиця 2.10.

Модуль вводу/виводу	Аксесуари
Найменування	Кількість	Найменування	Кількість	примітка
BMX DDI6402K	1	BMX FCC053	2	кабель 0.5 м, з двома НЕ10 з’єднувачами
Telefast ABE 7H16R21	4	16-канальний клемний блок
BMX DAI1604	4	BMX FTB 2010	4	20 контактна знімна колодка з гвинтовими зажимами
BMX DRA 0805	3	BMX FTB 2010	3	20 контактна знімна колодка з гвинтовими зажимами
BMX DRA 1605	2	BMX FTB 2010	2	20 контактна знімна колодка з гвинтовими зажимами
BMX DDO 1602	2	BMX FTB 2010	2	20 контактна знімна колодка з гвинтовими зажимами
BMX DDO 6402K	1	BMX FCC053	1	кабель 0.5 м, з двома НЕ10 з’єднувачами
Telefast ABE 7H16R21	2	16-канальний клемний блок
BMX AMI 810	5	BMX FTB 2820	5	28 контактна знімна клемна колодка
BMX AMI 0410	1	BMX FTB 2010	1	20 контактна знімна колодка з гвинтовими зажимами
BMX AMO 410	5	BMX FTB 2010	5	20 контактна знімна колодка з гвинтовими зажимами
BMX AMO 802	3	BMX FTB 2010	3	20 контактна знімна колодка з гвинтовими зажимами

Компонування шасі, вибір додаткових модулів та аксесуарів для шасі. Загальна кількість модулів разом з процесорним: 1 CPU + 6 DI + 8 DO + 6 AI + 8 AO = 29. Таким чином можна вибрати 2 монтажних шасі на 12 місць (BMX XBP 1200) та 1 шасі на 6 місць (BMX XBP 0600). До кожного шасі необхідно по 1-му модулю розширення, які зв’язуються BusX кабелями. Тобто додатково треба модулі XBE 1000 - 3 шт., кабелі BMX XBC 008K – 2 шт. та один набір з двох термінаторів TSX TLY EX.

Розміщення модулів в шасі вибираємо довільно. Однак на практиці, модулі з найбільшим споживанням струму розподіляють рівномірно між шасі.

Для зручності підрахунку споживаної потужності кожним модулем, розміщення покажемо у вигляді таблиці 2.11. В цій таблиці заповнюємо тільки поля: шасі, місце та найменування модулів, за виключенням модулів живлення (місце PS).

Вибір модулів живлення. За умови задачі, живлення ПЛК проводиться напругою 220 VAC. Таким чином, в залежності від споживаної потужності модулів на шасі, необхідно вибрати один з двох модулів BMX CPS 2000 або BMX CPS 3500. Вважаємо, що вихід модуля для живлення датчиків та виконавчих механізмів (24V_SENOSRS) не використовується. Для кожного модуля шасі за таблицею 2.7 визначаємо середні споживані струми і вписуємо їх в таблицю 2.11.

В рядках з місцем PS в колонках 3V3_BAC та 24V_BAC вказуються сумарні споживані струми по кожному шасі, та споживані потужності (IU). За таблицею 2.6 та з використанням формули (2.2) визначається який з модулів живлення підходить для живлення даного шасі.

Таблиця 2.11

Шасі	Модуль	Середній споживаний струм, в мА
місце	Найменування модуля	На виході 3V3_BAC	На виході 24V_BAC
00	PS	BMX CPS 2000 P3V3_24V = 16,5 Вт	I3V3_BAC=412мА, P=1.36Вт	I24V_BAC=420мА, P=10.08Вт
SP=11,14Вт
00	BMX P34 2020	0	95
01	BMX DRA 0805	100	55
02	BMX DRA 0805	100	55
03	BMX DRA 0805	100	55
04	BMX DAI 1604	90	0
05
XBE	BMX XBE 1000	22	160
01	PS	BMX CPS 3500 P3V3_24V = 31,2 Вт	I3V3_BAC=1522 мА, P=5,02 Вт	I24V_BAC=620мА , P=14,88 Вт
SP=19,9 Вт
00	BMX DDI 6402K	200	0
01	BMX DAI 1604	90	0
02	BMX DAI 1604	90	0
03	BMX DAI 1604	90	0
04	BMX DAI 1604	90	0
05	BMX DRA 1605	100	95
06	BMX DRA 1605	100	95
07	BMX DDO 1602	100	0
08	BMX DDO 1602	100	0
09	BMX DDO 6402K	240	0
10	BMX AMO 802	150	135
11	BMX AMO 802	150	135
XBE	BMX XBE 1000	22	160
02 (замі-нити) таб. 2.11а	PS	BMX CPS 3500 P3V3_24V = 31,2 Вт	I3V3_BAC=1822 мА, P=6,01 Вт	I24V_BAC=1310 мА , P=31,44 Вт
SP=37\,45 Вт
00	BMX AMI 810	150	54
01	BMX AMI 810	150	54
02	BMX AMI 810	150	54
03	BMX AMI 810	150	54
04	BMX AMI 810	150	54
05	BMX AMI 0410	150	45
06	BMX AMO 0410	150	140
07	BMX AMIO 0410	150	140
08	BMX AMO 0410	150	140
09	BMX AMO 0410	150	140
10	BMX AMO 0410	150	140
11	BMX AMO 802	150	135
XBE	BMX XBE 1000	22	160

Як видно з табл. 2.11, для шасі 00 задовольняє модуль живлення BMX CPS 2000, оскільки сумарна потужність по виходам 3V3_BAC та 24V_BAC не перевищує показники P3V3_24V та PPS для даного модуля. Для шасі 01 сумарна потужність по цим виходам 19,9026 Вт, що більше ніж максимально дозволена (16,5 Вт), отже необхідно вибирати модуль живлення BMX CPS 3500. Для шасі 02 сумарна потужність 37,45 Вт, що більша за максимально можливу потужність серед існуючих блоків живлення. Таким чином, розташування модулів в шасі 02 підібрано невдало. Один із способів вирішення даної задачі – заміна шасі 02 на два шасі на 6 позицій (шасі 02 та шасі 03) і розміщення модулів за типами (вхідні, вихідні). При цьому необхідно обов’язково зробити перерахунок блоків живлення для нової конфігурації.

Розрахунок нових шасі поданий в табл. 2.11а.

Таблиця 2.11а

02	PS	BMX CPS 2000 P3V3_24V = 16,5 Вт	I3V3_BAC=922 мА, P=3,0426 Вт	I24V_BAC=475 мА, P=11,4 Вт
SP=14,4426 Вт
00	BMX AMI 810	150	54
01	BMX AMI 810	150	54
02	BMX AMI 810	150	54
03	BMX AMI 810	150	54
04	BMX AMI 810	150	54
05	BMX AMI 0410	150	45
XBE	BMX XBE 1000	22	160
03	PS	BMX CPS 3500 P3V3_24V = 31,2 Вт	I3V3_BAC=922 мА, P=3,0426 Вт	I24V_BAC=995 мА, P=23,88 Вт
SP=26,9226 Вт
00	BMX AMO 410	150	140
01	BMX AMO 410	150	140
02	BMX AMO 410	150	140
03	BMX AMO 410	150	140
04	BMX AMO 410	150	140
05	BMX AMO 802	150	135
XBE	BMX XBE 1000	22	160

Результат. Перелік всіх необхідних складових М340 для даної задачі наведемо у вигляді відомості в таблиці 2.12.

Таблиця 2.12

Відомість обладнання для компонування ПЛК М340

Найменування	Кількість	Примітка
BMX XBP 1200	1	шасі на 12 місць
BMX XBP 0600	3	шасі на 6 місць
BMX XBE 1000	4	модуль розширення
TSX TLY EX	1	комплект з двох термінаторів BusX
BMX XBC 008K	3	BusX кабель 0,8 м
BMX CPS 2000	1	модуль живлення 100…240 VAC, 20 Вт
BMX CPS 3500	2	модуль живлення 100…240 VAC, 36 Вт
BMX P34 2020	1	процесорний модуль, Serial + Ethernet
BMX DDI6402K	1	дискретний вхідний модуль на 64 канали
BMX DAI1604	5	дискретний вхідний модуль на 16 каналів
BMX DRA 0805	3	дискретний вихідний модуль на 8 каналів
BMX DRA 1605	2	дискретний вихідний модуль на 16 каналів
BMX DDO 1602	2	дискретний вихідний модуль на 16 каналів
BMX DDO 6402K	1	дискретний вихідний модуль на 64 канали
BMX AMI 810	5	аналоговий вхідний модуль на 8 каналів
BMX AMI 0410	1	аналоговий вхідний модуль на 4 канали
BMX AMO 410	5	аналоговий вихідний модуль на 4 канали
BMX AMO 802	3	аналоговий вихідний модуль на 8 каналів
BMX FTB 2010	20	20 контактна з’ємна колодка з гвинтовими зажимами
BMX FTB 2820	5	28 контактна з’ємна клемна колодка
Telefast ABE 7H16R21	6	16-канальний клемний блок
BMX FCC053	3	кабель 0.5 м, з двома НЕ10 з’єднувачами

Практичне заняття розробив