Функциональный модуль FM 458-1 DP

Интеллектуальный функциональный модуль FM 458-1 DP оснащен встроенным 64-разрядным RISC-процессором и предназначен для реализации сложных, динамичных, ресурсоемких алгоритмов автоматического регулирования приводов. Программирование модуля выполняется на языке CFC. FM 458-1 DP обеспечивает автономное выполнение возложенных на него задач и обладает высоки быстродействием. Типовое время цикла равно 0.1 … 0.5 мс.

Связь с центральным процессором осуществляется через P- и К-шину контроллера. Связь с управляемым оборудованием осуществляется через встроенный интерфейс PROFIBUS DP, а также через 8 встроенных дискретных входов. Дополнительно модуль оснащен встроенной шиной расширения (LE шиной), к которой могут подключаться специализированные модули расширения EXM 438-1 и EXM 448-1. Модуль EXM 438-1 служит для расширения системы ввода-вывода модуля FM 458-1DP, модуль EXM 448 – для использования модуля FM 458-1 DP в сетевых структурах MPI или PROFIBUS DP, а также организации связи с преобразователями частоты.

Типовыми областями применения FM 458-1 DP являются:

Регулирование крутящего момента и частоты вращения, а также управление позиционированием электроприводов постоянного и переменного тока.
Системы регулирования натяжения и компенсационных воздействий в разматывающих установках.
Системы согласованного управления и регулирования нескольких электроприводов единой технологической установки.
Системы автоматизации испытательных стендов редукторов и двигателей.
Системы автоматизации установок поперечной резки валов.
Системы автоматизации мотальных и навивочных машин.
Системы автоматизации высокодинамичных гидроприводов.
Системы регулирования высокооборотных турбин и т.д.

Изохронный режим в PROFIBUS и SIMOLINK

Обзор

Модуль FM 458-1 DP является функциональным аналогом центрального процессора PM6 системы SIMADYN D. Он оснащен 128 МГц 64-разрядным RISC-процессором с плавающей запятой. FM 458-1 DP способен функционировать независимо от центрального процессора S7-400 и выполнять свою программу с временем цикла от 0.1 до 0.5мс. Обмен данными с центральным процессором S7-400 осуществляется через P- и K-шину контроллера. Через эту же шину FM 458-1 DP способен обращаться к модулям ввода-вывода программируемого контроллера S7-400. Для подключения модулей EXM 438-1 и EXM 448-1 модуль оснащен дополнительной шиной LE, не имеющей связи с внутренней шиной контроллера.

Для программирования модуля используется язык CFC (Continuous Function Chart), дополненный программным пакетом SIMADYN D D7-SYS.

Наличие доступа к P- и K-шине позволяет использовать FM 458-1 DP автономно, без подключения модулей EXM 438-1 и EXM 448/ EXM 448-1. В одном программируемом контроллере S7-400 может использоваться до 6 модулей FM 458-1 DP со своим расширением.

Конструкция

FM 458-1 DP характеризуется следующими показателями:

64-разрядный 128МГц RISC-процессор с плавающей запятой.
Встроенный 32-разрядный контроллер обслуживания коммуникационных задач.
Встроенная рабочая память емкостью 60 Мбайт (DRAM).
Встроенная оперативная память емкостью 512 Кбайт (SRAM) для сохранения данных при перебоях в питании контроллера.
8 скоростных дискретных входов (9-полюсный штекер соединителя D-типа, разъем X2) для приема сигналов прерываний и вызова подпрограмм их обработки.
Встроенный интерфейс ведущего устройства PROFIBUS DP (9-полюсное гнездо соединителя D-типа, разъем X3).
Последовательный интерфейс RS 232 (9-полюсное гнездо соединителя D-типа, разъем X1) для программирования и диагностики с помощью CFC-TESTMODUS.
Слот для установки микро карты памяти (3В NV Flash) емкостью от 2 до 8 Мбайт.
Разъем LE-шины для подключения модулей расширения EXM 438-1 и EXM 448/ EXM 448-1.
11 светодиодов для индикации режимов работы.
Кнопка подтверждения приема информации.
Часы реального времени.

Аксессуары:

Соединительный кабель SC 57 с 9-полюсными соединителями для подключения FM 458-1 DP к компьютеру.
Интерфейсные модули дискретных входов SB10, SB60, SB61 и SU12, а также соединительный кабель SC 64. Используются для подключения цепей дискретных входов.
Микро карта памяти.

Расширение

В зависимости от особенностей применения к одному модулю FM 458-1 DP допускается подключать до двух модулей расширения. В такой структуре FM 458-1 DP выполняет функции активного модуля, оснащенного центральным процессором и обеспечивающего управление работой модулей расширения:

EXM 438-1: модуль расширения системы ввода-вывода, позволяющий получать дополнительные каналы ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, а также дополнительные каналы подключения инкрементальных или абсолютных датчиков позиционирования.
EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2: коммуникационный модуль, оснащенный двумя последовательными интерфейсами. Один из них используется для подключения к сети PROFIBUS DP и выполнения функций ведущего или ведомого DP-устройства. Во второй слот может устанавливаться модуль связи SIMOLINK SLB или SBM2, с помощью котоых организуется взаимодействие с преобразователями частоты или высокоточными датчиками положения. EXM 448-2 оснащен двумя интерфейсами SIMOLINK.

В системе расширения FM 458-1 DP допускается любое сочетание модулей EXM 438-1 и EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2:

Базовый модуль	1-й модуль расширения	2-й модуль расширения
FM 458-1 DP	Нет	Нет
	EXM 438-1	Нет
	EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2	Нет
	EXM 438-1	EXM 438-1
	EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2	EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2
	EXM 438-1	EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2
	EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2	EXM 438-1

Связь

Связь с центральным процессором и модулями ввода-вывода S7-400 поддерживается через P- и K-шину контроллера. Связь с устройствами, расположенными вне S7-400, поддерживается через встроенный интерфейс PROFIBUS DP модуля FM 458-1 DP, а также через интерфейсы коммуникационного модуля EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2.

Проектирование

Проектирование систем на базе модуля FM 458-1 DP выполняется с использованием пакетов STEP 7 от V5.2, SFC и CFC с расширением D7-SYS от V6.0. Расширение D7-SYS содержит библиотеку, включающую свыше 300 функциональных блоков для модуля FM 458-1 DP.

Применение языка CFC существенно снижает затраты на проектирование и сокращает сроки выполнения проектных работ:

Функциональные блоки выбираются из библиотеки щелчком мыши и позиционируются в нужном месте экрана. Для каждого функционального блока определяются необходимые соединения и выполняется настройка параметров.
В процессе проектирования автоматически создается подробная техническая документация.
Применение готовых функциональных блоков снижает время проектирования и снижает вероятность возникновения ошибок.
За счет использования иерархии CFC-планов повышается“прозрачность” и наглядность проекта (план в плане, перемещение вверх или вниз и т.д.).
Применение CFC-TESTMODUS для быстрой отладки программы и ввода системы в эксплуатацию.

Технические данные

Модуль	FM 458-1 DP
Напряжения и токи
Напряжение питания	=5 В от внутренней шины S7-400
Потребляемые токи:
• от внутренней шины контроллера, =5 В
- типовое значение	1.8 А
- максимальное значение	2.2 А
• от буферной батареи в режиме хранения информации	Типовое значение - 10 мкА/ =3.4 В
Типовое значение потери мощности	11 Вт при температуре до +40°C
Память, программирование, выполнение программ
Циклическое выполнение задач	До 5 задач с временем цикла от 100 мкс
Обработка сигналов тревоги	До 8 задач
Память программ	Микро карта памяти SIMATIC S7 емкостью от 2 Мбайт и больше (3 В NVFlash)
Инструментальные средства программирования/ среда разработки	STEP 7 от V5.2, CFC (SCL не нужен), SFC (опционально); D7-SYS от V6.0 сбиблиотекой, включающей свыше 300 функциональных блоков; дополнительная возможность генерирования функциональных блоков CNC в ANSI-C. Runtime лицензия не нужна.
Интерфейсы
Интерфейс PROFIBUS DP (Х3)
• скорость обмена данными	До 12 Мбит/с
• изохронный режим	Поддерживается
• ведущее DP устройство	Есть
• ведомое DP устройство	Нет
Диагностический интерфейс (Х1)
• тип интерфейса	RS 232/V.24
• соединитель	9-полюсное гнездо D-типа
• скорость обмена данными	До 19.2 Кбит/с
• протокол	DUST1
Время
Часы реального времени	Есть, аппаратные
Разрешение	0.1 мс
Дискретные входы
Количество входов	8, могут использоваться для приема сигналов аппаратных прерываний
Гальваническое разделение цепей	Нет
Входное напряжение:
• номинальное значение	=24 В
• низкого уровня	-1 ... +6 В
• высокого уровня	+13.5 ... +33 В
Входной ток, типовое значение:
• низкого уровня	0 мА
• высокого уровня	3 мА
Время задержки распространения входного сигнала, не более	100 мкс
Габариты и масса
Габариты	25 х 290 х 210 мм
Масса	0.75 кг