S7-300PLC的硬件(西门子s7-300授课资料,拿来大家共享!)ppt课件

1、S7-300PLC的硬件的硬件 1;. SIEMENS公司在20世纪末推出的SIMATIC S7-300系列PLC，性价比高，电磁兼容性强，抗震动冲击性强，使其具有非常好的工业环境顺应性，广泛运用于冶金、石油、化工、交通运输、轻工、电力、汽车、通用机械、公用机床、制造业、食品加工、包装机械、纺织机械、智能建筑等各个领域。 S7-300是模块化PLC系统，能满足中等性能控制系统的要求。各种单独的模块之间可进展广泛组合构成不同的系统。S7-300具有强大的通讯功能，经过STEP-7编程软件的用户界面提供通讯组态功能，这使得组态非常容易、简单。此外，S7-300 PLC还具有多种不同的通讯接口，经过

2、多种通讯处置器来衔接AS-I总线接口和工业以太网总线系统。 2 1. 负载电源 (选项) 2. 后备电池 (CPU 313 以上) 3. 24V DC 衔接 4. 方式开关 5. 外形和缺陷指示灯6. 存储器卡 (CPU 313 以上) 7. MPI 多点接口 8. 前衔接器 9. 前盖3 S7-300 PLC由以下几部分组成(1)中央处置单元(CPU)各种CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有数字量和模拟量输入/输出点，有的CPU集成有PROFIBUS-DP等通讯接口。CPU前面板上有外形缺陷指示灯、方式开关、24V电源端子、电池盒与存储器模块盒(有的CPU没有)。(2)负载电源模块(PS

3、)负载电源模块用于将AC220V电源转换为DC24V电源，供CPU和I/0模块运用。额定输出电流有2A、5A和l0A三种，过载时模块上的LED闪烁。4 (3)信号模块(SM) 信号模块是数字量输入/输出模块和模拟量输入输出/输出模块的总称，它们使不同的过程信号电压或电流与PLC内部的信号电平匹配。信号模块主要有数字量输入模块SM321和数字量输出模块SM322，模拟量输入模块SM331和模拟量输出模块SM332。模拟量输入模块可以输入热电阻、热电偶、DC420mA和DC010V等多种不同类型和不同量程的模拟信号。每个模块上有一个背板总线衔接器，现场的过程信号衔接到前衔接器的端子上。 5数字量输

4、入/输出模块 6 (4)功能模块(FM) 功能模块主要用于对实时性和存储容量要求高的控制义务，例如计数器模块、快速/慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、定位和延续途径控制模块、闭环控制模块、工业标识系统的接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位置解码器等。7 (5)通讯处置器(CP) 通讯处置器用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通讯，可以将PLC接入PROFlBUS-DP、AS-I和工业以太网，或用于实现点对点通讯等。通讯处置器可以减轻CPU处置通讯的负担，并减少用户对通讯的编程义务。 (6)接口模块(IM) 接口模块IM用于

5、多机架配置时衔接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7-300经过分布式的主机架和3个扩展机架，最多可以配置32个信号模块、功能模块和通讯处置器。 (7)导轨 铝质导轨用来固定和安装S7-300上述的各种模块。8 除了带CPU的中央机架(CR)，S7-300PLC最多可以添加3个扩展机架(ER)，每个机架可以插8个模块(不包括电源模块、CPU模块和接口模块IM)，4个机架最多可以安装32个模块。机架的最左边是1号槽，最右边是11号槽，电源模块总是在I号槽的位置。中央机架(0号机架)的2号槽上是CPU模块，3号槽是接口模块。这3个槽号被固定占用，信号模块、功能模块和通讯处置器运用411号槽，如以

6、下图。910由于模块是用总线衔接器衔接的，而不是像其他模块式PLC那样，用焊在背板上的总线插座来安装模块，所以槽号是相对的，在机架导轨上并不存在物理槽位。例如在不需求扩展机架时，中央机架上没有接口模块，此时虽然3号槽位依然被实际上并不存在的接口模块占用，中央机架上的CPU模块和4号槽的模块实际上是挨在一同的。 假设有扩展机架，接口模块占用3号槽位，担任与其他扩展机架自动地进展数据通讯。 假设只需求扩展一个机架，可以运用价钱廉价的lM365接口模块对，两个接口模块用lm长的固定电缆衔接，由于IM365不能给机架1提供通讯总线，机架1上只能安装信号模块，不能安装通讯模块和其他智能模块。扩展机架的电

7、源由lM365提供，两个机架的DC5V电源的总电流应在允许值之内。11 运用IM360/361接口模块可以扩展3个机架，中央机架(CR)运用IM360，扩展机架(ER)运用IM361，各相邻机架之间的电缆最长为l0m。每个IM361需求一个外部DC24V电源，向扩展机架上的一切模块供电，可以经过电源衔接器衔接PS307负载电源。一切的S7-300模块均可以安装在ER上。接口模块是自组态的，无需进展地址分配。每个机架上安装的信号模块、功能模块和通讯处置器，除了不能超越8块外，还遭到背板总线DC5V供电电流的限制。0号机架的DC5V电源由CPU模块提供，其额定电流值与CPU的型号有关。扩展机架的背

8、板总线的DC5V电源由接口模块IM361提供，各类模块耗费的电流需查相应的模块手册。12 PS307 2A的模块表示图 13S7-300有20种不同型号的CPU，以顺应不同等级的控制系统。有的CPU上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通讯接口，有的CPU上集成有PtP接口等，目前大致可以分为以下几类：(1) 6种紧凑型CPU，带有集胜利能和I/O: CPU3l2C，313C，313C-PtP，313C-2DP，314C-PtP和314C-2DP。 (2) 3种重新定义的CPU: CPU312，314和315-2DP。 (3) 5种规范的CPU: CPU313，314，

9、315，315-2DP和316-2DP。 (4) 4种户外型 CPU: CPU312IFM ，314IFM，314户外型和315-2DP。 (5) 高端CPU: 317-2DP和CPU318-2DP。 (6) 缺陷平安型CPU: CPU3l5F和CPU317F-2DP。1415 CPU31xC系列PLC的构造表示图16 数字量模块 S7-300有多种数字量输入/输出模块，其输入/输出电缆最大长度为1000m屏蔽电缆或600m非屏蔽电缆。1 数字量输入模块SM321 数字量输入模块未来自现场的数字信号电平转换成PLC内部信号电平，经过光电隔离和滤波后，送到输出缓冲区等待CPU采样，采样后的信号外

10、形经过背板总线进入输入映像区。根据输入信号的极性和输入点数，SM321共有14种数字量输入模块，下表为常用数字量输入模块的技术特性。17 182 数字量输出模块SM322 数字量输出模块将S7-300内部信号电平转换成现场所需求的外部信号电平，可直接驱动电磁阀线圈、接触器线圈、微型电动机、指示灯等负载。根据负载回路运用电源的要求，数字量输出模块有：直流输出模块晶体管输出方式；交流输出模块晶闸管输出方式；交直流输出模块继电器输出方式；SM322数字量输出模块的技术特性如表所示，19 SM322数字量输出模块的技术特性 20 模拟量模块 S7-300的模拟量I/O模块包括模拟量输入模块SM331、

11、模拟量输出模块SM332和模拟量输入/输出模块SM334和SM335。SM331模块主要由A/D转换器、切换开关、恒流源、补偿电路、光隔离器及逻辑电路组成，它将控制过程中的模拟信号转换为PLC内部处置用的数字信号。其主要功能有：分辨率可调，可从915位加符号位；A/D转换器采用积分法，4档积分时间为2.5ms、16.7ms、20ms和100ms;丈量范围广，电压和电流传感器、热电偶、电阻和电阻式温度计均可作为传感器与之衔接。 在实际运用中，应该用STEP7的组态工具对未运用的模拟量通道进展屏蔽。 21 SM332模拟量输出模块目前有3种型号，即AO412位模块、AO212位模块、AO416位模

12、块、如AO412位模块，有4个通道，每个通道都可单独设置为电压输出或电流输出，输出精度为12位，模块对CPU背板总线和负载电压都有光隔离。在输出电压时，可以采用二线回路或四线回路两种方式与负载相连。 模拟量输出模块SM332 模拟量输出通道的转换时间和模块的循环时间：每个通道的最大转换时间为0.81.5ms，建立时间为0.10.5ms，模块的循环时间为一切激活的AO通道的转换时间与建立时间的总和；22 模拟值的表示 模拟量输入/输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用16位二进制补码定点数来表示，最高位第15位为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。模拟量模块的模拟值位数即转换精度

13、可以设置为915位与模块的型号有关，不包括符号位，假设模拟值的精度小于15位，那么模拟值左移，使其最高位符号位在16位字的最高位第15位，模拟值左移后未运用的低位那么填入“0，这种处置方法称为“左对齐。 电压丈量范围为l0lV的模拟值表示如表所示 23 24 模拟量输入模块丈量范围的设定 模拟量输入模块的输入信号种类用安装在模块侧面的量程卡量程模块来设置，量程卡安装在模拟量输入模块的侧面，每两个通道为一组，共用一个量程卡，以以下图中的模块共用8个通道，因此有4个量程卡。量程卡可以设定为“A、“B、“C、“D4个位置，其常见的含义为：“A为热电阻、热电偶；“B为电压；“C为四线制电流；“D为两线

14、制电流。 量程卡插入输入模块后，假设量程卡上的标志C与输入模块上的标志相对，那么量程卡被设置在C位置。模块出厂时，量程卡预设在B位置。假设需求调整量程卡，步骤如下：25 将量程卡从模拟量输入模块中卸下 26 将量程卡插入模拟量输入模块 27 模拟量模块具有许多特性，可以经过参数赋值，来设定模块的特性。参数分为动态参数和静态参数两种。通常运用STEP7对模拟量模块进展静态与动态参数赋值，此时CPU必需处于“STOP方式。当设定完一切的参数后，应将参数下载到CPU。当CPU从“STOP方式转换为“RUN方式时，CPU即可将参数传送到每个模拟量模块；假设没有运用STEP7进展参数赋值，模块将运用默许

15、设置。 经过系统功能SFC55，可以修正当前用户程序中的动态参数，但必需留意，在CPU进展RUNSTOP、STOPRUN转换后，运用STEP7所设定的参数将再次恢复。模拟量模块参数 28模拟量输入模块与传感器的衔接 为了减少电磁干扰，对于模拟信号应运用屏蔽双绞电缆，并且模拟信号电缆的屏蔽层应该两端接地。假设电缆两端存在电位差，将会在屏蔽层中产生等电势耦合电流，呵斥对模拟信号的干扰。在这种情况下，应该让电缆的屏蔽层一端接地。1 带隔离的模拟量输入模块 普通情况下，CPU的接地端子与M端子用短接片衔接。带隔离的模拟量输入模块的丈量电路参考点MANA与CPU模块的M端子之间没有电气衔接，见图.。假设

16、参考电压UANA和CPU的M端存在一个电位差UISO，必需选用带隔离的模拟量输入模块，经过在MANA端子和CPU的M端子之间运用一根等电位衔接导线，可以确保UISO不会超越允许值。29衔接带隔离的传感器与带隔离的模拟量输入模块 30衔接不带隔离的传感器与带隔离的模拟量输入模块 31 衔接带隔离的传感器与不带隔离的模拟量输入模块 32 衔接不带隔离的传感器与不带隔离的模拟量输入模块 33 电压传感器与带隔离的模拟量输入模块的衔接 34 两线制变送器与带隔离的模拟量输入模块的衔接35由L+供电的两线制变送器与带隔离的模拟量输入模块的衔接 36四线制变送器与带隔离的模拟量输入模块的衔接 37 热敏电

17、阻与带隔离的模拟量输入模块的四线制衔接 38 热敏电阻与带隔离的模拟量输入模块的三线制衔接 39热敏电阻与带隔离的模拟量输入模块的两线制衔接 40热电偶的构造 41运用内部补偿的热电偶与模拟量输入模块的衔接 42运用补偿盒的热电偶与模拟量输入模块的衔接 43 带有热敏电阻的热电偶与SM331、AI8TC的衔接 44带隔离的模拟量电压输出模块与负载的四线制衔接 45 不带隔离的模拟量电压输出模块与负载的双线制衔接 46模拟量电流输出模块与负载的衔接 47模拟量模块的诊断 模块有缺陷出现时将会执行以下操作: (1) 将诊断报文送入模拟量模块的诊断区中，并传送到CPU。 (2) 模拟量模块中的缺陷指

18、示灯亮 (3) 假设己经用STEP7中允许产生诊断中断功能，将触发一个诊断中断，并调用OB82。 用户可以经过用户程序中的SFC，读出详细的诊断报文。在模块诊断中，可以查看STEP7中的缺陷缘由 (参见STEP7的在线协助)。 当CPU检测到错误时，不论参数如何设置，模拟量输入模块输出模拟丈量值7FFFH，它表示上溢出、缺陷或通道被制止运用。48通讯处置器模块 CPU经过MPI接口或PROFIBUS-DP接口在网络上自动广播它设置的总线参数，PLC可以自动地“挂到MPI网络上。一切的CPU模块都有一个多点接口MPI，有的CPU模块有一个MPI和一个PROFIBUS-DP接口，有的CPU模块有一

19、个MPI/DP接口和一个DP接口。 通讯处置器(CP)用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通讯，可以将PLC接入PROFIBUS-DP、AS-I和工业以太网，或用于实现点对点通讯等。通讯处置器可以减轻CPU处置器的通讯义务，并减少用户对通讯的编程义务。491 通讯处置器模块CP340 CP340用于建立点对点Point to Point，PtP低速衔接，最大传输速率为19.2kbps,有3种通讯接口，即RS-232C(V.24)，20mA(TTY)，RS-422/RS-485(X.27)。可经过ASCII、3964(R)通讯协议及打印机驱动软件，实现与S5系列PLC、S7系列PL

20、C及其他厂商的控制系统、机器人控制器、条形码阅读器、扫描仪等设备的通讯衔接。2. 通讯处置器模块CP342-2/CP343-2 CP342-2/CP343-2用于实现S7-300到AS-I接口总线的衔接。最多可衔接31个AS-I从站，假设选用二进制从站，最多可选址248个二进制元素。具有监测AS-I电缆的电源电压和大量的外形和诊断功能。503、通讯处置器模块CP342-5 CP342-5用于实现S7-300到PROFIBUS-DP现场总线的衔接。它分担CPU的通讯义务，并允许添加其他衔接，为用户提供各种 PROFIBUS总线系统效能，可以经过PROFIB US-DP对系统进展远程组态和远程编程

21、。 当CP342-5作为主站时，可完全自动处置数据传输，允许CP从站或ET200-DP从站衔接到S7-300。当CP342-5作为从站时，允许S7-300与其他PROFIBUS主站交换数据。4、 通讯处置器模块CP343-1 CP343-1用于实现S7-300到工业以太网总线的衔接。它本身具有处置器，在工业以太网上独立处置数据通讯并允许进一步的衔接，完成与编程器、PC、人机界面安装、S5系列PLC、S7系列PLC的数据通讯。515、通讯处置器模块CP343-1 TCP CP343-l TCP运用规范的TCP/IP通讯协议，实现S7-300(只限效能器)、S7-400(效能器和客户机)到工业以太

22、网的衔接。它本身具有处置器，在工业以太网上独立处置数据通讯并允许进一步的衔接，完成与编程器、PC、人机界面安装、S5系列PLC、S7系列PLC的数据通讯。6、通讯处置器模块CP343-5 CP343-5用于实现S7-300到PROFIBUS-FMS现场总线的衔接。它分担CPU的通讯义务，并允许进一步的其他衔接，为用户提供各PROFIBUS总线系统效能，可以经过PROFIBUS-FMS对系统进展远程组态和远程编程。52接口IM模块 接口模块用于S7-300系列PLC的中央机架到扩展机架的衔接，主要有三种规格：1 接口模块IM365 IM365用于衔接中央机架与一个扩展机架，由两个模块组成，一个插

23、入中央机架，经过1m长的衔接电缆，将另一块插入扩展机架，在一个扩展机架上最多可安装8个模块。2 接口模块IM360/361 当扩展机架超越一个时，将接口模块IM360插入中央机架，在扩展机架中插入接口模块IM361，S7-300系列的最大配置为1个中央机架与3个扩展机架，每个扩展机架最多可安装8个模块，相邻机架的间隔为4cm10m。53触摸屏TP17,TP27，TP37 触摸屏是经过触摸在屏幕画面上的按钮即可进展直观操作的安装，它可以对要监控的机器和消费过程进展真实的图形显示。触摸屏TP27，TP37的主要功能有：1显示过程变量；2监控变量域的极限值；3带有静态元素、曲线、图形和条形图表的过程显示；4带有信息外形的记录和缺陷信息的管理；5定义信息优先级别；6显示信息、变量和过程中的协助及信息文本；7口令维护；8菜单管理；93种在线言