运动控制技术基础课件 项目1 西门子S7-300 PLC软硬件安装及初步使用

BasicsOfMotionControlTechnology运动控制技术基础项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用背景描述

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用在工业控制领域，有两种常见的控制系统，一种是继电器控制系统，另一种是PLC控制系统。继电器控制系统一般由主令电器、继电器、接触器和导线等部分组成，通过不同的电路接线来实现不同的控制功能，继电器控制系统所实现的控制逻辑包含在接线形式中，人们称之为接线逻辑。继电器控制系统常用于实现较简单的控制需求，不太适合柔性较高、功能复杂的控制场合。

PLC控制系统于1969年应运而生。PLC控制系统所实现的控制逻辑包含在控制程序中，人们称之为存储逻辑。PLC控制系统只需要更改控制程序而不是更改接线，就可以很方便地变更控制功能，满足复杂多变的控制需求。示范实例：资讯

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用某工厂需要新建一套生产系统，要求采用西门子S7-300PLC进行控制。根据设备的数量和控制要求，预计需要30个数字量输入点，20个数字量输出点，并各预留10个，所有数字量输入输出点均采用直流供电；4个模拟量输入点，2个模拟量输出点，不需预留。请完成以下任务：1.安装相关软件；2.完成硬件选型；3.完成硬件安装；4.完成硬件组态下载；5.提交硬件清单。示范实例：资讯

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用PLC控制系统包括硬件部分和软件部分。PLC控制系统硬件部分是以PLC为控制核心，包括主令电器、检测开关、传感器等输入器件，指示灯、蜂鸣器、以及各种继电器、电磁阀、驱动器等输出器件。PLC本质上是一台专用于工业控制的计算机，主要由中央处理器、数字量输入/输出端口、模拟量输入/输出端口、功能模块、接口模块、通信模块以及电源等部分组成。根据PLC硬件的运算速度、存储容量、I/O点数等方面可分为小型PLC、中型PLC以及大型PLC。根据PLC硬件的结构形式又可分为整体式和模块式。小型PLC通常为整体式，中大型PLC多采用模块式。PLC控制系统的软件部分通常是指PLC的系统程序和用户程序。系统程序由PLC制造厂商设计编写并存入PLC的系统存储器中，主要完成监控、编译、诊断等功能，用户不能直接读写和更改。用户程序由用户利用PLC的编程软件，根据控制要求编制而得，以实现各种控制功能。示范实例：资讯

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用西门子PLC的硬件型号一般由三个部分组成，以CPU314C-2PN/DP为例，其含义为：CPU：CPU模块314C：314系列紧凑型2PN/DP：两个PROFINET端口，一个MPI/DP端口示范实例：资讯

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用西门子PLC的每一种硬件型号都有确定的订货号与之对应，在采买西门子PLC时通常使用的是订货号。以6ES7321-1BH01-0XA0为例，西门子产品订货号的命名规则如下：6ES：自动化系统系列7：S7系列（5为S5系列）3：300系列（1为ET系列，2为200系列，4为400系列）2：数字量（1为CPU，3为模拟量，4为通讯，5为功能）1：输入（2为输出，3为输入/输出）1：功能等级（数越大功能越强）B：晶体管（H是继电器，F是交流，如果是模拟量K是通用型，P为温度信号）H：16点（L表示32点，F为8点，D为4点，B为两点）01：版本号，0.1版本0XA0：后缀，用于描述特殊功能。示范实例：资讯

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用西门子PLC的硬件需要安装在导轨上固定。一个SIMATIC300站点最多可以包含四个机架，其中只有主机架安装有CPU，扩展机架通过接口模块IM与主机架相连，每个机架最多可安装11个模块。安装导轨时必须连接保护地线，导线的截面应在10mm2以上。导轨要预留上下至少40mm、左右至少20mm的间隙用于散热。导轨水平安装时，模块的安装顺序为从左至右；垂直安装时，安装顺序为从下往上。导轨的前三个插槽依次安装电源模块、CPU模块、接口模块IM，4至11插槽可安装信号模块SM、功能模块FM、通信模块CP。插槽只是对不同模块之间安装位置关系的描述，并不占据固定的实际空间位置，实际安装时所有的模块之间不留间隙密贴安装，如果没有扩展机架则不需要安装接口模块，这时候CPU和其他模块直接挨在一起安装，不能空出间隔。示范实例：资讯

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用PLC的输入输出接口分为数字量和模拟量两种，数字量输入/输出接口称为DI/DO，模拟量输入/输出接口称为AI/AO。西门子S7-300PLC的直流输入接口都是高电平有效。在连接三线制传感器时，要注意匹配传感器和输入接口的类型，否则不但不能接收到传感信号，还可能造成器件损坏。PLC的输出接口分为晶体管输出、继电器输出、晶闸管输出三种类型。晶体管输出适用于直流负载；继电器输出既适用于直流负载，也适用于交流负载；晶闸管输出只能驱动交流负载。PLC的模拟量输入/输出接口AI/AO根据信号类型不同分为电流接口和电压接口。电流接口的信号范围包括0-20mA、0-20mA、±20mA。电压接口的信号范围包括0-10V、±10V。示范实例：计划

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用序号项目内容时间人员1STEP7软件安装把STEP7SIMATICManager和S7-PLCSIM软件正确安装到电脑中30分钟全体人员2STEP7初步使用在STEP7SIMATICManager新建一个工程项目，选择合适的硬件，完成硬件组态并编译保存10分钟全体人员3S7-300硬件安装安装导轨，把硬件组态选择的相应硬件正确安装到导轨上15分钟全体人员4CPU模块基本操作正确操作CPU模块的拨钮开关，使PLC分别处于RUN/STOP/MRES状态15分钟全体人员5下载硬件组态设置好STEP7SIMATICManager通信接口，把硬件组态下载到PLC中10分钟全体人员6提交硬件清单把最终确定好的PLC各模块型号及订货号填入硬件清单，提交甲方

全体人员示范实例：决策

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用根据任务要求和资源、人员的实际配置情况，按照工作计划表，采取项目小组的方式开展工作，小组内实行分工合作，每位成员都要完成全部任务并提交任务评价表。示范实例：实施

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用（一）安装STEP7软件1.安装STEP7SIMATICManager软件2.安装S7-PLCSIM软件（二）STEP7软件初步使用1.新建项目2.硬件组态（三）S7-300PLC硬件安装（四）CPU模块基本操作1.S7-300CPU模式开关及指示灯2.S7-300CPU存储器3.复位CPU存储器操作4.MMC卡被动格式化操作5.CPU恢复出厂操作（五）下载硬件组态1.连接PC与PLC2.设置PG/PC接口3.下载硬件组态示范实例：检查

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用项目分值评分标准检查情况得分STEP7软件安装251.SIMATICManager软件15分，S7-PLCSIM软件10分；2.软件安装正确能正常使用，得满分；3.软件安装了但不能正常使用，得60%；4.软件未安装，本项目不得分。

STEP7初步使用251.新建项目10分，硬件组态10分，硬件清单5分；2.能新建项目2分，项目名称和存储位置各2分，站点类型4分；3.硬件组态正确9分（分项计分），编译保存1分；4.硬件清单5分。

S7-300硬件安装251.安全违章扣10分；2.安装不达标一项扣2分。

CPU模块基本操作151.安全违章扣10分；2.正确插拔MMC卡3分；3.复位CPU存储器、MMC卡被动格式化、CPU恢复出厂操作各4分。

下载硬件组态101.安全违章扣10分；2.正确连接断开通信线，2分；3.正确设置PG/PC接口、正确下载各4分。

合计100

示范实例：评价

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用表1-7西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用项目自评表

签名：日期：表1-8西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用项目他评表

签名：日期：实践练习

项目1西门子S7-300PLC软硬件安装及初步使用A工厂需要新建一套生产系统，要求采用西门子S7-300PLC进行控制。根据设备的数量和控制要求，预计需要32个数字量输入点，24个数字量输出点，并各预留8个，所有数字量输入输出点均采用直流供电；3个模拟量输入点，1个模拟量输出点，各预留1个。请完成以下任务：1