第2章 硬件結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo)

1、第2章 硬件結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo) s imatic s7-300 大中型plc應(yīng)用教程主講： 羅庚興學(xué)習(xí)第2章 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.0 simatic plc綜述西門子公司的掌握器(plc)產(chǎn)品有： s7系列傳統(tǒng)意義的plc產(chǎn)品；包括s7200(針對低性能要求的小型plc),s7-300, s7-400。 m7系列采納與s7-300/400相同的功 能；具有at兼容計算機(jī)功能，可以用c、 c+、cfc這類高級語言編程的plc; c7系列 由s7-300、hmi、i/o、 通信和過程監(jiān)控系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)緊湊，性 價比高，節(jié)省安裝空間。2021年5月14日星期三1時31分20秒 2

2、 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.1 s7-300系列plc簡介2.1.1 s7-300plc的特點 針對中等性能要求的模塊式中小掌握系統(tǒng)； 可以擴(kuò)展多達(dá)32個模塊； 模塊內(nèi)集成背板總線； 網(wǎng)絡(luò)連接：mpi、profibus industrial ethernet 無插槽限制s7-300plc外觀如圖2-1 2021年5月14日星期三1時31分20秒 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.1.2 s7-300的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 模板鉤在din導(dǎo)軌上，從左開頭的挨次如下:電源模板 (ps)、cpu、接口模板 (im)、信號模板 (sm), 功能模板 (fm), 通訊處理器 (cp) 用

3、于主機(jī)架中時，接口模板必需插入3號槽。 只需要擴(kuò)展一個機(jī)架，可以使用價格廉價的 im 365 接口模塊對。 每個機(jī)架上最多可以插8個信號模板 (sm)、 功能模板 (fm)或通訊處理器 (cp) 。s7-300plc的最高配置如圖2-34 2021年5月14日星期三1時31分20秒 s7-300plc安裝如圖2-2 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.1.3 i/o模塊地址的確定 開關(guān)量地址由標(biāo)識符、地址的字節(jié)部分和位 部分組成。 開關(guān)量按位、字節(jié)、字和雙字尋址。 數(shù)字量模塊從0號機(jī)架的4號槽開頭，每個槽 安排4b的地址，相當(dāng)于32個i/o點。 模擬量模塊以通道為單位，一個通道占一個

4、字地址(兩個字節(jié)地址)。一個模擬量模塊 最多有8個通道，從256開頭。i/o模塊的字節(jié)地址如表2-12021年5月14日星期三1時31分20秒 地址練習(xí)：5 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.1.4 模塊診斷與過程中斷 1. 模塊診斷功能 可以診斷出以下故障：失壓，熔斷器熔 斷，看門狗故障，eprom、ram 故障。 模擬量模塊共模故障、組態(tài)/參數(shù)錯誤、 斷線、上下溢出。 2. 過程中斷 數(shù)字量輸入信號上升沿、下降沿中斷， 模擬量輸入超限，cpu 暫停當(dāng)前程序，處理 ob40。2021年5月14日星期三1時31分20秒 6 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.2 s7-300

5、的cpu模塊2.2.2 cpu模塊的元件 1. 狀態(tài)與故障顯示led 2. cpu的運(yùn)行模式： 停機(jī)、啟動、運(yùn)行、保持 3. 模式選擇開關(guān) 復(fù)位存儲器操作：通電后從stop 位置扳到mres 位置， “stop”led 熄滅1s,亮1s,再熄滅1s 后保持亮 。放開開 關(guān)，使它回到stop位置，然后又回到mres, “stop”led 以2hz的頻率至少閃動3s,表示正在執(zhí)行復(fù)位， 最終stop” led 始終亮。 cpu315的面板如圖2-4 2021年5月14日星期三1時31分20秒 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.2.2 cpu模塊簡介 1. 緊湊型cpu:cpu 312c,

6、313c,313c-ptp,313c-2dp,314c-ptp和314c-2dp。各cpu 均有 計數(shù)、頻率測量和脈沖寬度調(diào)制功能。有的有定位 功能，有的帶有i/o。 2. 標(biāo)準(zhǔn)型cpu:cpu 312,cpu 313,314,315,315-2dp 和316-2dp。 3. 戶外型cpu:cpu 312 ifm,314 ifm,314戶外型和315-2dp。在惡劣的環(huán)境下使用。 4. 高端cpu1: 317-2dp 和cpu 318-2dp。 5. 故障平安型cpu:cpu 315f。2021年5月14日星期三1時31分20秒 8 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.3 s7-300

7、的輸入/輸出模塊 輸入/輸出模塊統(tǒng)稱為信號模塊(sm)。 前連接器插在前蓋后面的凹槽內(nèi)。一個編碼元件與 之嚙合，該連接器只能插入同類模塊。數(shù)字量輸入模塊：sm321 數(shù)字量模塊 數(shù)字量輸出模塊：sm322 數(shù)字量輸入/輸出模塊：sm323 模擬量輸入模塊：sm331 模擬量模塊 模擬量輸出模塊：sm332 模擬量輸入/輸出模塊：sm334和sm3352021年5月14日星期三1時31分20秒 9 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.3.1 數(shù)字量輸入模塊 1. 作用：用于連接開關(guān)和兩線接近開關(guān) (bero) 。 8,16 或32輸入。 2. 類型：直流輸入方式，如圖2-5所示。 溝通輸

8、入方式，如圖2-6所示。源輸入電路，接npn集電極開路輸出傳感器。 漏輸入電路，接pnp 集電極開路輸出傳感器。 3. 最大長度：1000m或600m 。(屏蔽電纜) (非屏蔽電纜) 2021年5月14日星期三1時31分20秒 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.3.2 數(shù)字量輸出模塊 1. 作用：用于連接電磁閥、接觸器、小型電 機(jī)、燈和電機(jī)起動器。具有電平轉(zhuǎn)換、隔離 和功率放大的作用。 8,16 或32輸出。 2. 類型：繼電器輸出方式，如圖2-7所示。 晶閘管輸出方式，如圖2-8所示。 晶體管輸出方式，如圖2-9所示。直流輸出電路， 溝通輸出電路，2021年5月14日星期三1時31

9、分20秒 11 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.3.3 數(shù)字量輸入/輸出模塊 輸入電壓 dc 24v / 負(fù)載電壓 dc 24v晶 體管輸出類型。 8/8 或16/16輸入/輸出。 2021年5月14日星期三1時31分20秒 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.3.4 模擬量輸入模塊sm 331由多路開關(guān)、a/d轉(zhuǎn)換器、光電隔離器件和 規(guī)律電路等組成。如圖2-10所示。 用于連接電壓和電流傳感器、熱耦合器、電 阻器和電阻溫度計。 電壓/電流輸入: 0-10v; 1-5v; 10v; 80ma; 20ma;0/4-20ma 熱 電 偶: typ n / e / j / k /

10、 l 熱傳感器: pt 100/200/500/1000;n i 100/1000, lg-ni1000; cu10 2或8個模擬量輸入口。13 2021年5月14日星期三1時31分20秒 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.3.5 模擬量輸出模塊sm 332 用于連接模擬量執(zhí)行器。結(jié)構(gòu)見圖2-12。 電壓/電流輸出: 10v; 0 - 10v; 20ma ; 0 -20ma; 4 - 20ma。 2, 4 或8 個模擬量輸出口。 用紅色led(sf)指示故障，可以讀取診斷信 息。 額定負(fù)載電壓均為dc24v,都有短路愛護(hù)。 2021年5月14日星期三1時31分20秒 大中型plc應(yīng)用

11、教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.3.6 模擬量輸入/輸出模塊sm 334 電壓 /電流輸入: 0 - 10v 熱傳感器: pt 100 and 0 - 20ma 電壓 /電流輸出: 0 - 10v; 0 - 20ma 4/2個模擬量輸入/輸出口 2021年5月14日星期三1時31分20秒 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.4 功能模塊(fm) 功能模板將cpu從計數(shù)、定位和掌握之類的繁重工作中解放出來 模板: 計數(shù)器模板 fm 350-1, fm 350-2用于快速/慢速驅(qū)動的定位模板fm 351 用于步進(jìn)電機(jī)的定位模板fm 353 用于侍服電機(jī)的定位模板fm 354定位和連續(xù)通道掌握模

12、板fm 357-2 超聲波位置探測模板sm 338 ssi 位置探測模板 sm 338電子凸輪掌握器 fm 352 高速布爾運(yùn)算處理器 fm 352-5 pid模板 fm 355, 溫度pid掌握模板fm 355-216 2021年5月14日星期三1時31分20秒 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) s7-300中通訊模板通過點對點連接、as接口、 profibus dp/fms和工業(yè)以太網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換 cp 340, 341 用于點對點連接的通訊模板 cp 343-2 用于as接口的通訊模板 cp 342-5, 342-5 fo 用于profibus dp 的通訊模板 cp 343-

13、5 用于連接 profibus fms的通訊模板 cp 343-1, 343-1 it, 343-1 pn 用于連接工業(yè)以太網(wǎng)的通訊模板 ps cpu cp 341 cp cp 343-2 342-5 cp 343-5 cp 343-1 2.5 通訊模板(cp) 工業(yè)以太網(wǎng) profibus fms profibus dp as接口 點對點連接2021年5月14日星期三1時31分20秒 17 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.6 電源模塊(ps) 將ac120/230v電壓轉(zhuǎn)換為24v dc電壓 輸出電流 2a、 5a 和10a 高效率 電源失效橋接時間： 最快 20 ms 輸出短路

14、愛護(hù)ps 307 2adc 5v ps 30 7 5a dc 5v voltage selector ps 307 5aps3 07 5a dc 5v ps 307 10aps3 07 5a voltage selector voltage selector on off on off on off x2 34 365 - 0ba010aa0 307 1ba000aa0 x2 34 x2 34 307 1ba000aa0 50mm 2021年5月14日星期三1時31分20秒 80mm 200mm 18 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.7 接口模塊(im) im 360/im 361

15、和 im 365 接口 模板允許 s7300自動化系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu) im 總是使用3號槽位并位 于第一個信號模板的左側(cè) 每個副機(jī)架最多可以接8 個模板x2 34 365 - 0ba01- 0aa0 365 - 0ba01- 0aa0 x2 34 im 360 sf dc 5v im360im361 im 360 sf x2 34 360 - 3ca010aa0 dc 5v im 36 5 receive im 365 receive x2 34 360 - 3ca010aa0 每層的功耗不能超過1.2a2021年5月14日星期三1時31分20秒 19 im365 大中型plc應(yīng)用教程 第2章 硬件結(jié)構(gòu) 2.8 特別模塊(sm/dm) sm 374仿真器 用于在起動和運(yùn)行時調(diào)試程序的仿真模板； 通過開關(guān)對編碼器信號仿真； 通過發(fā)光二極管顯示輸出的信號狀態(tài)； 輸入: 16開關(guān)；輸出: 16發(fā)光二極管。 占位模板dm 370占位模板用來為未參數(shù)化的信號模板保留槽位； 在以信號模板替換時，保持結(jié)構(gòu)和地