第6章 S7300PLC的硬件構(gòu)成3.ppt

1、第六章S7-300可編程控制器系統(tǒng)及編程，主要內(nèi)容：1 .S7-300可編程控制器硬件由中央處理器模塊、信號模塊、通信處理器模塊、功能模塊、電源模塊和接口模塊組成。2.S7-300的擴展和輸入輸出地址分配最多可擴展3個軌道和32個模塊。輸入/輸出地址：0.0127.7 3。S7-300指令系統(tǒng)支持梯形圖(LAD)、語句表(STL)和功能圖(FBD)。4.STEP7編程主要用于S7-300組態(tài)，S7-300系列可編程控制器通常用于中小型高性能控制系統(tǒng)，適用于自動化工程，尤其是制造工程中的各種應用。S7-300系列可編程控制器由中央處理器、模塊信號模塊、通信處理器模塊、功能模塊等模塊組成。S7-3

2、00系列可編程控制器的模塊化結(jié)構(gòu)使控制系統(tǒng)的設計更加靈活，易于實現(xiàn)分布式配置和網(wǎng)絡連接。S7-300系列可編程控制器編程軟件包包括STEP 7基礎版和STEP 7專業(yè)版等。功能強大，包含自動化項目從啟動、實施、測試到服務所需的所有功能。S7-300系列可編程控制器的特點，6.1 S7-300可編程控制器的硬件組成，模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)控制需要靈活配置，安裝采用DIN標準導軌，配置靈活，安裝簡單，維護方便，擴展方便，各種模塊的組合和擴展靈活。主要模塊類型有中央處理器模塊、信號模塊、通信處理器模塊和功能模塊。輔助模塊包括電源模塊、接口模塊等。每種類型的模塊都有不同的類型和型號可供選擇。圖6.1 S7-

3、300模塊、導軌和U總線組合示意圖，6.1.1CPU模塊是可編程控制器的核心，負責存儲程序和執(zhí)行用戶程序，訪問其他模塊的數(shù)據(jù)，并為后面的U總線提供DC5V電源。一些中央處理器模塊配有通信接口，可以實現(xiàn)某些類型的通信功能。模塊結(jié)構(gòu)包括(1)控制和顯示單元。1)集成輸入/輸出終端。2)狀態(tài)和故障顯示。3)模式選擇開關(guān)。(2)通信接口單元。1) MPI接口。2)PROFIBUS-DP接口。3)PtP接口。(3)存儲單元。1)系統(tǒng)存儲器2)加載存儲器3)工作存儲器，圖6.3 S7-300可編程控制器存儲空間組成示意圖，存儲器維護，通過編程器或PC機下載用戶程序。所有用戶程序數(shù)據(jù)都可以通過MMC從編程器

4、PC機下載到可編程控制器。刪除該塊。當刪除一個塊時，它通常會從加載內(nèi)存中刪除，但是在步驟7中，您也可以使用用戶程序刪除該塊。刪除一個塊后，該塊原來占用的內(nèi)存將被釋放。上傳。與下載操作相比，上傳被定義為將可編程邏輯控制器中的程序傳送給程序員或個人計算機，并傳送一個塊或整個用戶程序。壓縮。壓縮數(shù)據(jù)可以避免加載和刪除操作導致的存儲對象之間的間隙。將整個項目保存在MMC中。使用“將項目保存到存儲卡”和“從存儲卡中檢索項目”，所有項目數(shù)據(jù)都可以保存到SIMATIC微型存儲卡中，以便以后維護。在地址區(qū)S7300PLC可編程邏輯控制器中，系統(tǒng)存儲區(qū)被分成表中列出的地址區(qū)。通過使用用戶程序中的相應指令，可以在

5、相應的地址區(qū)域中直接尋址數(shù)據(jù)。當用戶程序?qū)ぶ份斎?I)和輸出(o)地址區(qū)時，無法查詢數(shù)字信號模塊的信號狀態(tài)。相反，它訪問系統(tǒng)存儲器區(qū)域的存儲區(qū)域。該存儲區(qū)域稱為過程圖像，分為兩部分：輸入過程圖像(PII)和輸出過程圖像(PIQ)。全局變量對整個用戶程序有效，可由每個程序塊使用，在程序塊中使用和更改，并在退出后仍然有效。以下對象可以定義為全局變量：輸入/輸出信號(輸入、輸出、IW、輸入、輸出、輸出、QW、QD)。輸入/輸出輸入和輸出。內(nèi)存(m，MB，MW，MD)。計時器/計數(shù)器。程序塊(功能區(qū)、功能區(qū)、功能區(qū)、SFB)。數(shù)據(jù)塊?？勺儽?增值稅)。局部變量局部變量由臨時變量和靜態(tài)變量組成，用于OB

6、、FC和FB。對局部數(shù)據(jù)的訪問比數(shù)據(jù)塊中的訪問快，局部變量包括：程序指令塊的臨時變量。背景數(shù)據(jù)塊的靜態(tài)變量。組織塊的開始信息。傳輸參數(shù)。中間結(jié)果。2種類型的2S7-300中央處理器，分為四個系列和八種類型，適用于不同級別的性能。每個系列有四個基本單元。每個基本單元包括中央處理器、電源、輸入/輸出、通信接口等組件，但其功能和特點不同。S7-300系列可編程控制器有四個系列的中央處理器模塊：1)標準中央處理器系列：CPU31x系列。2)集成式中央處理器系列：CPU31x IFM系列。3)防故障中央處理器系列：CPU31xF系列。4)緊湊型CPU系列：CPU3lxC系列。3。中央處理器中的寄存器，(

7、1)累加器寄存器，用于處理字節(jié)、字或雙字。S7-300有兩個32位累加器(ACCU1和ACCU2)，S7-400有四個累加器(ACCU1ACCU4)。數(shù)據(jù)放在累加器的低端(右對齊)。(2)數(shù)據(jù)塊寄存器數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)塊寄存器分別用于存儲開放共享數(shù)據(jù)塊和后臺數(shù)據(jù)塊的數(shù)量。(3)狀態(tài)字寄存器(16位)，光纖通道，第一個檢測位。RLO，邏輯運算的結(jié)果。狀態(tài)位STA不能被指令檢測到?；蛭?，暫時存儲邏輯與的運算結(jié)果(先或后或)。OV，溢出位，當算術(shù)運算或比較指令執(zhí)行過程中發(fā)生錯誤時置1。操作系統(tǒng)，溢出狀態(tài)保持位，當OV設置為1時設置為1，當溢出清除為0時仍保持1。CC0和CC1分別是條件碼0和1，表示累加器

8、1和0的算術(shù)或邏輯運算結(jié)果、比較指令結(jié)果或移位指令移位位狀態(tài)之間的大小關(guān)系。二進制結(jié)果位BR表示當位和字都被操作時，字操作的結(jié)果是否正確。如果功能執(zhí)行正確，BR和ENO位也為1；否則，它們是0。6.1.2信號模塊和S7-300信號模型模塊主要用于一般數(shù)字和模擬信號的輸入輸出傳輸處理。該系列信號模塊包括：數(shù)字輸入輸出模塊、模擬輸入輸出模塊和位置輸入模塊，用于在爆炸危險場合與輸入輸出模塊連接。1。DIgital input and output (DIDO)模塊，1) digital input di模塊S7-300具有多種數(shù)字輸入和輸出模塊，可根據(jù)需要選擇。根據(jù)輸入信號的極性和輸入點的數(shù)量，SM

9、321主要有四種數(shù)字輸入模塊，其技術(shù)特點如下表所示。2)數(shù)字量輸出(DO)模塊SM322，將S7-300的內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場所需的外部信號電平，可直接驅(qū)動電磁閥線圈接觸器線圈、微型電機、指示燈等負載。根據(jù)負載電路使用的電源和速度要求，可以選擇DC輸出模塊(晶體管輸出模式)、交流輸出模塊(晶閘管輸出模式)和交流/DC兩用輸出模塊(繼電器輸出模式)，然后根據(jù)控制點的要求選擇輸出點。有七種輸出模塊可供選擇，SM322數(shù)字輸出模塊的主要技術(shù)特點，3)數(shù)字輸入輸出(DIDO)模塊SM323，SM323數(shù)字輸入輸出模塊在一個模塊上有數(shù)字輸入點和數(shù)字輸出點，包括兩種類型：一種有8個公共接地輸入端和8個公

10、共接地輸出端，另一種有16個公共接地輸入端和16個公共接地輸出端。這兩個模塊具有相同的輸入和輸出特性。模擬輸入/輸出(AlAO)模塊，1)模擬輸入(AI)模塊SM331 SM331模塊有三種規(guī)格，8AI12位、2AI12位和8AI16位。SM331模塊主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、恒流源、補償電路、光隔離器和邏輯電路組成。在實際應用中，應使用步驟7的配置工具屏蔽未使用的模擬通道。2)模擬輸入輸出(AIAO)模塊SM334 SM334目前有兩種規(guī)格，一種是8位輸入輸出精度的4AI2AO模塊，另一種是12位輸入輸出精度的4AI2AO模塊。輸入測量范圍為010V或020毫安，輸出范圍為010V或020

11、毫安。3)模擬輸出(AO)模塊SM332 SM332有三種規(guī)格，4AO12位、2AO12位和4AO16位分辨率：從12位到15位。模擬輸出通道轉(zhuǎn)換時間和模塊周期時間：每個通道的最大轉(zhuǎn)換時間為0 . 81 . 5毫秒，設置時間為0.10.5毫秒。與負載執(zhí)行器連接：可以輸出電壓或電流。診斷和中斷能力：可實現(xiàn)電壓輸出短路檢測和電流輸出斷線檢測。6.1.3通信處理器模塊和CP340通信處理器模塊采用四線回路連接負載回路，建立點到點低速連接，有三個通信接口：RS 232C、20mA(TTY)和RS 422RS 485。CP341通信處理器模塊CP341模塊用于建立點對點高速連接，并具有上述三種通信接口。

12、通信處理器模塊CP342-5用于實現(xiàn)S7-300與PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的連接。CP343-1通信處理器模塊CP343-1模塊用于連接S7-300與工業(yè)以太網(wǎng)總線。Tcp通信處理器模塊CP343-1 TCP模塊采用標準的TCPIP通信協(xié)議CP343-2通信處理器模塊CP343-2，用于實現(xiàn)S7-300與AS-I接口總線的連接。通信處理器模塊CP343-5用于實現(xiàn)S7-300與PROFIBUS-FMS現(xiàn)場總線的連接。6.1.4功能模塊(FM)可由S7-300可編程控制器使用，可完成特殊功能，主要包括：高速計數(shù)模塊、高速電子凸輪控制器模塊、溫度壓力等閉環(huán)控制模塊、步進電機定位模塊、伺服電機

13、閉環(huán)控制定位模塊等。1單通道高速智能計數(shù)模塊FM350-1是一個智能單通道計數(shù)模塊。有計數(shù)啟動和停止端子，可檢測高達500千赫的增量編碼器脈沖信號，將實際值與兩個可選參考值進行比較，當達到比較值時，通過數(shù)字輸出端子輸出響應。該模塊有以下三種工作模式：連續(xù)計數(shù)：計數(shù)開始后，計數(shù)器從初始值開始向上或向下計數(shù)，單向計數(shù)；計數(shù)開始后，計數(shù)器從初始值開始，根據(jù)主計數(shù)方向在可編程計數(shù)范圍內(nèi)加減單向計數(shù)；計數(shù)開始后，計數(shù)器從初始值開始，按照主計數(shù)方向在可編程計數(shù)范圍內(nèi)循環(huán)計數(shù)。28通道高速智能計數(shù)模塊FM350-2和FM350-2是智能8通道計數(shù)模塊，可連接輸入開關(guān)信號。捕獲24V增量編碼器、方向傳感器、啟

14、動器和NUMUR編碼器的脈沖，判斷旋轉(zhuǎn)方向，并將實際值與給定的可編程參考值進行比較。該模塊有以下七種工作模式：(1)連續(xù)計數(shù)：計數(shù)開始后，計數(shù)器從初始值開始向上或向下計數(shù)，當達到上下限(231-1至231)時，跳到初始值繼續(xù)計數(shù)。(2)單向計數(shù)：計數(shù)開始后，計數(shù)器將根據(jù)主計數(shù)方向，在可編程計數(shù)范圍內(nèi)，從初始值中加減單向計數(shù)。(3)循環(huán)計數(shù)：計數(shù)開始后，計數(shù)器根據(jù)從初始值開始的主計數(shù)方向，在可編程計數(shù)范圍內(nèi)開始單向計數(shù)；(4)頻率測量：開始計數(shù)后，對可編程時間窗內(nèi)的所有脈沖數(shù)進行計數(shù)，從而計算出頻率。(5)速度測量：開始計數(shù)后，在可編程時間窗口內(nèi)對所有脈沖數(shù)進行計數(shù)，然后計算速度。(6)測量周期

15、：計數(shù)開始后，測量計數(shù)脈沖兩個上升沿之間的時間。(7)比例：4個計數(shù)器通道組合成一個比例通道。計數(shù)開始后，根據(jù)主計數(shù)方向，從起始值到上限或下限執(zhí)行比例運算。3.快速進給和慢速驅(qū)動定位模塊FM351是用于快速進給和慢速驅(qū)動的雙通道定位模塊。每個通道配有4路數(shù)字輸出，用于控制快速進給、慢速進給、順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)等具有以下功能的功能模塊。2)絕對增量模式：當旋轉(zhuǎn)軸移動到絕對目標位置時，該值存儲在FM351模塊的表格中。3)相對增量模式：轉(zhuǎn)軸移動預設距離。4)參考點模式：使用增量編碼器時，可將其設置為工作原點或同步信號的起點。5)特殊功能：零點偏移、設定參考點、刪除剩余筆劃；4)高速電子凸輪控制器模

16、塊FM 352具有以下功能：(1)32個凸輪軌跡；13個直接連接到模塊的數(shù)字輸出點。(2)凸輪的數(shù)量可以通過參數(shù)設置：根據(jù)設置可以有32、64和128個凸輪。(3)通過參數(shù)設置凸輪特性：凸輪可以定義為位置凸輪或時間凸輪，它們可以設置方向(正向/反向)。(4)凸輪可以通過參數(shù)分配給數(shù)字輸出。(5)軌道輸出0和1可設置為計數(shù)凸輪，軌道輸出2可設置為制動凸輪。(6)特殊功能：長度測量；5)步進電機定位模塊FM353，控制步進電機實現(xiàn)智能定位，具有以下功能：(1)定位功能：1)設置：按點動鍵移動轉(zhuǎn)軸(微動模式)。2)增量模式：根據(jù)表中存儲的路徑移動軸；3)手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)和運行中的MDI，并以設定速度將其固定在所需位置。4)自動/單級控制：用于復雜的定位路徑操作；連續(xù)/周期性進給、向前/向后等。(2)特殊功能：1)長度測量。2)通過快速輸入FM353開始和停止定位操作。3)限制運動變化的速率。4)運行時設定實際值。伺服電機定位模塊fm354是通過伺服電機實現(xiàn)通用定位任務的智能模塊，可用于從簡單的點對點定位任務到對響應、精度和速度要求較高的復雜運動模式。該模塊具有以下功能：(1)定位功能：1)設置：按點動鍵移動伺服轉(zhuǎn)軸(微動模式)。2)增量模式：沿預定路徑移動伺服旋