第2章 硬件结构与性能指标
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IMATIC S7-300
大中型PLC应用教程主讲: 罗庚兴学习第2章
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第2章 硬件结构
2.0 SIMATIC PLC综述西门子公司的控制器(PLC)产品有: S7系列——传统意义的PLC产品;包括S7200(针对低性能要求的小型PLC),S7-300, S7-400。 M7系列——采用与S7-300/400相同的功 能;具有AT兼容计算机功能,可以用C、 C++、CFC这类高级语言编程的PLC; C7系列 ——由S7-300、HMI、I/O、 通信和过程监控系统组成,结构紧凑,性 价比高,节约安装空间。2014年5月14日星期三1时31分20秒 2
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第2章 硬件结构
2.1 S7-300系列PLC简介2.1.1 S7-300PLC的特点
针对中等性能要求的模块式中小控制系统; 可以扩展多达32个模块; 模块内集成背板总线; 网络连接:MPI、PROFIBUS Industrial Ethernet 无插槽限制S7-300PLC外观如图2-1
2014年5月14日星期三1时31分20秒
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第2章 硬件结构
2.1.2 S7-300的系统结构
模板钩在DIN导轨上,从左开始的顺序如下:电源模板 (PS)、CPU、接口模板 (IM)、信号模板 (SM), 功能模板 (FM), 通讯处理器 (CP)
用于主机架中时,接口模板必须插入3号槽。 只需要扩展一个机架,可以使用价格便宜的 IM 365 接口模块对。 每个机架上最多可以插8个信号模板 (SM)、 功能模板 (FM)或通讯处理器 (CP) 。S7-300PLC的最高配置如图2-34 2014年5月14日星期三1时31分20秒
S7-300PLC安装如图2-2
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2.1.3 I/O模块地址的确定
开关量地址由标识符、地址的字节部分和位 部分组成。 开关量按位、字节、字和双字寻址。 数字量模块从0号机架的4号槽开始,每个槽 分配4B的地址,相当于32个I/O点。 模拟量模块以通道为单位,一个通道占一个 字地址(两个字节地址)。一个模拟量模块 最多有8个通道,从256开始。I/O模块的字节地址如表2-12014年5月14日星期三1时31分20秒
地址练习:5
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2.1.4 模块诊断与过程中断
1. 模块诊断功能 可以诊断出以下故障:失压,熔断器熔 断,看门狗故障,EPROM、RAM 故障。 模拟量模块共模故障、组态/参数错误、 断线、上下溢出。 2. 过程中断 数字量输入信号上升沿、下降沿中断, 模拟量输入超限,CPU 暂停当前程序,处理 OB40。2014年5月14日星期三1时31分20秒 6
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2.2 S7-300的CPU模块2.2.2 CPU模块的元件
1. 状态与故障显示LED 2. CPU的运行模式: 停机、启动、运行、保持 3. 模式选择开关
复位存储器操作:通电后从STOP 位置扳到MRES 位置, “STOP”LED 熄灭1s,亮1s,再熄灭1s 后保持亮
。放开开 关,使它回到STOP位置,然后又回到MRES, “STOP”LED 以2Hz的频率至少闪动3s,表示正在执行复位, 最后STOP” LED 一直亮。
CPU315的面板如图2-4
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2.2.2 CPU模块简介
1. 紧凑型CPU:CPU 312C,313C,313C-PtP,313C-2DP,314C-PtP和314C-2DP。各CPU 均有 计数、频率测量和脉冲宽度调制功能。有的有定位 功能,有的带有I/O。
2. 标准型CPU:CPU 312,CPU 313,314,315,315-2DP 和316-2DP。
3. 户外型CPU:CPU 312 IFM,314 IFM,314户外型和315-2DP。在恶劣的环境下使用。
4. 高端CPU1: 317-2DP 和CPU 318-2DP。 5. 故障安全型CPU:CPU 315F。2014年5月14日星期三1时31分20秒 8
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2.3 S7-300的输入/输出模块
输入/输出模块统称为信号模块(SM)。 前连接器插在前盖后面的凹槽内。一个编码元件与 之啮合,该连接器只能插入同类模块。数字量输入模块:SM321 数字量模块 数字量输出模块:SM322 数字量输入/输出模块:SM323 模拟量输入模块:SM331 模拟量模块 模拟量输出模块:SM332
模拟量输入/输出模块:SM334和SM3352014年5月14日星期三1时31分20秒 9
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2.3.1 数字量输入模块
1. 作用:用于连接开关和两线接近开关 (BERO) 。 8,16 或32输入。 2. 类型:直流输入方式,如图2-5所示。 交流输入方式,如图2-6所示。源输入电路,接NPN集电极开路输出传感器。 漏输入电路,接PNP 集电极开路输出传感器。
3. 最大长度:1000m或600m 。(屏蔽电缆) (非屏蔽电缆)
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2.3.2 数字量输出模块
1. 作用:用于连接电磁阀、接触器、小型电 机、灯和电机起动器。具有电平转换、隔离 和功率放大的作用。 8,16 或32输出。 2. 类型:继电器输出方式,如图2-7所示。 晶闸管输出方式,如图2-8所示。 晶体管输出方式,如图2-9所示。直流输出电路, 交流输出电路,2014年5月14日星期三1时31分20秒 11
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2.3.3 数字量输入/输出模块 输入电压 DC 24V / 负载电压 DC 24V晶 体管输出类型。 8/8 或16/16输入/输出。
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2.3.4 模拟量输入模块SM 331由多路开关、A/D转换器、光电隔离器件和 逻辑电路等组成。如图2-10所示。 用于连接电压和电流传感器、热耦合器、电
阻器和电阻温度计。
电压/电流输入: 0-10V; 1-5V; ±10V; ±80mA; 20mA;0/4-20mA 热 电 偶: Typ N / E / J / K / L 热传感器: Pt 100/200/500/1000;N
i 100/1000, LG-Ni1000; Cu10
2或8个模拟量输入口。13
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2.3.5 模拟量输出模块SM 332 用于连接模拟量执行器。结构见图2-12。 电压/电流输出:
±10V; 0 - 10V; ±20mA ; 0 -20mA; 4 - 20mA。 2, 4 或8 个模拟量输出口。 用红色LED(SF)指示故障,可以读取诊断信 息。 额定负载电压均为DC24V,都有短路保护。
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2.3.6 模拟量输入/输出模块SM 334
电压 /电流输入: 0 - 10V 热传感器: Pt 100
and 0 - 20mA
电压 /电流输出: 0 - 10V; 0 - 20mA
4/2个模拟量输入/输出口
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2.4 功能模块(FM) 功能模板将CPU从计数、定位和控制之类的繁重工作中解放出来 模板:
计数器模板 FM 350-1, FM 350-2用于快速/慢速驱动的定位模板FM 351 用于步进电机的定位模板FM 353
用于侍服电机的定位模板FM 354定位和连续通道控制模板FM 357-2 超声波位置探测模板SM 338
SSI 位置探测模板 SM 338电子凸轮控制器 FM 352 高速布尔运算处理器 FM 352-5 PID模板 FM 355, 温度PID控制模板FM 355-216
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S7-300中通讯模板通过点对点连接、AS接口、 PROFIBUS DP/FMS和工业以太网来实现数据的交换 CP 340, 341 用于点对点连接的通讯模板 CP 343-2 用于AS接口的通讯模板 CP 342-5, 342-5 FO 用于PROFIBUS DP 的通讯模板 CP 343-5 用于连接 PROFIBUS FMS的通讯模板 CP 343-1, 343-1 IT, 343-1 PN 用于连接工业以太网的通讯模板 PS CPU CP 341 CP CP 343-2 342-5 CP 343-5 CP 343-1
2.5 通讯模板(CP)
工业以太网 PROFIBUS FMS PROFIBUS DP AS接口 点对点连接2014年5月14日星期三1时31分20秒 17
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2.6 电源模块(PS)
将AC120/230V电压转换为24V DC电压 输出电流 2A、 5A 和10A 高效率 电源失效桥接时间: 最快 20 ms 输出短路保护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 2014年5月14日星期三1时31分20秒
80mm
200mm 18
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2.7 接口模块(IM) IM 360/IM 361和 IM 365 接口 模板允许 S7300自动化系统的多层结构 IM 总是使用3号槽位并位 于第一个信号模板的左侧 每个副机架最多可以接8 个模板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
每层的功耗不能超过1.2A2014年5月14日星期三1时31分20秒 19
IM365
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2.8 特殊模块(SM/DM)
SM 374仿真器 用于在起动和运行时调试程序的仿真模板; 通过开关对编码器信号仿真; 通过发光二极管显示输出的信号状态;
输入: 16开关;输出: 16发光二极管。
占位模板DM 370占位模板用来为未参数化的信号模板保留槽位;
在以信号模板替换时,保持结构和地址分配。2014年5月14日星期三1时31分20秒 20
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2.9 装配连接系统
结构 20针的前连接器, e.g. 用于接16通道模板 40针的前连接器, e.g. 用于接32通道模板 连接附加译码元件的槽 消除接线受力 连接系统 螺钉型接线系统 弹簧型接线系统 工具/附件 信号模板上的特定标贴 在因特网上可找到打印模板的面板标贴 S7-智能标贴: 直接由STEP 7生成模板标签2014年5月14日星期三1时31分20秒 21
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