西门子PLC硬件组成与硬件配置.pptx

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1、1Theory and Application of PLC本章内容提纲PLCPLC的基本组成及其原理的基本组成及其原理典型典型PLCPLC产品介绍产品介绍-西门子西门子S7-300S7-3002.12.22.3PLCPLC的的I/OI/O模块及外设模块及外设西门子产品概况西门子产品概况S7-200 S7-200 概况概况S7-300 S7-300 概况概况S7-300S7-300的硬件组成（模块简介）的硬件组成（模块简介）S7-300S7-300的分布式的分布式I/OI/O简介简介S7-300PLCS7-300PLC的硬件配置（或硬件组态）的硬件配置（或硬件组态）第1页/共33页2Theor

2、y and Application of PLC西门子产品概况uu西门子西门子PLCPLC主要有主要有SIMATIC S5 SIMATIC S5、S7S7、M7M7和和C7C7等系列；等系列；uuS7S7系列包括系列包括S7-200S7-200、S7-300/400S7-300/400等型号。等型号。uuS7-200S7-200源于美国德州仪器公司的小型源于美国德州仪器公司的小型PLCPLC；S7-S7-300/400300/400源于西门子源于西门子S5S5系列系列PLCPLC；两者有多共同之处，；两者有多共同之处，但在指令系统、程序结构和编程软件等方面有很大差异。但在指令系统、程序结构和编

3、程软件等方面有很大差异。uuS7-300S7-300是一种通用的是一种通用的模块式中小型模块式中小型PLCPLC，最多，最多可扩展可扩展3232个模块个模块。S7-400S7-400则适用于中高性能要求的大型则适用于中高性能要求的大型PLCPLC，可扩展可扩展300300个模块，两者均可接入个模块，两者均可接入MPIMPI、工业以太网、工业以太网、现场总线和现场总线和ProfibusProfibus等通信网络。等通信网络。第2页/共33页3Theory and Application of PLCS7-300 概况（1）模块式、无风扇设计，适用于中等性能的控制要求，品模块式、无风扇设计，适用于

4、中等性能的控制要求，品种繁多的功能模块可以很好满足和适应多种领域自动控种繁多的功能模块可以很好满足和适应多种领域自动控制任务。制任务。可灵活进行功能扩充，易于实现分布、易于用户掌握。可灵活进行功能扩充，易于实现分布、易于用户掌握。每个每个CPUCPU均有编程通讯接口，使用西门子均有编程通讯接口，使用西门子MPIMPI通讯协议，通讯协议，无需增加任何硬件、软件和编程就可建立一个无需增加任何硬件、软件和编程就可建立一个MPIMPI网络，网络，通过通过Profibus-DpProfibus-Dp接口建立接口建立DPDP网络。网络。最强的最强的 RAM RAM容量为容量为512KB512KB，有，有

5、81928192个存储器位，个存储器位，512512个定时器，和个定时器，和512512个计数器，数字量通道最大为个计数器，数字量通道最大为6553665536点，模拟量通道为点，模拟量通道为40964096个。个。具有较高的电磁兼容性、抗震动抗冲击能力、抗低温耐具有较高的电磁兼容性、抗震动抗冲击能力、抗低温耐高温、耐污染性能。高温、耐污染性能。第3页/共33页4Theory and Application of PLCS7-300 概况（2）S7-300/400S7-300/400有有350350多条指令多条指令，其编程软件，其编程软件STEP7STEP7功功能强大，通过软件工具来为所有的模

6、块和网络设置参数，能强大，通过软件工具来为所有的模块和网络设置参数，支持梯形图、指令表、功能块图等支持梯形图、指令表、功能块图等多种编程语言多种编程语言，且可，且可以相互转换以相互转换CPUCPU具有具有智能化的诊断功能智能化的诊断功能，监控系统是否正常、记，监控系统是否正常、记录错误和特殊事件，有录错误和特殊事件，有WDTWDT监控中断、过程报警、定监控中断、过程报警、定时中断等等功能。时中断等等功能。S7-300/400S7-300/400将将HMIHMI服务集成到操作系统服务集成到操作系统内，大大减内，大大减少人机对话的编程要求。少人机对话的编程要求。S7-300/400S7-300/4

7、00按指定的刷新按指定的刷新速度自动将数据传送给人机界面。速度自动将数据传送给人机界面。第4页/共33页5Theory and Application of PLCS7-300的硬件组成 S7-300S7-300的硬件结构的硬件结构uu电源模块（电源模块（Power SupplyPower Supply，PSPS）uuCPUCPU模块模块uu接口模块接口模块 （Interface ModuleInterface Module，IMIM）uu信号模块信号模块 （Signal ModuleSignal Module，SMSM）uu功能模块功能模块 （Function ModuleFunction

8、Module，FMFM）uu通信模块通信模块 （Communication ModuleCommunication Module，CMCM）uu前连接器与其它模块前连接器与其它模块第5页/共33页6Theory and Application of PLCS7-300的硬件结构图1第6页/共33页7Theory and Application of PLCS7-300的结构组成S7-300模块结构组态接口模块信号模块（I/O）CPU模块电源模块功能模块 通讯模块电源连接器或导线背板总线和U型连接器第7页/共33页8Theory and Application of PLCS7-300的电源模块

9、（1）S7-300PLC有多种电源模块可供选择PS305为户外型电源模块，输入电压为直流DC24/48/72/96/110V，输出电压为直流DC24V；PS307普通型电源模块，输入电压为交流AC120/230V，输出电压为直流DC24V，有三种不同规格的输出电流（2A、5A、10A），适合大多数应用场合。电源模块的作用：为CPU、信号模块、传感器、执行机构供电。电源模块的选择：输出功率必须大于其所供电的所有模块消耗功率之和，并且要留有30%左右的裕量。当同一电源模块既要为主机单元供电又要为扩展单元供电时，从主机单元到最远一个扩展单元的线路压降必须小于0.25V。第8页/共33页9Theory

10、 and Application of PLCS7-300的电源模块（2）PS307接线端子及内部原理图左 右第9页/共33页10Theory and Application of PLCS7-300的CPU模块（1）RUNRUN-PSTOPMRES微存储器卡MMC卡插槽电源接口MPI通讯接口模式选择开关输入输出接口第10页/共33页11Theory and Application of PLCS7-300的CPU模块（2）SF:系统出错/故障显示（红色）BF:电池故障（红）DC5V:CPU和S7300总线的电源指示（绿色）FRCE（强制，黄）：至少有一个I/O被强制RUN（运行，绿）：重启和

11、HOLD分别以2Hz和0.5Hz闪亮STOP（停止，黄）：STOP、HOLD或重启时亮，存储器复位闪亮BUSF（总线错误，红色）：PROFIBUS-DP接口硬件或软件故障时亮。只有此接口的CPU才有状态和故障LED第11页/共33页12Theory and Application of PLCS7-300的CPU模块（3）STOP（停机）：CPU通电后自动进入该模式，此模式下不执行用户程序，可接受全局数据和检查系统STARTUP（启动）：通过模式选择开关或编程软件启动CPU。如果模式开关处于RUN或RUN-P位置，通电时自动进入启动模式。RUN（运行）：执行用户程序，刷新输入输出，处理中断和故

12、障信息HOLD（保持）：在STARTUP和RUN模式执行程序时遇到调试用的断点，用户程序的执行被暂停挂起，定时器被冻结CPU的运行模式第12页/共33页13Theory and Application of PLCS7-300的CPU模块（4）RUN-P：CPU执行用户程序，还可通过编程软件读出、改写用户程序，此时不能拔出钥匙开关RUN位置：执行且可通过编程软件读出用户程序，不能改写，可以取出钥匙开关。STOP位置：不执行用户程序，通过编程软件可以读出和修改用户程序，钥匙开关可以取出。MRES：存储器清零复位。该位置数弹触型，松手后自动回复至STOP位置。作用时，工作存储器、用户程序和地址区被

13、清除；全部存储器、定时器、计数器和数据块被删除；CPU初始化硬件和系统程序参数；MPI的参数被保留；MMC中的用户程序和系统参数CPU复位后被复制到工作存储区。模式选择开关（钥匙开关）（普通开关）第13页/共33页14Theory and Application of PLCS7-300的CPU模块（5）复位存储器LED指示和操作过程：uPLC通电后，将钥匙开关从STOP位置扳到MRES位置，“STOP”LED熄灭1s，亮1s，再熄灭1s后保持常亮。u放开开关，自动回复至STOP位置。u第二次将其扳到MRES位置，“STOP”LED以2Hz频率至少闪动3s，指示正在执行复位。最后，“STOP”

14、LED常亮，复位结束，松开模式开关自动回复。第14页/共33页15Theory and Application of PLCS7-300的CPU模块（6）微存储器卡的使用：u断电保护用户程序和数据，用以扩展CPU的存储器容量，也可保存CPU的操作程序，便于操作系统升级。u其读写直接在CPU内部进行，不需要专用编程器。uCPU31xC无装载存储器，故使用时必须插入MMC，CPU和MMC分开订货。u存储卡在取掉或插入时，CPU发出系统复位请求，此时应将模式选择开关扳到MRES位置，执行复位操作。u注意事项：只有在断电状态或CPU处于STOP状态时，才能可靠取下MMC，否则数据将会破坏；数据一旦破坏

15、，必须将其插入CPU中删除或格式化后在使用。第15页/共33页16Theory and Application of PLCS7-300的CPU模块（7）CPU模块分类及特点：标准型紧凑型 故障安全型 技术功能型 户外型 第16页/共33页17Theory and Application of PLCS7-300的CPU模块（7）CPU模块分类及特点标准型：u 包括CPU312、CPU314、CPU315-2DP、CPU315-2PN/2DP、CPU317-2DP、CPU317-2PN/2DP、CPU318-2DP等七种规格，且都没有集成I/O点。u CPU312，只有一个主机架，每一机架可安

16、装8个模块，每个模块最大数字I/O点数为32点，故整个CPU可提供最大数字I/O点数为8 X 32。u 其余规格的，均可以带3个扩展机架，故可提供最大数字I/O点数为4X 8 X 32。第17页/共33页18Theory and Application of PLCCPU模块分类及特点紧凑型：u紧凑型包括CPU312C、CPU313C、CPU313C-2PtP、CPU313C-2DP、CPU314C-2PtP、CPU314C-2DP等六种规格。u紧凑型与标准型CPU模块的主要区别是CPU模块本身带有数量不等的集成数字I/O点和模拟I/O通道、集成高速计数输入，高速脉冲输出等功能，同样也可以根据

17、需要选择不同的I/O模块进行扩展。u与标准型一样，紧凑型的CPU312C同样不可以连接扩展机架，其余CPU模块均可以连接最多3个扩展机架。u紧凑型CPU模块均带有固定点数的高速计数输入与高速脉冲输出，输入/输出频率可以达到1060kHz，第18页/共33页19Theory and Application of PLCCPU模块分类及特点故障安全型：u 故障安全型CPU模块包括CPU315F-2DP、CPU317F-2DP两种规格。u 故障安全型PLC内部安装有经德国技术监督委员会认可的基本功能块与安全型I/O模块参数化工具，u可以用于锅炉，索道以及对安全性要求极高的特殊控制场合，它可以在系统出

18、现故障时立即进入安全状态或安全模式，以确保人身与设备的安全。第19页/共33页20Theory and Application of PLCCPU模块分类及特点 技术功能型目前只有CPU317T-2DP一种规格。是一种专门用于运动控制的CPU，最大可以控制16轴。CPU除可以控制轴定位外，还可以实现简单的插补与同步控制，可以用于需要进行坐标位置，速度等控制的场合。户外型常用的户外型有CPU312IFM、CPU314、CPU314IFM三种规格。户外型CPU模块的基本性能与同规格的紧凑型、标准型CPU类似，其主要特点是防护等级高，允许在-25+700C并且含有氯、硫气体的环境下使用。第20页/共

19、33页21Theory and Application of PLC第21页/共33页22Theory and Application of PLCS7-300的接口模块功能：用于S7-300PLC中央机架到扩展机架的连接。规格：IM360、IM361、IM365使用：IM360和IM361接口模块必须配合使用，用于S7-300PLC的多机架连接，两者间使用电缆368连接。IM365专用于S7-300PLC的双机架系统扩展，由两个IM365配对使用，通过电缆368连接。接口模块之间通信电缆不超过10m。第22页/共33页23Theory and Application of PLCIM365S

20、enderIM365Receiver安装在机架0安装在机架1368电缆SenderReceiver第几号机架和几号槽位？第23页/共33页24Theory and Application of PLCS7-300的信号模块1、数字量输入输出模块功能：规格型号：SM321,SM322,SM323使用：SM321-数字输入模块(DI)，共有14种，常用的有直流16、32点，交流8、32点SM322-数字输出模块(DO)，共有7种。SM323-数字输入/输出模块(DI/DO),共有2种。第24页/共33页25Theory and Application of PLC第25页/共33页26Theory

21、 and Application of PLC第26页/共33页27Theory and Application of PLC第27页/共33页28Theory and Application of PLC2、模拟量输入输出模块功能：规格型号：SM331,SM332,SM334335使用：SM331-模拟量输入模块(AI)，共有8种，常用的有直流16、32点，交流8、32点SM332-模拟量输出模块(AO)，共有7种。SM334335-模拟量输入/输出模块(AI/AO),334为通用型，335为高速输入型。第28页/共33页29Theory and Application of PLC第29页/共33页30Theory and Application of PLC第30页/共33页31Theory and Application of PLC第31页/共33页第32页/共33页33Theory and Application of PLC感谢您的观看！第33页/共33页