西门子S7-200SMART模块江西代理商

西门子S7-200SMART模块江西代理商

   西门子S7-300 PLC主要由以下几部分组成。

    1．*处理单元(CPU)

    各种CPU有不同的性能，例如，有的CPU集成有数字量和模拟量I/O点，有的CPU集成有PROFIBUS-DP等通信接口。CPU前面板上有状态故障指示灯、模式开关、24V电源端子、电池盒与存储器模块盒（有的CPU没有）。

    2．负载电源模块(PS)

    负载电源模块用于将AC220V电源转换为DC24V电源，供CPU和I／O模块使用。额定输出电流有2A、SA和10A三种，过载时模块上的LED闪烁。

    3．信号模块(SM)

    信号模块是数字量I／0模块和模拟量I/O模块的总称，它们使不同的过程信号电压或电流与PLC内部的信号电平匹配。信号模块主要有数字量输入模块SM321和数字量输出模块SM322，模拟量输入模块SM331和模拟量输出模块SM332。模拟量输入模块可以输入热电阻、热电偶、DC4—20mA和DCO～10V等多种不同类型和不同量程的模拟信号。每个模块上有一个背板总线连接器，现场的过程信号连接到前连接器的端子上。

    4．功能模块(FM)

    功能模块主要用于对实时性和存储容量要求高的控制任务，例如，计数器模块、快速／慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、定位和连续路径控制模块、闭环控制模块、工业标识系统的接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位置解码器等。

    5．通信处理器(CP)

    通信处理器用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将PLC接入PROFIBUS-DP、AS-I和工业以太网，或用于实现点对点通信等。通信处理器可以减轻CPU处理通信的负担，并减少用户对通信的编程工作。

    6．接口模块(IM)

    接口模块IM用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7-300通过分布式的主机架和3个扩展机架，多可以配置32个信号模块、功能模块和通信处理器。

    7．导轨

    铝质导轨是用来固定和安装S7-300上述各种模块的。

  S7-300 PLC采用紧凑的、无槽位限制的模块化组合结构，根据应用对象的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一机架（导轨）或多个机架上（与CPU3121FM和CPU313配套的模块只能安装在同一个机架上）。导轨是一种的金属机架，只需将模块装在DIN标准的安装导轨上，然后用螺栓锁紧就可以了。有多种不同长度规格的导轨供用户选择。

    如图2-2所示，电源模块总是安装在机架的左侧，CPU模块紧靠电源模块；如果有接口模块(IM)，接口模块放在CPU模块的右侧；除了电源模块、CPU模块和接口模块外，一个机架上多只能再安装8个信号模块、通信处理器模块或功能模块。

也就是说，机架的左边是1号槽，右边是11号槽，电源模块总是在1号槽的位置。*机架（0号机架）的2号槽上是CPU模块，3号槽是接口模块。信号模块、功能模块和通信处理器模块可以任意安装在4～11号槽内，系统可以自动分配模块的地址。图2-3是S7-300 PLC的总线安装结构图。

    需要注意的是，槽位号是相对的，每～机架的导轨并不存在物理的槽位。因为模块是用总线连接器连接的（如图2-3所示），而不是像其他模块式PLC那样，用焊在背板上的总线插座来安装模块，所以槽号是相对的，在机架导轨上并不存在物理槽位。例如，在不需要扩展机架时，*机架上没有接口模块，此时虽然3号槽位仍然被实际上并不存在的接口模块占用，*机架上的CPU模块和4号槽的模块实际上是挨在一起的。如果有扩展机架，接口模块占用3号槽位，负责与其他扩展机架自动进行数据通信。

    S7-300 PLC的电源模块通过电源连接器或导线与CPU模块相连，为CPU模块提供DC24V电源。PS307电源模块还有一些端子可以为信号模块提供24V电源。

    S7-300 PLC用背板总线将除电源模块之外的各个模块连接起来。背板总线集成在模块上，模块通过U形总线连接器相连，每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后（如图2-2所示）。安装时先将总线连接器插在CPU模块上，并固定在导轨上，然后依次装入各个模块。

    外部接线接在信号模块和功能模块的前连接器端子上，前连接器用插接的方式安装在模块前门后面的凹槽中（如图2-1所示），前连接器与模块是分开订货的。

    更换模块时只需松开安装螺钉，拔下已经接线的前连接器。前连接器上的编码块可以防止将已接线的连接器插到其他模块上。

如果系统任务需要的信号模块、功能模块和通信处理器模块超过8块，则可以增加扩展机架(ER)来进行系统的扩展

    IM360/IM361接口模块可以扩展3个机架，*机架(CR)使用IM360，扩展机架(ER)使用IM361，各相邻机架之间的电缆长为lOm。每个IM361需要一个外部DC24V电源向扩展机架上的所有模块供电，可以通过电源连接器连接PS307的负载电源。所有的S7-300模块均可以安装在ER上。接口模块是自组态的，无须进行地址分配。

    用于发送的接口模块IM360安装在0号机架3号槽中，它通过电缆，将数据从IM360发送到具有接收功能的IM361。IM360和IM361上有指示系统状态和故障的发光二极管(LED)，如果CPU不确认此机架，则LED闪烁，可能是连接电缆没接好或者是串行连接的IM361关掉了。具有接收功能的接口模块IM361，用于S7-300 PLC的机架l到机架3的扩展，通过连接电缆把数据从IM360接收到IM361或者从一个IM361传到另一个IM361，IM361不仅提供数据传输，还将DC24V电压转换为DC5V电压，给所在机架的背板总线提供DC5V电源，供电输出电流不超过0.8A。0号机架上的DC5V电源由CPU模块产生，CPU313/314/315供电电流不超过1.2A，CPU312-IFM供电电流不超过0.8A。所以，每个机架所能安装的模块数量除了不能大于8块外，还要受到背板总线SV供电电源的限制，即每个机架上各模块消耗的SV电源电流之和应小于该机架大的供电电流。

    如果只扩展两个机架，则可选用比较经济的IM365接口模块对，这一对接口模块由1m长的连接电缆相互固定连接。IM365不提供DC5V电源，此时，在两个机架上直流DC5V的总电流耗量应限制在1.2A之内。且由于IM365接口模块不能给机架l提供通信总线，因此在机架1上只能安装信号模块，而不能安装通信处理器等其他智能模块。

1．设计的基本原则

    任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则。

    ①大限度地满足被控对象和用户的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与相关的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。

    ②在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。

    ③保证控制系统的安全、可靠。

    ④考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。

    2．设计的基本内容

    PLC控制系统是由PLC与用户I/O设备连接而成的。因此，PLC控制系统设计的基本内容应包括以下几个方面。

    ①PLC可构成各种各样的控制系统，如单机控制系统、集中控制系统等。在进行应用系统设计时，要确定系统的构成形式。

    ②系统运行方式与控制方式的选择。

    ③选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件），以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。

    ④PLC的选择。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济指标起着重要的作用。选择PLC应包括机型选择、容量选择、I/O模块选择、电源模块选择等。

    ⑤分配I/O点，绘制PLC连接图。

    ⑥设计控制程序。控制程序是整个系统工作的软件，是保证系统正常、安全、可靠的关键。因此控制系统的程序应经过反复调试、修改，直到满足要求为止。

    ⑦必要时还须设计控制台（柜）。

    ⑧编制控制系统的技术文件，包括说明书、电气原理图及电气元件明细表、I/O连接图、I/O地址分配表和控制软件。

    3．设计的一般步骤

    设计PLC控制系统的一般步骤如图1-3所示。

    ①根据生产工艺过程分析控制要求，如需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动、连续、单周期、单步等）。

    ②确定用户I/O设备。根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户I/O设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

    ③选择合适的PLC类型。根据已确定的用户I/O设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC类型，包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。

    ④分配I/O点。分配PLC的I/O点，编制出I/O分配表或者画出I/O端子的接线图。接着进行PLC程序设计，同时也可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

    ⑤设计应用系统程序，根据工作功能块图或状态流程图等进行编程。这一步是整个应用系统设计中核心的工作，也是比较困难的一步。要设计好程序，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

    ⑥将程序输入PLC。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到PLC中。

    ⑦进行软件测试。程序输入PLC后，应*行测试工作。由于在程序设计过程中，难免会有疏漏，因此在将PLC连接到现场设备上之前，必须进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。

    ⑧应用系统整体调试。在PLC软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试。如果控制系统是由几个部分组成的，则应先局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步数较多，则可*行分段调试，然后再连接起来总调试。调试中发现的问题要逐一排除，直至调试成功。

    ⑨编制技术文件。系统技术文件包括功能说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、PLC程序等。功能说明书是在自动化过程分解的基础上对过程的各部分进行分析，把各部分必须具备的功能、实现的方法和所要求的输入条件及输出结果，以书面形式描述出来。

    ⑩交付使用。

    总之，PLC应用系统的设计包括硬件设计和应用控制软件设计两大部分。其中，硬件设计主要是选型设计和外围电路的常规设计，应用软件设计则是依据控制要求和PLC指令系统来进行的。

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