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PLC与机器视觉合力打造自动化生产线

工业自动化的实现需要借助网络技术、自动控制系统、机器视觉等一系列*技术的综合应用，在整体发展过程中，PLC与机器视觉技术对于全自动化生产线实现有重要推动作用。

　　自动化生产线的中不单单只应运到这两类技术，其中作为生产线的执行者还包括工业机器人等技术装备。但是，在整个生产线流程上，PLC主要运用控制系统，它是自动化生产线正常运行的先决条件，没有这一模块，整体生产线的有序运行也无从谈起。而机器视觉则在生产线的中端位置，包括检测、产品包装都有重要应用。

　　PLC一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的，是工业控制的核心部分。

　　凭借着可靠的、分立逻辑和简单的模拟I/O，可编程逻辑控制器(PLC)几十年来在生产和自动化行业占据着主导地位。尽管PLC的这些性能可以很好地满足大部分工业应用的要求，但是不断发展的工业机器仍然在持续推动着传统PLC性能向更广方向延伸。

　　针对一些传统测量传感器无法检测出的产品缺陷，机器视觉技术已经逐渐成为识别这类产品缺陷的重要工具。集成机器视觉检测系统与PLC甚至工业机器人，从而可实现产品生产过程的*自动化。例如，添加机器视觉到现有的工业控制和自动化系统中，可以帮助您监控工业设备中的各种安全隐患，以及必要的维修保养实时跟踪产品开发过程，帮助产品的质量控制以减少废品并确保顾客满意度。

　　同时，伴随着现代工业自动化的发展，机器视觉被广泛应用的领域也越来越多。在这些自动化检测领域，小到各种各样的检查、测量和零件识别，例如汽车零配件尺寸检查和自动装配的完整性检查，电子装配线的元件自动定位，饮料瓶盖的印刷质量检查，产品包装上的条码和字符识别等。这类应用的共同特点是连续大批量生产、对外观质量的要求非常高。这些高度重复性又智能型的工作，依靠机器视觉来完成，不仅减少了工厂巨大的人工成本和管理成本，还大大提高了哪怕只有百分之零点一的缺陷。

　　随着自动化行业的飞速发展，近些年机器视觉逐渐成为崛起的新兴行业。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。机器视觉对于提高生产的柔性和自动化程度，起到了积极的作用。

　　无论是确保自动化组件的正确装配，还是检测医药产品包装的标签缺陷，机器视觉都起到了很大的作用。而在众多自动化领域，机器视觉检测系统已经被证明是非常有价值的工业生产线的组成部分。集成视觉检测与PLC，可为强强联手，必将实现生产线的*自动化。

S7-300 输入/输出扩展模块选型表

S7-300 CPU

说明

S7-300 CPU 的六个性能等级

现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。
产品范围包括 7 种标准的 CPU、
7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。
现有 CPU 的宽度仅 40mm

SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量的控制器。

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应用范围

• 在个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性系统解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程

• 作为一种多用的自动化系统，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的理想解决方案。

• 对于由于环境条件限制需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供SIPLUS 极端设备。

特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：

• 汽车工业

• 通用机械工程

• 特殊机器制造

• 系列机械工程，OEM

• 塑料加工

• 包装行业

• 食品和饮料工业

• 加工工程

• 快速计数/fairs，可以直接访问硬件计数器

• 简单定位，直接控制 MICROMASTER 频率静态变频器

• 带有集成功能块的 PID-Regulation

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优点

• 由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间。

• S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供合适的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款

• S7-300 建立在模块式的组态上，无需 I/O 模块的插槽规则

• 现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态。

• 集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行管理等级方便的进行数据交换

• 模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。

• 能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计集成在一起，从而避免附加投资。

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设计和功能

桌面 CPU 创新

设计

S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块，只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们旋转到位。
这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。
随用随建式的背板总线可以通过简单的插入附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展，也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构；因此实现了经济高效的备件控制。

扩展选件

如果自动化任务需要超过 8 个模块，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上多可以有 32 个模块，每个扩展装置上多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽，CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装（长 10m）。

在单层结构中，这可以实现 256 个 I/O 的组态，在多层结构中多可以达到 1024 个 I/O。在带有 PROFIBUS DP 的分布式组态中，可以有 65536 个 I/O 连接（多 125 个站点，如通过 IM153 连接的 ET200M）。插槽可自由编址，因此无需插槽规则。

S7-300 模块种类丰富，还可以用在分布式自动化解决方案中。
与 S7-300 具有相同结构的 ET 200M I/O 系统通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET 上。

S7-300 信号模块

描述

信号模块是 SIMATIC S7-300 进行过程操作的接口。S7-300 模块范围的多面性允许模块化自定义，以满足多变的任务。

S7-300 支持多面性技术任务，并提供详尽的通讯选项。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 设计中还有各种针对技术和通讯的特殊模块。

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优势

• 安装简便

通过前端连接器连接传感器/执行器。可使用以下连接方式进行连接：

• 螺钉型接线端子

• 弹簧型接线端子

• 快速连接（绝缘穿刺）

更换模块后，只需将连接器插入相同类型的新模块中，并保留原来的布线。前端连接器的编码可避免发生错误。

• 快速连接

连接 SIMATIC TOP 更加简单、快速（不是紧凑 CPU 的板载 I/O）。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前端连接器，和带有前端连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。

• 高组装密度

模块中为数众多的通道使 S7-300 实现了节省空间的设计。可使用每个模块中有 8 至 64 个通道（数字量）或 2 至 8 个通道（模拟量）的模块。

• 简单参数化

使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数化，并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储，如果更换了模块，数据会自动传输到新的模块，避免发生任何设置错误。使用新模块时，无需进行软件升级。可根据需要复制组态信息，例如用于标准机器。返回页首

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设计和功能

许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求，准确提供输入/输出。

数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电气隔离、诊断和警报功能等方面都存在着差别。在这里提到的所有模块范围中，SIPLUS 组件可用于扩展的温度范围 -25… 60°C 和有害的空气/冷凝。

诊断、中断

许多模块还会监控信号采集（诊断）和从过程（过程中断）中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误（例如断线或短路）以及任何过程事件（例如数字输入时的上升边或下降边）立刻做出反应。使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。

模块

用于测试和仿真时，模拟量模块可插入到 S7-300。该模块通过 LED 转换和指示输出信号，实现对编码器信号的模拟。

该模块可插入到任何地方（不必遵守插槽规则）。该虚拟模块为未组态的信号模块预留了一个插槽。稍后安装该模块时，整个组态的机械配置和地址分配均不会更改。

S7-300 功能模块

说明

多面板模块系列 S7-300 可以进行模块定制来满足多变的任务。
功能模块是智能性的，可以独立执行技术任务，如计数、测量、凸轮控制、PID 控制和传动控制。 因此它们可以减轻 CPU 的负荷。
它们可以使用在需要高等级的精度和动态响应的应用中。

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范围

• 木材、玻璃、石料和金属加工

• 包装机械

• 印刷

• 一般机器制造

• 机床

• 纺织机

• 橡胶和塑料行业

• 工厂

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效益

• 高等级的精度和动态响应

• 带有丰富功能的和通用模块

• 不涉及 CPU，因为功能保存在每个模块的固件里

• 快速的响应时间（确定性的动态响应）

• 使用组态工具进行工程组态，集成到 STEP 7 中

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设计和功能

功能模块是能够执行技术任务并因此降低 CPU 负荷的智能模块。
可以提供基于 STEP 7 和 STEP 7-Micro/WIN 的组态工具，用于设置参数。通过具有用户友好性的屏幕进行参数化和试运行。
S7-300 功能模块还可以用在 
ET 200M I/O 系统的分布式组态中——以及基于 PC、带有 WinAC 的自动化中。

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技术数据

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