6ES7352-5AH00-0AE0

                  6ES7352-5AH00-0AE0

西门子S7-300：CPU31x入门与调试(1

1. 我们将使用一个实例引导您通过完成所需步奏来创建一个功能性应用。在操作实例过程中，您将了解与CPU关联的软、硬件基本功能。完成此过程需要1-2个小时，具体时间取决于您的经验。
2. 准备工作

本实例使用一下CPU：

您需要具备电子、电气工程的基本知识以及使用Microsoft(R)Windows(TM)的经验。

 
所需材料和工具

实例布局
 
图1.简单布局（CPU某些细节可能与上图有差异）

1. 安装导轨
2. 电源开/关
3. 用于设置线路电压
4. LED
5. 存储卡/SIMATIC微型存储卡
6. 模式选择开关
7. 用于连接MPI接口的PG电缆
8. 安装了STEP 7软件的编程设备（PG）

图2.电源和CPU接线（前盖打开）

1. 电源（PS）模块
2. CPU
3. 用于连接PG的MPI接口
4. 可拆卸的电源连接
5. PS和CPU的连接电缆
6. 电源线扣夹

实例的功能
在按下按钮前，输出无法切换（即，使得输出模块上的二极管亮起）。

1. 导轨的安装接地

（1）用螺钉固定装配导轨（螺钉尺寸：6M）。确保装配导轨的上下至少各留有40 mm的间隙。再将其安装到接地金属板或钢制接地设备安装板时，请确保装配导轨与安装表面之间的连接具有低阻抗。
（2）将导轨连接到保护导体上。为此，装配导轨上提供了一个M6保护体螺钉。连接保护体的电缆的横截面积最少为：30 mm(2)
 

将模块安装在装配导轨上

1. 首先，插入电源模块。将其向左滑动到装配导轨上的接地螺钉位置，然后将其拧紧。
2. 要连接其他模块，请将一个总线连接器插入CPU中（请参阅图中部分）。

1. 悬挂在CPU上  1
2. 将其滑动至左侧模块  2
3. 然后可向下旋压  3

1. 在装配导轨上用螺钉拧紧模块。
2. 需要使用带有SIMATIC微型存储卡的CPU。将其插入插槽中。
3. 还需要将数字输入、输出模块安装在该CPU的右侧。要执行此操作，请重复*步

1. 为模块接线

为电源和CPU接线

1. 打开电源模块和CPU的前面板。
2. 松开电源的电源线扣夹。
3. 剥去软电源电缆的外皮，压接在线端套管上，然后连接到电源。（蓝色线接端子M，黑色线接端子L1，保护导线接端子PE）
4. 拧紧电源线扣夹，使其就位。
5. 接下来，将电源线连接到CPU，使用导线横截面积为1 mm(2)的软电缆。将线端剥去大约6mm的外皮，然后压接到线端套管上，将电源上L+和M端子连接到CPU上的对应端子
6. 检查线路电压选择器开关是否已设置为正确的线路电压。

电源出厂时将线路电压设置为AC 230V。要标记前连接器，请按照下列步骤操作：要调整电压，请用螺丝刀卸下保护帽，将开关设为所需的线路电压，然后重新安上保护帽。
为数字量输入和输出模块接线

1. 打开数字量输入和输出模块的前面板。
2. 将前连接器推入DI和DO，直至卡入到位。在此接线位置，前连接器仍伸出于模块，并且未连接至该模块。
3. 将大约10条导线（1mm(2)）切至所需长度（20 cm），并在线端安装套管。
4. 按如下方式连接数字量输入模块的前连接器：

-端子L+连接电源上的端子L+；端子M连接电源上的端子M
-端子3连接到按钮2的*个连接点
-端子4：连接到按钮2的*个连接点
将按钮1和2上的两个未分配的连接点连接到电源上的L+端子。

1. 按如下方式为数字输出模块的前连接器接线：

-端子L+连接电源上的端子L+
-端子M连接电源上的端子M

1. 使导线向下穿出前连接器。
2. 按下模块顶部前连接器上的释放按钮，同时，将前连接器推向模块，直到释放按钮重新卡入其原来的位置。
3. 请注意：如果使用40针前连接器，还必须使用前连接器中心的固定螺钉固定前连接器。
4. 关闭数字输入和输出模块以及电源的前面板
5. 
6. PLC的软件组成

7. PLC的软件由系统程序和用户程序组成。

   系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。

    PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中，最重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。由于PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的语言。

    PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式编程语言，如梯形图等。

       以下简要介绍几种常见的PLC编程语言。

      1.梯形图语言

     梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似，继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点。因此，这种编程语言为广大电气技术人员所熟知，是应用较广泛的PLC的编程语言，是PLC的*编程语言。

   如图1所示是传统的电器控制线路图和PLC梯形图。

    

    

    

    

   a）  电器控制线路图      b）PLC梯形图

     从图中可看出，两种图基本表示思想是*的，具体表达方式有一定区别。PLC的梯形图使用的是内部继电器，定时／计数器等，都是由软件来实现的，使用方便，修改灵活，是原电器控制线路硬接线无法比拟的。

       2.语句表语言

    这种编程语言是一种与汇编语言类似的助记符编程表达方式。在PLC应用中，经常采用简易编程器，而这种编程器中没有CRT屏幕显示，或没有较大的液晶屏幕显示。因此，就用一系列PLC操作命令组成的语句表将梯形图描述出来，再通过简易编程器输入到PLC中。虽然各个PLC生产厂家的语句表形式不尽相同，但基本功能相差无几。以下是与图1中梯形图对应的（FX系列PLC）语句表程序。

      步序号      指令      数据

       0      LD       X1

       1       OR       Y0

        2      ANI      X2

        3      OUT      Y0

       4      LD       X3

        5      OUT      Y1

       可以看出，语句是语句表程序的基本单元，每个语句和微机一样也由地址（步序号）、操作码（指令）和操作数（数据）三部分组成。

   3.逻辑图语言

     逻辑图是一种类似于数字逻辑电路结构的编程语言，由与门、或门、非门、定时器、计数器、触发器等逻辑符号组成。有数字电路基础的电气技术人员较容易掌握，如图2 所示。

    

    

      4.功能表图语言

      功能表图语言（SFC语言）是一种较新的编程方法，又称状态转移图语言。它将一个完整的控制过程分为若干阶段，各阶段具有不同的动作，阶段间有一定的转换条件，转换条件满足就实现阶段转移，上一阶段动作结束，下一阶段动作开始。是用功能表图的方式来表达一个控制过程，对于顺序控制系统特别适用。

       5.高级语言

     随着PLC技术的发展，为了增强PLC的运算、数据处理及通信等功能，以上编程语言无法很好地满足要求。近年来推出的PLC，尤其是大型PLC，都可用高级语言，如BASIC语言、C语言、PASCAL语言等进行编程。采用高级语言后，用户可以像使用普通微型计算机一样操作PLC，使PLC的各种功能得到更好的发挥。 

   
8. PLC扫描工作原理

9.  当PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式。

       用扫描工作方式执行用户程序时，扫描是从*条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运行。

   PLC的扫描工作方式与电器控制的工作原理明显不同。电器控制装置采用硬逻辑的并行工作方式，如果某个继电器的线圈通电或断电，那么该继电器的所有常开和常闭触点不论处在控制线路的哪个位置上，都会立即同时动作；而PLC采用扫描工作方式（串行工作方式），如果某个软继电器的线圈被接通或断开，其所有的触点不会立即动作，必须等扫描到该时才会动作。但由于PLC的扫描速度快，通常PLC与电器控制装置在I/O的处理结果上并没有什么差别。

10. 

        PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段，

     

        1．输入采样阶段

     在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。

        2．程序执行阶段

      在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则根据跳转条件是否满足来决定程序是否跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器和元件映象寄存器中读出，根据用户程序进行运算，运算的结果再存入元件映象寄存器中。对于元件映象寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。

      3．输出刷新阶段

     当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这一阶段里，PLC将输出映象寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。

       因此，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。这方式称为集中采样，即在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。

      在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。这种方式称为集中输出。

    对于小型PLC，其I/O点数较少，用户程序较短，一般采用集中采样、集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但使PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗*力，增强了系统的可靠性。

        而对于大中型PLC，其I/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，可以采用定期采样、定期输出方式，或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式。

         从上述分析可知，当PLC的输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间，这种现象称为PLC输入／输出响应滞后。对一般的工业控制，这种滞后是*允许的。应该注意的是，这种响应滞后不仅是由于PLC扫描工作方式造成，更主要是PLC输入接口的滤波环节带来的输入延迟，以及输出接口中驱动器件的动作时间带来输出延迟，同时还与程序设计有关。滞后时间是设计PLC应用系统时应注意把握的一个参数。

11. 

     

    6ES7352-5AH00-0AE0