S7-300培训教材.

PLCSIMATICS7-300PLC及指令系统1系统组成硬件配置2指令系统3程序结构4S7PLC的网络通信PLC1.3.1S7-300PLC的系统硬件组成S7-300PLC的硬件构成：总线连接器电源模块CPU模块接口模块I/O模块DIN导轨模块DIN导轨PLCPLC1.3.1.1CPU单元SIMATICS7-300有多种性能级别的CPU：⒈各种CPU均封装在一个紧凑的塑料壳体内⒉CPU上集成有MPI多点接口，MPI接口可以使PLC与其它PLC站点、操作站（OS）、编程器（PG）、操作员面板（OP）等建立通信联系，用MPI接口可以建立由多个站点组成的简单网络。⒊CPU31x–2还集成了PROFIBUS-DP接口，适用于大范围分布式自动化结构。⒋PLC的执行速率、存储器容量、可扩展的I/O点数等都随着CPU序号的递增而增加。PLCPLCCPU单元—1CPUCPU312IFMCPU313CPU314CPU315-2DP工作存储器6KB12KB24KB64KB内部装载存储器20KBRAM20KBEEPROM20KBRAM40KBRAM96KBRAM扩展装载存储器——4MFEPROM4MFEPROM4MFEPROMDI（最大）256+10（集成）25610241024（8192）DO（最大）256+6（集成）25610241024（8192）AI（最大）6464256256（512）AO（最大）3232128128（512）最大机架数（模块数）1（8）1（8）4（32）4（32）CPU集成DP接口——————1CPU集成MPI接口√√√√PLCS7-300信号模块•AI•AO•DI•DOPLC1.3.1.2模拟量输入模块模拟量值的表示方法SM331的输入测量范围很宽，可直接输入电压、电流、电阻、mV等信号单极性电压、电流输入的数字化表示：量程1～5V4～20mA150Ω十进制结果范围5……120……4150……027648……0标称范围PLCSM331模块的硬件设置（6es7-331-7kf02-0ab0)8通道×12位SM331模块※模拟量模块装有量程块，调整量程块的方位可改变模块内部的硬件结构※SM331每两个相邻输入通道共用一个量程块，构成一个通道组。※量程块是一个正方体的短接块，在上方有“A”，“B”，“C”，“D”四个标记※不同的量程块位置，适用于不同的测量方法和测量范围。ch0、1ch2、3量程块上的标记模块上的标记PLCSM331模块的硬件设置SM331量程块设置对应关系：设置标记对应的测量方式及范围缺省设置A电压：1000mV电阻：150Ω、300Ω、600Ω、Pt100、Ni100热电偶：N、E、J、K等各型热电偶电压：1000mVB电压：10V电压：10VC电流：20mA（4线制变送器输出）电流：4～20mA（4线制）D电流：4～20mA（2线制变送器输出）电流：4～20mA（2线制）PLC电流信号连接L＋MM－M+M+M－ADC光隔MANA背板总线4线制变送器4线制变送器L＋ML＋M图7-22四线制电流信号输入的连接L＋MM－M+M+M－ADC光隔MANA背板总线2线制变送器2线制变送器图7-23二线制电流信号输入的连接PLCSM331模块的软件设置通道组诊断断线检查信号类型信号范围积分时间设置上下限设置诊断中断允许限幅中断允许通道组PLC电压信号连接L＋MM－M+M+M－ADC光隔MANA背板总线PLC电阻信号连接一般什么仪表输出Ω信号？该仪表在使用时需要注意什么？热电阻如何克服引线电阻L＋MM－M+IC+IC－ADC光隔背板总线MANAIrefRt+－Vi图7-26电阻信号输入的连接PLC模拟量值的表示方法LPIW400//从端口地址400读入十进制转换结果T#Dec_in//存入临时变量Dec_inCALLSCALE//直接调用系统提供的转换函数，以下是输入输出参数IN:=#Dec_in//入口参数：十进制转换结果HI_LIM:=2.000000e+002//入口参数：工程量上限200，单位kPaLO_LIM:=0.000000e+000//入口参数：工程量下限0BIPOLAR:=FALSE//入口参数：TRUE为双极性，FALSE为单极性RET_VAL:=#ret//出口参数：返回值OUT:=#In_result//出口参数：工程量转换结果4～20mA1～5VDC0～10mA0～20mA……数字量0～±27648AI模块转换程序工程量，如：0～200kPaOUT=[(IN-K1)/(K2-K1)*(HI_LIM-LO_HIM)]+LO_LIM上式中当BIPOLAR=TRUE时，K1=-27648，K=27648；BIPOLAR=FALSE时，K1=0，K=27648。PLC1.3.1.3模拟量输出模块(SM332)模拟量值的表示方法单极性输出双极性输出输出信号标称范围十进制结果输出信号标称范围十进制结果0～20mA4～20mA0～10V1～5V±10V±20mA20.000……020.000……4.00010.000……05.0000……1.000027648……010.0000……-10.000020.000……-20.00027648……-27648SM332模块可以输出电压和电流两种类型的信号，从表7.8中可以看出，一个模拟量信号的输出，需要把浮点数转换成0～27648或者－27648～27648范围的十进制结果，然后再根据端口地址把十进制结果送到输出缓冲区。PLCSM332模块的软件设置SM332有2×12位、4×12位二种AO模块，其特性、参数、工作原理等完全相同。通道诊断信号类型I、V信号范围0~20mA4～20mACPU停止时输出保持诊断中断允许CPU停止时输出为0电压输出范围PLC模拟量值的表示方法CALLUNSCALE//直接调用系统提供的转换函数，以下是输入输出参数IN:=#Out_val//入口参数：阀位值0～100％浮点数HI_LIM:=1.000000e+002//入口参数：阀位上限100LO_LIM:=0.000000e+000//入口参数：阀位下限0BIPOLAR:=FALSE//入口参数：TRUE为双极性输出，FALSE单极性输出RET_VAL:=#ret//出口参数：返回值OUT:=#Out_result//出口参数：十进制转换结果存入临时变量L#Out_resultTPQW416//十进制转换结果输出到过程输出缓冲区AO模块4～20mA0～10VDC0～20mA……单：0～27648双：－27648～27648转换程序阀位如：0～100％OUT=[(IN-LI_MIL)/(HI_LIM-LO_MIL)*(K2-K1)]+K1其中，当BIPOLAR=TRUE时，K1=-27648、K=27648BIPOLAR=FALSE时，K1=0、K=27648PLC1.3.1.4开关量输入模块(SM321)开关量输入模块SM321主要有直流信号输入和交流信号输入二大类SM321开关量输入模块16×24VDC32×24VDC16×120VAC8×120/230VAC输入点数1632168输入电压“1”15～30VDC15～30VDC79～132VAC79～264VAC“0”－3～5VDC－3～5VDC0～20VAC0～40VAC与背板总线的隔离光耦光耦光耦光耦“1”信号典型输入电流7mA7.5mA6mA6.5mA/11mA典型输入延迟时间1.2～4.8ms1.2～4.8ms25ms25ms诊断中断某些型号具备——————绝缘耐压测试500VDC500VDC1500VAC1500VACPLCPLCPLC1.3.1.5开关量输出模块(SM322)SM322模块有晶体管、可控硅和继电器3种输出类型SM322开关量输出模块晶体管输出可控硅输出继电器输出输出点数81632816816额定电压24VDC120/230VAC120VAC230VAC/24VDC“1”信号最大输出电流2A0.5A0.5A1A0.5A——“0”信号最大输出电流0.5mA2mA1mA——与背板总线的隔离光耦光耦光耦触点容量————2A阻性负载100Hz10Hz2Hz触点开关频率感性负载0.5Hz0.5Hz0.5Hz灯负载100Hz1Hz2Hz诊断——LED指示——绝缘耐压测试500VDC1500VAC1500VACPLCPLCPLCPLC1.3.2系统配置※S7系列PLC采用的是模块化的结构形式，根据系统规模用户可选择不同型号和不同数量的模块，并把这些模块安装在一个或多个机架上。※除了CPU模块、电源模块、接口模块之外，它规定每一个机架最多可以安装8个I/O信号模块。※一个PLC系统的最大配置能力（包括I/O点数、机架数等）与CPU的型号直接相关总线连接器电源模块CPU模块通信模块I/O模块DIN导轨模块DIN导轨PLC1.3.2.1硬件结构配置※PLC模块的安装是有顺序要求的，每个机架从左到右划分为11个逻辑槽号※电源模块安装在最左边的1#槽，2#槽安装CPU模块，3#槽安装接口模块，4～11#槽可自由分配I/O信号模块、功能模块或通信模块。※需要注意的是，槽号是相对的，机架上并不存在物理上的槽位限制。电源模块CPU模块接口模块I/O模块1234567891011逻辑槽号PLC1.3.2系统配置某系统需要输入48路4～20mA4路PT100信号需要输出32路1～5V要求配置S7PLC的I/O模块并选择合适的CPU单元每路4~20mA占用1个A/D通道→需48个A/D通道每路电阻输入信号占2个A/D通道→需8个A/D通道需7块8通道SM331每路1~5V占用1个D/A通道→需32个D/A通道需8块4通道SM332该系统需要15个SM模块，必须安装到2的机架，根据表7.1中的性能参数，该系统可以选用CPU315或CPU315以上的型号。PLC机架的连接(一)如果：机架数量≤4and各机架安装在控制室and机架之间的距离≤10米方式一：信号、功能模块信号、功能模块1345678910111345678910112扩展机架（ER）中央机架（CR）接口模块：IM360(IM365)CPU槽位号接口模块：IM361(IM365)PLC机架的连接(二)如果：机架数量＞4or有机架要安装在现场or机架之间的距离＞10米要求：CPU上集成DP口或在CR上扩展DP口（Profibus－DP）方式二：信号、功能模块1345678910112CR：安装在控制室接口模块：IM153信号、功能模块134567891011ER:可以安装在现场Profibus总线（最大扩展能力与CPU的型号有关）……连接到DP口PLC1.3.2.2硬件地址配置系统的I/O模块分为：模拟量和数字量二种类型，每个模块包含若干个通道。模块上任何通道均配置独立的地址，应用程序则根据地址实现对他们的操作。每个通道的地址占用一位(bit)，数字量模块最大为32通道，模块地址占4字节§数字量I/O模块每个模拟量地址为一个字地址(2byte)，模拟量模块最大为8通道，模拟地址占16byte§模拟量I/O模块S7-300的开关量地址由地址标识符\地址的字节部分和位部分组成.地址标识符I表示输入,Q表示输出,M表示存储器存储器地址.例如I3.2是一个数字量输入地址,3表示字节地址,小数点后2表示字节3中的第二位.开关量的寻址除了按位,还可以按字节,按字及双字寻址,具体数字量地址由在机架及模块的位置有关.数字量的起始地址从0.0开始到127.7,共可占用128个字节,也就是32个模块.对于模拟量模块,是以通道为单位,一个通道占用一个字地址,也就是两个字,例如模拟量输入通道IW460由IB460和IB461两个字节组成.S7-300为模拟量模块保留了专用的地址区域,字节地址范围为IB256到IB767可以用装载指令和传送指令直接访问模拟量模块.一个模块最多8个通道,每个通道分配两个字节即16位地址.PLCI/O地址的生成I/O地址的生成在硬件配置时，系统提供