西门子培训教材.docx
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西门子培训教材
一.PLC的工作原理
PLC作为一种特殊形式的计算机控制系统,是利用计算机技术对传统的硬件逻辑控制系统“继电器控制”进行"硬件软化"的结果。
但在运行方式上,PLC的软件逻辑也与继电器控制系统的硬件逻辑存在根本性的区别。
继电器控制系统的硬件逻辑采用的是并行运行的方式,即如果一个继电器的线圈通电或者放电,该继电器的所有触点(不论是常开还是常闭、也不论其处于继电器线路的哪个位置上)都会立即同时动作;而PLC的软件逻辑是通过CPU逐行扫描执行用户程序来实现的,即如果一个逻辑线圈被接通或断开,该线圈的所有触点并不会立即动作,必须等扫描到该触点时才会动作。
为了消除两者之间由于运行方式不同而造成的这种差异,PLC在程序运行方式、输入输出操作、特殊功能模板等方面作了特别的考虑。
1、循环扫描:
PLC采用了一种不同于普通微型计算机的运行方式---循环扫描方式。
因为继电器控制中各类触点的动作时间一般超过100ms,因此只要PLC运行整个用户程序的时间“扫描周期”小于100ms,其运行结果与继电器控制就没有什么差别。
2、建立I/O映像区:
PLC在输入输出操作上采用定时采样、定时输出的方式。
即在一个扫描周期的固定时刻(一般在扫描周期的开始或结束)采样所有的输入点,采样结果存入RAM中一个区域(输入映像区)。
这样在执行程序时,所需的现场讯息全部从输入映像区中取用,不直接从现场取样。
同样控制讯息输出也不是采取生成一个就输出一个的方法,而是先将它们存放在RAM中的一个区域(输出映像区),扫描周期结束时再将输出映像区中控制讯息集中输出。
通过建立I/O映像区,使PLC成为一个真正的数字采样控制系统;虽然PLC不可能像继电器控制那样随时根据现场输入实时控制现场输出状态,但只要采样周期足够短,即采样频率足够高,这样的采样系统应该完全符合实际系统的需要。
3、特殊功能模板:
由于PLC在扫描周期方面限制了用户程序的长度,这对于一般的数字量控制应该不成问题。
但实际的生产过程对PLC提出了更多得要求:
仿真量处理、死循环控制、网络通讯、高速I/O等。
对于模拟量输入输出以及简单的控制,一般是利用PLC的主CPU和一定的硬件支持,通过相应的软件来实现;其它情况由于牵涉到比较的计算量和CPU运算时间,以及PLC扫描周期的限制,一般采用自带CPU的专用模板,由模板系统软件完成相应的控制任务。
这样,这些模板与PLC主CPU并行工作,两者之间通过总线接口进行联系,主CPU定期向模板发送命令,模板也定期将自身的状态讯息发送给主CPU。
综合以上所述,在完成系统自身初始化以后,PLC系统执行用户程序的循环扫描方式可分为三个阶段:
输入扫描、程序扫描、输出扫描。
而计算量比较大或者响应实时性比较高的应用则由自带CPU的专用模板和专用软件来实现。
二.PS307电源模块
概述:
•为S7-300/ET200M提供电源
•将120/230伏交流电压转变到所需要的24伏直流工作电压
•输出电流2安、5安或10安
应用:
1.S7-300需要24伏直流电源。
2.PS307负载电源模块将120或230伏交流电压转变为24伏直流工作电压。
3.24伏直流电源用来为SIMATICS7-300和传感器及执行元件供电。
结构:
电源模块安装在DIN导轨上(插槽1),紧靠在CPU或IM361(扩展机架上)的左侧。
使用电源连接器(已包括)连接到的CPU或IM361上。
模块的前面板上有:
•电源输出指示器用一个LED指示24伏直流输出
•线电压选择开关一个带有保护罩的开关可用来选择120伏交流或230伏
交流线电压
•24伏直流的on/off开关。
前面板上还有由盖板保护着的
•连接端子线电源电缆,输出电源电缆和保护接地可连接到这些端子上负载
电源也可采用下列适配器安装在35mm的DIN标准导轨上(EN50022)
•PS307-1B和PS307-1E各有一个适配器
•PS307-1K有两个适配器
三.CPU中央处理器
⏹
S7-300总共有8种不同的CPU;
⏹CPU312IFM,带集成的数字输入/输出的紧凑型CPU,用于带或不带模拟量的小系统,最多8个模块;
⏹CPU313用于有更多编程要求的小型设备;
⏹CPU314IFM,带有集成的数字和模拟输入/输出的紧凑型CPU;
⏹CPU314用于安装中等规模的程序以及中等指令执行速度的程序;
⏹CPU315/315-2DP用于要求中到大规模的程序和通过PROFIBUS-DP进行分布式配置的设备;
⏹CPU316用于有大量编程要求的设备;
⏹CPU318-2用于有要求极大规模的程序和通过PROFIBUS-DP进行分布式配置的设备;
⏹CPU315-2DP和CPU313的重要性能参数比较:
序号
参数名称
CPU313
CPU315-2DP
1
工作存储器
12K字节/4K语句
64K
2
装载存储器
20K字节
96K内置
3
块数量
128FC/128FB/127DB
192FC/192FB/255DB
4
位存储器
2048
2048
5
记数器
C1-C64
C1-C64
6
定时器
T1-T128
T1-T128
7
数字I/O总数
256通道
8192
8
模拟I/O总数
64I/32O
512
9
支持的软件
STEP7
STEP7/SCL/CFC
10
PROFIBUS-DP口
无
有
S7-300C紧凑型CPU选型表
CPU系列号
产品图片
描述
选型型号
CPU312C
紧凑型CPU,16kBRAM,24VDC电源,内置10DI/6DO,带集成功能,MPI;包括插槽号标签和2把钥匙;CPU运行需要MMC
6ES7312-5BD01-0AB0
CPU313C
紧凑型CPU,32kBRAM,24VDC电源,内置24DI/16DO以及4AI/2AO,MPI;CPU运行需要MMC
6ES7313-5BE01-0AB0
CPU313C-2PtP
紧凑型CPU,32kBRAM,24VDC电源,内置16DI/16DO,带集成功能,MPI,RS422/485接口;CPU运行需要MMC
6ES7313-6BE01-0AB0
CPU313C-2DP
紧凑型CPU,32kBRAM,24VDC电源,内置16DI/16DO,带集成功能,MPI,PROFIBUSDP主/从接口;CPU运行需要MMC
6ES7313-6CE01-0AB0
CPU314C-2PtP
紧凑型CPU,48kBRAM,24VDC电源,内置24DI/16DO/4AI/2AO,带集成功能,MPI,RS422/485接口;CPU运行需要MMC
6ES7314-6BF01-0AB0
CPU314C-2DP
紧凑型CPU,48kBRAM,24VDC电源,内置24DI/16DO/4AI/2AO,带集成功能,MPI,PROFIBUSDP主/从接口;CPU运行需要MMC
6ES7314-6CF01-0AB0
S7-300通用型CPU选型型号表
CPU系列号
产品图片
描述
选型型号
CPU312
16kBRAM,24VDC电源,MPI;
CPU运行需要MMC
6ES7312-1AD10-0AB0
CPU314
48kBRAM,24VDC电源,MPI;
CPU运行需要MMC
6ES7314-1AF10-0AB0
CPU315-2DP
128kBRAM,24VDC电源,MPI,
PROFIBUS-DP主/从接口;
CPU运行需要MMC
6ES7315-2AG10-0AB0
CPU315-2PN/DP
128kBRAM,24VDC电源,MPI/PROFIBUSDP主/从组合接口;以太网/PROFINET接口;
CPU运行需要MMC
6ES7315-2EG10-0AB0
CPU317-2DP
512kBRAM,24VDC电源,MPI,PROFIBUS-DP主/从接口;
CPU运行需要MMC
6ES7317-2AJ10-0AB0
CPU317-2PN/DP
512kBRAM,24VDC电源,MPI/PROFIBUS-DP主/从组合接口;以太网/PROFINET接口;
CPU运行需要MMC
6ES7317-2EJ10-0AB0
CPU318-2DP
512kBRAM,24VDC电源,
PROFIBUS-DP主/从接口,MPI,存储卡插槽,后备电池保护外壳;
包括插槽号标签和2把钥匙
6ES7318-2AJ00-0AB0
S7-300F CPU选型型号表
CPU系列号
产品图片
描述
选型型号
CPU315F-2DP
SIMATICS7-300FCPU;128kB
RAM,24VDC电源,MPI,PROFIBUS
DP主/从接口;包括插槽号标签和2把钥匙
6ES7315-6FF01-0AB0
CPU317F-2DP
512kBRAM,24VDC电源,MPI,
PROFIBUS-DP主/从接口;需要MMC
6ES7317-6FF00-0AB0
S7-300T CPU选型型号表
CPU系列号
产品图片
描述
选型型号
CPU315T-2DP
6ES7315-6TG
CPU317T-2DP
512kBRAM,24VDC电源,MPI,PROFIBUS-DP主/从接口,PROFIBUSDP(DRIVE)接口;带技术/运动控制功能;需要MMC
6ES7317-6TJ10-0AB0
S7-300SIPLUSCPU选型表
CPU系列号
产品图片
描述
选型型号
SIPLUSCPU312C
紧凑型CPU,16kBRAM,24VDC
电源,内置10DI/6DO,带集成功能,MPI;包括插槽号标签和2把钥匙;需要MMC(扩展温度范围和特殊介质负载)
6AG1312-5BD01-2AB0
SIPLUSCPU313C
紧凑型CPU,32kBRAM,24VDC
电源,内置24DI/16DO/4AI/2AO,带集成功能,MPI;需要MMC(扩展温度范围和特殊介质负载)
6AG1313-5BE01-2AB0
SIPLUSCPU314
48kBRAM,24VDC电源,MPI;
需要MMC(扩展温度范围和特殊介质负载)
6AG1314-1AF10-2AB0
SIPLUSCPU315-2DP
128kBRAM,24VDC电源,MPI,
PROFIBUSDP主/从接口;需要
MMC(扩展温度范围和特殊介质负载)
6AG1315-2AG10-2AB0
CPU有关附件选型表
系列号
产品图片
描述
选型型号
微存储卡
64kB微存储卡
6ES7953-8LF11-0AA0
128kB微存储卡
6ES7953-8LG11-0AA0
512kB微存储卡
6ES7953-8LJ11-0AA0
2MB微存储卡
6ES7953-8LL11-0AA0
4MB微存储卡
6ES7953-8LM11-0AA0
8MB微存储卡
6ES7953-8LP11-0AA0
MPI电缆
用于通过MPI连接SIMATICS7和
PG;长度5m
6ES7901-0BF00-0AA0
前连接器,用于紧凑型CPU
40针,螺钉型前连接器
6ES7392-1AM00-0AA0
40针,弹簧型前连接器
6ES7392-1BM01-0AA0
二、S7-300 通用型输入扩展模块(SM321)接线图
模块型号
配置前连接器
接线图
6ES7321-1BH02-0AA0
6ES7321-1BH10-0AA0
20针
6ES7321-1BH50-0AA0
20针
6ES7321-7BH01-0AB0
20针
6ES7321-1CH20-0AA0
20针
二、S7-300 通用型输出扩展模块(SM322)接线图
模块型号
配置前连接器
接线图
6ES7322-1BL00-0AA0
40针
6ES7322-1BF01-0AA0
20针
6ES7322-1BH01-0AA0
6ES7322-1BH10-0AA0
20针
6ES7322-8BF00-0AB0
20针
6ES7322-5GH00-0AB0
40针
6ES7322-1CF00-0AA0
20针
6ES7322-1FH00-0AA0
20针
6ES7322-1HH01-0AA0
20针
6ES7322-1HF01-0AA0
20针
6ES7322-1FL00-0AA0
40针
6ES7322-1HF10-0AA0
40针
6ES7322-5HF00-0AB0
40针
6ES7322-1FF01-0AA0
20针
6ES7322-5FF00-0AB0
40针
一、S7-300 通用型模拟量输入扩展模块(SM331)技术规范
1、SM331技术规范1
技术规范
SM331
型号
6ES7331-7KF02-0AB0
6ES7331-7HF01-0AB0
6ES7331-1KF01-0AB0
6ES7331-7KB02-0AB0
图片
模拟量输入特性
模拟量输入通道
8模拟量输入,9/12/14位分辨率
8模拟量输入,14位分辨率,用于等时模式下运行
8模拟量输入,13位分辨率
2模拟量输入,9/12/14位分辨率
•电阻测量模拟量输入点数
4
8
1
所需前连接器
20针
20针
40针
20针
时钟同步
•时钟同步运行
否
支持
否
否
测量范围
电压输入范围
•0至+10V
•1至+5V
•1至+10V
•-1V至+1V
•-10V至+10V
•-2.5V至+2.5V
•-250mV至+250mV
•-5V至+5V
•-50mV至+50mV
•-500mV至+500mV
•-80mV至+80mV
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
否
支持
支持
否
否
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
电流输入范围
•0至20mA
•-10至+10mA
•-20至20mA
•-3.2至+3.2mA
•4至20mA
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
热电偶输入范围
•E型
•J型
•K型
•N型
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
电阻输入范围
•0-150Ω
•0-300Ω
•0-600Ω
•0-6000Ω
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
热电阻输入范围
•Ni100
•LG-Ni1000
•Pt100
支持;标准型
支持;标准型
支持;标准型/气候型
支持;标准型/气候型
支持;标准型
支持
支持
特性
特性曲线线性化
•可设置参数
•对于热电偶
•对于热电阻
支持
N,E,J,K,L型
Pt100(标准型,气候型),Ni100(标准型,气候型)
支持
支持;Pt100标准型/气候型;Ni100标准型/气候型;Ni1000标准型/气候型;LG-Ni1000标准型/气候型
支持
N,E,J,K,L型
Pt100(标准型,气候型),Ni100(标准型,气候型)
温度补偿
•可设置参数
•可通过补偿盒进行外部温度补偿
•可以进行内部温度补偿
支持
支持
支持
支持
支持
支持
模拟值格式
•测量原理
积分式
瞬时值转换
积分式
积分式
积分和转换时间/每个触发通道
•带过量程(包括符号位),最大
•积分时间可设置参数
•基本转换时间,包括积分时间,ms
•基本转换时间,ms
•干扰抑制频率,Hz
15位;单极性
9/12/12/14位,双极性:
9+VZ/12+VZ/12+VZ/14+VZ位
支持;2.5/16.67/20/100ms
3/17/22/102ms
400/60/50/10Hz
14位;
单极性:
14位;
双极性:
13+VZ位
支持
每通道52μs
400/60/50/10Hz
13位
支持;60/50ms
66/55ms
66/55ms
50/60Hz
15位;单极性
9/12/12/14位,
双极性:
9+VZ/12+
VZ/12+VZ/14+VZ位
支持;2.5/16.67/20/100ms
6/34/44/204ms
400/60/50/10Hz
连接的传感元件
•用于电流测量,2线制测量变送器
•用于电流测量,4线制测量变送器
•用于电阻测量,2线制连接
•电阻测量,3线制连接
•用于电阻测量,4线制连接
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持;外部电源供电
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
支持
误差/精度
在整个温度范围内运行极限
•电压输入
•电流输入
•电阻输入
•热电阻输入
±1%;
±1%(80mV)
±0.6%(250-1000
mV)
±0.8%(2.5-10
mV)
±0.7%;
3.2-20mA
±0.7%;
50,300,600Ω
±0.7%;
±0.7%(Pt100/Ni100)
±0.8%(Pt100气候型)
±0.4%
±0.3%
±0.6%;
±0.6%(±5V,10V,1-5V,0-10V)
±0.5%(±50mV,500mV,1V)
±0.5%;
±20mA,0-20mA,4-20mA
±0.5%;0-6kΩ,0-600kΩ
1Kelvin
(Pt100,Ni100,气候型;Ni1000,LG-Ni1000,标准型;Ni1000,LGNi1000,
气候型);1.2
Kelvin(Pt100,Ni100,标准型)
±1%;
±1%(80mV),
±0.6%(250-
1000mV),
±0.8%(2.5-10V)
±0.7%;
3.2-20mA
±0.7%;
150,300,600Ω
±0.7%;
±0.7%(Pt100/Ni100)
±0.8%(Pt100气候型)
基本误差极限
(运行在25°C时)
•相对于输入范围,电压
•相对于输入范围,电流
•相对于输入范围,电阻
•相对于输入范围,热电阻
±0.6%;
±0.4%(250-1,000mV)
±0.6%(2.5-10mV)
±0.7%(80mV)
±0.5%;3.2-20mA
±0.5%;150,300,600Ω
±0.6%;
±0.5%(Pt100/Ni100)
±0.6%(Pt100气候型)
±0.25%
±0.2%
±0.4%;
±0.4%
(±5V,10V,1-5V,0-10V);
0.3%(+/50mV,
500mV,1V)
±0.3%;
±20mA0-20mA,4-
20mA
±0.3%;
0-6kΩ,0-600kΩ
1Kelvin(Pt100,Ni100,标准型)
0.8Kelvin(Pt100,Ni100,气候型;Ni1000,LG-Ni1000,
标准型;Ni1000,
LG-Ni1000,气候型)
±0.6%;
±0.6%(80mV,2.5-10V)
±0.4%(250-1,000mV)
±0.5%;3.2-20mA
±0.5%;150,300,600Ω
±0.6%;
±5%(Pt100/Ni100)
±0.6%(Pt100气候型)
状态信息/中断/诊断/绝缘
-诊断中断
-极限值中断
支持;支持对通道0和2设置参
- 配套讲稿:
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