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西門子產(chǎn)品憑借著質(zhì)量贏取到國內(nèi)許多用戶的信任，西門子PLC比較多的工控自動(dòng)化產(chǎn)品之一，

西門子產(chǎn)品包括 LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，

工業(yè)軟件等在國內(nèi)市場都是非常熱賣的。西門子PLC產(chǎn)品包含在我國的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，

涉及冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域。其良好的品牌口碑和優(yōu)良的產(chǎn)品性能獲得廣大用戶的垂青

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西門子S7-300硬件介紹

能力改變命運(yùn)，我們這能高效提高你的技術(shù)應(yīng)用能力。

S7－300主要支持的硬件有：

（1）電源（PS）

電源模塊提供了機(jī)架和CPU內(nèi)部的供電電源，置于1號機(jī)架的位置。

（2）中央處理器（CPU）

CPU存儲并處理用戶程序，為模塊分配參數(shù)，通過嵌入的MPI總線處理編程設(shè)備和PC、模塊、其它站點(diǎn)之間的通訊，并可以為進(jìn)行DP主站或從站操作裝配一個(gè)集成的DP接口。置于2號機(jī)架。

（3）接口模塊（IM）

接口模塊將各個(gè)機(jī)架連接在一起。不同型號的接口模塊可支持機(jī)架擴(kuò)展或PROFIBUS DP連接。置于3號機(jī)架，沒有接口模塊時(shí)，機(jī)架位置為空。

（4）信號模塊（SM）

通常稱為I/O（輸入/輸出）模塊。測量輸入信號并控制輸出設(shè)備。信號模塊可用于數(shù)字信號和模擬信號，還可用于進(jìn)行連接，如傳感器和啟動(dòng)器的連接。

（5）功能模塊（FM）

用于進(jìn)行復(fù)雜的、重要的但獨(dú)立于CPU的過程，如：計(jì)算、位置控制和閉環(huán)控制。

（6）通訊處理器（CP）

模塊化的通訊處理器通過連接各個(gè)SIMATIC站點(diǎn)，如：工業(yè)以太網(wǎng)，PROFIBUS或串行的點(diǎn)對點(diǎn)連接等。

后三個(gè)模塊在機(jī)架上可以任意放置，系統(tǒng)可以自動(dòng)分配模塊的地址。

需要說明的是，每個(gè)機(jī)架最多只能安裝8個(gè)信號模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統(tǒng)任務(wù)超過了8個(gè)，則可以擴(kuò)展機(jī)架（每個(gè)帶CPU的中央機(jī)架可以擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架）。

各個(gè)模塊的性能具體如下：

（1）電源模塊（PS）

電源模塊用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。

（2）接口模塊

接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無需風(fēng)扇。

（3）CPU模塊

各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。

以上只是列出了部分指標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)還要參看相應(yīng)的手冊。

（4）信號模塊

信號模塊用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出，又分DI/DO（數(shù)字量輸入/輸出）和AI/AO（模擬量輸入/輸出）模塊。

①數(shù)字量輸入模塊：

②數(shù)字量輸出模塊：

③數(shù)字輸入/輸出模塊：

④繼電器輸出模塊：

⑤模擬量輸入模塊

⑥模擬量輸出模塊：

⑦模擬量輸入/輸出模塊：

（5）功能模塊

西門子S7－300功能模塊模塊適用于各種場合，功能塊的所有參數(shù)都在STEP7中分配，操作方便，而且不必編程。包括：計(jì)數(shù)器模塊（FM350），定位模塊（FM351），凸輪控制模塊（FM352），閉環(huán)控制模塊（FM355）等許多用于特定場合的模塊。

（6）通訊模塊（CP）

S7－300通訊模塊是用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對點(diǎn)通訊用的模塊，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通過PROFIBUS通訊的模塊CP343－5，用于S7－300和工業(yè)以網(wǎng)通訊的模塊CP343－1及CP343－1 IT等。

二、S7－300CPU前面板說明

S7－300CPU前面板如上圖所示。需要說明的是，S7－300系列有20種不同的CPU，每種CPU的前面板是不同的，但也是大同小異?，F(xiàn)以CPU318－2為例，分別說明如下：

1、負(fù)載電源模塊

負(fù)載電源模塊用于將AC 220V電源轉(zhuǎn)化為DC 24V，供CPU和I/O模塊及其它模塊使用。

2、后備電池

后備電池的作用是在PLC斷電時(shí)，用來保證CPU實(shí)時(shí)時(shí)鐘的正常運(yùn)行，并可以保存用戶的程序和數(shù)據(jù)（在RAM中）。有的低端的CPU因?yàn)闆]有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，沒有后備電池。

3、DC 24V接線端子

CPU輸出一個(gè)DC 24V，L＋和M分別是DC 24V的正極和負(fù)極。可用作CPU開關(guān)信號輸入或外部元器件的電源。

4、模式選擇開關(guān)

模式選擇開關(guān)用來選擇CPU的運(yùn)行方式。有的該開關(guān)是一種鑰匙開關(guān)，改變運(yùn)行方式需要插入鑰匙，用來防止未經(jīng)*的人改變CPU的運(yùn)行方式。

模式選擇開關(guān)各位置的含義如下：

（1）RUN－P（運(yùn)行－編程）位置：CPU不僅執(zhí)行程序，還可以在線讀出和修改程序及改變運(yùn)行方式；

（2）RUN（運(yùn)行）位置：CPU執(zhí)行程序，可以讀出程序，但不能修改程序；

（3）STOP（停機(jī)）位置：CPU不執(zhí)行程序，可以讀出和修改程序；

（4）MERS（清除存儲器）位置：可以復(fù)位存儲器，使CPU回到初始狀態(tài)。此位置不能保持，當(dāng)松開后，又會回到STOP的位置。

5、狀態(tài)和故障指示燈

（1）SF（系統(tǒng)故障指示，紅色）：CPU硬件故障或軟件出錯(cuò)時(shí)常亮；

（2）BATF（電池故障，紅色）：電池電壓低或無電池時(shí)常亮；

（3）DC 5V（＋5V電源指示，綠色）：CPU和S7－300總線＋5V電源正常時(shí)常亮；

（4）FRCE（強(qiáng)制指示，黃色）：至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)常亮；

（5）RUN（運(yùn)行指示，綠色）：CPU處于RUN運(yùn)行方式時(shí)常亮，重啟動(dòng)時(shí)以2Hz的頻率閃亮，HOLD狀態(tài)時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮；

（6）STOP（停機(jī)指示，黃色）：CPU處于STOP、HOLD狀態(tài)時(shí)常亮；請求存儲器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃爍；正在復(fù)位時(shí)以2Hz的頻率閃爍；

（7）BUSF（總線故障指示，紅色）：Profibud－DP接口硬件或軟件故障時(shí)常亮。

6、存儲器卡

存儲器卡用于在斷電時(shí)保存用戶程序和一些數(shù)據(jù)，可以擴(kuò)展CPU的存儲容量。

7、MPI接口

MPI接口用于CPU與其它PLC、PG/PC（編程器/個(gè)人計(jì)算機(jī)）、OP（操作員接口）通過MPI網(wǎng)絡(luò)的通信。

8、前連接器

前連接器用于將傳感器和執(zhí)行元件連接到信號模塊，前面有蓋板（9）保護(hù)。

三、SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊接口：

• 多種通訊處理器用來連接AS-i接口、PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

• 通訊處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)。

• 多點(diǎn)接口(MPI) 集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

----用戶可以方便的使用Step7軟件進(jìn)行通訊組態(tài)。

----CPU 支持下列通訊類型：

• 過程通訊

  通過總線(AS-i或PROFIBUS)對I/O模塊周期尋址(過程映象交換) 。

• 數(shù)據(jù)通訊

  在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面(HMI)和幾個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會周期地進(jìn)行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。

通過PROFIBUS的過程通訊

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S7-300通過通訊處理器，或通過集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。

----帶有PROFIBUS-DP主站/從站接口的CPU可以使用戶能夠方便高效地進(jìn)行組態(tài)。

----而且，用戶通過PROFIBUS-DP分布式I/O就像處理集中的I/O一樣，具有相同的組態(tài)、地址和編程。

----下列設(shè)備可以作為通訊的主站：

• SIMATIC S7-300

  (通過帶PROFIBUS-DP 接口CPU或通過 PROFIBUS-DP)

制造行業(yè)中的創(chuàng)新系統(tǒng)解決方案——模塊化控制器SIMATIC S7-1200 控制器具有模塊化、

 

結(jié)構(gòu)緊湊、功能全面等特點(diǎn)，適用于多種應(yīng)用，能夠保障現(xiàn)有投資的長期安全。由于該控制器具有可擴(kuò)展的靈活設(shè)計(jì)，符合工業(yè)通訊最高標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，以及全面的集成工藝功能，因此它可以作為一個(gè)組件集成在完整的綜合自動(dòng)化解決方案中。

通訊模塊集成工藝

集成的 PROFINET 接口用于編程、HMI 通訊和 PLC 間的通訊。此外它還通過開放的以太網(wǎng)協(xié)議支持與第三方設(shè)備的通訊。該接口帶一個(gè)具有自動(dòng)交叉網(wǎng)線（auto-cross-over）功能的 RJ45 連接器，提供10/100 Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，它支持最多 16 個(gè)以太網(wǎng)連接以及下列協(xié)議：TCP/IPnative、ISO-on-TCP 和 S7 通訊。

SIMATIC S7-1200 CPU 最多可以添加三個(gè)通訊模塊。RS485和 RS232 通訊模塊為點(diǎn)到點(diǎn)的串行通訊提供連接。對該通訊的組態(tài)和編程采用了擴(kuò)展指令或庫功能、USS 驅(qū)動(dòng)協(xié)議、Modbus RTU 主站和從站協(xié)議，它們都包含在 SIMATICSTEP 7 Basic 工程組態(tài)系統(tǒng)中。

高速輸入

SIMATIC S7-1200 控制器帶有多達(dá)6個(gè)高速計(jì)數(shù)器。其中3個(gè)輸入為100kHz，3個(gè)輸入為30kHz，用于計(jì)數(shù)和測量。

高速輸出

SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個(gè)100kHz的高速脈沖輸出，用于步進(jìn)電機(jī)或控制伺服驅(qū)動(dòng)器的速度和位置。這兩個(gè)輸出都可以輸出脈寬調(diào)制信號來控制電機(jī)速度、閥位置或加熱元件的占空比。

存儲器

用戶程序和用戶數(shù)據(jù)之間的可變邊界可提供最多50KB容量的集成工作內(nèi)存。同時(shí)還提供了最多2MB 的集成裝載內(nèi)存和 2 KB 的掉電保持內(nèi)存。SIMATIC 存儲卡可選，通過它可以方便地將程序傳輸至多個(gè)CPU。該卡還可以用來存儲各種文件或更新控制器系統(tǒng)的固件。

可擴(kuò)展的靈活設(shè)計(jì)

信號模塊

多達(dá)8個(gè)信號模塊可連接到擴(kuò)展能力最高的CPU，以支持更多的數(shù)字和模擬量輸入/輸出信號。

信號板

一塊信號板就可連接至所有的CPU，由此您可以通過向控制器添加數(shù)字或模擬量輸入/輸出信號來量身定做CPU，而不必改變其體積。SIMATIC S7-1200控制器的模塊化設(shè)計(jì)允許您按照自己的需要準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)。

SIMATIC S7-1200 I/O模塊

信號模塊和通訊模塊具有大量可供選擇的信號板，可量身定做控制器系統(tǒng)以滿足需求，而不必增加其體積。

多達(dá)8個(gè)信號模塊可連接到擴(kuò)展能力最高的CPU。一塊信號板就可連接至所有的 CPU，由此您可以通過向控制器添加數(shù)字或模擬量輸入/輸出信號來量身定做 CPU，而不必改變其體積。

SIMATIC S7-1200 CPU

信號板、信號模塊、通訊模塊

SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)的 CPU 有三種不同型號：CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU1214C。每一種都可以根據(jù)您機(jī)器的需要進(jìn)行擴(kuò)展。任何一種 CPU 的前面都可以增加一塊信號板，以擴(kuò)展數(shù)字或模擬 I/O，而不必改變控制器的體積。信號模塊可以連接到 CPU 的右側(cè)，以進(jìn)一步擴(kuò)展其數(shù)字或模擬 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個(gè)信號模塊，CPU 1214C 則可連接 8 個(gè)。所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 都可以配備最多3 個(gè)通訊模塊（連接到控制器的左側(cè)）以進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的串行通訊。

安裝簡單方便

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有內(nèi)置夾，能夠方便地安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 35 mmDIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的夾子可以咬合到某個(gè)伸出位置，以便在需要進(jìn)行面板安裝時(shí)提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可進(jìn)行豎直安裝或水平安裝。這些集成功能在安裝過程中為用戶提供了最大的靈活性，同時(shí)也使得 SIMATIC S7-1200 成為眾多應(yīng)用場合的理想選擇。

緊湊的結(jié)構(gòu)

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件在設(shè)計(jì)時(shí)都力求緊湊，以節(jié)省控制面板中的空間。例如，CPU 1214C 的寬度僅有 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度也僅有90 mm。通訊模塊和信號模塊的體積也十分小巧，使得這個(gè)緊湊的模塊化系統(tǒng)大大節(jié)省了空間，從而在安裝過程中為您提供了最高的效率和靈活性。

快速、簡單、靈活的工業(yè)通訊 集成 PROFINET 接口

新型的 SIMATIC S7-1200 配備了集成PROFINET 接口，提供與下列組件的無縫通訊：集成 SIMATIC STEP 7 Basic 工程組態(tài)系統(tǒng)（用于編程）；SIMATIC HMI 精簡系列面板（用于可視化）；其它控制器（用于 PLC 間的通訊）；第三方設(shè)備（用于可選的高級集成）。

組網(wǎng)簡單

SIMATIC S7-1200 通訊接口由一個(gè)抗干擾的 RJ45 連接器組成。該連接器具有自動(dòng)交叉網(wǎng)線（auto-cross-over）功能，支持最多 16 個(gè)以太網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)10/100 Mbit/s。為了使布線最少并提供最大的組網(wǎng)靈活性，可以將緊湊型交換機(jī)模塊 CSM 1277 和 SIMATIC S7-1200 一起使用，以便輕松組建一個(gè)統(tǒng)一或混合的網(wǎng)絡(luò)（具有線型、樹型或星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）。CSM 1277 是一個(gè) 4 端口的非托管交換機(jī)，用戶可以通過它將 SIMATIC S7-1200連接到最多 3 個(gè)附加設(shè)備。除此之外，如果將 SIMATIC S7-1200 和 SIMATIC NET 工業(yè)無線局域網(wǎng)組件一起使用，您還可以獲得一個(gè)全新的組網(wǎng)規(guī)模。

與其它控制器和 HMI 設(shè)備進(jìn)行通訊

為了保證與其它控制器和 HMI 設(shè)備之間的通訊，SIMATIC S7-1200 可以連接到多個(gè)S7 控制器和 HMI 設(shè)備，使用成熟的 S7 通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。

與第三方設(shè)備進(jìn)行通訊

SIMATIC S7-1200 上的集成接口不僅可以與其它廠商的設(shè)備進(jìn)行無縫集成，還可以通過開放式以太網(wǎng)協(xié)議 TCP/IP native 和ISO on TCP 與多個(gè)第三方設(shè)備進(jìn)行連接和通訊。集成的工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP7 Basic 還為 SIMATIC S7-1200 提供了標(biāo)準(zhǔn) T-Send/T-Receive 指令，因此用戶在設(shè)計(jì)自動(dòng)化解決方案時(shí)能夠獲得更高的靈活性。

將強(qiáng)大的工藝功能集于一身 用于計(jì)數(shù)和測量的高速輸入

集成了多達(dá)6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（3個(gè)100kHz，3個(gè)30kHz），用于精確監(jiān)視增量編碼器、頻率計(jì)數(shù)或?qū)^程事件進(jìn)行高速計(jì)數(shù)。

用于速度、定位或占空比控制的高速輸出

SIMATIC S7-1200 控制器中集成了 2 個(gè)高速輸出，可用作高速脈沖輸出或脈寬調(diào)制輸出。當(dāng)組態(tài)成 PTO 時(shí)，它們將提供最高頻率為 100kHz 的 50% 占空比高速脈沖輸出，以便對步進(jìn)電機(jī)或伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行開環(huán)速度控制和定位控制。通過 2 個(gè)高速計(jì)數(shù)器對高速脈沖輸出進(jìn)行內(nèi)部反饋。當(dāng)組態(tài)成 PWM 輸出時(shí)，將生成一個(gè)具有可變占空比的固定周期輸出來控制電機(jī)速度、閥位置或加熱元件的占空比。

PLCopen 運(yùn)動(dòng)功能塊

SIMATIC S7-1200 支持對步進(jìn)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行開環(huán)速度控制和位置控制。對該功能的組態(tài)十分簡單：通過一個(gè)軸工藝對象和通用的 PLCopen 運(yùn)行功能塊（包含在工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP 7 Basic中）即可實(shí)現(xiàn)。除了返回（home）和點(diǎn)動(dòng)（jog）功能以外，還支持、相對和速度運(yùn)動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板

工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP 7 Basic 中的驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板簡化了步進(jìn)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)和調(diào)試過程。它為單個(gè)運(yùn)動(dòng)軸提供了自動(dòng)和手動(dòng)控制，以及在線診斷信息。

用于閉環(huán)控制的 PID 功能

在簡單過程控制應(yīng)用中，SIMATIC S7-1200支持多達(dá) 16 個(gè) PID 控制回路。這些控制回路可以通過一個(gè) PID 控制器工藝對象和SIMATIC STEP 7 Basic 中的編輯器輕松進(jìn)行組態(tài)。除此之外，SIMATIC S7-1200 還支持PID 自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可以自動(dòng)計(jì)算增益、積分時(shí)間和微分時(shí)間的調(diào)節(jié)值。

PID 調(diào)試控制面板

SIMATIC STEP 7 Basic 中包含的 PID 調(diào)試控制面板簡化了控制回路的調(diào)節(jié)過程。對于單個(gè)控制回路，它除了提供了自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)控制方式之外，還提供調(diào)節(jié)過程的圖形化趨勢圖。

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