湖州西門子代理商

1 *處理單元

*處理器單元即CPU，一般由控制器、運算器和寄存器組成。CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與儲存單元、輸入輸出單元、通信接口、擴展接口相連。CPU 是 PLC 的核心，輸入單元將采集的輸入信號傳送到CPU，CPU執(zhí)行用戶程序并將運算結(jié)果傳送到輸出單元，用以驅(qū)動現(xiàn)場設備。選擇CPU通常需要考慮一下幾個方面：

·運算速度：不同的控制系統(tǒng)對控制的響應速度需求不同，對于要求響應時間較快的系統(tǒng)，則要求CPU的運算速度快，并盡快地將運算結(jié)果傳送到輸出單元。

運算速度性能指標可參考CPU指令執(zhí)行時間。

·工作存儲器：根據(jù)控制方案的復雜程度預估需要的工作存儲器大小，考慮適當?shù)挠嗔俊?/p>

·I/O帶載能力： CPU通常使用I/O地址空間來描述其允許訪問輸入輸出的能力，8個數(shù)字量通道占用1個字節(jié)地址空間，1個模擬量通道占用2字節(jié)地址空間。在具體選型時還需要根據(jù)實際情況考慮I/O余量占用的地址空間。此外有些CPU還有允許連接模塊大數(shù)量限制。

·集成的通信接口：CPU通過通信接口進行編程組態(tài)，還可與人機界面、其他PLC系統(tǒng)、分布式I/O等實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根據(jù)通信對象（通信對象可以為編程設備、儀表、HMI、其他PLC系統(tǒng)等等）支持的電氣接口標準以及所使用的通信協(xié)議選擇集成通信接口。

2 儲存器

PLC 的存儲器包括系統(tǒng)存儲器，裝載存儲器和工作存儲器。系統(tǒng)存儲器用于存放 PLC 的系統(tǒng)程序和內(nèi)部寄存器， 裝載存儲器則用于存放 PLC 的用戶程序，用戶程序編譯后被存放在工作存儲器中執(zhí)行。裝載存儲器通常為MC卡，支持外部擴展，而工作存儲器是集成在CPU中并且無法擴展的，在選擇CPU時需根據(jù)控制方案的復雜程度預估可能使用的工作存儲器大小并留有適當余量。選擇裝載存儲器通常只需選擇不小于工作存儲器大小的存儲卡即可。

3 通信接口

通信接口的功能是通過這些通信接口可以和監(jiān)視器、 打印機、 其他的 PLC 或是計算機相連， 從而實現(xiàn)“PLC與上位機"或“PLC與PLC"之間的通信。通信接口可以集成在CPU模塊上使用內(nèi)部總線與CPU通信，也可以使用單獨的通信接口模塊通過外部總線與CPU通信。通信接口的選擇首先確定通信對象接口的電氣標準例如RS232、RS485、RJ45等，還需要確定使用的協(xié)議，常見的例如PROFINET，PROFIBUS總線協(xié)議，通過PROFINET和PROFIBUS總線，CPU可與分散在遠端現(xiàn)場的輸入輸出單元進行數(shù)據(jù)交換，使PLC系統(tǒng)規(guī)模更易于擴充。

4 輸入輸出單元（I/O）

輸入單元的作用是將按鈕、行程開關或傳感器等產(chǎn)生的信號輸入 CPU，根據(jù)信號類型，輸出單元的作用則是將 CPU 向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行元件的信號，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。

輸入輸出單元主要分為模擬量輸入模塊，模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊。模擬量輸入模塊測量電流、電壓、電阻、熱電偶等連續(xù)信號，模擬量輸出模塊輸出電流、電壓信號驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行器，模擬量輸入輸出模塊需考慮處理信號的分辨率，響應時間以及信號測量范圍。數(shù)字量輸入模塊應考慮信號電平、傳輸距離、隔離、供電方式，響應時間等應用要求。數(shù)字量輸出模塊應考慮不同的負載對PLC的輸出方式的要求。

繼電器輸出模塊具有使用電壓范圍廣、導通壓降小、有隔離作用等許多優(yōu)點，但響應時間較長，所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型模塊；而頻繁通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型模塊，而不應選用繼電器輸出型模塊。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出等，與應用要求應*。

此外還有一些智能式輸入輸出模塊，如高速計數(shù)模塊、凸輪模擬模塊、單回路或多回路的PID模塊等。一般智能式模塊本身帶有處理器，可對輸入或輸出信號作預先規(guī)定的處理．并將處理結(jié)果送入CPU或直接輸出，這樣可提高PLC的處理速度并節(jié)省存儲器的容量。

SIMATIC S7-300擁有不同的數(shù)據(jù)通信機制：

　　使用MPI，通過全局數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。

　　借助通信功能，與其它伙伴完成驅(qū)動型通信。網(wǎng)絡連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現(xiàn)。

　　全局數(shù)據(jù)

　　借助“全局數(shù)據(jù)通信"服務，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（*多可達8 GD 數(shù)據(jù)包，每周期22個字節(jié)）。據(jù)此，可以實現(xiàn)，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進行全局數(shù)據(jù)交換。組態(tài)通過STEP 7的GD表完成。

　　通訊功能

　　與全局數(shù)據(jù)不同的是，對于通信功能，必須為其建立通信連接。

　　集成到 IT 領域中

　　借助自動化工程組態(tài)，使用S7-300，可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced，可以實現(xiàn)以下信息技術(shù)功能：

　　IP 路由；

　　借助IP訪問列表，將IP V4報文以不低于Gigabit的速度轉(zhuǎn)發(fā)至受控PROFINET接口。

　　WEB 服務器；

　　使用標準可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁；通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)

　　標準診斷頁；

　　無需額外工具，就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機架上的所有模塊的快速診斷工作。

　　E-mail；

　　直接從用戶程序中發(fā)送認證電子郵件。電子郵件客戶端設計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶

將自動建立 F 運行組。
與設備參數(shù)的特性相結(jié)合，庫的概念可幫助實現(xiàn)內(nèi)部標準化并簡化安全應用的驗證。
通過安全管理員編輯器，以集中方式管理、顯示和修改安全相關參數(shù)。
統(tǒng)一標識所有安全相關對象，實現(xiàn)瞬間概覽。
STEP 7 Safety 組態(tài)工具可用來在 TIA 博途中實現(xiàn)安全相關自動化應用。

STEP 7 Safety Basic V14 SP1 zui低要求版本 STEP 7 Basic V14 SP1。

所支持的操作系統(tǒng)和硬件要求可通過 STEP 7 Professional V14 SP1 進行檢查。與其他 SIMATIC 產(chǎn)品的相同兼容性適用于 STEP 7 Basic / Professional V14 SP1。

性能等級 (PL) 符合 ISO 13849-1：2015 或符合 EN ISO 13849-1：2015
STEP 7 Safety Advanced V14 SP1，組態(tài)與編程

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 S7-300采用了模塊式結(jié)構(gòu)，主要由機架(RACK)、電源模塊(PS)、*處理單元模塊( CPU)、接口模塊(IM)、信號模塊(SM)、功能模塊(FM)和通信處理器(CP)等部分組成，如圖2-1所示。S7-300的模塊都有名稱，同樣名稱的模塊根據(jù)接口名稱和功能的不同，又有不同的規(guī)格，在PLC的硬件組態(tài)中，以定貨號為準。

圖2-1  S7-300的硬件組成

(1)*處理器單元模塊

  各種型號的CPU模塊有不同的性能，如有的CPU模塊集成了數(shù)字量和模擬量的I/O通道，有的CPU集成了PROFIBUS-DP的通信接口。CPU模塊面板上有狀態(tài)指示燈、模式轉(zhuǎn)換開關、24 V電源端子、電池盒和存儲卡插槽。

(2)電源模塊

電源模塊(PS)用于將220 V交流電轉(zhuǎn)換為24 V直流電，供給CPU和其他模塊使用。電源模塊的額定輸出電流有2A、SA和10A三種，電源模塊的面板上有工作開關和狀態(tài)指示燈，當電源過載時指示燈會閃爍。

(3)信號模塊

信號模塊(SM)包括數(shù)字量和模擬量的I/O模塊，它們作為PLC的過程輸入和輸出通道。信號模塊主要有數(shù)字量輸入模塊SM321、數(shù)字量輸出模塊SM322、模擬量輸入模塊SM331和模擬量輸出模塊SM332。模擬量輸入模塊可以輸入熱電量、熱電阻、直流4~20 mA和直流0～10 V等多種不同類型和不同量程的模擬量信號。信號模塊通過背板總線將現(xiàn)場的過程信號傳遞給CPU。

(4)功能模塊

功能模塊(FM)主要用于對實時性和存儲容量要求較高的特殊控制任務，如計數(shù)器模塊、快速／慢速進給驅(qū)動位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進電動機定位模塊、伺服電動機定位模塊、定位和連續(xù)路徑控制模塊、閉環(huán)控制模塊、工業(yè)標識系統(tǒng)的接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊和超聲波位置解碼器等。

(5)通信處理器

通信處理器(CP)用于PLC與PLC之間、PLC與計算機之間、PLC與其他智能設備之間的通信，它可以將PLC連人PROFIBUS現(xiàn)場總線、AS-1現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)，或用于實現(xiàn)點對點通信等。通信處理器可以減輕CPU處理通信的負擔，并減少用戶對通信的編程工作。

(6)接口模塊

接口模塊(IM)用于組成多機架系統(tǒng)時連接主機架(CR)和擴展機架(ER)。S7 -300通過主機架和3個擴展機架，zui多可以配置32個信號模塊．功能模塊和通信處理器（需要相應的CPU支持）

S7-400 PLC模擬量I/O模塊

模擬量輸入模塊SM431將從控制現(xiàn)場采集來的模擬量信號轉(zhuǎn)換成S7-400內(nèi)部處理用的數(shù)字量信號，可組態(tài)的分辨率從13位到16位，其性能特性如表2-34所示。

自由口通信

與上位機的通信通過PC Access，操作人員可以輕松通過上位機讀取S7-200 SMART 的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)設備監(jiān)控或者進行數(shù)據(jù)存檔管理。（PC Access 是專門為S7-200 系列PLC 開發(fā)的OPC 服務器協(xié)議，專門用于小型PLC 與上位機交互的OPC 軟件）

運動控制

三軸 100 kHz 高速脈沖輸出，*實現(xiàn)精確定位.

運動控制基本功能

標準型晶體管輸出CPU 模塊，ST40/ST60 提供3 軸100 kHz 高速脈沖輸出，支持PWM（脈寬調(diào)制）和PTO 脈沖輸出

在PWM 方式中，輸出脈沖的周期是固定的，脈沖的寬度或占空比由程序來調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)電機速度、閥門開度等

在PTO 方式（運動控制）中，輸出脈沖可以組態(tài)為多種工作模式，包括自動尋找原點，可實現(xiàn)對步進電機或伺服電機的控制，達到調(diào)速和定位的目的

CPU 本體上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可組態(tài)為PWM 輸出或高速脈沖輸出，均可通過向?qū)гO置完成上述功能

PWM 和運動控制向?qū)гO置為了簡化您應用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM、PTO 的組態(tài)。該向?qū)Э梢陨晌豢刂噶?，您可以用這些指令在您的應用程序中對速度和位置進行動態(tài)控制。PWM 向?qū)гO置根據(jù)用戶選擇的PWM 脈沖個數(shù)， 生成相應的PWMx_RUN 子程序框架用于編輯。運動控制向?qū)?**多提供3 軸脈沖輸出的設置，脈沖輸出速度從20 Hz 到100 kHz 可調(diào)。

運動控制功能特點

提供可組態(tài)的測量系統(tǒng)，輸入數(shù)據(jù)時既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數(shù)

提供可組態(tài)的反沖補償

支持、相對和手動位控模式

支持連續(xù)操作

提供多達32 組運動動包絡，每組包絡***多可設置16 種速度

提供4 種不同的參考點尋找模式，每種模式都可對起始的尋找方向和***終的接近方向進行選擇

運動控制的監(jiān)控為了幫助用戶開發(fā)運動控制方案，STEP 7- Micro/WIN SMART 提供運動控制面板。其中的操作、組態(tài)和包絡組態(tài)的設置使用戶在開發(fā)過程的啟動和測試階段就能輕松監(jiān)控運動控制功能的操作。

使用運動控制面板可以驗證運動控制功能接線是否正確，可以調(diào)整組態(tài)數(shù)據(jù)并測試每個移動包絡

顯示位控操作的當前速度、當前位置和當前方向，以及輸入和輸出LED（脈沖LED 除外）的狀態(tài)

查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態(tài)設置

編程

便利的指令庫在PLC 編程中，一般將多次反復執(zhí)行的相同任務編寫成一個子程序，將來可以直接調(diào)用。使用子程序可以更好地組織程序結(jié)構(gòu)，便于調(diào)試和閱讀。STEP 7- Micro/WIN SMART 提供便利的指令庫功能，將子程序轉(zhuǎn)化成指令塊，與普通指令塊一樣，直接拖拽到編程界面就能完成調(diào)用。指令庫功能提供了密碼保護功能，防止庫文件被隨意查看或修改。另外，西門子公司提供了大量完成各種功能的指令庫，均可輕松添加到軟件中