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S7 300 PLC系统硬件和网络课程

ytzidonghua  发表于 2006/12/9 12:13:44      1946 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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[转帖]S7-300 PLC 系统硬件和网络课程
S7-300 PLC系统硬件和网络课程

一、S7-300 系统硬件主要包括以下几个部分
1、 信号处理模块;
2、 接口模块;
3、 功能模块;
4、 CPU 中央处理器;
5、 通讯处理器
6、 通讯网卡
7、 工程师、操作员站和操作屏

二、硬件详细介绍
2.1信号处理模块
 信号处理模块主要分为四类:开关量输入DI、开关量输出DO、模拟量输入AI、模拟量输出AO
 经常使用的开关量输入模块名称和性能
 SM321 16点输入,24V DC;13-30V 为信号1;-30~5V为信号0;
 SM321 16点输入,120V/230V AC;79-264V 为信号1;0~40V为信号0;
 经常使用的开关量输出模块名称和性能
 SM322 16点输出,24V DC;信号1时输出L+-0.8V;
每通道的最大输出电流0.5A; 阻性负载的最高输出频率100HZ,感性为0.5HZ;带短路电子保护;
 SM322 8点输出,继电器接点;信号1时输出接点闭合;信号0时输出接点断开;接点容量8A(230V AC)或5A (24V DC);
 经常使用的模拟量输入模块名称和性能
    SM331 8点模拟量输入;用于电阻测量时,为4点;
 输入信号类型:电压  +-80毫伏; +-250毫伏;+-500毫  伏;+-1V;+-2.5V;+-5V;1-5V;+-10V;
                         电流     +-10毫安;+-20毫安;0-20毫安;4-20毫安;
                         电阻     150欧姆;300欧姆;600欧姆
                         热电偶   E,N,J,K型
                         热电阻   Pt100 标准,Ni100标准
  分辨率:14位 
 经常使用的模拟量输出模块名称和性能
    SM332 4点模拟量输出;
    信号类型:电压输出0-10V;+-10V;1-5V;                                                   电流输出4-20MA;+-20MA;0-20MA
    分辨率:12位

2.2接口模块
 接口模块主要用于连接多机架的PLC系统,即一个S7-300  PLC系统的信号模块如果超过8块,就必须配置接口模块进行扩展。
 经常使用的接口模块名称和性能
 IM360/IM361 接口模块是最为理想的扩展方案;
 IM360插入到CR(中央机架,CPU所在的机架);
 IM361插入到ER(扩展机架,扩展信号模块所在的机架);
 使用IM360/IM361 接口模块最多可以扩展3个机架,既一个传统的PLC系统最多处理32个信号模块;

2.3功能模块  
 计数器模块;可直接连接增量编码器,实现连续、单向和循环记数;
 步进电机控制模块;和步进电机配套使用,实现设备的定位任务;
 PID控制模块;实现温度、压力和流量等的闭环控制

2.4 CPU 中央处理器  
 S7-300总共有8种不同的CPU;
 CPU312 IFM ,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;
 CPU 314 用于安装中等规模的程序以及中等指令执行速度的程序;
 CPU 315/315-2DP 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
  
2.5通讯处理器
 常用的通讯处理器包括:PROFIBUS-DP处理器、PROFIBUS-FMS处理器和工业以太网处理器;
 PROFIBUS-DP处理器名称:CP342-5;
 用于连接SIEMENS S7-300和PROFIBUS-DP的主/从的接口模块;
 通过PROFIBUS简单的进行配置和编程;
 支持的通讯协议:PROFIBUS-DP、S7通讯功能、PG\OP通讯;
 传输率:9 .6~12 Mbit/s自由选择;
 主要用于和ET200子站配合,组成分布式I/O系统;
 PROFIBUS-FMS处理器名称:CP343-5;
 用于连接SIEMENS S7-300和PROFIBUS-FMS的接口模块;
 通过PROFIBUS简单的进行配置和编程;
 支持的通讯协议:PROFIBUS-FMS、S7通讯功能、PG\OP通讯;
 传输率:9 .6~1.5Mbit/s自由选择;
 主要用于和操作员站的连接;
 工业以太网处理器名称:CP343-1;
 用于连接SIEMENS S7-300和工业以太网接口模块;
 10/100M bit/s全双工,自动切换
 接口连接:RJ45、AUI
 支持的通讯协议:ISO、TCP/IP通讯协议;和S7通讯、PG\OP通讯
 主要用于和操作员站的连接;

2.6通讯网卡
 PC-ADAPTER 用于PC的串口和PLC的MPI口直接连接
 CP5611 通讯卡,支持MPI协议、PROFIBUS-DP协议、S7 connections;用于工程师站\操作员站和PLC的多点连接;
 CP5613通讯卡,支持MPI协议、PROFIBUS-DP协议、S7 connections;用于工程师站\操作员站和PLC的多点连接;
 CP1613 通讯卡,支持ISO协议、TCP/IP协议、S7 connections;用于工程师站\操作员站和PLC的多点连接;
 CP5412 A2通讯卡,支持PROFIBUS FMS协议;用于工程师站\操作员站和PLC的多点连接;

2.7工程师站、操作员站和操作屏
 一台装有STEP 7软件的PC我们就称之为工程师站,其主要完成系统硬件和组态、符号编辑以及程序编程等任务;
 硬件配置:用于对自动化系统和模块进行参数设置;
 网络通讯:用于配置MPI、PROFIBUS或工业以太网进行的数据传输;
 符号编辑:用于定义符号名称、数据类型和注释,将物理地址名称化;
 程序编程:三种编程语言可供选用;语句表(STL)、梯形图(LAD)、功能块图(FBD);               
 一台装有WINCC软件的PC我们就称之为操作员站,其主要完成操作员站画面组态、变量连接、系统报警、变量曲线生成等功能;

 人机界面HMI
 文本显示的操作屏,OP3、OP7、OP17;可以连接S7-200\300\400系统
 图形显示的操作屏,OP27、OP37;可以连接S7-200\300\400系统
 图形显示的触摸屏,TP27、TP37;可以连接S7-200\300\400系统

三、网络详细介绍和几个典型配置实例
 S7-300系统网络主要包括以下几个部分;
 MPI多点接口网络; 特点:一个网络可达32个站;通讯速率:187.5Kbits/s或12Mbits/s;通讯距离50米;所有S7-300\400的CPU都集成了该口。
该网主要用来连接短距离的工程师站和操作员站。   
 PROFIBUS FMS网络;通讯速率:1.5Mbits/s;通讯距离600米;  该网主要用来连接长距离的操作员站;
 PROFIBUS DP网络;一个网络可达125个站通讯,但同网中只能有一个主站;速率:可达12Mbits/s;在12M时,通讯距离100米,在187.5K时,通讯距离1000米;该网主要用来连接现场分布式I/O站和与别的SIEMENS PLC通讯;
 以太网;通讯速率:10/100Mbits/s;通讯距离100米;可使用光纤,通讯距离3100米;  该网广泛用来连接长距离的工程师站和操作员站;

配置1:
一个工程师站\操作员站(装有STEP7 和WINCC软件);一个编程适配器(将PLC的MPI口和ES的串口连接,以进行程序下载调试以及变量传输);一个S7-300 CPU;一个电源模块(24VDC);和几个信号处理模块。组建一个小系统。 


配置2:组建一个中等控制系统
 一个工程师站\操作员站(装有STEP7 和WINCC软件);
 一个操作员站(装WINCC软件),
 两个5611\5613网卡(将PLC的MPI口和ES和OS连接,以进行程序下载调试以及变量传输);
 一个S7-300 CPU;
 一个扩展机架;
 两个电源模块(24VDC);
 几个信号处理模块;


配置3:组建一个大型分布式控制系统
 一个工程师站\操作员站(装有STEP7 和WINCC软件);
 两个操作员站(装WINCC软件);
 三个1613网卡(将PLC系统以以太网络和ES和OS连接,以进行程序下载调试以及变量传输);
 一个S7-315-2DP CPU;
 二个分布式I/O站ET200M;
 三个电源模块(24VDC);
 几个信号处理模块。组建一个中等控制系统。







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