S7-300系統(tǒng)硬件和網(wǎng)絡(luò)課程講解

1、S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分S7-300 PLC 系統(tǒng)硬件和網(wǎng)絡(luò)課程一、 S7-300 系統(tǒng)硬件主要包括以下幾個(gè)部分：1、 信號(hào)處理模塊；2、 接口模塊；3、 功能模塊；4、 CPU 中央處理器；5、 通訊處理器6、 通訊網(wǎng)卡7、 工程師、操作員站和操作屏二、硬件詳細(xì)介紹2.1 信號(hào)處理模塊信號(hào)處理模塊主要分為四類：開(kāi)關(guān)量輸入DI 、開(kāi)關(guān)量輸出DO、模擬量輸入AI 、模擬量輸出 AO經(jīng)常使用的開(kāi)關(guān)量輸入模塊名稱和性能9SM321 16點(diǎn)輸入， 24V DC ；13-30V為信號(hào) 1； -305V 為信號(hào) 0；9SM321 16點(diǎn)輸入， 120V/230V AC ； 79

2、-264V 為信號(hào)1； 040V 為信號(hào) 0；16 點(diǎn)、 24VDC模塊的端子接線圖如下ML+R1M1（DI）0VDC24VDC外部現(xiàn)場(chǎng)端子號(hào) 通道號(hào)干接點(diǎn)信號(hào)112CH02334CH14556CH26778CH3891011912CH410131114CH512151316CH614171518CH7161920第2頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分經(jīng)常使用的開(kāi)關(guān)量輸出模塊名稱和性能9SM322 16 點(diǎn)輸出， 24V DC；信號(hào) 1 時(shí)輸出 L+-0.8V ；每通道的最大輸出電流 0.5A; 阻性負(fù)載的最高輸出頻率 100HZ,感性為 0.5HZ; 帶短路電子保

3、護(hù)；9 SM322 8 點(diǎn)輸出，繼電器接點(diǎn)；信號(hào) 1 時(shí)輸出接點(diǎn)閉合； 信號(hào) 0 時(shí)輸出接點(diǎn)斷開(kāi)；接點(diǎn)容量 8A（230V AC ）或 5A （ 24V DC）SM322 16 點(diǎn)輸出， 24V DC 信號(hào)接線圖DO1214KO33CH0813CH1CH21214CH3KO34813CH4CH5CH6CH70V 排CH8CH9CH10CH11CH12CH13CH14CH15經(jīng)常使用的模擬量輸入模塊名稱和性能9SM3318點(diǎn)模擬量輸入；用于電阻測(cè)量時(shí)，為 4 點(diǎn)；9輸 入信號(hào)類型：電壓+-80 毫 伏 ; +-250毫 伏 ;+-500毫伏;+-1V;+-2.5V;+-5V;1-5V;+-10V

4、;電流+-10 毫安 ;+-20 毫安 ;0-20 毫安 ;4-20 毫安 ;電阻150 歐姆 ;300 歐姆 ;600 歐姆熱電偶E,N,J,K 型熱電阻Pt100標(biāo)準(zhǔn) ,Ni100 標(biāo)準(zhǔn)9 分辨率 :14 位第3頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分SM331 接線圖：24VDC溫度 (PT100)BAb+兩線制 420MA電流信號(hào)-+四線制 420MA電流信號(hào)-+15V電壓信號(hào)-0VDCAI端子號(hào)通道號(hào)123CH04567CH214151617CH3181920經(jīng)常使用的模擬量輸出模塊名稱和性能9SM332 4 點(diǎn)模擬量輸出 ;9信號(hào)類型

5、：電壓 輸 出0-10V ； +-10V ；1-5V ；電流輸出 4-20MA ；+-20MA ；0-20MA9 分辨率 :12 位2.2 接口模塊接口模塊主要用于連接多機(jī)架的PLC系統(tǒng)，即一個(gè) S7-300 PLC 系統(tǒng)的信號(hào)模塊如第4頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分果超過(guò) 8 塊，就必須配置接口模塊進(jìn)行擴(kuò)展。經(jīng)常使用的接口模塊名稱和性能9 IM360/IM361 接口模塊是最為理想的擴(kuò)展方案；9 IM360 插入到 CR（中央機(jī)架， CPU所在的機(jī)架）；9 IM361 插入到 ER（擴(kuò)展機(jī)架，擴(kuò)展信號(hào)模塊所在的機(jī)架） ；9 使用 IM360/IM361 接口模

6、塊最多可以擴(kuò)展 3 個(gè)機(jī)架，既一個(gè)傳統(tǒng)的 PLC系統(tǒng)最多處理 32 個(gè)信號(hào)模塊；CPUIM360CRERIM3612.3 功能模塊計(jì)數(shù)器模塊；可直接連接增量編碼器，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、單向和循環(huán)記數(shù)；步進(jìn)電機(jī)控制模塊；和步進(jìn)電機(jī)配套使用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的定位任務(wù)； PID 控制模塊；實(shí)現(xiàn)溫度、壓力和流量等的閉環(huán)控制2.4 CPU 中央處理器S7-300 總共有多種不同的CPU；CPU312 IFM ，帶集成的數(shù)字輸入/ 輸出的緊湊型CPU，用于帶或不帶模擬量的小系統(tǒng)，最多8 個(gè)模塊；CPU313用于有更多編程要求的小型設(shè)備；CPU314IFM，帶有集成的數(shù)字和模擬輸入/ 輸出的緊湊型 CPU；CPU 314

7、用于安裝中等規(guī)模的程序以及中等指令執(zhí)行速度的程序；第5頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分CPU 315/315-2DP 用于要求中到大規(guī)模的程序和通過(guò) PROFIBUS-DP進(jìn)行分布式配置的設(shè)備；CPU316用于有大量編程要求的設(shè)備；CPU318-2 用于有要求極大規(guī)模的程序和通過(guò) PROFIBUS-DP進(jìn)行分布式配置的設(shè)備；最新推出的 313C等CPU315-2DP和 CPU313的重要性能參數(shù)比較：序號(hào)參數(shù)名稱CPU313 CPU315-2DP1工作存儲(chǔ)器12K 字節(jié) /4K 語(yǔ)句 64K2裝載存儲(chǔ)器20K 字節(jié) 96K內(nèi)置3塊數(shù)量128FC/128FB/127

8、DB192FC/192FB/255DB4位存儲(chǔ)器204820485記數(shù)器C1-C64 C1-C646定時(shí)器T1-T128 T1-T1287數(shù)字 I/O 總數(shù)256 通道81928模擬 I/O 總數(shù)64I/32O 5129支持的軟件STEP7 STEP7/SCL/CFC10 PROFIBUS-DP 口 無(wú)有2.5 通訊處理器常用的通訊處理器包括： PROFIBUS-DP處理器、 PROFIBUS-FMS處理器和工業(yè)以太網(wǎng)處理器 ;PROFIBUS-DP處理器名稱： CP342-5;9 用于連接 SIEMENS S7-300和 PROFIBUS-DP的主 / 從的接口模塊 ;9 通過(guò) PROFIB

9、US簡(jiǎn)單的進(jìn)行配置和編程 ;9 支持的通訊協(xié)議： PROFIBUS-DP、S7 通訊功能、 PGOP通訊 ;9傳輸率： 9 .612 Mbit/s自由選擇 ;9 主要用于和 ET200子站配合 , 組成分布式 I/O 系統(tǒng) ; PROFIBUS-FMS處理器名稱： CP343-5;9 用于連接 SIEMENS S7-300和 PROFIBUS-FMS的接口模塊 ;9 通過(guò) PROFIBUS簡(jiǎn)單的進(jìn)行配置和編程 ;9 支持的通訊協(xié)議： PROFIBUS-FMS、S7 通訊功能、 PGOP通訊 ;9傳輸率： 9 .61.5Mbit/s自由選擇 ;9 主要用于和操作員站的連接 ; 工業(yè)以太網(wǎng)處理器名

10、稱： CP343-1;9 用于連接 SIEMENS S7-300和工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊 ;9 10/100M bit/s 全雙工 , 自動(dòng)切換9 接口連接 :RJ45、AUI9 支持的通訊協(xié)議： ISO、TCP/IP 通訊協(xié)議 ; 和 S7 通訊、 PGOP通訊9 主要用于和操作員站的連接 ;第6頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分2.6 通訊網(wǎng)卡PC-ADAPTER用于 PC的串口和 PLC的 MPI 口直接連接CP5611 通訊卡 , 支持 MPI 協(xié)議、 PROFIBUS-DP協(xié)議、 S7 connections ；用于工程師站操作員站和 PLC的多點(diǎn)連接 ;CP

11、5613 通訊卡 , 支持 MPI 協(xié)議、 PROFIBUS-DP協(xié)議、 S7 connections ；用于工程師站操作員站和 PLC的多點(diǎn)連接 ;CP1613 通訊卡，支持 ISO 協(xié)議、 TCP/IP 協(xié)議、 S7 connections ；用于工程師站操作員站和 PLC的多點(diǎn)連接 ;CP5412 A2通訊卡，支持 PROFIBUS FMS協(xié)議；用于工程師站操作員站和PLC的多點(diǎn)連接 ;2.7 工程師站、操作員站和操作屏一臺(tái)裝有 STEP 7軟件的 PC我們就稱之為工程師站， 其主要完成系統(tǒng)硬件和組態(tài)、 符號(hào)編輯以及程序編程等任務(wù)；z 硬件配置：用于對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；z 網(wǎng)

12、絡(luò)通訊：用于配置 MPI、PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸； z 符號(hào)編輯：用于定義符號(hào)名稱、數(shù)據(jù)類型和注釋，將物理地址名稱化；z 程序編程：三種編程語(yǔ)言可供選用； 語(yǔ)句表（ STL）、梯形圖（ LAD）、功能塊圖（FBD）；一臺(tái)裝有 WINCC軟件的 PC我們就稱之為操作員站，其主要完成操作員站畫面組態(tài)、變量連接、系統(tǒng)報(bào)警、變量曲線生成等功能；第7頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分我公司承做的茂名石化煉油廠生產(chǎn)裝置監(jiān)測(cè)控制畫面，基于WINNT的 WINCC軟件制作。人機(jī)界面 HMI9 文本顯示的操作屏， OP3、OP7、OP17；可以連接 S7-2003

13、00400 系統(tǒng)9 圖形顯示的操作屏， OP27、 OP37；可以連接 S7-200300400 系統(tǒng)9 圖形顯示的觸摸屏， TP27、 TP37；可以連接 S7-200300400 系統(tǒng)圖例：第8頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分第9頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分三、網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)介紹和幾個(gè)典型配置實(shí)例S7-300 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要包括以下幾個(gè)部分；9 MPI 多點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)； 特點(diǎn)：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可達(dá) 32 個(gè)站；通訊速率： 187.5Kbits/s 或12Mbits/s;通訊距離 50 米；所有 S7-300400的 CPU 都集成了該口。該網(wǎng)主

14、要用來(lái)連接短距離的工程師站和操作員站。9 PROFIBUS FMS 網(wǎng)絡(luò)；通訊速率： 1.5Mbits/s;通訊距離 600 米； 該網(wǎng)主要用來(lái)連接長(zhǎng)距離的操作員站；9 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)；一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可達(dá) 125 個(gè)站通訊，但同網(wǎng)中只能有一個(gè)主站；速率：可達(dá) 12Mbits/s;在 12M 時(shí)，通訊距離 100 米，在 187.5K 時(shí)，通訊距離 1000米；該網(wǎng)主要用來(lái)連接現(xiàn)場(chǎng)分布式 I/O 站和與別的 SIEMENS PLC 通訊；9 以太網(wǎng)；通訊速率： 10/100Mbits/s;通訊距離 100 米；可使用光纖，通訊距離 3100 米； 該網(wǎng)廣泛用來(lái)連接長(zhǎng)距離的工程師站和操作員

15、站；配置 1：一個(gè)工程師站 操作員站（裝有 STEP7 和 WINCC 軟件）；一個(gè)編程適配器（將 PLC 的 MPI 口和 ES 的串口連接，以進(jìn)行程序下載調(diào)試以及變量傳輸） ；一個(gè) S7-300 CPU ；一個(gè)電源模塊（ 24VDC ）；和幾個(gè)信號(hào)處理模塊。組建一個(gè)小系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用MPI 網(wǎng)絡(luò)，因此不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。第10頁(yè)共12頁(yè)S7-300/400PLC系統(tǒng)系列教程硬件與網(wǎng)絡(luò)部分配置 2：組建一個(gè)中等控制系統(tǒng)一個(gè)工程師站 操作員站（裝有 STEP7 和 WINCC 軟件）；一個(gè)操作員站（裝 WINCC 軟件） ,兩個(gè) 56115613網(wǎng)卡（將 PLC 的 MPI 口和 ES 和 OS 連接，以進(jìn)行程序下載調(diào)試以及變量傳輸） ；一個(gè) S7-300 CPU；一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架；兩個(gè)電源模塊（ 24VDC ）；幾個(gè)信號(hào)處理模塊；該系統(tǒng)采用 MPI 網(wǎng)絡(luò)，因此不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。配置 3：組建一個(gè)大型分布式控制系統(tǒng)一個(gè)工程師站 操作員站