西门子S7-300 400PLC编程技术及工程应用 教学课件 作者 陈海霞 PLC课件1 第一章.pptVIP

第1章 PLC基础 概述 西门子PLC概述 PLC组成 PLC的基本原理 内 容 提 要 1969年，美国数字设备公司(DEC) 研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。 概述 1987年2月，国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器作了如下的定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC的主要特点 可靠性高、抗干扰能力强 丰富的I/O接口模块 采用模块化结构 编程简单易学，系统的设计、调试周期短 安装简单，维修方便 PLC的主要应用 PLC的应用领域包括：专用机床、纺织机械、包装机械、通用机械工程应用、控制系统、机床、楼宇自动化、电器制造工业及相关产业等等。 西门子PLC概述 TIA的结构图 SIMATIC S7-300 具有多种不同的通信接口： 多点接口 (MPI) 集成在CPU中，用于连接编程设备。 DP接口，用于连接PC 机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7 等自动化控制系统。 多种通信处理模块用来连接AS-i 接口、工业以太网和PROFIBUS总线系统。 串行通信处理模块用来连接点对点的通信系统。 S7-300系列PLC S7-300主要功能如下： 高速的指令处理：0.6~0.1μs的指令处理时间 浮点数运算：实现更为复杂的算术运算。 方便用户的参数赋值：一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值 人机界面 (HMI)：方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内 诊断功能：CPU 的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统 口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。 S7-300系列PLC 除了具有S7-300 系统的功能外，S7-400还具有如下的增强功能： 冗余设计的容错自动化系统 多CPU处理 扩展能力 诊断功能 S7-400系列PLC S7-1200的产品新特性如下： 紧凑模块化结构 强大的控制功能 经典的编程模式 复杂的数据结构 指令参数的多态性 基于控制对象编程 集成 HMI 工程组态 通讯集成Profinet接口 灵活的第三方通讯 S7-1200系列PLC PLC由中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信单元、电源、扩展端口等单元有机结合而成。根据结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合式（也称模块式）两类。 整体式结构：它的体积小，结构紧凑。小型机常采用这种结构，比如德国SIEMENS公司的S7-200系列的PLC。 组合式PLC：系统配置灵活，中、大型PLC常采用这种方式，比如德国SIEMENS公司的S7-300/400系列的PLC，美国GE公司的VersaMax系列的PLC，法国施奈德公司的Modicon Premium系列的PLC等。 PLC的组成 S7-300/400系列PLC的组成 1. 负载电源 2. 后备电池 (CPU 313 以上) 3. 24V DC 连接器 4. 模式开关 5. 状态和故障指示灯 6. 存储器卡 (CPU 313 以上) 7. MPI 多点接口 8. 前连接器 9. 前盖 PLC的工作原理 整个PLC的工作过程是以循环扫描的方式进行的，重复执行一个循环工作周期。以下四个步骤就是PLC程序执行的一个循环工作周期： 操作系统启动循环时间监控； CPU将输出映像区中的数据写到输出模块； CPU读取输入电路的接通／断开状态并存入输入映像区； CPU处理用户程序，执行用户程序中的指令，并实时更新内存映像区。 PLC的工作原理 循环时间是指一个程序执行一个周期所占有的时间，例如执行一个OB1的周期时间。一般PLC的循环时间在数十到一百多毫秒之间，每个用户程序的循环时间并不相同，主要受到以下情况的影响而延长：不同的程序路径；有过程中断的处理；有诊断和故障的处理；通信方式的不同等。 PLC的响应时间是指从检测到一个输入信号至相应输出信号发生改变之间的时间。响应时间主要取决于循环时间和信号模块、集成I/O的输入和输出延迟等因素，一般也是毫秒级的 循环时间和响应时间