第4章 西门子S7-300PLC.pptVIP

目 录 4.1 S7-300 PLC系统结构 4.2 S7-300 PLC基本系统构成 4.3 S7-300 PLC指令系统 4.3 S7-300 PLC网络通信 第4章 西门子S7-300 PLC SIMATIC S7-300是一种通用型的PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造中的应用。模块化、无风扇结构、易于实现分布的配置以及易于掌握等特点，使得S7-300在各种工业领域中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。本章详细介绍S7-300 PLC系统结构、基本系统构成、指令系统和网络通信等内容。 4.1S7-300 PLC系统结构 4.1.1S7-300 PLC的硬件构成 S7-300系列的PLC是中型模块式PLC，各种模块 CPU模块、信号模块SM、功能模块FM、通信模块CP、电源模块PS等 及人机界面（HMI）可以根据控制要求进行广泛的组合和扩展。各个模块之间的联系由背部的U形总线完成。S7-300的模块、导轨和U形总线的组合情况如下图所示。 S7-300系列可供选用的模块种类如下图所示 4.1.2 S7-300的结构特点 基于模块化结构设计的S7-300系列PLC，具有以下结构特点。 1.采用集成的背板总线（Back Plane Bus） 2.采用DIN标准导轨，安装和更换模块方便 3.硬件组态灵活 4.机架扩展方便 4.2 S7-300 PLC基本系统构成 S7-300 PLC基本系统由CPU模块、数字量模块、模拟量模块和供电模块等构成。 4.2.1S7-300 PLC CPU（中央处理单元）模块 CPU是PLC系统的运算控制核心。它根据系统程序的要求完成以下任务：接收并存储用户程序和数据；接收现场输入设备的状态和数据；诊断PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误；完成用户程序规定的运算任务；更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容；实现输出控制或数据通信等功能。 S7-300的CPU有20种不同型号，各种CPU按性能等级划分，可以涵盖各种应用范围。S7-300的各款CPU都有非常详尽的性能数据表（具体参数可查阅相关资料），其中最值得关注的CPU性能有以下5个方面：I/O扩展能力；指令执行速度；工作内存容量；通信能力；CPU上的集成功能。 4.2.2 S7-300 PLC数字量模块 S7-300有多种型号的数字量I/O模块供选择。以下主要介绍数字量输入模块SM321、数字量输出模块SM322、数字量I/O模块SM323。 （1）数字量输入模块SM321 数字量输入模块将现场送来的数字信号电平转换成S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式。对现场输入元件，仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送至输入缓冲区等待CPU采样。采样时，信号经过背板总线进入到输入映像区。 数字量输入模块SM321有4种型号可供选择，即直流16点输入模块、直流32点输入模块、交流16点输入模块、交流8点输入模块。模块的每个输入点有一个绿色发光二极管显示输入状态，输入开关闭合即有输入电压时，二极管点亮。 4.2.2 S7-300 PLC数字量模块 （2）数字量输出模块SM322 数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。按负载回路使用电源的不同，它可分为直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。按输出开关器件种类的不同，它又可分为晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。晶体管输出方式的模块只能带直流负载，属于直流输出模块；晶闸管输出方式的模块属于交流输出模块；继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。从响应速度上看，晶体管响应最快，继电器响应最慢；从安全隔离效果及应用灵活性角度来看，以继电器触点输出型最好。 数字量输出模块SM322有多种型号可供选择，常用有8点晶体管输出模块、16点晶体管输出模块、32点晶体管输出模块、8点晶闸管输出模块、16点晶闸管输出模块、8点继电器输出模块和16点继电器输出模块。模块的每个输出点有一个绿色发光二极管显示输出状态，输出逻辑“1”时，二极管点亮。 4.2.2 S7-300 PLC数字量模块 （3）数字量I/O模块SM323 SM323模块有两种类型：一种是带有8个共地输入端和8个共地输出端；另一种是带有16个共地输入端和16个共地输出端。两种特性相同，如下页图所示是SM323模块的端子连接及电气原理图，端子1~10用于输入，端子11~20用于输出。I/O额定负载电压24 V DC，输入电压“1”信号电平为11~30 V，“0”信号电平为