第2章西门子s7-300400plc的系统结构.pptVIP

PLC原理及应用 西安邮电大学 PLC原理及应用 西安邮电大学 第2章 西门子S7-300/400PLC的系统结构 PLC原理及应用 西安邮电大学 2.1 西门子公司的S7系列PLC 2.2 CPU模块 2.3 数字量模块 2.4 模拟量模块 2.5 电源模块 2.6 其他模块 2.7 S7-300/400 PLC 控制系统组成 2.8 习 题 PLC原理及应用 西安邮电大学 2.1 西门子公司的S7系列PLC SIMATIC S7系列的PLC模块由西门子公司研发并陆续推出，其下包括S7-200、S7-300、S7-400 3个子系列。 本章主要介绍S7-300和S7-400模块系列的硬件组成，其中包括CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块。同样，以S7-300系列模块为主，重点为PLC的CPU模块以及输入和输出模块。 S7-300是SIEMENS公司生产的中型PLC。产品采用了模块式结构，可控制的I/O点多、功能强、扩展性能好、使用灵活方便，既能用于机电设备的单机控制，又能组成大中型PLC网络系统，可满足工业自动控制领域的中、小规模的控制要求。S7-400PLC是目前西门子公司功能全、性能好、规格大、I/O点数多的大型PLC产品，用于中、高档性能范围的可编程序控制器，适用于各种大型复杂控制系统。 PLC原理及应用 西安邮电大学 2.2 CPU模块 PLC中的CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现他们之间联系的数据总线、控制总线及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。 CPU的控制器控制CPU的工作，由它读取指令、解释指令并执行指令。但工作节奏由振荡信号控制。CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器的指挥下工作。CPU的寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器的指挥下工作。 CPU模块的分类。四大系列：标准型、紧凑型、故障安全型、技术功能型。 PLC原理及应用 西安邮电大学 2.3 数字量模块 数字量信号是指具有两个状态的信号量，电气技术中最常用到的数字量是电路的接通和断开，所以也叫开关量，一般用“1”和“0”来表示。在PLC的链接关系中，数字量信号分为输入量和输出量两种，数字量输入信号通常来自发送控制命令的开关、按钮以及过程检测信号；数字量输出信号用来控制输出设备。 数字量输入模块。数字量输入模块将现场过程送来的数字“1”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和交流输入两种方式。 数字量输出模块。数字量输出模块将S7-300内部信号电平转换成控制过程所要求的外部信号电平，同时有隔离和功率放大的作用。输出电流的典型值为0.5~2A，负载电源由外部现场提供。 PLC原理及应用 西安邮电大学 按负载回路使用的电源不同，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。 按输出开关器件的种类不同，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等等。 2.4 模拟量模块 在实际生产过程中，有大量连续变化的模拟量需要用PLC来测量和控制，如非电量温度、压力、流量等，强电电量电流、电压、有功功率和无功功率、功率因数等。 模拟量输入模块支持各种传感器，如电压、电流以及电阻传感器，具体取决于所用的测量方法。 PLC原理及应用 西安邮电大学 模拟量输入模块。模拟量输入（AI）模块目前有很多种规格型号，如8AI×12位模块、2AI×12位模块和8AI×16位模块，分别为8通道的12位模拟量输入模块、2通道的12位模拟量输入模块、8通道的16位模拟量输入模块。它们除了通道数和转换精度不一样外，其工作原理、性能、参数设置等各方面都一样。 模拟量输入模块主要由A/D转换器、多路开关、补偿电路、内部电源、光电隔离部件和逻辑电路组成。其8个模拟量输入通道共用一个A/D转换器，通过多路开关切换被转换的通道，模拟量输入模块各输入通道的A/D转换和转换结果的存储与传送是顺序进行的。各个通道的转换结果被保存到各自的存储器，直到被下一次的转换值覆盖。 PLC原理及应用 西安邮电大学 模拟量输出模块。模拟量输出（AO）模块用于将CPU送给它的数字信号转换为成比例的电流信号或电压信号，对执行机构进行调节或控制，其主要组成部分是D/A转换器。 模拟输出量三个重要的时间指标，如下： AO模块的转换时间包括内部存储器传送数字化输出值的时间和D/A转换的时间，模拟量输出各通道的转换是按顺序进行的。 AO模块的循环时间是所有被激活模拟量输出通道的转换时间的总和。应关闭未使用的模拟量通道，以减小循环时间。 PLC原理及应用 西安邮电大学 AO模块的响应时间是一个比较重要的指标，响应时间就是