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PLC:西門子S7

SIMATIC S7-300是一種通用型PLC, 滿足中小規模的控制要求, 適用於自動化工程中的各種場合, 尤其是在生產製造工程中有廣泛的應用。 模組化、無排風扇結構、易於實現分散式的配置以及使用者易於掌握等特點, 使得S7-300在很多工業行業中實施各種控制任務時, 成為一種既經濟又切合實際的解決方案。

S7-300採用緊湊的、無槽位元限制的模組化組合結構, 根據應用物件的不同, 可選用不同型號和不同數量的模組, 並可以將這些模組安裝在同一機架或多個機架上。

S7-300主要組成部分如下圖所示

1. 機架(RACK)

用於安裝和連接PLC系統的所有模組。 S7-300 PLC的機架是一種DIN標準導軌, 即特製不銹鋼異型板, 如下圖。

各模組安裝在導軌上, 並用螺釘固定, 機架中沒有背板匯流排, 被板匯流排集成在模組上, 通過模組背面的背板匯流排連接器, 將各個模組逐個連接。

除了電源、CPU和介面模組外, 每個機架上最多只能安裝8個信號模組或功能模組, 每個模組只佔用一個槽號。

機架的分類如下:

機架的選型由所使用的模組的總寬度決定。

2. 電源模組

S7-300 PLC的電源模組如下圖所示

將120V/230V AC電源轉換為DC 24V電源, 為CPU和週邊控制電路甚至負載提供可靠的電源。 CPU和擴展介面模組將24V電源轉換為5V電源, 給背板匯流排供電, 通過背板匯流排CPU監控所有與被板匯流排連接的介面模組。

電源模組上有LED指示燈, 來指示電源電源狀態。

S7-300電源模組具有四種型號:PS305(2A)、PS307(2A)、PS307(5A)、PS307(10A), 按照不同標準可以劃分為以下幾類:

電源模組選型主要有如下幾點需要注意:

3. 中央處理單元模組(CPU)

SIMATIC S7-300提供了多種不同性能的CPU模組, 以滿足使用者不同的要求。 其種類有CPU 312、CPU 313、CPU 314、CPU 315、CPU 317、CPU 319;按照功能主要分為4種類型:標準型、緊湊型、技術功能型、故障安全型。

每一種的CPU都對應一個型號, 那麼每個型號中的字母和數位表示的含義是什麼呢?下面一張圖片告訴你。

CPU技術指標主要包括CPU的記憶體空間、計算速度、通信資本、程式設計資源。CPU模組一般包括後備電池、DC連接器、模式選擇開關、狀態及故障指示器、RS485程式設計介面、MPI。CPU313以上產品配有存儲卡(MMC),部分CPU還有PROFIBUS DP、PROFINET、PtP串列通信介面或數位量和類比量I/O通道。

CPU有以下幾種運行模式

4. 介面模組(IM)

用於多機架配置時連接主機架(或稱中央機架,CR)和擴展機架(ER)。S7-300的介面模組種類有IM360/IM361/IM365等。介面模組安裝在CPU的最右面,一個機架最多插8個模組(信號模組、功能模組、通訊處理器),最多可以擴展32個模組。

5. 信號模組(SM)

信號模組是數位量輸入/輸出模組的總稱,它提供不同的過程信號電壓或電流與外部設備連接,並通過信號調理,使其實現與CPU的信號連接。

CPU模組內部的工作電壓是直流5V,而I/O模組的信號與之獨立且不同,一般為一些標準電壓或電流,例如直流24V 4~20mA等。由於I/O信號引入的電壓和干擾可能損壞CPU模組中的元器件,或使PLC不能正常工作,因此信號模組除了傳遞信號外,還有電平轉換與隔離的作用。在信號模組中,用光耦合器、光敏晶閘管、小型繼電器等器件來隔離PLC的內部電路和外部的輸入、輸出電路。

6. 功能模組(FM)

功能模組主要可以實現某些特殊應用,這些功能應用單靠CPU無法實現或者不容易實現。功能模組集成處理器,可以獨立處理與應用相關的功能。對於沒有集成I/O點的S7-300CPU而言,使用時除了擴展I/O模組外,還需要擴展相應的功能模組。

S7-300功能模組主要包括如下幾個模組

7. 通信模組(CP)

通信模組稱為通信處理器(Communication Processor, CP)。它們提供與網路之間的物理連接,負責建立網路連接並通過網路進行資料通信,提供CPU和使用者程式所需的必要通信服務,還可以減輕CPU的通信任務負荷。

CPU技術指標主要包括CPU的記憶體空間、計算速度、通信資本、程式設計資源。CPU模組一般包括後備電池、DC連接器、模式選擇開關、狀態及故障指示器、RS485程式設計介面、MPI。CPU313以上產品配有存儲卡(MMC),部分CPU還有PROFIBUS DP、PROFINET、PtP串列通信介面或數位量和類比量I/O通道。

CPU有以下幾種運行模式

4. 介面模組(IM)

用於多機架配置時連接主機架(或稱中央機架,CR)和擴展機架(ER)。S7-300的介面模組種類有IM360/IM361/IM365等。介面模組安裝在CPU的最右面,一個機架最多插8個模組(信號模組、功能模組、通訊處理器),最多可以擴展32個模組。

5. 信號模組(SM)

信號模組是數位量輸入/輸出模組的總稱,它提供不同的過程信號電壓或電流與外部設備連接,並通過信號調理,使其實現與CPU的信號連接。

CPU模組內部的工作電壓是直流5V,而I/O模組的信號與之獨立且不同,一般為一些標準電壓或電流,例如直流24V 4~20mA等。由於I/O信號引入的電壓和干擾可能損壞CPU模組中的元器件,或使PLC不能正常工作,因此信號模組除了傳遞信號外,還有電平轉換與隔離的作用。在信號模組中,用光耦合器、光敏晶閘管、小型繼電器等器件來隔離PLC的內部電路和外部的輸入、輸出電路。

6. 功能模組(FM)

功能模組主要可以實現某些特殊應用,這些功能應用單靠CPU無法實現或者不容易實現。功能模組集成處理器,可以獨立處理與應用相關的功能。對於沒有集成I/O點的S7-300CPU而言,使用時除了擴展I/O模組外,還需要擴展相應的功能模組。

S7-300功能模組主要包括如下幾個模組

7. 通信模組(CP)

通信模組稱為通信處理器(Communication Processor, CP)。它們提供與網路之間的物理連接,負責建立網路連接並通過網路進行資料通信,提供CPU和使用者程式所需的必要通信服務,還可以減輕CPU的通信任務負荷。

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