PLC系统特性及硬件构成

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1、第3章SIMATICS7-300系列PLC系统特性及硬件构成3.1SIMATICS7-300系列PLC的硬件系统3.2SIMATICS7-300系列PLC模块性能简介思考与练习题3.1SIMATICS7-300系列PLC的硬件系统3.1.1概述SIMATICS7系列PLC是德国西门子公司在S5系列PLC基础上于1995年陆续推出的性能价格比较高的PLC系统。其中，微型的有SIMATICS7-200系列，最小配置为8DI/6DO，可扩展2～7个模块，最大I/O点数为64DI/DO、12AI/4AO；中小型的有SIMATICS7-300系

2、列；中高档性能的有S7-400系列。SIMATICS7系列PLC都采用了模块化、无排风扇结构且具有易于用户掌握等特点，使得S7系列PLC成为各种从小规模到中等性能要求以及大规模应用的首选产品。SIMATICS7-300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：(1)高速的指令处理。0.1～0.6us的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。(2)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，因此人机对话的编程要求大大减少。(3)诊断功能。CPU的智能化的诊断系统可

3、连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件。(4)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。3.1.2SIMATICS7-300系列PLC系统基本构成1.SIMATICS7-300的组成SIMATICS7-300系列PLC是模块化结构设计，各种单独模块之间可进行广泛组合和扩展。其系统构成如图3.1所示。它的主要组成部分有导轨(RACK)、电源模块(PS)、中央处理单元模块(CPU)、接口模块(IM)、信号模块(SM)、功能模块(FM)等。它通过MPI网的接口直接与编程器PG、操作员面

4、板OP和其它S7PLC相连。图3.1S7-300系列PLC系统构成框图2.S7-300的扩展能力S7-300是模块化的组合结构，根据应用对象的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一机架(导轨)或多个机架上。与CPU312IFM和CPU313配套的模块只能安装在一个机架上。除了电源模块、CPU模块和接口模块外，一个机架上最多只能再安装8个信号模块或功能模块。CPU314/315/315-2DP最多可扩展4个机架，IM360/IM361接口模块将S7-300背板总线从一个机架连接到下一个机架，如图3.2所示。图3

5、.2S7-300机架和槽位图3.S7-300模块地址的确定根据机架上模块的类型，地址可以为输入(I)或输出(O)。数字I/O模块每个槽划分为4B(等于32个I/O点)。模拟I/O模块每个槽划分为16B(等于8个模拟量通道)，每个模拟量输入通道或输出通道的地址总是一个字地址。表3.1为S7-300信号模板的起始地址。表3.1S7-300信号模板的起始地址0机架的第一个信号模块槽(4号槽)的地址为0.0～3.7，一个16点的输入模块只占用地址0.0～1.7，地址2.0～3.7未用。数字量模块中的输入点和输出点的地址由字节部分和位部分组成。

6、例如：I1.2输入字节地址位地址4.S7-300PLC存储区图3.3S7-300存储区示意图(1)系统存储区：RAM类型，用于存放操作数据(I/O、位存储、定时器、计数器等)。(2)装载存储区：物理上是CPU模块中的部分RAM，加上内置的EEPROM或选用的可拆卸FEPROM卡，用于存放用户程序。(3)工作存储区：物理上占用CPU模块中的部分RAM，其存储内容是CPU运行时所执行的用户程序单元(逻辑块和数据块)的复制件。CPU程序所能访问的存储区为系统存储区的全部、工作存储区中的数据块DB、暂时局部数据存储区、外设I/O存储区(P)等

7、，其功能见表3.2。表3.2程序可访问的存储区及功能3.2S7-300系列PLC模块性能简介3.2.1CPU模块1.CPU模块概述S7-300有CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU314IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8种不同的中央处理单元可供选择。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有现场总线扩展功能。CPU以梯形图LAD、功能块FBD或语句表STL进行编程。实验室机型为CPU315-2DP。表3.3列出了部分中央处理单元CPU的主要

8、特性，包括存储器容量、指令执行时间、最大I/O点数、各类编程元件(位存储器、计数器、定时器、可调用块)数量等。表3.3中央处理单元CPU的主要特性表3.3中央处理单元CPU的主要特性CPU315/CPU315-2DP：C