SIEMENSS7PLC概述.ppt

SIEMENSS7PLC概述,王兵,SIMATIC综述,SIEMENSAUTOMATIC,SIMATIC,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27个模块，最大I/O点数为64DI/DO、12AI/4AO；中小型的有SIMATICS7-300系列；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。,S7系列PLC概述,S7-200/300/400属于模块式PLC，主要由机架、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成。,PLC的输入电路,PLC的输出电路,PLC的工作过程,PLC的主要生产厂家,目前PLC的生产厂家及PLC的型号很多，在中国应用较多的有SIEMENS、AB、OMRON、SCHNEIDER、GE-FANUC、MITSUBISHI、LG等。,此次学习SIEMENSS7系列300/400PLC,S7-200,S7-21x(旧版本),S7-22x,S7-200:模块/扩展模块(EM),I/O模块,功能模块(FM),通讯处理器(CP),S7-200:S7-22x系列CPU设计,本机DI状态指示,状态指示,本机DO状态指示,S7-300,S7-300组合单元及装配图,S7-300:CPU设计,2002年10月之前的CPU314,2002年10月之后的CPU314,S7-300CPU的运行模式,STOP模式：CPU模块通电后自动进入STOP模式，在该模式不执行用户程序，可以接收全局数据和检查系统。RUN模式：执行用户程序，刷新输入和输出，处理中断和故障信息服务。HOLD模式：在起动和RUN模式执行程序时遇到调试用的断点，用户程序的执行被挂起（暂停），定时器被冻结。STARTUP模式：启动模式，可以用钥匙开关或编程软件启动CPU。如果钥匙开关在RUN或RUN-P位置，通电时自动进入启动模式。,S7-300CPU的状态与故障显示LED,SF（系统出错/故障显示，红色）：CPU硬件故障或软件错误时亮。BATF（电池故障，红色）：电池电压低或没有电池时亮。DC5V（5V电源指示，绿色）：5V电源正常时亮。FRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O被强制时亮。,RUN（运行方式，绿色）：CPU处于RUN状态时亮；重新启动时以2Hz的频率闪亮；HOLD（单步、断点）状态时以0.5Hz的频率闪亮。STOP（停止方式，黄色）：CPU处于STOP，HOLD状态或重新启动时常亮；请示存储器复位时以0.5Hz的频率闪亮，正在执行存储器复位时以2Hz的频率闪亮。BUSF（总线错误，红色）：PROFIBUS-DP接口硬件或软件故障时亮，集成有DP接口的CPU才有此LED。集成有两个DP接口的CPU有两个对应的LED（BUS1F和BUS2F）。,S7-300CPU的模式选择开关,（1）RUN-P(运行-编程)位置：运行时还可以读出和修改用户程序，改变运行方式。（2）RUN(运行)位置：CPU执行、读出用户程序，但是不能修改用户程序。（3）STOP（停止）位置：不执行用户程序，可以读出和修改用户程序。（4）MRES（清除存储器）：不能保持。将钥匙开关从STOP状态搬到MRES位置，可复位存储器，使CPU回到初始状态。,用钥匙开关进行复位存储器的方法,开始一个新的编程工作时，我们需要将中央处理器进行清零处理。它将很容易地通过操作CPU上的钥匙开关来实现。为此我们必须进行以下的操作步骤：1接通PLC工作电源，并等待至CPU的自检测运行完成。2转动钥匙开关至MRES位置，并保持这个状态，直至STOPLED熄灭1S，亮1S，再熄灭1S后转为常亮状态。,3放开钥匙开关转至STOP位置，再迅速转回MRES位置并保持这个在这个位置，STOPLED开始以2Hz的频率至少闪动3S，表示正在执行复位，最后STOPLED一直亮，可以松开钥匙。开关自动返回STOP位置。4STOP发光二极管的闪动，表示CPU已被清零。5存储器已被清零，可以传输新程序。,6存储器被取出或插入时,CPU发出系统复位请求，STOPLED以0.5Hz的频率闪动。此时可将模式选择开头扳到MRES位置，执行复位操作。程序的下传只能是钥匙开关在STOP或RUNP位置进行。,S7-300CPU的分类,1.紧凑型CPU：CPU312C，313C，313C-PtP，313C-2DP，314C-PtP和314C-2DP。各CPU均有计数、频率测量和脉冲宽度调制功能。有的有定位功能，有的带有I/O。由于紧凑型CPU没有安装集成的装载存储器，在使用CPU时必须插入MMC，CPU与MMC是分开定货的。2.标准型CPU：CPU312，313，314，315，315-2DP和316-2DP。,3.户外型CPU：可以在恶劣的环境下使用。CPU312IFM和314IFM是户外紧凑型CPU，另外还有314户外型和315-2DP。4.高端CPU：317-2DP和CPU318-2DP，这两种CPU具有大容量存储器和PROFIBUD-2DP主站/从站接口，用于大规模I/O配置和建立分布式I/O结构。5.故障安全型CPU：CPU315F，它带有PROFIBUD-2DP主站/从站接口，可以组态为故障安全型自动化系统，满足安全运行的要求。,S7-300:模块,PS(可选),电源模块,PS307,中央处理单元(CPU),CPU312C(新型),CPU314(新型),CPU315-2DP(新型),接口模块,IM360,数字量输入/输出模板,SM321,SM323,SM322,模拟量输入/输出模板,SM331,SM335,SM332,FM352电子凸轮控制器,FM351定位模块,功能模板,通讯模块,CP341（点对点模板）,CP343-1（以太网模板）,CP343-2（AS-I主站模板）,S7-300最大扩展能力,一个扩展机架上除了接口模块外最多只能再安装八个信号模块或功能模块，最多可以扩展为四个机架。中央处理单元总是在机架的号槽位上，号槽安装电源模块，号槽总是安装接口模块，槽号至11，可自由分配信号模块、功能块。,S7-300的模块地址,数字I/O模块每个槽划分为4yte（等于32个I/O），模拟I/O模块每个槽划分为16Byte（等于个模拟量通道），每个模拟量输入或输出通道的地址总是一个字的地址。,S7-300的扩展模块,S7-400,S7-400:模块,PS,S7-400的机架,包含CPU的称为中央（CR）。包含系统中的模块并连接到CR的机架为扩展机架（ER），下图是组态为CR、带有18个插槽的机架。,S7-400的机架,S7-400系统的机架是安装各个模块的基本框架。这些模块通过背板总路线交换数据和信号及供电。机架可用于安装、导轨安装及柜内安装。,下图中（1）为I/O总线，用于快速交换I/O信号。每个机架均有一条I/O总线，对信号模块的过程数据进行时间要求严格的访问均通过I/O总路线进行。（2）为通讯总线（C总线）是串行背板总线，用于快速交换与I/O信号相应的大量数据。除机架ER1和ER2外，其余每个机架均有一条通讯总线。,S7-400的UR1机架,S7-400的UR2机架,S7-400的ER1机架,S7-400的CR2机架,S7-400的CR3机架,S7-400的UR2-H机架,S7-400的接口模块,连接中央机架和扩展机架的方法,电源模块容量的计算,假如将下列模块装入到一个带18个插槽的CR上：1个CPU417-43个模拟量输入模块SM431；AI1616位5个数字量输入模块SM421；DI3224VDC6个数字量输入模块SM422；DO3224VDC/0.5A1个发送IM，IM460-0利用来自各个数据表单的数据来计算此机架的电流消耗I，如下表所示：,SIMATICS7-400：概述,系统可扩展性组装密度高分级CPU性能多处理器可连接21个扩展机架模块种类多样（SM、FM、CP）灵活的组网工具性能处理能力强（每条二进制指令80nsec）多达16Mbytes的用户存储器强大的通信工具通用性通过使用特殊功能面向S5的专用移植工具,S7-400模块概览,PS,230V/4A230V/10A230V/20A24V/4A24V/10A24V/20A,32xDC24V16xUC24-60V（IR+Diagn.）16xUC120-230V16xUC120V（IR+Diagn.）32xAC120V16xAC230V（IR+Diagn.）,DI,32xDC24V,0.5A16xDC24V,2A16xAC120/230V,2A16xUC5.230V,5A,Relay8xAC120/230V,5A,DO,8xU/I,13Bit8xU/I,14Bit,AO,8xU/Ior4xR,13Bit25ms每通道转换时间8xU/I/TCor4xR/RTD,14bits,25ms每通道转换时间，线性平滑8xU/Ior4xR,14bits50us每通道转换时间16xU/I/TCor8xR/RTD,16bits,2.5/25ms每通道转换时间，线性平滑,AI,3mwithK-Bus3mw/oK-Bus100mwithK-Bus600mtoIM314inS5,IM,机架,UR1,2ER1,2CR2,S7-CPUs,CPU412-1CPU413-1CPU413-2DPCPU414-1CPU414-2DPCPU416-1CPU416-2DPCPU417-4,FM,2通道计数器凸轮控制器饲服电机定位快速行程定位/慢速电机M7-FM,CP,1通道点对点2通道点对点