PLC-300第2章3课件.ppt

2020 2 15 控制科学与工程学院 1 PS305户外型电源模块采用直流供电 输出为24V直流 PS307标准电源模块PS307 2A PS307 5A PS307 10A 2 4电源模块 PS 2020 2 15 控制科学与工程学院 2 电源单元 PS PS305 2020 2 15 控制科学与工程学院 3 电源单元 PS PS307 电源模板PS307用于将120 230V交流电压转换为24V直流电压 根据输出电流的不同 有3种规格的电源模板可选 2A 5A 10A 2020 2 15 控制科学与工程学院 4 2020 2 15 控制科学与工程学院 5 电源PS307 5A 输入电压 120V 230V 输入电流 2A 1A 输出电压 24VDC 输出电流 5A 功耗 18W 防短路和开路保护 可靠隔离 向总线提供电流 1 2安 电源PS307 2A 功耗10W 输出电流 2A 输出电压24V直流 防短路和开路保护 可靠隔离 向总线提供电流 1 2安 电源PS307 10A 功耗30W 输出电流 10A 输出电压24V直流 防短路和开路保护 可靠隔离 向总线提供电流 1 2安 2020 2 15 控制科学与工程学院 6 双机架接口模块IM365IM365发送模块IM365接收模块 多机架接口模块IM360 用于发送数据IM361 用于接收数据 2 5接口模块 IM IM365 接口模板用于S7 300系列PLC的中央机架到扩展机架的连接 主要有3种规格 2020 2 15 控制科学与工程学院 7 1 接口模板IM365IM365是1对1接口模块 插在机架0的第3号槽位的IM365模块执行由CPU向机架1发送信息的功能 插在机架1的第3号槽位的IM365模块执行接收由机架0的IM365模块发送来的信息的任务 IM365的功耗0 5W 同时向机架1提供800mA总线电流 允许的电缆长度为1m 2020 2 15 控制科学与工程学院 8 2 接口模板IM360 IM361当扩展机架超过1个时 将接口模板IM360插入中央机架 在扩展机架中插入接口模板IM361 S7 300系列的最大配置为1个中央机架与3个扩展机架 每个扩展机架最多可安装8块模板 相邻机架的间隔为4厘米到10米 2020 2 15 控制科学与工程学院 9 2 6 1通信处理器模块 CP 2 6其他模块 IM 2020 2 15 控制科学与工程学院 10 1 CP340通信处理器模板2 CP341通信处理器模板3 CP342 2 CP343 2通信处理器模板4 CP342 5通信处理器模板5 CP343 1通信处理器模板6 CP343 1TCP通信处理器模板7 CP343 5通信处理器模板 建立点对点 PointtoPoint 低速连接 建立点对点 PointtoPoint 的高速连接 实现S7 300到AS I接口总线的连接 实现S7 300到PROFIBUS DP现场总线的连接 实现S7 300到工业以太网总线的连接 使用标准的TCP IP通信协议实现S7 300到工业以太网总线的连接 实现S7 300到PROFIBUS FMS现场总线的连接 2020 2 15 控制科学与工程学院 11 FM350 1 FM350 2计数器模板FM351用于快速 慢速驱动的定位模板FM353用于步进电机的定位模板FM354用于伺服电机的定位模板FM357 2定位和连续通道控制模板SM338超声波位置探测模板SM338SSI位置探测模板FM352电子凸轮控制器FM352 5高速布尔运算处理器FM355PID模板FM355 2温度PID控制模板 2 6 2特殊功能模块 FM 2020 2 15 控制科学与工程学院 12 FM350 1 FM350 2计数器模板 1 FM350 1计数器模块 单通道计数器模块 可以检测高达500kHz的脉冲 有连续计数 单向计数 循环计数3种工作模式 有3种特殊功能 设定计数器 门计数器和用门功能控制计数器的启动停止 达到设定值 过零点和超限时可以产生中断 3个数字量输入端 2个数字量输出端 可以接收和发送数字量信号 应用 装配和装卸设备 塑料机械 制造机械 造纸机械 纺织机械 包装机械 计数器模块是为了满足高速脉冲的计数 比较等需要而设计的一种智能计数模块 2 FM350 2计数器模块 8通道智能型计数器模块 有7种不同的工作方式 连续计数 单次计数 周期计数 频率测量 速度测量 周期测量和比例运算 对于24V增量编码器 计数的最高频率为10kHz 对于24V方向传感器 24V起动器和NAMU编码器 为20kHz 2020 2 15 控制科学与工程学院 13 FM351用于快速 慢速驱动定位模板 定位模板 位置控制与位置检测模块是为了满足高速运动机械位置检测与控制而设计的一种智能计数模块 FM351双通道定位模块用于控制对动态调节特性要求高的轴的定位 该模块用于控制变级调速电动机或变频器 用FM351实现定位控制 2020 2 15 控制科学与工程学院 14 FM353用于步进电机定位模板 FM353步进电动机定位模块可以用于时钟脉冲速率高和对动态调节特性要求高的定位系统 高速机械设备 点到点定位 复杂的运动模式 用FM353进行定位控制的典型配置 2020 2 15 控制科学与工程学院 15 FM354用于伺服电机定位模板 FM354通过伺服电机实现广泛的定位任务的智能模块 可用于从简单的点到点定位任务到对响应 精度和速度要求极高的复杂运动方式 是高速机械设备的定位任务之理想解决方案 FM354可用于下列应用的伺服定位 进给轴 调整轴 设定轴和传输轴 直线和旋转轴 传输带FM354可用于下列设备 加工和包装机械 传输 装卸和安装机械 仓库设备 FM354伺服电动机定位模块可以用于不仅要求很高的动态性能 还要求高精度的定位系统 采用FM354的定位任务配置 伺服电机的功率驱动器 2020 2 15 控制科学与工程学院 16 FM357 2定位模板 用于最多4轴的智能连续路径和定位控制 从独立的单独定位轴到多轴插补连续路径控制的广泛的应用领域 用于控制步进电机和伺服电机 简单的参数化工具方便用户开始工作 使用具有MC扩展的PROFIBUS DP 用于SIMODRIVE611U接口 采用FM357的定位任务结构 轴驱动器 2020 2 15 控制科学与工程学院 17 FM355PID模板 闭环控制模块是为了完成对闭环系统控制量的检测与控制而设计的一种智能计数模块 S7 300的闭环控制模块分两大类 FM355C为连续PID控制模块 FM355S为步进 脉冲PID控制模块 1 FM355闭环控制模块FM355有4个闭环控制通道 用于压力 流量 液位等控制 有自优化温度控制算法和PID算法 FM355C是有4个模拟量输出端的连续控制器 FM355S是有8个数字输出点的步进或脉冲控制器 CPU停机或出现故障后FM355仍能继续运行 控制程序存储在模块中 FM355的4个模拟量输入端用于采集模拟数值和前馈控制 附加的一个模拟量输入端用于热电偶的温度补偿 可以使用不同的传感器 FM355有4个单独的闭环控制通道 可以实现定值控制 串级控制 比例控制和3分量控制 几个控制器可以集成到一个系统中使用 有自动 手动 安全 跟随 后备几种操作方式 2020 2 15 控制科学与工程学院 18 2 FM355 2闭环控制模块FM355 2是适用于温度闭环控制的4通道闭环控制模块 可以实现在线自优化温度控制 包括加热 冷却控制 以及加热 冷却的组合控制 FM355 2C是有4个模拟量输出端的连续控制器 FM355 2S是有8个数字输出端的步进或脉冲控制器 CPU停机或出现故障后FM355仍能继续运行 FM355 2温度PID控制模板 2020 2 15 控制科学与工程学院 19 2 7SIMATICS7 300的硬件组态 2 7 1单机架组态2 7 2多机架组态2 7 3S7 300PLC模块地址的确定2 7 4S7 300PLC的功耗 2020 2 15 控制科学与工程学院 20 S7 300机架安装 2020 2 15 控制科学与工程学院 21 模块安装的步骤 将总线连接器插入CPU和信号模块 功能模块 通讯模块 接口模块 每个模块 除了CPU以外 都有一个总线连接器 在插入总线连接器时 必须从CPU开始 将总线连接器插入前一个模块 最后一块模块不能安装总线连接器 按照模块的规定顺序 将所有模块悬挂在导轨上 将模块化到左边的模块边上 然后向下安装模块 使用0 8 1 1Nm的扭矩 用螺钉固定所有模块 2020 2 15 控制科学与工程学院 22 S7 300机架安装卧式形式 2020 2 15 控制科学与工程学院 23 2 7 1单机架组态 S7 300的插槽地址 2020 2 15 控制科学与工程学院 24 S7 300的插槽地址 电源模板 PS307 PS305 必须安装在1号槽位上 CPU模板的安装位置紧挨着电源模板 安装在2号槽位上 用于连接扩展机架的接口模板IM 安装在3号槽位上 各种信号模板SM 安装在4号 11号槽位上 从4号槽位开始 CPU为信号模板分配I O地址 且根据信号模板的类型递增I O地址 S7 300的各个模板安装在机架的插槽上 不同的模板在插槽的安装位置是固定的 2020 2 15 控制科学与工程学院 25 插槽地址分配的两条规则 电源模板必须插在第一槽 最左侧 安装在中央机架上的接口模板 IM 必须插在第三槽 电源模板 接口模板 需要注意的是 槽位号是相对的 每一机架的导轨并不存在物理的槽位 2020 2 15 控制科学与工程学院 26 2 7 2多机架组态 每个机架上最多可安装8个信号模板 SM 当需要的SM超过8个时 可以通过IM365或者IM360 361安装扩展机架 每个扩展机架上最多可安装8个信号模板 一个S7 300系统最多可安装3个扩展机架 最多可安装32个信号模板 2020 2 15 控制科学与工程学院 27 用于发送的接口模块IM360安装在0号机架3号槽 它通过专用电缆 将数据从IM360发送到具有接收功能的IM361 IM360和IM361之间的最大距离为10m 具有接收功能的接口模块IM361 用于S7 300的机架1到机架3的扩展 通过连接电缆把数据从IM360接收到IM361或者从一个IM361传到另一个IM361 2020 2 15 控制科学与工程学院 28 用于发送的接口模块IM365安装在0号机架3号槽 它通过专用电缆 将数据发送到机架1上具有接收功能的IM365 机架距离最远1米 每个扩展机架上最多可安装8个信号模板 IM365扩展机架 2020 2 15 控制科学与工程学院 29 多机架组态 2020 2 15 控制科学与工程学院 30 S7 300机架和槽位图 2020 2 15 控制科学与工程学院 31 2 7 3S7 300PLC模块地址的确定 在机架SM区的插槽上安装的数字量或模拟量的I O模板 可以是输入模板 也可以是输出模板 CPU可自动识别模板的类型 但是CPU为每个插槽分配的地址范围是固定的 CPU为每个槽位的数字量I O模板分配了4个字节 32个I O点 的地址范围 CPU为每个槽位分配了16个字节 8个模拟量通道 的地址 每个模拟量I O通道占用一个字地址 2个字节 2020 2 15 控制科学与工程学院 32 1 绝对地址寻址 编写 方法2 符号地址寻址 编写 方法 绝对地址是根据编程元件在存储区的位置 用编程元件的类型 字节地址和位地址来表示 或者用字地址及双字地址表示 使得CPU能够按照绝对地址访问各个编程元件 符号地址是用符号名表示特定的绝对地址 可利用STEP7的符号编辑器 SymbolsEditor 建立一个符号名数据库 使程序中的所有指令都可以访问由符号名表示的编程元件 采用符号地址的好处 1 程序的可读性强 2 有益于程序归档 3 有助于故障寻踪 S7 300的地址寻址方法 2020 2 15 控制科学与工程学院 33 0 7 8位 MSBLSB 32 15 数据字节0 PLC物理存储器是以字节为单位的 所以存储单元规定为字节单元 位地址参数用一个点与字节地址分开 当操作数长度是字或双字时 标识符后给出的标识参数是字或双字内的最低字节单元号 2020 2 15 控制科学与工程学院 34 0 7 8位 以字节单元为基准标记存储器存储单元 例如 以M 位存储区 为例说明 2020 2 15 控制科学与工程学院 35 表示要访问的编程元件的状态是机架0的4号槽位上的数字量输入模板的字节1的第2位的状态信息 位寻址 存储区关键字 字节地址 位地址 字节寻址 存储区关键字 字节的关键字 B 字节地址 例如 MB0M 表示位存储区B 表示字节byte0 表示第0个字节 其中最低位的位地址为M0 0 最高位的为M0 7 例如 2020 2 15 控制科学与工程学院 36 字寻址 例如 IW10I 表示输入映像区W 表示字word10 表示从第10个字节开始 包括两个字节的存储空间 即IB10和IB11 存储区关键字 字的关键字 W 第一字节地址 2020 2 15 控制科学与工程学院 37 双字寻址 例如 LD20L 表示局部数据暂存区D 表示字word20 表示从第20个字节开始 包括4个字节的存储空间 包括LB20 LB21 LB22和LB23四个字节 存储区关键字 字的关键字 D 第一字节地址 2020 2 15 控制科学与工程学院 38 槽1234567891011 S7 300对I O模板默认的数字量地址范围 2020 2 15 控制科学与工程学院 39 S7 300对模拟量I O模板默认的地址范围 IM 256to270 336to350 352to366 368to382 304to318 320to334 272to286 288to302 发送 槽口号234567891011 电源模块 CPU 2020 2 15 控制科学与工程学院 40 S7 300信号模板的起始地址 CPU为数字量I O的每个槽位分配了4个字节 32个I O点 的地址范围 CPU为每个槽位分配了16个字节 8个模拟量通道 的地址 每个模拟量I O通道占用一个字地址 2个字节 在实际使用中要根据具体的模板确定实际的地址范围 2020 2 15 控制科学与工程学院 41 S7 300对I O模板地址的确认举例 槽1234567891011 机架0的4号槽位安装的是8点的数字量输入模板 则实际使用的地址范围为I0 0到I0 7 地址I1 0到I3 7不能使用 如果在机架0的4号槽位安装的是16点的数字量输出模板 则实际使用的地址范围为Q0 0到Q1 7 地址Q2 0到Q3 7不能使用 如果在机架0的4号槽位安装的是4路模拟量输入模板 则实际使用的地址为PIW256 PIW258 PIW260 PIW262 地址PIW264到PIW271不能使用 2020 2 15 控制科学与工程学院 42 举例1 S7 300PLC的信号模块装在0架4槽的编址 地址0 0地址0 7地址1 0地址1 7 SM321I0 0 I0 7I1 0 I1 7 SM322Q0 0 Q0 7Q1 0 Q1 7 2020 2 15 控制科学与工程学院 43 数字量模板的地址 一个数字量模板的输入或输出地址由字节地址和位地址组成 字节地址取决于其模板起始地址 如果一块数字量模板SM323插在第4槽里 其地址分配如下 2020 2 15 控制科学与工程学院 44 确定模拟量模板的地址 模拟量输入或输出通道的地址总是一个字地址 通道地址取决于模板的起始地址 举例2 如果一块模拟量模板SM331 SM332插在第4号槽 其地址分配如下 IM 256to270 336to350 352to366 368to382 304to318 320to334 272to286 288to302 发送 电源模块 CPU SM331PIW256 PIW270 SM332PQW256 PQW270 2020 2 15 控制科学与工程学院 45 例3 4块信号模块分别安装在两个机架上 2020 2 15 控制科学与工程学院 46 解 4块信号模块分别安装在两个机架上 SM332装在1架5槽 4路模拟量输出字地址为PQW400 PQW402 PQW404 PQW406 SM321装在0架4槽 16点数字量输入地址为I0 0 I0 1 I0 7 I1 0 I1 1 I1 7 SM331装在0架5槽 4路模拟量输入字地址为PIW272 PIW274 PIW276 PIW278 SM322装在1架4槽 16点数字量输出地址为Q32 0 Q32 1 Q32 7 Q33 0 Q33 1 Q33 7 2020 2 15 控制科学与工程学院 47 SM32216 24VDC SM32116 24VDC 槽1234567891011 练习 SM32116 24VDC SM334 2020 2 15 控制科学与工程学院 48 槽1234567891011 SM32216 24VDC SM32116 24VDC SM32116 24VDC SM334 练习 2020 2 15 控制科学与工程学院 49 2 7 4S7 300PLC的功耗 S7 300模板使用的电源是由S7 300的背板总线提供 一些模板还需要从外部负载电源供电 所有S7 300模板使用的从背板总线提供的总电流一般不能超过1 2A 如果选用CPU312IFM 则不能超过0 8A 表2 15 S7 300CPU所提供的背板总线电流及功耗 表2 16 S7 300PLC系统模块所需背板总线电流及功耗 S7 300PLC应用系统机架组态包含两个问题 一个是各个模板应当安装在哪个槽位上 另一个是合理选择电源模板 使之满足电流和功率的要求 2020 2 15 控制科学与工程学院 50 举例 某PLC控制系统 采用S7 300 系统组成如下 CPU模板 CPU314 数字量输入 SM32116 24VDC 2数字量输出 SM32216 24VDC SM32216 24V 继电器输出 模拟量输入 SM3312个通道 模拟量输出 SM3322个通道 高速计数器模板 FM350 1请进行机架组态 并确定具体的地址范围 2020 2 15 控制科学与工程学院 51 2020 2 15 控制科学与工程学院 52 1 所有信号模板和功能模板从背板总线吸取的电流为 25 2 80 100 60 60 160 510mA没有超过CPU314所能提供的最大电流1200mA 2 所有模板从电源吸取的电流为 1000 2 25 120 250 200 135 40 1795mA3 所有模板的功耗为 8 2 3 5 4 9 4 5 1 3 3 4 5 33 2W通过计算可知 所有模板从背板总线吸取的电流为0 51A 没有超过CPU314所能提供的最大电流1 2A 所有模板从电源吸取的电流为1 795A 在考虑裕量的基础上 应选择PS3075A的电源模板 因为PS3075A的功耗为18W 所以系统的总功耗为33 2 18 51 2W 在考虑机架的大小时 要考虑到该功耗的散热问题 合理选择电源模板 2020 2 15 控制科学与工程学院 53 根据图中的各个模板的安装位置 系统的I O地址组态为 I0 0 I1 7 I4 0 I5 7 Q8 0 Q9 7 Q12 0 Q13 7 PIW320 PIW322 PQW336 PQW338 2020 2 15 控制科学与工程学院 54 练习 某PLC控制系统 采用S7 300 系统组成如下 CPU模板 CPU314 数字量输入 24VDC36个点 数字量输出 24VDC25个点 继电器输出15个点 220VAC 模拟量输入 4个通道 模拟量输出 2个通道 请进行机架组态 并确定具体的地址范围 SM32132 24VDC SM32116 24VDC 槽1234567891011 SM32232 24VDC SM32116 24VDC 槽1234567891011 SM32116 24VDC SM334 SM32216 230VAC SM331AI8 16 SM32216 24VDC SM32116 24VDC SM32216 24VDC SM32216 230VAC SM332AO4 16 2020 2 15 控制科学与工程学院 55 SM32132 24VDC SM32116 24VDC 槽1234567891011 SM32232 24VDC SM334 SM32216 230VAC S7 300机架组态 2020 2 15 控制科学与工程学院 56 1 所有信号模板和功能模板从背板总线吸取的电流为 25 2 90 100 60 300mA没有超过CPU314所能提供的最大电流1200mA 2 所有模板从电源吸取的电流为 1000 2 25 200 250 200 1700mA3 所有模板的功耗为 8 6 5 3 5 5 4 5 2 29 5W通过计算可知 所有模板从背板总线吸取的电流为0 3A 没有超过CPU314所能提供的最大电流1 2A 所有模板从电源吸取的电流为1 7A 在考虑裕量的基础上 应选择PS3075A的电源模板 因为PS3075A的功耗为18W 所以系统的总功耗为29 5 18 47 5W 在考虑机架的大小时 要考虑到该功耗的散热问题 合理选择电源模板 2020 2 15 控制科学与工程学院 57 SM32132 24VDC SM32116 24VDC 槽1234567891011 SM32232 24VDC SM334 SM32216 230VAC 槽1234567891011 根据图中的各个模板的安装位置 系统的I O地址组态为 2020 2 15 控制科学与工程学院 58 SM32116 24VDC 槽1234567891011 SM32116 24VDC SM331AI8 16 SM32216 24VDC SM32116 24VDC SM32216 24VDC SM32216 230VAC SM332AO4 16 槽1234567891011 Q20 0toQ20 6 Q16 0toQ17 1 PQW368 PQW370 I8 0toI9 1 Q12 0toQ13 6 PIw352 PIW3