S7PLC的模块特性及硬件组态.pptVIP

2020 3 22 1 SIMATICS7 300 400PLC原理及应用 四川机电职业技术学院 电子电气工程系 2020 3 22 2 第三章S7PLC的模块特性及硬件组态 学习情境3 PLC的模块使用 接线及项目建立 2020 3 22 3 知识目标 1 理解S7 300 400PLC主要模块的特点 功能及技术参数 2 学习STEP7软件的基本功能 能力目标 1 掌握S7 300 400PLC主要模块的使用方法及I O模块外围电路的接线方法 2 熟练运用STEP7软件进行项目建立 硬件组态 程序编写 程序运行调试 学习情境3 PLC的模块使用 接线及项目建立 2020 3 22 4 第三章S7PLC的模块特性及硬件组态 3 2S7 400PLC的模块特性 3 3PLC系统的硬件组态 3 1S7 300PLC的模块特性 2020 3 22 5 3 1S7 300PLC的模块特性 3 1 1S7 300PLC的模块概述 S7 300PLC主要组成部分有导轨 RACK 电源模块 PS CPU模块 接口模块 IM 信号模块 SM 功能模块 FM 等 S7 300PLC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 2020 3 22 6 图3 1通用型S7 300PLC的外型结构 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 通用型S7 300PLC的外型结构如图3 1所示 2020 3 22 7 导轨 是安装S7 300各类模块的机架 S7 300采用背板总线的方式将各模块从物理上和电气上连接起来 总线连接器 除CPU模块外 每块信号模块都带有总线连接器 安装时先将总线连接器装在CPU模块并固定在导轨上 然后依次将各模块装入 模块安装规范 插槽1为电源模块 插槽2为CPU模块 插槽3为接口模块 用于连接扩展机架 S7 300最多可以扩展32个模块 即使不使用接口模块 CPU中也给接口模块分配逻辑地址 从插槽4开始可自由分配信号模块 功能模块 根据模块插入的位置不同具有确定的I O地址 2020 3 22 8 图3 2PS307标准电源模块的外形图 3 1 2S7 300PLC的模块特性 3 1 2 11 槽PS模块 PS307是S7 300PLC专配的24VDC电源 PS307系列模块有2A 5A 10A三种 见图3 2 2020 3 22 9 3 1 2 22 槽CPU模块 1 S7 300CPU模块的基本参数S7 300PLC的CPU的型号分类 CPU312IFM CPU313 CPU313 2DP CPU314 CPU314 2DP CPU314IFM CPU315 315 2DP CPU316 2DP CPU318 2DP等 CPU315 2DP CPU316 2DP CPU318 2DP都具有现场总线扩展功能 CPU的主要特性 见表3 1 2020 3 22 10 表3 1部分中央处理单元CPU的主要特性 2020 3 22 11 2 S7 300CPU模块的运行方式选择和状态指示 1 CPU模块的运行方式选择S7 300系列的CPU312IFM 313 314 314IFM 315 315 2DP 316 2DP以及318 2DP模块的方式选择开关都一样 有以下4种工作方式 通过可卸的专用钥匙来控制选择 见图3 3 2020 3 22 12 图3 3S7 300PLCCPU模块面板布置示意图 RUN P 可编程运行方式 RUN 运行方式 STOP 停止方式 MRES 清除存储器 不能保持 2020 3 22 13 2 CPU的LED状态及故障指示灯SF 红色 系统出错 故障指示灯 CPU硬件或软件错误时亮 BATF 红色 电池故障指示灯 只有CPU313和314配备 当电池失效或未装入时 指示灯亮 DC5V 绿色 5V电源指示灯 CPU和及总线5V电源正常时亮 2020 3 22 14 FRCE 黄色 强制有效指示灯 至少有一个I O被强制状态时亮 RUN 绿色 运行状态指示灯 CPU处于 RUN 状态时亮 LED在 Startup 状态以2Hz频率闪烁 在 HOLD 状态以0 5Hz频率闪烁 STOP 黄色 停止状态指示灯 CPU处于 STOP 或 HOLD 或 Startup 状态时亮 在存储器复位时LED以0 5Hz频率闪烁 在存储器置位时LED以2Hz频率闪烁 2020 3 22 15 3 CPU315 2DPCPU的另外两个状态及故障指示灯BUSDF BF 红色 总线出错指示灯 只适用于带有DP接口的CPU 出错时亮 SFDP 红色 DP接口错误指示灯 只适用于带有DP接口的CPU 当DP接口故障时亮 2020 3 22 16 在S7 300PLC中接口模块主要有IM360 IM361及IM365 图3 4IM360 左 和IM361 右 的外形图 1 IM360 IM361IM360用于发送数据 IM361用于接收数据 IM360和IM361的最大距离为10m 见图3 4 3 1 2 33 槽IM模块 2020 3 22 17 图3 5多机架S7 300PLC的连接 IM360 IM361是用于多机架的接口模块 最多可扩展至4层机架 见图3 5 2020 3 22 18 2 IM365如果只扩展两个机架 可选用比较经济的IM365接口模块对 不需要辅助电源 在扩展机架上不能使用CP模块 这一对接口模块由1m长的连接电缆相互固定连接 见图3 6 图3 6IM365的外形图 2020 3 22 19 3 DI模块框图和端子连接图示例 见图3 7 1 SM321数字量输入模块 1 DI模块的功能数字量输入模块SM321将现场过程送来的数字信号电平转换成S7 300内部信号电平 数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式 2 DI模块的类型直流16点输入 直流32点输入 交流16点输入 交流8点输入模块 3 1 2 44 11 槽SM模块 2020 3 22 20 图3 7DI模块框图和端子连接图示例 2020 3 22 21 2 SM322数字量输出模块 1 DO模块的功能数字量输出模块SM322将S7 300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平 可直接用于驱动电磁阀 接触器 小型电动机 灯和电动机启动器等 2 DO模块的类型按负载回路使用的电源不同分为 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 2020 3 22 22 3 DO模块的特点晶体管输出模块只能带直流负载 属于直流输出模块 晶闸管输出方式属于交流输出模块 继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块 从响应速度上看 晶体管响应最快 继电器响应最慢 从安全隔离效果及应用灵活性角度来看 以继电器触点输出型最佳 2020 3 22 23 4 DO模块框图和端子连接图示例 见图3 8 图3 8DO模块框图和端子连接图示例 2020 3 22 24 SM323模块有两种类型 一种是带有8个共地输入端和8个共地输出端 另一种是带有16个共地输入端和16个共地输出端 两种特性相同 I O额定负载电压24VDC 在额定输入电压下 输入延迟为1 2 4 8ms 输出具有电子短路保护功能 3 SM323数字量I O模块 2020 3 22 25 4 SM331模拟量输入模块 1 AI模块的类型模拟量输入 简称AI 模块SM331目前有三种规格型号 即8AI l2位模块 2AI l2位模块和8AI l6位模块 2020 3 22 26 2 AI模块的特点SM331主要由A D转换部件 模拟切换开关 补偿电路 恒流源 光电隔离部件 逻辑电路等组成 A D转换部件的转换原理采用积分方法 被测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数 也即积分时间越长 被测值的精度越高 SM331可选四档积分时间 2 5ms 16 7ms 20ms和l00ms 相对应的以位表示的精度为8 12 12和14 2020 3 22 27 3 AI模块框图和端子连接图示例 见图3 9 图3 9AI模块框图和端子连接图示例 2020 3 22 28 5 模拟量输出模块SM332 1 AO模块的类型模拟量输出 简称模出 AO 模块SM332目前有三种规格型号 即4AO l2位模块 2AO 12位模块和4AO l6位模块 分别为4通道的12位模拟量输出模块 2通道的12位模拟量输出模块 4通道的16位模拟量输出模块 2020 3 22 29 2 AO模块的特点SM332与负载 执行装置的连接 SM332可以输出电压 也可以输出电流 在输出电压时 可以采用2线回路和4线回路两种方式与负载相连 采用4线回路能获得比较高的输出精度 见图3 10 2020 3 22 30 图3 10通过4线回路将负载与隔离的模出模块相连 2020 3 22 31 3 AO模块框图和端子连接图示例 见图3 11 图3 11AO4 12位模拟量输出模块的接线图 2020 3 22 32 模拟量I O模块SM334有两种规格 一种是有4模入 2模出的模拟量模块 其输入 输出精度为8位 另一种也是有4模入 2模出的模拟量模块 其输入 输出精度为12位 SM334模块输入测量范围为0 10V或0 20mA 输出范围为0 10V或0 20mA 见图3 12 6 SM334模拟量I O模块 2020 3 22 33 图3 12SM334AI4 AO2 8 8Bit的模拟量输入 输出模块的接线图 2020 3 22 34 西门子S7 300PLC不仅可连接通用I O模块 还可以根据某些特定控制要求选配其他功能模块 例如 FM350 1 FM350 2计数器模块 FM351用于快速 慢速驱动的定位模块 FM353用于步进电机的定位模块 FM354用于侍服电机的定位模块 FM357 2定位和连续通道控制模块 SM338超声波位置探测模块 SM338SSI位置探测模块 FM352电子凸轮控制器 FM352 5高速布尔运算处理器 FM355PID模块以及FM355 2温度PID控制模块等 返回目录 3 1 2 5S7 300PLC的其它功能模块 2020 3 22 35 3 2S7 400PLC的模块特性 S7 400由机架 RACK 电源模块 PS 中央处理单元 CPU 数字量输入 输出 DI DO 模块 模拟量输入榆出 AI AO 模块 通信处理器 CP 功能模块 FM 和接口模块 IM 组成 DI DO模块和AI AO模块统称为信号模块 SM 3 2 1S7 400PLC的模块概述 2020 3 22 36 3 2 2S7 400PLC的模块特性 3 2 2 1PS模块 1 电源模块的特点电源模块通过背板总线向S7 400提供DC5V和DC24V电源 输出电流的额定值有4A 10A和20A PS405的输入为直流电压 PS407的输入为直流电压或交流电压 S7 400有带冗余功能的电源模块 2 电源模块的LED指示灯INTF 内部故障 BATF 电池故障 背板总线上的电池电压过低 BATT1F和BATT2F 电池1或电池2接反 电压不足或电池不存在 DC5V和DC24V 相应的直流电源电压正常时亮 2020 3 22 37 1 S7 400CPU模块的类型 3 2 2 2CPU模块 图3 13S7 400PLCCPU模块 S7 400PLCCPU模块的类型有 CPU412 1 CPU412 2DP CPU413 1 CPU413 2DP CPU414 1 CPU414 2DP CPU414 3DP CPU416 1 CPU416 2DP CPU416 3DP CPU417 4等 见图3 13 2020 3 22 38 2 S7 400CPU模块的运行方式选择和状态指示 1 CPU模块的运行方式选择RUN P 如果启动无故障 CPU则进入RUN模式 CPU执行用户程序或空运行 程序可以从CPU中读出 也可以传送到CPU 钥匙在该位置时不能拔出 RUN 如果启动无故障 CPU则进入RUN模式 CPU执行用户程序或空运行 程序可以从CPU中读出 但不能修改CPU中的程序 钥匙在该位置时可拔出以确保在没有授权的情况下不能修改运行模式 STOP CPU不能处理用户程序 数字量信号模块被禁止 钥匙在该位置时也可以拔出以确保在没有授权的情况下不能修改运行模式 程序可以从CPU中读出 也可以传送到CPU MRES 钥匙开关的临时触点 用于CPU的主站复位以及冷启动 2020 3 22 39 2 CPU的LED状态及故障指示灯 见表3 2 表3 2S7 400CPU指示灯的含义 2020 3 22 40 1 数字量输入模块SM421的主要特性 见表3 3 表3 3数字量输入模块SM421的主要特性 3 2 2 3SM模块 2020 3 22 41 2 数字量输出模块SM422的主要特性 见表3 4 表3 4数字量输出模块SM422的主要特性 2020 3 22 42 3 模拟量输入模块SM431的主要特性 见表3 5 3 5模拟量输入模块SM431的主要特性 2020 3 22 43 4 模拟量输出模块SM432的主要特性 见表3 6 表3 6模拟量输出模块SM432的主要特性 2020 3 22 44 S7 400PLC的接口模块主要有IM460 IM461 IM460 3 IM461 3 IM460 4 IM461 4 1 接口模块IM460 0和IM461 0 1 接口模块的共性接口模块IM460 0 发送IM 和IM461 0 接收IM 用于局域连接 通信总线采用最高传输率 2 IM460 0和IM461 0的技术特性 见表3 7 3 2 2 4IM模块 2020 3 22 45 表3 7IM460 0和IM461 0的技术特性 2020 3 22 46 2 接口模块IM460 1和IM461 1 1 接口模块的共性接口模块IM460 1 发送IM 和IM461 1 接收IM 用于局域连接 最长1 5m 2 IM460 1和IM461 1的技术特性 见表3 8 表3 8IM460 1和IM461 1的技术特性 2020 3 22 47 3 接口模块IM460 3和IM461 3 1 接口模块的共性接口模块IM460 3 发送IM 和IM461 3 接收IM 用于远程连接 最长102m 准确地说为100m加0 75m的输入 输出 2 IM460 3和IM461 3的技术特性 见表3 9 表3 9IM460 3和IM461 3的技术特性 2020 3 22 48 4 接口模块IM460 4和IM461 4接口模块的共性 接口模块IM460 4 发送IM 和IM461 4 接收IM 用于远程连接 最长605m 准确地说为600m加1 5m的输入 输出 返回目录 2020 3 22 49 3 3PLC系统的硬件组态 3 3 1S7 300PLC的硬件组态 S7 300PLC的硬件组态步骤 1 选中项目名 单击Insert Station SIMATIC300Station进入中央机架硬件组态界面 见图3 14 图3 14S7 300PLC的硬件组态界面 2020 3 22 50 2 打开S7 300的组态项目 根据实际硬件进行组态 见图3 15 图3 15S7 300PLC的硬件组态示例 2020 3 22 51