S7-PLC300考试复习重点

1、传统的生产机械自动控制装置继电（接触式）控制系统 优点：结构简单、价格低廉、容易操作 。 缺点：1、适应性差：采用固定的死接线，生产工艺发生变化时，必须修改硬件电路。 2、灵活性差：体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差 。 3、控制精度低：在响应速度控制要求较高的场合、复杂的控制系统中，控制精度较低。 应用：比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。可编程序逻辑控制器的产生:美国数字设备公司（DEC），于1969年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算和简单的定时，故称为可编程序逻辑控制器。可编程序控制器PLC目前的发展方向：

2、 1.大型化的PLC：高速、高功能、大容量。 PLC的容量是指PLC系统所能控制的输入/输出点数（I/O点数）的总和。 2.超小型化PLC：功能强、体积小、性能价格比高。适用于小型的自控系统。PLC的定义 国际电工委员会（IEC）对可编程控制器的定义： “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”PLC的分类

3、1.按结构形式分： （1）整体式PLC ：又叫单元式或箱体式PLC，把PLC系统运行所需的基本构件，即PLC的最小运行系统，如，存储器、电源、CPU中央处理单元、I/O接口都集成在一个机壳内，做成一个整体。如，西门子S7-200系列。体积小、价格低，小型的PLC一般采用整体式PLC结构。（2）模块式PLC ：由基板（有的PLC叫轨道或框架）和各种专用模块组成。各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC应用系统。如：西门子S7-300、S7-400系列。构成最小系统的基本专用模块包含电源模块、CPU模块、I/O接口模块。 2.按容量分，即按I/O点数分：小型PLC：I/

4、O点数小于256点；中型PLC：I/O点数2562048点；大型PLC：I/O点数大于2048点。PLC的功能 （1） 控制功能：逻辑控制；定时控制；计数控制；顺序控制。（2）数据采集、存储与处理功能：数学运算功能；数据处理；模拟数据处理（3）输入/输出接口调理功能：具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。有的PLC具有温度测量接口，直接连接各种热电阻或热电偶。（4）通信、联网功能（5）人机界面功能（6）编程、调试等：使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文

5、件。PLC的特点：高可靠性；丰富的I/O接口模块；采用模块化结构；运行速度快；功能完善；编程简单，易于使用系统设计、安装、调试方便；维修方便，维修工作量小；总价格低。PLC的特点总结为以下几点：（1）可编程性：用软件编程替代了继电控制系统中的硬件固定接线，当生产工艺发生变化时，可以现场修改程序，提高了控制的灵活性和通用性。（2）高可靠性、抗干扰能力强：PLC专为工业的恶劣环境而设计，在硬件和软件设计时采取了一些特殊的措施，例如，屏蔽、滤波、光电隔离、集中采样和集中输出、冗余设计等。（3）编程方法形象直观、简单易学：梯形图编程方法由电气控制线路演化而来，容易理解。（4）通用性、灵活性强：目前的主

6、流PLC产品已经模块化、系列化，用户可以根据实际的工程需要自由的组成或大或小的自控系统。（5）系统开发周期短，软、硬件可以并行开发。（6）体积小、维护方便、功能完善、扩充方便。PLC的基本硬件结构 ：PLC的基本硬件主要有：中央处理单元CPU、存储器、I/O接口和电源组成。（1）中央处理单元CPU：是整个控制系统的核心，相当于人的大脑，采用扫描的工作方式。扫描的工作方式是由PLC是分时操作系统（串行工作方式）决定的。（2）存储器：根据在系统中的作用分为系统存储器和用户存储器。 系统存储器：用来存放PLC生产厂家的系统程序，并将其固化到ROM中，用户不能更改，使PLC具 有基本的智能，控制PLC

7、的基本运行。 用户存储器：又分为用户程序存储器（程序区）和功能存储器（数据区）。（3）I/O接口：基本的有开关量（数字量）的I/O接口、模拟量的I/O接口。（4）电源：整体式PLC的5VDC在其内部，模块式PLC由专用的电源模块。PLC的工作过程：上电处理、扫描过程、出错处理。PLC处于正常工作状态时，只剩下扫描过程。PLC扫描的工作方式：在无中断和跳转指令的情况下，扫描从程序的第一条指令开始逐条顺序执行，直到程序结束，然后再从头开始执行扫描，周而复始的进行。可编程序控制器的控制程序为串行工作方式，继电接触器控制线路为并行工作方式。PLC的扫描周期：PLC执行一次扫描过程所用的时间，典型值1-

8、100ms。扫描过程又顺序的分为以下三个过程（与用户程序相关的部分）：（1）输入采用阶段：在此阶段，PLC对所有输入端的状态进行集中采样，并将结构存入输入影像寄存器，其状态在本周期内不变。（2）程序执行阶段：按本次输入采样的结果，对用户程序逐条执行，并将结果存入元件影像寄存器。（3）输出刷新阶段：将元件影像寄存器中的状态集中转移到输出锁存器并通过一定的方式输出驱动负载。PLC的中断处理过程 1 响应问题：一般微机系统的CPU，在每一条指令执行结束时都要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则是在相关的程序块结束后查询有无中断申请，或者在执行用户程序时查询有无中断申请，如有中断申请，则转入执行中

9、断服务程序。如果用户程序以块式结构组成，则在每块结束或执行块调用时处理中断。PLC的中断处理过程 2 中断源先后顺序及中断嵌套问题：在PLC中，中断源的信息是通过输入点而进入系统的，PLC扫描输入点是按输入点编号的先后顺序进行的，因此中断源的先后顺序只要按输入点编号的顺序排列即可。多中断源可以有优先顺序，但无嵌套关系。 3 中断服务程序执行结果的信息输出问题：PLC按巡回扫描方式工作，正常的输入/输出在扫描周期的一定阶段进行，这给外设希望及时响应带来了困难。采用中断输入可解决对输入信号的高速响应问题。当中断申请被响应且中断子程序被执行后，有关信息应当尽早送到相关外设，而不希望等到扫描周期的输出

10、传送阶段，就是说对部分信息的输入或输出要与系统CPU的扫描周期脱离。PLC的I/O系统的响应延迟：1、扫描工作方式产生的滞后；2、I/0接口传递信号产生的滞后；最不利情况可以有2个扫描周期。SIMATIC S7-300 在S7家族中的定位：中高端应用S7-400（S1500)；中低端应用S7-300（S1500)；低端应用S7-200（S1200）S7-300系统组成：中央处理单元 (CPU)；电源单元 (PS)；信号模板 (SM)；接口模板 (IM)；功能模板 (FM)；通讯模板 (CP)；特殊模板 (SM 374仿真器, 占位模板 DM 370)S7-300系统的一般特性1、模块式PLC：

11、S7-300PLC是一种模块式PLC,根据生产工艺的需要，各模块间可以按照一定的规则（槽位配置原则）组合在一起，从而使控制系统的设计更加灵活，满足不同的应用需要。S7-300PLC硬件系统的组合自由度较大，根据控制需要，理论上可以组成几十点的小系统，也可以组成上千点的大系统。2、模块间的通讯：S7-300PLC系统的内部总线已经集成到各个模块内部，各模块通过总线连接器的连接实现通讯。3、模块的数量：在一个机架上，除了CPU和电源模块外，最多还可以扩展8个模块，包含SM信号模块、CP通讯处理器模块、FM功能模块、IM接口模块。本地I/O通过IM接口模块采用扩展机架的方式；远程I/O通过Profi

12、bus-DP接口扩展远程站点系统。4、CPU模块：S7-300PLC提供不同性能档次的CPU模块供用户选择。包含紧凑型CPU、标准型CPU、增强型CPU、户外型CPU、故障安全型CPU、特种型CPU。5、指令集：S7-300PLC提供350多条指令，主要有：位指令、比较指令、定时、计数指令、整数和浮点数运算指令、PID指令、程序控制指令等。S7-300 CPU模块的分类：紧凑型CPU；标准型CPU；增强型CPU；户外型CPU；故障安全型CPU；特种型CPU 1.紧凑型CPU其特点是在基本功能的基础上，本机集成少量的I/O点。型号基本形式：CPU 31XCCPU 312C：带有集成的数字量输入和

13、输出，并具有与过程相关的功能，比较适用于具有较高要求的小型应用。CPU运行时需要微存储卡（MMC）。CPU 313C：带有集成的数字量和模拟量的输入和输出，并具有与过程相关的功能，能够满足对处理能力和响应时间要求较高的场合。CPU运行时需要微存储卡（MMC）。CPU 313C-2PtP：带有集成的数字量输入和输出及一个RS422/485串口，并具有与过程相关的功能，能够满足处理量大、响应时间高的场合。CPU运行时需要微存储卡（MMC）。 CPU 313C-2DP：带有集成的数字量输入和输出，以及PROFIBUS DP主/从接口，并具有与过程相关的功能，可以完成具有特殊功能的任务，可以连接标准I

14、/O设备。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU 314C-2PtP：带有集成的数字量和模拟量I/O及一个RS422/485串口，并具有与过程相关的功能，能够满足对处理能力和响应时间要求较高的场合。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU 314C-2DP：带有集成的数字量和模拟量的输入和输出，以及PROFIBUS DP主/从接口，并具有与过程相关的功能，可以完成具有特殊功能的任务，可以连接单独的I/O设备。CPU运行时需要微存储卡MMC。2.标准型CPU特点是本机不集成I/O点，提供PLC范围广泛的基本功能。 CPU 313：具有扩展程序存储区的低成本的CPU，比较适用于需要高速处理的小型设备

15、。CPU 314：可以进行高速处理以及中等规模的I/O配置，用于安装中等规模的程序以及中等指令执行速度的程序。CPU 315：具有中到大容量程序存储器，比较适用于大规模的I/O配置。CPU 315-2DP：具有中到大容量程序存储器和PROFIBUS DP主/从接口，比较适用于大规模的I/O配置或建立分布式I/O系统。CPU 316-2DP：具有大容量程序存储器和PROFIBUS DP主/从接，可进行大规模的I/O配置，比较适用于具有分布式或集中式I/O配置的工厂应用CPU 319-3PN/DP：具有智能控制技术和运动控制功能，是S7-300PLC中性能最高的CPU，本机集成一个MPI/DP接口

16、、一个DP接口和一个FROFINET接口。提供PROFIBUS接口的时钟同步功能，可以连接256个I/O设备。3.增强型CPU特点是较原有机型在处理速度、集成性上功能有所增强。 CPU 312（新型）：是一款全集成自动化（TIA）的CPU，比较适用于对处理速度中等要求的小规模应用。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU 314（新型）：对二进制和浮点数运算具有较高的处理性能，比较适用于对程序量中等要求的应用。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU 315-2DP（新型）：具有中、大规模的程序存储容量和数据结构，如果需要可以使用SIMATIC功能工具；对二进制和浮点数运算具有较高的处理性能；具有

17、PROFIBUS DP主/从接口。可用于大规模的I/O配置或建立分布式I/O结构。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU 317-2DP：具有大容量程序存储器，可用于要求很高的应用；能够满足系列化机床、特殊机床以及车间应用的多任务自动化系统；与集中式I/O和分布式I/O一起，可用作生产线上的中央控制器；对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力；具有PROFIBUS DP主/从接口，可用于大规模的I/O配置，可用于建立分布式I/O结构；可选用SIMATIC工程工具，能够在基于组件的自动化中实现分布式智能系统。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU 318-2DP：具有大容量程序存储器和PROFIB

18、US DP主/从接口，可进行大规模的I/O配置，比较适用于分布式I/O结构。4.户外型CPUCPU 312 IFM：具有紧凑式结构的户外型产品。内部带有集成的数字量I/O，具有特殊功能和特殊功能的特殊输入。比较适用于恶劣环境下的小系统。CPU 314 IFM：具有紧凑式结构的户外型产品。内部带有集成的数字量I/O，并具有扩展的特殊功能，具有特殊功能和特殊功能的特殊输入。比较适用于恶劣环境下且对响应时间和特殊功能有较高要求的系统。CPU 314（户外型）：具有高速处理时间和中等规模I/O配置的CPU。比较适用于恶劣环境下，要求中等规模的程序量和中等规模的指令执行时间的系统。5.故障安全型CPU

19、CPU 315F：基于SIMATIC CPU S7-300C，集成有PROFIBUS DP主/从接口，可以组态为一个故障安全型系统，满足安全运行的需要。使用带有PROFIBUS协议的PROFIBUS DP可实现与安全相关的通讯；利用ET200M和ET200S可以与故障安全的数字量模块连接；可以在自动化系统中运行与安全无关的标准模块。CPU运行时需要微存储卡MMC。 CPU 315F-2DP：基于SIMATIC CPU 315-2DP，集成有一个MPI接口、一个DP/MPI接口，可以组态为一个故障安全型自动化系统，满足安全运行的需要。使用带有PROFIsafe协议的PROFIBUS DP可实现与

20、安全无关的通讯；可以与故障安全型ET200S PROFIsafe I/O模块进行分布式连接；可以与故障安全型ET200M I/O模块进行集中式和分布式连接；标准模块的集中式和分布式使用，可满足与故障安全无关的应用。CPU运行时需要微存储卡MMC。 CPU 317F-2DP：具有大容量程序存储器、一个PROFIBUS DP主/从接口、一个DP主/从MPI接口，两个接口可用于集成故障安全模块，可以组态为一个故障安全型自动化系统，可满足安全运行的需要。可以与故障安全型ET200M I/O模块进行集中式和分布式连接；与故障安全型ET200S PROFIsafe I/O模块可进行分布式连接；标准模块的集

21、中式和分布式使用，可满足与故障安全无关的应用。CPU运行时需要微存储卡MMC。6.特种型CPU CPU 317T-2DP：除具有CPU 317-2DP的全部功能外，增加了智能技术/运动控制功能，能够满足系列化机床、特殊机床以及车间应用的多任务自动化系统，特别适用于同步运动序列（如与虚拟/实际主设备的耦合、减速器同步、凸轮盘或印刷点修正等）；增加了本机I/O，可实现快速技术功能（如凸轮切换、参考点探测等）；增加了PROFBUS DP（DRIVE）接口，可用来实现驱动部件的等时连接。与集中式I/O和分布式I/O一起，可用作生产线上的中央控制器；在PROFIBUS DP上，可实现基于组件的自动化分布

22、式智能系统。CPU 317-2 PN/DP：具有大容量程序存储器，可用于要求很高的应用；能够在PROFInet上实现基于组件的自动化分布式智能系统；借助PROFInet代理，可用于基于部件的自动化（CBA）中的PROFIBUS DP智能设备；借助集成的PROFInet I/O控制器，可用在PROFInet上运行分布式I/O；能够满足系列化机床、特殊机床以及车间应用的多任务自动化系统；与集中式I/O和分布式I/O一起，可用作生产线上的中央控制器；可用于大规模的I/O配置、建立分布式I/O结构；对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力；组合了MPI/PROFIBUS DP主/从接口；可选用SIMAT

23、IC工程工具。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU操作和显示1. 模式选择开关 RUN-P：可编程运行模式。在此模式下，CPU不仅可以执行用户程序，在运行的同时，还可以通过编程设备（如装有STEP 7的PG、装有STEP 7的计算机等）读出、修改、监控用户程序。RUN-P 位只有部分型号的CPU有，使用时要慎用。 RUN：运行模式。在此模式下，CPU执行用户程序，还可以通过编程设备读出、监控用户程序，但不能修改用户程序。STOP：停机模式。在此模式下，CPU不执行用户程序，但可以通过编程设备（如装有STEP 7的PG、装有STEP 7的计算机等）从CPU中读出或修改用户程序。在此位置可以拔出

24、钥匙。MRES：存储器复位模式。该位置不能保持，当开关在此位置释放时将自动返回到STOP位置。将钥匙从STOP模式切换到MRES模式时，可复位存储器，使CPU回到初始状态。（清楚用户的程序和数据）2. 状态及故障显示 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S7-300总线的5V电源正常时亮。 FRCE（黄色）：强制作业有效指示灯。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

25、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。BUS DF（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。SF DP：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。3.微存储卡MMC：用作PLC的装载存储器或便携式存储介质，用于在断电时保存用户程序和某些数据。（1 ）型号为CPU31XC的机型，内部没有集成装载存储器，在使用时必

26、须插入MMC卡。（2 ）只有在PLC处于断电或处于“STOP”模式下，才能取出MMC卡。（3 ）MMC卡与CPU分别订货。CPU存储器包含：系统存储器（ROM）；用户存储器（RAM)；装载存储器（MMC卡）信号模块 （SM）数字量信号模块；模拟量信号模块；传感器与AI的连接；热敏电阻与AI的连接；热电偶与AI的连接；电压输出型模块的连接；电流输出型模块的连接。 数字量信号模块：1.SM321数字量输入模块（DI）2.SM322数字量输出模块（DO）3.SM323/SM327数字量输入/输出模块（DI/DO）4.SM374仿真模块1.SM321数字量输入模块（DI）:将现场采集的数字电平信号，即

27、开关信号，经过光电隔离和滤波后转换成内部的电平信号，信号经过背板总线（基板）送入缓冲区等待CPU采样，采用后，进入输入影像寄存器。SM321模块有直流输入模块和交流输入模块。光电隔离可以防止干扰信号；每个输入点均有数字滤波（软件的方法，例如，求平均值），用来防止外部输入点抖动和外部干扰脉冲。（1）直流输入模块的工作原理：外部有开关信号接通时，通过24VDC电源，光耦合器中的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通；外部有开关信号断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止。（2）交流输入模块的工作原理：外部有开关信号接通时，通过整流桥将交流信号整流为直流信号，光耦合器中的发光二极管点亮，光敏三

28、极管饱和导通；外部有开关信号断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止。整流桥交流侧的电容用来隔离输入信号中的直流成分；整流桥交流侧的电阻用来限流。2.SM322数字量输出模块（DO）:将内部形成的输出结果，电平信号转换成外部电路所需的外部信号，可以直接驱动外部负载。（1）直流输出模块：采用大功率晶体管输出方式。图中用一个带三角形符号的小方框表示输出原件，PLC内的输出信号经过背板总线接口和光耦合器送给输出原件，输出原件的饱和导通状态和截止状态相当于触点的接通和断开。（2）交流输出模块：采用双向晶闸管或固态继电器的输出方式。图中的RC电路用来吸收晶闸管关断过电压和外部浪涌电压。（3）交

29、/流输出模块（继电器输出方式）：继电器输出方式。图中PLC内的输出信号经过背板总线接口和光耦合器，使对应的微型继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部电路接通，外部电路可以是交流也可以是直流，所以称为交/流输出模块。在三种输出方式中，继电器输出方式可以用于交流或直流负荷，负载电压范围宽，导通电压降小，承受瞬时过电压和过电流能力较强，信号隔离效果好，但动作响应速度慢，动作次数有一定的限制。大功率晶体管输出方式只能用于直流负荷，双向晶闸管或固态继电器的输出方式只能用于交流负荷，后两者的响应速度快、可靠性高、使用寿命长，但是过载能力均较差。 模拟量信号模块1.SM331模拟量输入模块（AI）2.SM

30、332模拟量输出模块（AO）3.SM334模拟量输入/输出模块（AI/AO）1.SM331模拟量输入模块（AI）：模拟量输入模块（AI）将现场的模拟量信号转换为CPU内部运算所需的数字信号，其主要组成部分是A/D转换器。模拟量输入模块的输入信号一般是来自于模拟量变送器的标准量程的直流电压和直流电流信号。信号种类、量程、分辨率（转换后的二进制位数）可以在硬件组态时设置；转换时间与分辨率有关。模拟量输入模块（AI）由多路转换开关、A/D转换器（ADC）、内部电源、光隔离元件及逻辑电路组成。各模拟量输入通道共用一个A/D转换器（ADC），用多路转换开关进行切换通道。转换过程和存储和传送是按顺序进行的

31、。2.SM332模拟量输出模块（AO）：将CPU传送给它的连续的数字信号转换为成比例的标准量程的电流信号和电压信号，对现场的执行机构进行控制。其主要部分是D/A转换器。模拟量输出模块（AO）由多路转换开关、D/A转换器（DAC）、内部电源、光隔离元件及逻辑电路组成。各模拟量输出通道共用一个D/A转换器（DAC），用多路转换开关进行切换通道。转换过程是按顺序进行的。3.SM334模拟量输入/输出模块（AI/AO）是在一个模块上同时具有模拟量的输入和输出通道。每个点的组成同上。SM334 AI 4/AO 2×8/8Bit表示有4路输入信号和2路输出信号，精度即分辨率为8位。传感器与AI的

32、连接隔离传感器连接带隔离的AI；隔离传感器连接不带隔离的AI ；非隔离的传感器连接带隔离的AI；非隔离的传感器连接不带隔离的AI；连接电压传感器至带隔离的AI；连接2线变送器至带隔离的AI；连接从L+供电的2线变送器至带隔离的AI；连接4线变送器至带隔离的AI。1.屏蔽层的接地问题：为减少电磁干扰，模拟信号应采用屏蔽双绞线电缆，一般情况电缆两端的屏蔽层要接地，这时如果电缆两端存在电位差，将在屏蔽层中产生等电势耦合电流，对模拟信号产生干扰。在这样的情况下，必须采取电缆屏蔽层一端接地。2.对于带隔离的模拟量输入模块AI，其PLC的CPU的M端（接地端）与测量电路参考点MANA（一般是模块上的11和

33、10端）之间没有电气连接，如果两点之间的电压差UISO大于规定值，必须在CPU的M端与测量电路参考点MANA进行等电位连接。对于不带隔离的模拟量输入模块AI，其PLC的CPU的M端与测量电路参考点MANA之间必须建立等电位的电气连接。3.对于非隔离传感器，其测量线M-和测量电路参考点MANA之间可能会产生工模电压UCM，为防止该值超过允许值，在两点之间必须使用等电位连接导线。 对于隔离传感器，其测量线M-和测量电路参考点MANA之间的连接只是推荐采用。将非隔离传感器连接到带隔离的模拟量输入模块AI，CPU只能运行在接地模式下。 热敏电阻与AI的连接热敏电阻与隔离AI之间的2线连接；热敏电阻与隔

34、离AI之间的3线连接热敏电阻与AI8×RTD之间的3线连接；热敏电阻与隔离AI之间的4线连接热敏电阻与AI8×13位之间的2线连接；热敏电阻与AI8×13位之间的3线连接热敏电阻与AI8×13位之间的4线连接 热电偶与AI的连接使用内部补偿的热电偶连接带隔离的AI；通过补偿盒（外部补偿）将热电偶连接到带隔离的AI通过参考结将热电偶连接到AI8xTC；使用热敏电阻连接带外部补偿的热电偶注释：内部补偿没有外部补偿精确。 电压输出型模块的连接电压输出型隔离模块的4线制连接；电压输出型非隔离模块的2线制连接四线制连接可以提高输出精度，除了输出信号外，将负载S-和

35、S+之间的测量电压送入PLC进行实时校正，对于两线制，负载S-和S+两端与PLC不接，精度较低。 电流输出型模块的连接电流输出型隔离模块的2线制连接；电流输出型非隔离模块的2线制连接电源模块 （PS）PS 305户外型电源模块：采用直流供电，输出为24V直流。 PS307标准交流电源模块，采用交流供电，输出为24V直流。 可分为：PS307（2A）； PS307（5A）； PS307（10A） 接口模块（IM）接口模块用于本地I/O系统的机架扩展，占用3号槽位。1.双机架接口模块IM365 主机架用IM365发送模块。扩展机架也用IM365接收模块。连接电缆仅1米，扩展机架上不能有CP和FM模

36、块，只能加装SM模块。2.多机架接口模块，可以扩展1-3个机架。 主机架用IM360模块发送数据。扩展机架用IM361模块接收数据。连接电缆10米，扩展机架上可以有CP和FM模块。 其他模块（IM）通信处理器模块（CP） CP340：用于点对点连接的通讯模板 ；CP341：用于点对点连接的通讯模板 CP343-1：用于连接工业以太网的通讯模板；CP343-2：用于AS接口的通讯模板 CP342-5：用于PROFIBUS DP 的通讯模板；CP343-5：用于连接 PROFIBUS FMS的通讯模板特殊功能模块（FM） FM 350-1, FM 350-2计数器模板 ；FM

37、351用于快速/慢速驱动的定位模板FM 353用于步进电机的定位模板；FM 354用于侍服电机的定位模板FM 357-2定位和连续通道控制模板；SM 338 超声波位置探测模板SM 338 SSI 位置探测模板；FM 352电子凸轮控制器FM 352-5高速布尔运算处理器；FM 355 PID模板；FM 355-2温度PID控制模板SIMATIC S7-300的硬件安装和寻址 S7-300机架安装形式：单机架组态；多机架组态。S7-300数字量模块系统默认地址；S7-300模拟量模块系统默认地址；S7-300模块槽位配置原则。1. S7-300机架安装形式一个PLC的本地I/O系统，根据系统容

38、量的大小，可以有一个主机架或一个主机架+1-3个扩展机架组成。垂直安装：环境温度：0-40，CPU和电源模块在底部；水平安装：环境温度：0-60，CPU和电源模块在左面；注意安装间隙，保证有足够的安装空间和散热效果。1.单机架安装：低档CPU，例如，CPU3121FM,CPU312C,CPU313等只能采用单机架安装。2.多机架安装：每个扩展机架上要有接口模块，总是位于3号槽位；在其右边可以扩展8个模块。2.单机架组态 3.多机架组态寻址方式 (1)槽编址寻址：STEP7为每个槽位自动分配一个模块的起始地址，该方式为系统默认方式，采用字节寻址。对于相同的槽位：A.数字量模块和模拟量模块具有不同

39、的起始地址；B.一个数字量I/O模块上，可以有相同的输入/输出通道的起始地址；C.一个模拟量I/O模块上，可以有相同的输入/输出通道的起始地址；（2）用户定义寻址：用户从CPU所控制的地址区中自由定义模块地址。优点：可以优化编址区域，使地址连续无间隙；程序的可移植性好，可以生成独立S7-300组态的标程序。该寻址方式仅适用于部分中高档机型，例如，CPU315-2DP,CPU318-2DP,CPU315等。S7-300模块槽位配置原则：1号槽位电源模块PS，2号槽位CPU模块，3号槽位接口模块IM，4-11槽位可以是SM,FM和CP模块。STEP7软件用于对整个系统，包括S7300/S7400P

40、LC、远程I/O站点、HMI、驱动装置和通讯网络等进行组态、编程和监控的一种综合软件工具。STEP7软件的主要功能： 1. 硬件组态，即在STEP7软件环境中模拟真实的硬件系统，在相应的机架的槽位上放置模块，并为模块分配地址和设置参数。2. 使用编程语言编写用户程序。3. 组态通讯网络，进行参数设置，定义通讯对象及连接特性等。4. 下载、调试和监控用户程序，以及起动、维护、诊断、归档等功能。STEP7软件的版本：1. STEP7 Basis(基本版）:是S7300/S7400PLC编程和组态的基本软件包，又称为标准工具，具有STEP7的全部功能。可以选择三种标配的用户编程语言：梯形图、语句表和

41、功能块图编写程序。2. STEP7 Professional(专业版）：又称工程工具engineer tool,是STEP7的可选组件，它面向特定的功能，能简化或增强系统的编程任务。3. STEP7-Lite(精简版）:是STEP7的精简版软件，能实现S7300PLC一些简单、独立的应用，不具备有组态网路通讯的功能，也不能和一些辅助软件配合使用，例如，WINCC,CFC,SCL等。STEP 7对硬件需求能运行Windows 2000或Windows XP的PG或PC机；CPU主频至少为600MHz；内存至少为256MB；硬盘剩余空间在600MB以上；具备CD-ROM驱动器；显示器支持32位、1

42、024×768分辨率；具有PC适配器、CP5611或MPI接口卡。SIMATIC管理器用于集中管理自动化项目的所有程序和数据，以及所有的应用工具。以SIMATIC管理器为核心，提供了一个统一的、集成的软件平台，编程、组态及监控等任务可以在该平台环境下完成，不用分别起动不同的应用工具（软件组件）。在SIMATIC管理器可以直接打开的中心主要组件：1.硬件组态工具（HW config)：对各种硬件进行组态和参数设置；2.编程工具：该工具集成了梯形图（LAD)、语句表（STL)、功能块图(FBD)三种编程语言的编辑、编译和调试功能；3.符号编辑器：用于创建和管理全局变量，全局变量是在各模块

43、中都起作用的变量，局部变量只在定义其的模块内部起作用；4.硬件诊断：对PLC站点内的各硬件或模块进行在线状态诊断，显示相关故障信息和状态信息；5.Netpro网络组态工具：用于包括网络连接的参数设置和网络中个通讯设备的参数设置。STEP 7项目结构： 第1层：项目：项目代表了自动化解决方案中的所有数据和程序的整体，它位于对象体系的最上层。 第2层：子网、站：SIMATIC 300/400站用于存放硬件组态和模块参数等信息，站是组态硬件的起点。 第3层和其他层：与上一层对象类型有关。使用STEP7完成一个项目设计流程：第一步：根据控制需求设计一个自动化的解决方案（需求分析），细化控制任务；第二步

44、：在STEP7中创建一个顶层的项目（projcct)；第三步：在项目中可以选择先组态硬件再编写程序，也可以先编写程序再组态硬件；第四步：将硬件组态和程序通过编程电缆下载到PLC硬件设备中；第五步：进行在线调试。一般情况下，在第三步中，建议先组态硬件再编写程序，尤其对于I/O点数多、包含多个PLC站点结构复杂的项目，具有以下优点：（1）硬件组态完成后，I/O点的硬件地址就确定了下来，用户编写程序时就可以直接使用这些地址，不容易出错；（2）包含多个PLC站点结构复杂的项目，合理的做法应该在每个站点下编写各自的应用程序，先组态硬件，避免先编写程序再组态硬件容易发生地址冲突的现象。下载和调试程序 为了

45、测试前面我们所完成的PLC设计项目，必须将程序和模块信息下载到PLC的CPU模块。要实现编程设备与PLC之间的数据传送，首先应正确安装PLC硬件模块，然后用编程电缆（如USB-MPI电缆、PROFIBUS总线电缆）将PLC与PG/PC连接起来，并打开PS307电源开关。下载程序及模块信息用S7-PLCSIM调试程序（可以采用真实的硬件环境）具体步骤如下： 启动SIMATIC Manager，并打开My_prj2项目；单击仿真工具按钮 ，启动S7-PLCSIM仿真程序； 将CPU工作模式开关切换到STOP模式；在项目窗口内选中要下载的工作站 ； 执行菜单命令【PLC】【Download】，或单击

46、鼠标右键执行快捷菜单命令【PLC】【Download】将整个S7-300站下载到PLC。STEP 7编程语言 STEP 7是S7-300/400系列PLC应用设计软件包，所支持的PLC编程语言非常丰富。该软件的标准版支持STL（语句表）、LAD（梯形图）及FBD（功能块图）3种基本编程语言，并且在STEP 7中可以相互转换。专业版附加对GRAPH（顺序功能图）、SCL（结构化控制语言）、HiGraph（图形编程语言）、CFC（连续功能图）等编程语言的支持。不同的编程语言可供不同知识背景的人员采用。STL（语句表）是一种类似于计算机汇编语言的一种文本编程语言，由多条语句组成一个程序段。语句表可供

47、习惯汇编语言的用户使用，在运行时间和要求的存储空间方面最优。在设计通信、数学运算等高级应用程序时建议使用语句表。LAD（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易掌握，用得最多，堪称用户第一编程语言。梯形图与继电器控制电路图的表达方式极为相似，适合于熟悉继电器控制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制 FBD（功能块图）使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示。FBD比较适合于有数字电路基础的编程人员使用。GRAPH（顺序控制）GRAPH类似于解决问题的流程图，适用于顺序控制的编程。利用S7-GRAPH编程语言，可以清楚快速地组织和编写S7 PLC系统的顺序

48、控制程序。它根据功能将控制任务分解为若干步，其顺序用图形方式显示出来并且可形成图形和文本方式的文件。 HiGraph（图形编程语言）S7-Higraph允许用状态图描述生产过程，将自动控制下的机器或系统分成若干个功能单元，并为每个单元生成状态图，然后利用信息通讯将功能单元组合在一起形成完整的系统SCL（结构化控制语言）S7-SCL（Structured Control Language：结构控制语言）是一种类似于PASCAL的高级文本编辑语言，用于S7-300/400和C7的编程，可以简化数学计算、数据管理和组织工作。S7-SCL具有PLC公开的基本标准认证，符合IEC 1131-3 (结构化

49、文本)标准。CFC（连续功能图）利用工程工具CFC（Continuous Function Chart：连续功能图），可以通过绘制工艺设计图来生成SIMATIC S7和SIMATIC M7的控制程序，该方法类似于PLC的FBD编程语言。在这种图形编程方法中，块被安放在一种绘图板上并且相互连接。利用CFC用户可以快速、容易地将工艺设计图转化为完整的可执行程序。在画面组态设计时，可以在WICC组态程序中自动生成变量，不用手动连接。 数据类型决定数据的属性，在STEP 7中，数据类型分为三大类：基本数据类型；复杂数据类型；参数类型数据是程序要控制和处理的对象，在程序运行的过程中，数据是通过变量来存储

50、和传递的。一个变量应该包含两个重要部分：名称和数据类型。基本数据类型具有固定的长度且不超过32位，主要基本数据类型介绍如下：1.位（Bool）：占用存储空间1位，常用于开关量的逻辑计算，取值True/False(真/假）对应1/0,寻址方式采用“字节.位”，例如，I3.2。输入字节IB0应有I0.0I0.7组成。2.字节（Byte）：一个字节由8位二进制数组成，其中第0位是最低位，第7位是最高位。数据格式为：B#16#,B代表Byte,#16#表示16进制数，数据范围：B#16#00-B#16#FF。3.字(Word):相邻的两个字节组成一个字，字用来表示16位的无符号数，有4种表示方法：（1

51、）二进制表示：数据格式为：2#，数据范围：2#0-2#1111-1111-1111-1111；（2）16进制表示：数据格式：W#16# ，数据范围：W#16#0-W#16#FFFF（3)BCD码表示：数据格式：C#，数据范围：C#0-C#999，BCD码用4位二进制数表示一位十进制数，4位二进制数0000-1001顺序代表十进制数1-9,1010-1111的组合不用。 (4)无符号十进制表示：用十进制数0-255对应表示8位二进制数0000-0000-1111-1111，两个字节16位数所以需要两个十进制数0-255来表示。数据格式：B#(X,X)，数据范围：B#(0,0)-B#(255,25

52、5)4.双字(DWord):相邻的两个字组成一个双字，双字用来表示32位的无符号数，有4种表示方法：（1）二进制表示：数据格式为：2#，数据范围：2#0-2#1111-1111-1111-1111-1111-1111-1111-1111；（2）16进制表示：数据格式：DW#16# ，数据范围：DW#16#0-DW#16#FFFF-FFFF（3)BCD码表示：数据格式：C#，数据范围：C#0-C#999999，BCD码用4位二进制数表示一位十进制数，4位二进制数0000-1001顺序代表十进制数1-9,1010-1111的组合不用。 (4)无符号十进制表示：用十进制数0-255对应表示8位二进制

53、数0000-0000-1111-1111，两个字32位数所以需要4个十进制数0-255来表示。数据格式：B#(X,X,X,X)，数据范围：B#(0,0，0,0)-B#(255,255,255,255)。5. 整数（INT）：数据长度为16位，数据格式为带符号的十进制数，16位中最高位为符号位，取值范围：-32768-+32767。 6.双整数（Double INT）：数据长度为32位，数据格式为带符号的十进制数，32位中最高位为符号位，取值范围：-2147483648-+2147483647。 7.浮点数（REAL）：数据长度为32位，采用IEEE浮点数转换为二进制数的方法进行存储，取值范围：

54、3.402823e+38-1.1755494e-38。8. 字符（CHAR）：数据长度为32位，采用ASCII码的存储方式。复杂数据类型：数组（ARRAY）；结构（STRUCT）； 字符串（STRING）；日期和时间（DATE_AND_TIME）；用户定义的数据类型(UDT) ；功能块类型（FB、SFB）。数组是由一组同一类型的数据组合在一起而形成的复杂数据类型。数组的维数最大可以到6维；数组中的元素可以是基本数据类型或者复杂数据类型中的任一数据类型（Array类型除外，即数组类型不可以嵌套）；数组中每一维的下标取值范围是-3276832767，要求下标的下限必须小于下标的上限。结构是由一组不

55、同类型（结构的元素可以是基本的或复杂的数据类型）的数据组合在一起而形成的复杂数据类型。结构通常用来定义一组相关的数据。字符串是最多有254个字符（CHAR）的一维数组，最大长度为256个字节（其中前两个字节用来存储字符串的长度信息）。字符串常量用单引号括起来用于存储年、月、日、时、分、秒、毫秒和星期，占用8个字节，用BCD格式保存。星期天的代码为1，16的代码为27。用户定义数据类型表示自定义的结构，存放在UDT块中（UDT1UDT65535），在另一个数据类型中作为一个数据类型“模板”。当输入数据块时，如果需要输入几个相同的结构，利用UDT可以节省输入时间。功能块类型;这种数据类型仅可以在F

56、B的静态变量区定义，用于实现多背景DB。 参数类型是一种用于逻辑块（FB、FC）之间传递参数的数据类型，主要有以下几种： (1)TIMER（定时器）和COUNTER（计数器）。 (2)BLOCK（块）：指定一个块用作输入和输出，实参应为同类型的块。 (3)POINTER（指针）：6字节指针类型，用来传递DB的块号和数据地址。 (3)ANY：10字节指针类型，用来传递DB块号、数据地址、数据数量以及数据类型。指令是程序的最小独立单位，用户程序是由若干条顺序排列的指令构成。指令一般由操作码和操作数组成，其中的操作码代表指令所要完成的具体操作（功能），操作数则是该指令操作或运算的对象。PLC用户存储

57、区的分类及功能： 指令操作数；寻址方式 ；状态字 指令操作数（又称编程元件）一般在用户存储区中，操作数由操作标识符和参数组成。操作标识符由主标识符和辅助标识符组成，主标识符用来指定操作数所使用的存储区类型，辅助标识符则用来指定操作数的单位（如：位、字节、字、双字等）。主标识符有：I（输入过程映像寄存器、Q（输出过程映像寄存器）、M（位存储器）、PI（外部输入寄存器）、PQ（外部输出寄存器）、T（定时器）、C（计数器）、DB（数据块寄存器）和L（本地数据寄存器）。辅助标识符有：X（位）、B（字节）、W（字或2B）、D（2DW或4B）。 寻址方式就是指令执行时获取操作数的方式，可以直接或间接方式给出操作数。S7-300有4种寻址方式：立即寻址；存储器直接寻址；存储器间接寻址；寄存器间接寻址。立即寻址是对常数或常量的寻址方式，其特点是操作数直接表示在指令中，或以惟一形式隐含在指令中。下面各条指令操作数均采用了立即寻址方式，其中“/”后面的内容为指令的注释部分，对指令没有任何影响。存储器直接寻址，简称直接寻址。该寻址方式在指令中直接给出操作数的存储单元地址。存储单元地址可用符号地址（如SB1、KM等）或绝对地址（如I0.0、Q4.1等）。存储器间接寻址，简称间接寻址。该寻址方