第2章 硬件安裝與維護s7300400 plc編程與應用

硬件安裝與維護劉華波何文雪王雪編著機械工業(yè)出版社2010第2章硬件安裝與維護2.1SIMATICS7-300系列PLC的硬件系統(tǒng)2.2SIMATICS7-300系列PLC模塊性能簡介思考與練習題2.1SIMATICS7-300系列PLC的硬件系統(tǒng)2.1.1概述

SIMATICS7系列PLC是德國西門子公司在S5系列PLC基礎上于1995年陸續(xù)推出的性能價格比較高的PLC系統(tǒng)。其中，微型的有SIMATICS7-200系列，最小配置為8DI/6DO，可擴展2～7個模塊，最大I/O點數(shù)為64DI/DO、12AI/4AO；中小型的有SIMATICS7-300系列；中高檔性能的有S7-400系列。SIMATICS7系列PLC都采用了模塊化、無排風扇結構且具有易于用戶掌握等特點，使得S7系列PLC成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應用的首選產品。SIMATICS7-300的大量功能能夠支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護，其主要功能如下：(1)高速的指令處理?！?.6us的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內開辟了全新的應用領域。(2)人機界面(HMI)。方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統(tǒng)內，因此人機對話的編程要求大大減少。(3)診斷功能。CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件。(4)口令保護。多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改。3.1.2SIMATICS7-300系列PLC系統(tǒng)基本構成1.SIMATICS7-300的組成

SIMATICS7-300系列PLC是模塊化結構設計，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴展。其系統(tǒng)構成如圖所示。它的主要組成部分有導軌(RACK)、電源模塊(PS)、中央處理單元模塊(CPU)、接口模塊(IM)、信號模塊(SM)、功能模塊(FM)等。它通過MPI網的接口直接與編程器PG、操作員面板OP和其它S7PLC相連。圖3.1S7-300系列PLC系統(tǒng)構成框圖SIMATICS7-300是一種通用型的PLC，能適合自動化工程中的各種應用場合，尤其是在生產制造工程中的應用。模塊化、無風扇結構、易于實現(xiàn)分布式的配置以及易于掌握等特點，使得S7-300在各種工業(yè)領域中實施各種控制任務時，成為一種既經濟又切合實際的解決方案。本章詳細介紹各模塊結構和安裝規(guī)范。2.1S7-300PLC硬件簡介S7-300（見圖1-1）由多種模塊部件組成，包括導軌（Rack）、電源模塊（PS）、CPU模塊、接口模塊（IM）、輸入輸出模塊（SM）。各種模塊能以不同方式組合在一起，從而可使控制系統(tǒng)設計更加靈活，滿足不同的應用需求。圖1-1S7-300PLC的基本結構S7-300的組件部件功能導軌...是S7-300的機架電源（PS）...將電網電壓(120/230V)變換為S7-300所需的24VDC

工作電壓中央處理單元

（CPU）...執(zhí)行用戶程序

附件：存儲器模塊，后備電池接口模塊

（IM）...連接兩個機架的總線信號模塊（SM）

（數(shù)字量/模擬量）...把不同的過程信號與S7-300相匹配

附件：總線連接器，前連接器功能模塊（FM）...完成定位、閉環(huán)控制等功能通訊處理器（CP）...連接可編程控制器

附件：電纜、軟件、接口模塊S7-300:模塊

PS(可選)CPU

IM(可選)SM:DISM:DOSM:AISM:AO

FM:-計數(shù)-定位-閉環(huán)控制

CP:-點-到-點-PROFIBUS-工業(yè)以太網S7-300的安裝位置CPU314SIEMENSSFBATFDC5VFRCERUNSTOPRUN-PRUNSTOPMRESSIMATICS7-300BatterieMPICPU315-2DPSIEMENSRUN-PRUNSTOPMRESSIMATICS7-300BatterieDPSFBATFDC5VFRCERUNSTOPMPISFDPBUSFS7-300:CPU設計圖2-2PS307電源模塊電源模塊在非正常工作狀態(tài)下的反應，可參考表2-1。如果…則…24V直流指示燈輸出電流過載I＞3.9A電壓跌落，電壓自動恢復閃爍3A＜I＜=3.9A（穩(wěn)態(tài)）電壓下降，縮短使用壽命輸出短路輸出電壓0V；短路故障排除后，電壓自動恢復暗在一次側過電壓可能徹底毀壞—在一次側欠電壓自動切斷；欠電壓排除后，電壓自動恢復暗表2-1電源模塊在非正常工作狀態(tài)下的反應2.S7-300的電流消耗量和功率損耗一個實際的S7-300PLC系統(tǒng)，在確定所有的模塊后，要選擇合適的電源模塊。所選定的電源模塊的輸出功率必須大于CPU模塊、所有I/O模塊、各種智能模塊的總消耗功率之和，有時甚至還要考慮某些執(zhí)行單元的功率，并且要留有30％左右的余量。在具體產品設計時，應該仔細研究各個模塊的功率參數(shù)，最后確定電源模塊的型號、規(guī)格。當同一電源模塊既要為主機單元又要為擴展單元供電時，從主機單元到最遠一個擴展單元的線路壓降必須小于0.25V。1.1.2CPU模塊CPU是PLC系統(tǒng)的運算控制核心。它根據(jù)系統(tǒng)程序的要求完成以下任務：接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，接收現(xiàn)場輸入設備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，診斷PLC內部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤，完成用戶程序規(guī)定的運算任務，更新有關標志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內容，實現(xiàn)輸出控制或數(shù)據(jù)通信等功能。S7-300CPU有20種不同型號，各種CPU按性能等級劃分，可以涵蓋各種應用范圍。S7-300的各款CPU都有非常詳盡的性能數(shù)據(jù)表（具體參數(shù)可查閱相關資料），其中最值得關注的CPU性能有以下五方面：I/O擴展能力指令執(zhí)行速度工作內存容量通訊能力CPU上的集成功能1.操作員控制和顯示單元圖1-3所示為CPU31xC的控制和顯示單元。圖1-4所示為CPU31xC打開前面板后的集成數(shù)字和模擬I/O。（1）狀態(tài)和故障顯示CPU上安裝有6個LED指示燈，顯示運行狀態(tài)和故障。表1-2列出了用于狀態(tài)和故障顯示的發(fā)光二極管的含義。圖1-3CPU31xC的面板注：①：模擬量輸入和模擬量輸出；②：8個數(shù)字量輸入；③8個數(shù)字量輸出。圖1-4CPU31xC的集成數(shù)字量I/O模塊發(fā)光二極管LED含義說明SF(紅色)系統(tǒng)錯誤／故障下列事件引起燈亮：硬件故障固件出錯編程出錯參數(shù)設置出錯算術運算出錯定時器出錯存儲器卡故障(只在CPU313和314上)電池故障或電源接通時無后備電池(只用于CPU313和314上)輸入／輸出的故障或錯誤(只對外部I/O)用編程裝置讀出診斷緩沖器中的內容，以確定錯誤／故障的真正原因BATF(紅色，只在CPU313和314上有)電池故障如果電池有下列情況，則燈亮：①失效；②未裝入DC5V(綠色)用于CPU和S7-300的5VDC電源如果內部的5V直流電源正常，則燈亮FRCE(黃色)保留專用表1-2用于狀態(tài)和故障顯示LED的含義（2）CPU的運行模式CPU有四種操作模式：STOP（停機）、STARTUP（啟動）、RUN（運行）和HOLD（保持）。在所有的模式中，都可以通過MPI接口與其他設備通信。①STOP模式：CPU模塊通電后自動進入STOP模式，在該模式不執(zhí)行用戶程序，可以接收全局數(shù)據(jù)和檢查系統(tǒng)。②STARTUP模式：可以用模式選擇開關或編程軟件啟動CPU。如果模式選擇開關在RUN或RUN-P位置，通電時自動進入啟動模式。③RUN模式：執(zhí)行用戶程序，刷新輸入和輸出，處理中斷和故障信息服務。④HOLD模式：在STARTUP和RUN模式執(zhí)行程序時遇到調試用的斷點，用戶程序的執(zhí)行被掛起（暫停），定時器被凍結。（3）操作模式選擇開關可使用模式選擇開關設置當前的CPU運行模式。開關有4個位置，其含義如表1-3所列。位置含義說明RUN-P（部分CPU）運行-編程模式CPU不僅執(zhí)行用戶程序，在運行時還可以通過編程軟件讀出和修改用戶程序，以及改變運行方式RUN運行模式CPU執(zhí)行用戶程序，可以通過編程軟件讀出用戶程序，但是不能修改用戶程序STOP停止模式CPU不執(zhí)行用戶程序，通過編程軟件可以讀出和修改用戶程序MRES存儲器復位模式MERES位置不能保持，在這個位置松手時開關將自動返回STOP位置。將模式選擇開關從STOP狀態(tài)扳到MRES位置，可以復位存儲器，使CPU回到初始狀態(tài)。工作存儲器、裝載存儲器中的用戶程序和地址區(qū)被清除，全部存儲器位、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)塊均被刪除，即復位為零，包括有保持功能的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)參數(shù)、CPU和模塊的參數(shù)被恢復為默認設置，MPI的參數(shù)被保留。如果有存儲器卡，CPU在復位后將它里面的用戶程序和系統(tǒng)參數(shù)復制到工作存儲器區(qū)表1-3模式選擇開關的位置含義（4）SIMATIC微存儲卡（MMC）插槽FlashEPROM微存儲卡用于在斷電時保存用戶程序和某些數(shù)據(jù)，它可以擴展CPU的存儲器容量，也可以將有些CPU的操作系統(tǒng)包括在MMC中，這對于操作系統(tǒng)的升級是非常方便的。MMC用作裝載存儲器或便攜式保存媒體，它的讀寫直接在CPU內進行，不需要專用的編程器。由于CPU31xC沒有安裝集成的裝載存儲器，在使用CPU時必須插入MMC。CPU與MMC是分開訂貨的。如圖1-5。圖1-5MMC卡

如果在寫訪問過程中拆下SIMATIC微存儲器卡，卡中的數(shù)據(jù)會被破壞。在這種情況下，必須將MMC插入CPU中并刪除它，或在CPU中格式化存儲卡。只有在斷電狀態(tài)或CPU處于“STOP”狀態(tài)時，才能取下存儲卡。2.存儲器區(qū)域PLC的系統(tǒng)程序相當于個人計算機的操作系統(tǒng)，它使PLC具有基本的智能，能夠完成PLC設計者規(guī)定的各種工作。系統(tǒng)程序由PLC生產廠家設計并固化在ROM中，用戶不能讀取。用戶程序由用戶設計，它使PLC能完成用戶要求的特定功能。用戶程序存儲器的容量以字節(jié)為單位，不同的程序對應不同的存儲區(qū)域。CPU存儲器可以分為三個區(qū)域，如圖1-6。CPU裝載存儲器(保存在MMC中)工作存儲器系統(tǒng)存儲區(qū)工作存儲器系統(tǒng)存儲區(qū)裝載存儲器(保存在MMC中)CPU圖1-6CPU的存儲區(qū)（1）裝載存儲器裝載存儲器位于SIMATIC微型存儲卡（MMC）中。裝載存儲器的容量與MMC的容量一致。用于保存程序指令塊和數(shù)據(jù)塊以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)，也可以將項目的整個組態(tài)數(shù)據(jù)保存在MMC中。（2）工作存儲器（RAM）RAM集成在CPU中，不能被擴展。它可用于運行程序指令，并處理用戶程序數(shù)據(jù)。程序只能在RAM和系統(tǒng)存儲器中運行。CPU的RAM都具有保持功能。（3）系統(tǒng)存儲區(qū)RAM系統(tǒng)存儲區(qū)集成在CPU中，不能被擴展。它包括：①標志位、定時器和計數(shù)器的地址區(qū)②I/O的過程映像③局域數(shù)據(jù)3.介紹幾種典型CPU模塊（1）CPU313：CPU313是標準型CPU。具有更大的程序存儲器、低成本的解決方案，適用于對速度要求較高、程序較大的小型應用領域。CPU313內置12KB的RAM，其裝載存儲器為內置20KB的RAM，可用存儲卡擴充裝載存儲器，最大容量為4MB，指令執(zhí)行速度為600ns/二進制指令。擴展模塊只能裝在一個導軌上，最大擴展128點數(shù)字量和32路模擬量。CPU313采用的是軟件時鐘，它給用戶提供一個工作時間計時器。該計時器可用來計量CPU或所連接設備的工作時間長度。（2）CPU313C：CPU313C是緊湊型CPU，帶集成的數(shù)字量和模擬量的輸入和輸出。無內置裝載存儲器，操作時必須用MMC卡擴充裝載存儲器。適用于具有較高要求的系統(tǒng)中。（3）CPU313C-2DP：緊湊型CPU，帶集成的數(shù)字量輸入和輸出，以及PROFIBUSDP主站/從站接口。操作時也必須用MMC卡擴充裝載存儲器。（4）CPU315/CPU315-2DP：CPU315是具有中到大容量程序存儲器和大規(guī)模I/O配置的CPU。CPU315-2DP是具有中到大容量程序存儲器和PROFIBUS-DP主/從接口的CPU，它用于包括分布式及集中式I/O的任務中。CPU315/CPU315-2DP具有48KB/64KB，內置80/96KB的裝載存儲器(RAM)，可用存儲卡擴充裝載存儲器，最大容量為512KB，指令執(zhí)行速度為300ns/二進制指令，最大可擴展1024/2048點數(shù)字量或128/256個模擬量通道。其他特性與CPU314相同。CPU315-2DP是帶現(xiàn)場總線(PROFIBUS)SINECL2-DP接口的CPU模塊，其他特性與CPU315模塊相同。1.1.3SM模塊信號模塊（SM）也叫輸入/輸出模塊，是CPU模塊與現(xiàn)場輸入輸出元件和設備連接的橋梁，用戶可根據(jù)現(xiàn)場輸入/輸出設備選擇各種用途的I/O模塊。S7-300的輸入/輸出模塊外部連線接在插入式的前連接器的端子上，前連接器插在前蓋后面的凹槽內。不需斷開前連接器上的外部連線，就可以迅速的更換模塊。信號模塊面板上的LED用來顯示各數(shù)字量輸入/輸出點的信號狀態(tài)，模塊安裝在DIN標準導軌上，通過總線連接器與相鄰的模塊連接。信號模塊和接口模塊的尺寸為40mm(寬)x125mm(高)x120mm.(深)。有少量模塊的寬度為80mm。1.數(shù)字量模塊S7-300有多種型號的數(shù)字量I/O模塊供選擇。本節(jié)主要介紹數(shù)字量輸入模塊SM321、數(shù)字量輸出模塊SM322、數(shù)字量I/O模塊SM323和仿真模塊SM374。（1）數(shù)字量輸入模塊SM321數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場送來的數(shù)字信號電平轉換成S7-300內部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關觸點即可。輸入信號進入模塊后，一般都經過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時，信號經過背板總線進入到輸入映像區(qū)。數(shù)字量輸入模塊SM321有四種型號模塊可供選擇，即直流16點輸入、直流32點輸入、交流16點輸入、交流8點輸入模塊。模塊的每個輸入點有一個綠色發(fā)光二極管顯示輸入狀態(tài)，輸入開關閉合即有輸入電壓時，二極管點亮。（2）數(shù)字量輸出模塊SM322數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300內部信號電平轉換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機啟動器等。按負載回路使用的電源不同，它可分為直流輸出模塊、交流輸出模塊和交直流兩用輸出模塊。按輸出開關器件的種類不同，它又可分為晶體管輸出方式、可控硅輸出方式和繼電器觸點輸出方式。晶體管輸出方式的模塊只能帶直流負載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸點輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。從響應速度上看，晶體管響應最快，繼電器響應最慢；從安全隔離效果及應用靈活性角度來看，以繼電器觸點輸出型最佳。數(shù)字量輸出模塊SM322有多種型號輸出模塊可供選擇，常用模塊的有8點晶體管輸出、16點晶體管輸出、32點晶體管輸出、8點可控硅輸出、16點可控硅輸出、8點繼電器輸出和16點繼電器輸出。模塊的每個輸出點有一個綠色發(fā)光二極管顯示輸出狀態(tài)，輸出邏輯“1”時，二極管點亮。（3）數(shù)字量I/O模塊SM323SM323模塊有兩種類型，一種是帶有8個共地輸入端和8個共地輸出端，另一種是帶有16個共地輸入端和16個共地輸出端，兩種特性相同。圖1-7是8個共地的輸入端、輸出端SM323模塊的端子連接及電氣原理圖，端子1～10用于輸入，端子11～20用于輸出。I/O額定負載電壓24VDC，輸入電壓“1”信號電平為11～30V，“0”信號電平為－3～＋5V，I/O通過光耦與背板總線隔離。在額定輸入電壓下，輸入延遲為～4.8ms。輸出具有電子短路保護功能。圖1-7SM323模塊端子連接及電氣原理圖2.模擬量模塊本節(jié)闡述S7-300中模擬量值的表示方法，簡單介紹模擬量輸入模塊SM331、模擬量輸出模塊SM332、模擬量I/O模塊SM334的原理、性能參數(shù)等內容。（1）模擬量值的表示方法S7-300的CPU用16位的二進制補碼表示模擬量值。其中最高位為符號位S，“0”表示正值，“1”表示負值，被測值的精度可以調整，取決于模擬量模塊的性能和它的設定參數(shù)，對于精度小于15位的模擬量值，低字節(jié)中冪項低的位不用。表1-4表示了S7-300模擬量值所有可能的精度，標有“×”的位就是不用的位，一般填入“0”。以位數(shù)表示的精度(帶符號位)單位模擬值十進制十六進制高字節(jié)低字節(jié)89101112131415128643216842180H40H20H10H8H4H2H1HS0000000S0000000S0000000S0000000S0000000S0000000S0000000S00000001×××××××01××××××001×××××0001××××00001×××000001××0000001×00000001表1-4模擬量值可能的精度S7-300模擬量輸入模塊的輸入測量范圍很寬，它可以直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號，而S7-300模擬量輸出模塊可以輸出0～10V，1～5V，－10V～10V，0～20mA，4～20mA，－20～20mA等模擬信號，具體的各種模擬量輸入范圍的數(shù)字化表示以及數(shù)字量與不同的模擬輸出范圍間的對應關系，請參考相關技術手冊。（2）模擬量輸入模塊SM331模擬量輸入模塊SM331目前有三種規(guī)格型號，即8AI×l2位模塊、2AI×l2位模塊和8AI×l6位模塊，分別為8通道的12位模擬量輸入模塊、2通道的12位模擬量輸入模塊、8通道的16位模擬量輸入模塊。其中具有12位輸入的模塊除了通道數(shù)不一樣外，其工作原理、性能、參數(shù)設置等各方面都完全一樣。SM331主要由A/D轉換部件、模擬切換開關、補償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉換部件是模塊的核心，其轉換原理采用積分方法，積分時間直接影響到A/D轉換時間和A/D轉換的精度。被測模擬量的精度是所設定的積分時間的正函數(shù)，也即積分時間越長，被測值的精度越高。SM331可選四檔積分時間：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相對應的以位表示的精度為9、12、12和14。每一種積分時間有一個最佳的噪聲抑制頻率f0，以上四種積分時間分別對應400Hz、60Hz、50Hz和10Hz。（3）模擬量輸出模塊SM332模擬量輸出模塊SM332目前有三種規(guī)格型號，即4AO×l2位模塊、2AO×12位模塊和4AO×l6位模塊，分別為4通道的12位模擬量輸出模塊、2通道的12位模擬量輸出模塊、4通道的16位模擬量輸出模塊。其中具有12位輸入的模塊除通道數(shù)不一樣外，其工作原理、性能、參數(shù)設置等各方面都完全一樣。模出模塊的轉換時間包括內部存儲器傳送數(shù)字化輸出值的時間和數(shù)/模轉換的時間，模擬量輸出各通道的轉換是順序進行的。模塊的循環(huán)時間是所有活動的模擬量輸出通道的轉換時間的總和。模出的響應時間是一個比較重要的指標，響應時間就是在內部存儲器中出現(xiàn)數(shù)字量輸出值開始到模擬輸出達到規(guī)定值所用時間的總和。它和負載特性有關，負載不同(如容性、阻性和感性負載)，響應時間也不一樣。（4）模擬量I/O模塊SM334模擬量I/O模塊SM334有兩種規(guī)格，一種是有4模入/2模出的模擬量模塊，其輸入、輸出精度為8位，另一種也是有4模入/2模出的模擬量模塊，其輸入、輸出精度為12位。SM334模塊輸入測量范圍為0～10V或0～20mA，輸出范圍為0～10V或0～20mA。它的I/O測量范圍的選擇是通過恰當?shù)慕泳€而不是通過組態(tài)軟件編程設定的。與其它模擬量模塊不同，SM334沒有負的測量范圍，且精度比較低。SM334的通道地址見表1-5。通道地址輸入通道0模塊的起始輸入通道1模塊的起始＋2B的地址偏移量輸入通道2模塊的起始＋4B的地址偏移量輸入通道3模塊的起始＋6B的地址偏移量輸出通道0模塊的起始輸出通道1模塊的起始＋2B的地址偏移量表1-5SM334的通道地址3.特殊模塊除了最通用的I/O模塊，表1-6介紹了三種特殊模塊的主要特性。下面重點介紹仿真模塊SM374的使用。模塊特性仿真模塊SM374輸入/輸出16占位模塊DM370位置編碼器模塊SM338；POS-INPUT輸入/輸出點數(shù)最多16個輸入或輸出為沒有參數(shù)化的模塊保留一個插槽3個輸入連接絕對值編碼器（SSI）2個數(shù)字量輸入用于保留編碼值適用對象仿真：16點輸入（小開關）16點輸出8點輸入和輸出占位用于：接口模塊不可編程的信號模塊占用兩個插槽的模塊最多檢測3個絕對值編碼器（SSI）編碼器類型：帶13位、21位或25位報文幀長度的編碼器（SSI）數(shù)據(jù)格式：格雷碼或二進制碼支持時鐘操作××√可編程診斷×××診斷中斷××可調整備注可通過調整撥位開關設定功能當用其他模塊更換DM370時，其機械結構和地址不變超過64μs的絕對值編碼器不能用在SM338上表1-6特殊信號模塊仿真模塊SM374可以仿真16點輸入、16點輸出、8點輸入和8點輸出的數(shù)字量模塊。圖1-8是SM374的前視圖，用螺絲刀改變面板中間開關的位置，即可仿真所需的數(shù)字量模塊。仿真模塊沒有列入S7組態(tài)工具的模塊目錄中，也即S7的結構不承認仿真模塊的工作方式，但組態(tài)時可以填入被仿真模塊的代號。例如，組態(tài)時若SM374仿真16點輸入的模塊，就填入16點數(shù)字量輸入模塊的代號：6ES7311-1BH00-0AA00；若SM374仿真16點輸出的模塊，就填入16點數(shù)字量輸出模塊的代號：6ES7322-1BH00-0AA00。SM374面板上有16個開關，用于輸入狀態(tài)的設置，還有16個綠色LED，用于指示I/O狀態(tài)。使用SM374后，PLC應用系統(tǒng)的模擬調試變得簡單而方便。圖1-8仿真模塊SM374的前視圖1.1.4FM模塊功能模塊主要用于對實時性和存儲容量要求高的控制任務，例如計數(shù)器模塊、快速/慢速進給驅動位置控制模塊、電子凸輪控制其模塊、步進電動機定位模塊、伺服電動機定位模塊、定位和連蘇路徑控制模塊、閉環(huán)控制模塊、工業(yè)標示系統(tǒng)的接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等。1.1.5CP模塊S7-300系列PLC有多種用途的通信處理器模塊，如CP340、CP342-5DP、CP343-FMS等，其中既有為裝置進行點對點通信設計的模塊，也有為PLC上網到西門子的低速現(xiàn)場總線網SINECL2和高速SINECH1網設計的網絡接口模塊。下面重點介紹CP342-5DP模塊。CP342-5DP是為把S7-300系列PLC連接到西門子SINECL2網絡上而設計的成本優(yōu)化的通信模塊。它是一個智能化的通信模塊，能大大減輕CPU的負擔，也支持很多其它通信電路。CP342-5DP應用于S7-300系統(tǒng)中，提供給用戶SINECL2網的各種通信服務。它既可以作為主機或從機，將ET200遠程I/O系統(tǒng)連接到PROFIBUS現(xiàn)場總線中去，也可以與編程裝置或人機接口(MMI)通信，還可以與其它SIMATICS7PLC或SIMATICS5通信，并且可以與配有CP5412(A2)的ATPC機以及來自其它制造商的具有FBL(FieldBusLink)接口的系統(tǒng)建立連接，還能與MPI分支網上的其它CPU進行全局數(shù)據(jù)通信。NCMS7-L2組態(tài)軟件可以為實現(xiàn)以上功能進行參數(shù)配置。CP342-5DP內部有128KB的FlashEPROM，可以可靠地對參數(shù)進行備份，在掉電時參數(shù)也能被保持。CP342-5DP主要技術數(shù)據(jù)如下：●用戶存儲器(FlashEPROM)128KB；●SINECL2LAN標準符合DIN19245；●RS-485傳輸方式，波特率為～1500kb/s；●可連接的設備數(shù)量達127個。另外，CP343-FMS是采用PROFIBUS-FMS協(xié)議的現(xiàn)場總線通信模塊，可以用于更加復雜的現(xiàn)場通信任務。1.1.6通訊接口CPU模塊上有三種通訊接口。（1）MPI接口：多點接口MPI（MultipointInterface）是用于連接CPU和PG/OP的接口，或用于MPI子網中的通訊接口。一般傳輸速率為。如果與S7-200進行通訊，也可以指定的傳輸速率。不能指定其他傳輸速率。編程器可以自動偵測到CPUMPI接口的正確參數(shù)，并建立連接。（2）PROFIBUS-DP接口：PROFIBUS-DP接口主要用于連接分布式I/O。PROFIBUS-DP，用于創(chuàng)建大型、擴展子網。例如：PROFIBUS-DP接口既可組態(tài)為主站，也可組態(tài)為從站，傳輸速率可達12Mbps。編程器也可以自動偵測到CPUDP接口的正確參數(shù)，并建立連接。（3）PtP接口：可在CPU上使用PtP（點到點）接口，來連接外部設備至串口，例如條形碼閱讀器、打印機等。對于全雙工（RS422）模式，波特率對打為，對于半雙工（RS485）模式，波特率對打為38.4kbps。在CPUPtP的接口中安裝有以下通訊驅動程序，其報文格式是公開的：●ASCII驅動●協(xié)議●只適用于CPU314C-2這三種接口方式所適用的設備如表1-7所列。MPIPROFIBUS-DPPtPPG/PCOP/TPS7-300/400，帶有MPI接口S7-200（作為被動站點）PG/PCOP/TPDP從站DP主站執(zhí)行器/傳感器S7-300/400，帶有PROFIBUS-DP接口配裝有串口的設備，例如條形碼閱讀器、打印機等。表1-7網絡接口適用設備

1.1.7PLC的工作過程PLC有比計算機更強的工業(yè)過程接口，可視為一種特殊的工業(yè)控制計算機。但編程語言和工作原理與計算機相比有一定的差別，與繼電器控制邏輯的工作過程也有很大差別。PLC的工作過程一般可分為三個主要階段：輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。如圖1-9所示。圖1-9PLC的工作過程(1)輸入采樣階段PLC以掃描工作方式，按順序將所有信號讀入到寄存輸入狀態(tài)的輸入映像區(qū)中存儲，這一過程稱為采樣。在整個工作周期內，這個采樣結果的內容不會改變，而且這個采樣結果將在PLC執(zhí)行程序時被使用。(2)程序執(zhí)行階段PLC按順序進行掃描，即從上到下、從左到右地掃描每條指令，并分別從輸入映像區(qū)和輸出映像區(qū)中獲得所需的數(shù)據(jù)進行運算、處理，再將程序執(zhí)行的結果寫入寄存執(zhí)行結果的輸出映像區(qū)中保存。這個結果在程序執(zhí)行期間可能發(fā)生變化，但在整個程序未執(zhí)行完畢之前不會到輸出端口。(3)輸出刷新階段在執(zhí)行完用戶所有程序后，PLC將輸出映像區(qū)中的內容送到寄存輸出狀態(tài)的輸出鎖存器中，再去驅動用戶設備。PLC重復執(zhí)行上述三個階段，每重復一次的時間稱為一個掃描周期。PLC在一個工作周期中，輸入采樣和輸出刷新的時間一般為毫秒級，而程序執(zhí)行時間因程序的長度不同而不同。PLC一個掃描周期因CPU模塊的運算速度差別很大。當PLC投入運行后，重復完成以上三個階段的工作，即采用循環(huán)掃描工作過程。PLC工作的主要特點是輸入輸出采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新的“串行”工作坊式，這樣既可避免繼電器、接觸器控制系統(tǒng)中的觸電競爭和時序混亂，又可提高PLC的運算速度，這是PLC系統(tǒng)可靠性高、響應快的原因。但是，也導致輸出對輸入在時間上的滯后。PLC在執(zhí)行程序時所用doa的狀態(tài)值不是直接從實際輸入口所獲得，而是來源于輸入映像區(qū)和輸出映像區(qū)。輸入映像區(qū)的狀態(tài)取決于上一掃描周期從輸入端子中采樣取得的數(shù)據(jù)，并在程序執(zhí)行階段保持不變。輸出映像區(qū)的狀態(tài)取決于執(zhí)行程序輸出指令的結果。輸出鎖存器中的狀態(tài)值是上一個掃描周期的輸出刷新結果。安裝規(guī)范對于水平安裝，CPU和電源必須安裝在左面。對于垂直安裝，CPU和電源必須安裝在底部必須保證下面的最小間距：機架左右為20mm單層組態(tài)安裝時，上下為40mm

兩層組態(tài)安裝時，上下至少為80mm接口模塊安裝在CPU的右面一個機架上最多插八個

I/O模塊（信號模塊、功能模塊、通訊處理器）多層組態(tài)只適用于CPU314/315/316安裝安裝幫助文件檢查表硬件手冊部件清單1.................2..................3...................?所有部件是否齊備?（見部件清單）?安裝導軌！?安裝電源!?把總線連接器連到CPU，并安裝模塊!?把總線連接器連到I/O模塊，并安裝模塊!?連接前連接器，并插入標簽條和槽號！

?給模塊配線（電源，CPU和I/O模塊）安裝檢查表電氣安裝檢查表

1. 有模擬信號或總線信號嗎？

2. 是否有>60V的接線？3. 輸出觸點構成的回路中是否有

感性負載？

4. 是否有室外的接線?1.2S7-300PLC電氣安裝規(guī)范正確的硬件安裝是系統(tǒng)正常工作的前提，要嚴格按照電氣安裝規(guī)范安裝。1.2.1安裝導軌●在安裝導軌時，應留有足夠的空間用于安裝模板和散熱（模板上下至少應有40mm的空間，左右至少應有20mm空間），如圖1-13；●在安裝表面劃安裝孔。在所劃線的孔上鉆直徑為6.5+.2mm的孔；●用M6螺釘安裝導軌；●把保護地連到導軌上（通過保護地螺絲，導線的最小截面積為10mm2）。如圖1-14。應注意，在導軌和安裝表面（接地金屬板或設備安裝板）之間會產生一個低阻抗連接。如果在表面涂漆或者經陽極氧化處理，應使用合適的接觸劑或接觸墊片。圖1-10S7-300系統(tǒng)安裝所需空間圖1-11導軌上的保護地連接安裝導軌（1）482mm530mm830mm57.2mm466mm500mm800mm?用M6螺絲把導軌固定到安裝部位！連接保護地?把保護地連到導軌上（通過保護地螺絲?。?/p>

注：導線的最小截面積為10mm2。安裝導軌（2）導軌總線連接器固定螺絲電源和CPU的接線打開電源模塊和CPU模塊面板上的前蓋松開電源模塊上接線端子的夾緊螺釘將進線電纜連接到端子上，并注意絕緣上緊接線端子的夾緊螺釘用連接器將電源模塊與CPU模塊連接起來并上緊螺釘關上前蓋檢查進線電壓的選擇開關把槽號插入前蓋！前連接器的接線打開信號模塊的前蓋將前連接器放在接線位置將夾緊裝置插入前連接器中剝去電纜的絕緣層(6mm長度)將電纜連接到端子上用夾緊裝置將電纜夾緊將前連接器放在運行位置關上前蓋填寫端子標簽并將其壓入前蓋中

在前連接器蓋上粘貼槽口號碼1.2.2安裝和更換模塊從左邊開始，按照如圖1-12順序，將模塊安裝在導軌上：①電源模塊②CPU③信號模塊、功能模塊、通訊模塊、接口模塊圖1-12S7-300模塊安裝順序表1-8說明了模塊安裝的步驟。步驟連接方法圖例1將總線連接器插入CPU和信號模塊/功能模塊/通訊模塊/接口模塊。每個模塊（除了CPU以外）都有一個總線連接器?！裨诓迦肟偩€連接器時，必須從CPU開始●將總線連接器插入前一個模塊。最后一塊模塊不能安裝總線連接器2按照模塊的規(guī)定順序，將所有模塊懸掛在導軌上①，將模塊化到左邊的模塊邊上②，然后向下安裝模塊③3使用0.8～1.1Nm的扭矩，用螺釘固定所有模塊表1-8模塊安裝步驟需要更換模塊時，應先解鎖前連接器，然后取下模塊。如圖1-13。在開始安裝一個新的模塊之前，應將前連接器的上半部編碼插針從該模塊上取下來，如圖1-14所示。這樣做是因為該編碼部件早已插入到已接線的前連接器，如不把它取下，會阻礙前連接器插回原位置。圖1-13解鎖前連接器并取下模塊圖1-14拆卸前連接器編碼插針1.2.3電氣屏蔽與接地在實時控制系統(tǒng)中，接地是抑制干擾以使系統(tǒng)可靠工作的主要方法。在設計中如能把接地和屏蔽正確地結合起來使用，則可以解決大部分干擾問題。PS307除了給CPU供電外，還給24VDC模塊提供負載電流，圖1-15給出了S7-300一般結構的系統(tǒng)供電和接地連接，圖中S7-300參考電位M是接地的。在一些場合，可能需要參考電位不接地的S7-300系統(tǒng)，此時應該把在CPU313/314上M端子和功能性地之間跨接線拆下。對CPU312IFM，只能實現(xiàn)一個接地結構，參考電位和地在內部已連接好。在帶隔離的模塊結構中，控制回路的參考電位和負載回路的參考電位是隔離的。圖1-15S7-300一般結構的系統(tǒng)供電1.2.4機柜的選型與安裝對于大型設備的運行或安裝環(huán)境中有干擾或污染時，應該將S7-300安裝在一個機柜中。在選擇機柜時，應注意以下事項：●機柜安裝位置處的環(huán)境條件（溫度、濕度、塵埃、化學影響、爆炸危險）決定了機柜所需的防護等級（IPxx）●模塊導軌間的安裝間隙●機柜中所有組建的總功率消耗在確定S7-300機柜安裝尺寸時，應注意以下技術參數(shù)：●模塊導軌所需安裝空間●模塊導軌和機柜柜壁之間的最小間隙●模塊導軌之間的最小間隙●電纜導管或風扇的所需安裝空間●機柜固定位置準備啟動把鑰匙插入CPU！插入后備電池！如果用戶程序不是存放在存儲器模塊中（該模塊中的程序不靠電源保持）如果出現(xiàn)斷電時必須保持大量的數(shù)據(jù)

如果需要插入存儲器模塊！不需要后備電池就可以保持用戶程序和數(shù)據(jù)具有較大的“裝載存儲器”2.3實訓一：安裝一個典型的S7-300PLC硬件系統(tǒng)1、實訓目的①熟悉S7-300常用模塊②掌握S7-300常用模塊安裝規(guī)范2、實訓任務和要求安裝一個單導軌PLC控制系統(tǒng)，包含一個數(shù)字量模塊，一個模擬量模塊，一個仿真模塊。要求各模塊安裝符合安裝規(guī)范，實訓設備電源模塊PS307（10A）、CPU模塊313C-2DP、數(shù)字量模塊SM322、模擬量模塊SM334、仿真模塊SM374、連接器、導軌、螺釘、螺絲刀、導線若干。3、安裝步驟①對照部件清單檢查部件是否齊備；②安裝導軌③安裝電源④把總線連接器連到CPU，并安裝模塊；⑤把總線連接器連到I/O模塊，并安裝模塊；⑥連接前連接器，并插入標簽條和槽號；⑦給模塊配線（電源，CPU和I/O模塊）。4、實訓報告①寫出PLC硬件系統(tǒng)安裝順序；②寫出每一個部件的安裝規(guī)范。2.2.3S7-300的擴展能力S7-300是模塊化的組合結構，根據(jù)應用對象的不同，可選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機架(導軌)或多個機架上。與CPU312IFM和CPU313配套的模塊只能安裝在一個機架上。除了電源模塊、CPU模塊和接口模塊外，一個機架上最多只能再安裝8個信號模塊或功能模塊。CPU314/315/315-2DP最多可擴展4個機架，IM360/IM361接口模塊將S7-300背板總線從一個機架連接到下一個機架，如圖所示。S7-300的擴展能力槽號 1 2 3 4 5 67 89 10 11CPUIMSFM本機PSPSIMRIMRPSIMRPS圖3.2S7-300機架和槽位圖3.S7-300模塊地址的確定根據(jù)機架上模塊的類型，地址可以為輸入(I)或輸出(O)。數(shù)字I/O模塊每個槽劃分為4B(等于32個I/O點)。模擬I/O模塊每個槽劃分為16B(等于8個模擬量通道)，每個模擬量輸入通道或輸出通道的地址總是一個字地址。表為S7-300信號模板的起始地址。表2.1S7-300信號模板的起始地址0機架的第一個信號模塊槽(4號槽)的地址為～，一個16點的輸入模塊只占用地址～，地址～未用。數(shù)字量模塊中的輸入點和輸出點的地址由字節(jié)部分和位部分組成。例如：I1.2?輸入字節(jié)地址位地址4.S7-300PLC存儲區(qū)圖3.3S7-300存儲區(qū)示意圖(1)系統(tǒng)存儲區(qū)：RAM類型，用于存放操作數(shù)據(jù)(I/O、位存儲、定時器、計數(shù)器等)。(2)裝載存儲區(qū)：物理上是CPU模塊中的部分RAM，加上內置的EEPROM或選用的可拆卸FEPROM卡，用于存放用戶程序。(3)工作存儲區(qū)：物理上占用CPU模塊中的部分RAM，其存儲內容是CPU運行時所執(zhí)行的用戶程序單元(邏輯塊和數(shù)據(jù)塊)的復制件。CPU程序所能訪問的存儲區(qū)為系統(tǒng)存儲區(qū)的全部、工作存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)塊DB、暫時局部數(shù)據(jù)存儲區(qū)、外設I/O存儲區(qū)(P)等，其功能見表。表2.2程序可訪問的存儲區(qū)及功能3.2S7-300系列PLC模塊性能簡介3.2.1CPU模塊1.CPU模塊概述S7-300有CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU314IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不同的中央處理單元可供選擇。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有現(xiàn)場總線擴展功能。CPU以梯形圖LAD、功能塊FBD或語句表STL進行編程。實驗室機型為CPU315-2DP。表列出了部分中央處理單元CPU的主要特性，包括存儲器容量、指令執(zhí)行時間、最大I/O點數(shù)、各類編程元件(位存儲器、計數(shù)器、定時器、可調用塊)數(shù)量等。表3.3中央處理單元CPU的主要特性表3.3中央處理單元CPU的主要特性CPU315/CPU315-2DP：CPU315是具有中到大容量程序存儲器和大規(guī)模I/O配置的CPU。CPU315-2DP是具有中到大容量程序存儲器和PROFIBUS-DP主/從接口的CPU，它用于包括分布式及集中式I/O的任務中。CPU315/CPU315-2DP具有48KB/64KB，內置80/96KB的裝載存儲器(RAM)，可用存儲卡擴充裝載存儲器，最大容量為512KB，指令執(zhí)行速度為300ns/二進制指令，最大可擴展1024/2048點數(shù)字量或128/256個模擬量通道。CPU315-2DP是帶現(xiàn)場總線(PROFIBUS)SINECL2-DP接口的CPU模塊，其他特性與CPU315模塊相同。2.CPU模塊的方式選擇和狀態(tài)指示S7-300系列的CPU312IFM/313/314/314IFM/315/315-2DP/316-2DP/318-2DP模塊的方式選擇開關都一樣，有以下4種工作方式，通過可卸的專用鑰匙來控制選擇。圖為CPU模塊面板布置示意圖。圖3.4CPU模塊面板布置示意圖(1)RUN-P：可編程運行方式。CPU掃描用戶程序，既可以用編程裝置從CPU中讀出，也可以由編程裝置裝入CPU中。用編程裝置可監(jiān)控程序的運行。在此位置鑰匙不能拔出。(2)RUN：運行方式。CPU掃描用戶程序，可以用編程裝置讀出并監(jiān)控PLCCPU中的程序，但不能改變裝載存儲器中的程序。在此位置可以拔出鑰匙，以防止程序在正常運行時被改變操作方式。(3)STOP：停止方式。CPU不掃描用戶程序，可以通過編程裝置從CPU中讀出，也可以下載程序到CPU。在此位置可以拔出鑰匙。(4)MRES：該位置瞬間接通，用以清除CPU的存儲器。表3.4用于狀態(tài)和故障顯示LED的含義3.2.2數(shù)字量模塊

1.數(shù)字量輸入模塊SM321數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉換成S7-300內部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關觸點即可。輸入信號進入模塊后，一般都經過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時，信號經過背板總線進入到輸入映像區(qū)。數(shù)字量輸入模塊SM321有四種型號模塊可供選擇，即直流16點輸入、直流32點輸入、交流16點輸入、交流8點輸入模塊。圖3.5(a)、(b)所示為直流32點輸入和交流16點輸入對應的端子連接及電氣原理圖。圖3.5數(shù)字量輸入模塊SM321端子連接及電氣原理圖圖3.5數(shù)字量輸入模塊SM321端子連接及電氣原理圖2.數(shù)字量輸出模塊SM322數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300內部信號電平轉換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機啟動器等。晶體管輸出模塊只能帶直流負載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸點輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。從響應速度上看，晶體管響應最快，繼電器響應最慢；從安全隔離效果及應用靈活性角度來看，以繼電器觸點輸出型最佳。表3.6數(shù)字量輸出模塊SM322的技術特性3.數(shù)字量I/O模塊SM323SM323模塊有兩種類型，一種是帶有8個共地輸入端和8個共地輸出端，另一種是帶有16個共地輸入端和16個共地輸出端，兩種特性相同。I/O額定負載電壓24VDC，輸入電壓“1”信號電平為11～30V，“0”信號電平為－3～＋5V，I/O通過光耦與背板總線隔離。在額定輸入電壓下，輸入延遲為～4.8ms。輸出具有電子短路保護功能。3.2.3模擬量模塊1.模擬量值的表示方法S7-300的CPU用16位的二進制補碼表示模擬量值。其中最高位為符號位S，“0”表示正值，“1”表示負值，被測值的精度可以調整，取決于模擬量模塊的性能和它的設定參數(shù)，對于精度小于15位的模擬量值，低字節(jié)中冪項低的位不用。表表示了S7-300模擬量值所有可能的精度，標有“×”的位就是不用的位，一般填入“0”。S7-300模擬量輸入模塊可以直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號，而模擬量輸出模塊可以輸出0～10V，1～5V，－10V～10V，0～20mA，4～20mA，－20～20mA等模擬信號。表3.7模擬量值可能的精度2.模擬量輸入模塊SM331

模擬量輸入(簡稱模入(AI))模塊SM331目前有三種規(guī)格型號，即8AI×l2位模塊、2AI×l2位模塊和8AI×l6位模塊。1)SM331概述SM331主要由A/D轉換部件、模擬切換開關、補償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉換部件是模塊的核心，其轉換原理采用積分方法，被測模擬量的精度是所設定的積分時間的正函數(shù)，也即積分時間越長，被測值的精度越高。SM331可選四檔積分時間：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相對應的以位表示的精度為8、12、12和14。2)SM33l與傳感器、變送器的連接(1)SM331與電壓型傳感器的連接，如圖所示。圖3.6輸入模塊與電壓型傳感器的連接(2)SM331與2線電流變送器的連接如圖所示，與4線電流變送器的連接如圖所示。4線電流變送器應有單獨的電源。圖3.7輸入模塊與2線變送器電流輸入的連接圖3.8輸入模塊與4線變送器電流輸入的連接(3)圖所示是熱電阻(如Ptl00)與輸入模塊的4線連接回路示意圖。通過端IC+和IC－將恒定電流送到電阻型溫度計或電阻，通過M+和M－端子測得在電阻型溫度計或電阻上產生的電壓，4線回路可以獲得很高的測量精度。如果接成2線或3線回路，則必須在M+和IC+之間以及在M－和IC－之間插入跨接線，不過這將降低測量結果的精度。圖3.9熱電阻(如Ptl00)與輸入模塊的4線連接回路示意圖

3.模擬量輸出模塊SM332

模擬量輸出(簡稱模出(AO))模塊SM332目前有三種規(guī)格型號，即4AO×l2位模塊、2AO×12位模塊和4AO×l6位模塊，分別為4通道的12位模擬量輸出模塊、2通道的12位模擬量輸出模塊、4通道的16位模擬量輸出模塊。1)SM332與負載/執(zhí)行裝置的連接SM332可以輸出電壓，也可以輸出電流。在輸出電壓時，可以采用2線回路和4線回路兩種方式與負載相連。采用4線回路能獲得比較高的輸出精度。如圖所示。圖3.10通過4線回路將負載與隔離的模出模塊相連4.模擬量I/O模塊SM334模擬量I/O模塊SM334有兩種規(guī)格，一種是有4模入/2模出的模擬量模塊，其輸入、輸出精度為8位，另一種也是有4模入/2模出的模擬量模塊，其輸入、輸出精度為12位。SM334模塊輸入測量范圍為0～10V或0～20mA，輸出范圍為0～10V或0～20mA。它的I/O測量范圍的選擇是通過恰當?shù)慕泳€而不是通過組態(tài)軟件編程設定的。SM334的通道地址見表。表3.8SM334的通道地址3.2.4S7-300系列PLC系統(tǒng)供電與接地1.PS307電源模塊PS307是西門子公司為S7-300專配的24VDC電源。PS307系列模塊除輸出額定電流不同外(有2A、5A、10A三種)，其工作原理和各種參數(shù)都相同。PS307可安裝在S7-300的專用導軌上，除了給S7-300CPU供電外，也可給I/O模塊提供負載電源。圖為PS30710A模塊端子接線圖。圖3.11PS30710A模塊端子接線圖2.S7-300的電流耗量和功率損耗S7-300模塊使用的電源由S7-300背板總線提供，一些模塊還需從外部負載電源供電。在組建S7-300應用系統(tǒng)時，考慮每塊模塊的電流耗量和功率損耗是非常必要的，表列出了在24V直流負載電源情況下，各種S7-300模塊的電流耗量、功率損耗以及從24V負載電源吸取的電流。表列出了在120/230VAC負載電源下，模塊的電流耗量和功率損耗。表3.9S7-300模塊的電流耗量和功率損耗(24VDC負載電源)續(xù)表表3.10S7-300模塊的電流耗量和功率損耗(120/230VAC負載電源)一個實際的S7-300PLC系統(tǒng)，確定所有的模塊后，要選擇合適的電源模塊，所選定的電源模塊的輸出功率必須大于CPU模塊、所有I/O模塊、各種智能模塊等總消耗功率之和，并且要留有30％左右的裕量。當同一電源模塊既要為主機單元又要為擴展單元供電時，從主機單元到最遠一個擴展單元的線路壓降必須小于0.25V。例如，一個S7-300PLC系統(tǒng)由下面的模塊組成：1塊中央處理單元CPU3142塊數(shù)字量輸入模塊SM321，16×24Vl塊繼電器輸出模塊SM322，8×230VACl塊數(shù)字量輸出模塊SM322，16×24VDCl塊模擬量輸入模塊SM331，8×12位2塊模擬量輸出模塊SM332，4×12位各模塊從S7-300背板總線吸取的電流＝2×25＋40＋70＋60＋2×60＝340mA各模塊從24V負載電源吸取的電流＝1000＋2×1＋75＋100＋200＋2×240＝1857mA各模塊的功率損耗＝8＋＋＋＋＋2×3＝29.4W從上面計算可知，信號模塊從S7-300背板總線吸取的總電流是340mA，沒有超過CPU314提供的1.2A電流。各模塊從24V電源吸取的總電流約為1.857A，雖沒有超過2A，但考慮到電源應留有一定裕量，所以電源模塊應選PS3075A。上述計算沒有考慮接輸出執(zhí)行機構