講西門子s7-300plc教程可編程控制器原理及應用

wwwPLCworld胡學 編 就業(yè)的幾種方1、設計（設計院 、司、有些工廠23、技術咨

wwwPLCworld4、組態(tài)軟件與PLC

wwwPLCworld第一章可編程控制器概主要功能

wwwPLCworldPLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較PLC的發(fā)展趨wwwPLCworld

PLC系統(tǒng)設wwwPLCworld一、什么是器，它是以微處理器wwwPLCworldcn 應用而設計”的工業(yè)控制計算PLC的產生PLC的歷 最wwPLCworldcn汽車制造商通用汽車公一種新型的工業(yè)控制GM編程簡單價格便宜，其性能價格比要高于繼電器控制可靠性要明顯高于wwPLCworldcn器控制系統(tǒng)輸入可以是AC115V輸出為AC115V，2A硬 方便，最好是插件式結構擴展時用戶程 器容量至少可以擴展到4K1969年數(shù)字設備公司（DEC）根據(jù)招標的要wwwPLCworld Controller），簡稱PC。 70年代中期，PLC進入wwwPLCworldcn用化階段70年代末和80年代初，PLC進入了成熟PLC的定國際電工（IEC）于年月和年月對可編程序控制器作了如下wwwPLCworld可編程序的器，用來在其內部執(zhí)行邏操作令，并通過數(shù)字式模擬式的輸入和輸wwwPLCworld防wwwPLCworld

二、PLC著名品牌中國PLC市 榜上的世界幾大廠家 （Modicon）和法國的TE電器公歐姆公司d富士電機株式會社（FujiElectric）PLC的國內狀 光洋合資生產的PLC;合資的廈門A—B公司生產的香島機電公司引進wwwPLCwoOMRON公司西 公司等

生產的三、PLC的特點1 能力強，可靠性高(平均無故障時間3-5萬小時2、編程簡

wwwPLCworld3、有很強的輸入輸出接口，使用4、體積小、結構緊湊、安裝 方5、設計、施工、調試周6、易于實現(xiàn)機PLC的缺如總線、專家通信網(wǎng)絡及協(xié)議，I/O模板不通用，甚2、編程語言雖2wwwPLCworld均不一致，因此各公司的PLC互不兼容等公司已經開發(fā)出以個人計算機為基。四、PLC的性能指標 PLC的CPU執(zhí)行程序的速wwwPLCworld根據(jù)Ｉ／Ｏ點數(shù)據(jù)結構形式⒊根據(jù)用途分 wwwPLCworld根據(jù)Ｉ／Ｏ點數(shù)微型Ｉ／Ｏ點數(shù)(總數(shù))在64點以下，內存容量為256B～1KB小型Ｉ／Ｏ點數(shù)(總數(shù))在65～128點之間，內存容量為1～3.6KB中型Ｉ／Ｏ點數(shù)在129～512點之間，內存容量為3.6～13KBwwwPLCworld大型Ｉ／Ｏ點數(shù)在513～896點之間，內存容量為13K巨型 Ｏ點數(shù)大于896，內存容量大于13K，稱上述劃分方式并不十分嚴格，也不是一成不變的。隨著C整體wwwPLCworldwwwPLCworld整體

模塊模板式（或模塊式如電源模板、ＣＰＵ模板、輸入模板、輸出模板及其它智能模板等。這種ＰＬＣ（如S7-40）一般設有機架底板，在底板上有若干插槽，使用時，各種模板直接插入機架底板即可。也有的ＰＬＣ（如S7-30）為串行聯(lián)接間是通過背板總線連接的wwwPLCworl

種結構的ＰＬＣ配置靈wwwPLCworldwwwPLCworld模塊分散 將各Ｉ／Ｏ模板分散放置在各個工作站，由口進行通信連接，由ＣＰＵ集中指揮wwwPLCworld六、可編程控制器的與繼電器邏輯控制系統(tǒng)的與控制相比有許多缺點。wwwPLCworld接線邏輯,接線邏輯,體積大,接線復雜

繼電器邏

可編程控控制邏

改控制速改限時控觸點數(shù)

通過觸點的開閉實現(xiàn)控制作用。動作速度為幾十毫秒，易出現(xiàn)由時間繼電器實現(xiàn)，精度差，４～８對，易磨 wwwPLCworld

任意多個，永工作方

并行工

串行循環(huán)掃設計與施可靠性

設計、施工、調試必須順序進短可靠性與 性

在系統(tǒng)設計后，現(xiàn)場施工與程序設計可同時進行周期短，調試、修改長，可靠性高，有自診斷功能易使用機械開關、繼電器及接觸價 器等，價格便

使用大規(guī)模集成電路，初期投資較七、可編程控制器的與其他工業(yè)控制器表性的工業(yè)控制器：可編程控制器(PLC)、PID控制器(又稱PIwwPLCworldcn器)散控制系統(tǒng)(DCS)、微型計算機(PC)和工業(yè)控制計算機（IPC）。由于PID控制器一般只適用于過程控制中的模擬量控制，并且，目前的PLC或S中均具有PI的功能。所以，只對可編程控制器與通用的微型計算機、與集散控制系統(tǒng)、 wwwPLCworld的技術，有著很強的接口能力，使它更PLC與微型計算機比較項可編程控制微型計算應用范工業(yè)控科學計算、數(shù)據(jù)處理、通信使用環(huán)工業(yè)現(xiàn)具有一定溫度、濕度的輸入與主機采用微電聯(lián)系,沒有光離,沒有的Ｉ／Ｏ程序設wwwPLCworld一般為梯形圖語言，易于學習和程序語言豐富，系統(tǒng)功自診斷、配有較強的操作系工作方循環(huán)掃描方式及中斷中斷方可靠極高，能力強，長期運能力差,不能長期體積與結構松散，體積大，密封性鍵盤大，顯示可編程控制器與集散控制系統(tǒng)都是用于工業(yè)現(xiàn)場的自動控制設備，都是以微型計算機為基礎的，都可以完成工業(yè)生產中大量的控制任務。但是，它們①發(fā)展基礎不wwwPLCworld②擴展方向不wwwPLCworld隨著微型計算機的發(fā)展，可編程控制器在初期邏輯運算功能的基礎上，增加了數(shù)值運算及閉環(huán)調節(jié)功能。運算速度不斷提高，控制規(guī)模越來越大，并開始與網(wǎng)絡或上位機相連，構成了以為部件的分布式控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)自7年代問世后，也逐漸的把順序控制裝置，裝置，回路控制儀表，過wwwPLCworld機構成的中小型DCS將被PLC構與S從各自的基礎出發(fā)，在發(fā)展過程中互相滲透，互為補償，兩者的功能越來越近，頗有殊路同歸之感。目前，很多工業(yè)生產過程

可以用PLC實現(xiàn)控www

也可以用DCS實現(xiàn)制。但是，由于PLC是專為工業(yè)環(huán)境下應用設計的，其可靠性要比一般的小型計算機高得多，所以，以為控制器的S必將逐步占DCS可編程控制器與工業(yè)控制計算機（IPC）可編程控制器與工業(yè)控制計算機(簡稱工控機)都是用來進行工業(yè)控制，但是工控機與wwwPLCworld①硬件方工控機是由通用微型計算機推廣應用發(fā)展起來的，通常由微型計算機生產廠家開發(fā)生產，在硬件方面具有標準化總線結構，各種機型間兼容性強。而C則是針對工業(yè)順序控制，由電氣控制廠家研制發(fā)展起來的，其硬件結構專 但是PLC的信號和控制輸出的功率強，可，又有一系列的措施。因的可靠性更能滿足工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的要②軟件方工控機可借用通用微型計算機豐富的軟件資源，對算法復雜，實時性強的控制任務能較好的適應。PLC在順序控制的基礎上，增加了PID控制算法，它的編程采用梯形圖語言，易于被熟悉電氣控制線路而不太熟悉微機軟件的工廠電氣技術人員所掌握。但是，一些微型計算軟件還不能直接在PLwwPLCworld發(fā)

用，還要經過二P八、可編程控制器的主要功能

進行動作?？删幊炭刂破鞯闹饕δ苓\動定時計數(shù)控步進控數(shù)據(jù)處

wwwPLCworldSIMATICwwwPLCworld

IndustrialEthernet/FastPROFIBUS PROFIUSPROFIBUS PROFIUS

PROFIBUSemotePROFIBUS-

operatorpanelPROFIBUSPAWeb

Data

Monitor

光電轉換光電轉換

光電轉換wwwPLCworld

光纖Profibus—S7-315-軌道信 道岔、信號九、可編程控制器1國際市在全世界約200家可編程控制器生產廠商中 市場％以上份額的公司只有6家，即 的A-B公司，GE-FANUC公 公司，法國的Schneider ，wPLCorld N公司從市場份額指標來看，第一位是公司，約占有％的市場份額；第二位是AB公司,約占有18％的市場份額；第三位是Schneider，約占有12％的市場份額。前三家共占有60％的按市場占有率排序，一流廠商主要有四大廠商：，國內市我國對可編程控制器的研制始于1974和技術，如寶鋼的一、二期工程(引進了500多套)，秦皇島煤碼床、電站等幾類行業(yè)，其他生產行業(yè)的應用尚未普及。如飲水處理及供水系統(tǒng)，應用可www 控制器的比率不足10％，還有在國外已廣泛應用的、交通、造紙、制藥、精細化工司中的前4家為主，而小型ＰＬＣ機則由 wwwPLCworld可編程控制器作為一種通用的工業(yè)控制器，它可用于所有的工業(yè)領域。當前國內外已廣泛地將可編程控制器成功的應用到機械、汽車、冶金、石油、化工、輕工、紡織、交通、電力、電信、采 wwwPLCworld通過以上介紹，看到了可編程控制器應用的發(fā)展速度之快用范圍之廣。ＰＬＣ控制技術代表了電氣控制技術的世界先進水平，它已與CAD/CAM、工業(yè)機器人并列為工業(yè)自動化的十、可編程控制器的系列化、模板每個生產ＰＬＣ的廠家?guī)缀醵加凶约旱漠a品，同一系列的wwwPLCworld

令向上兼容小型機功能展速度大大高于中、大型ＰＬＣ。隨著微電子技術的進一步發(fā)展，ＰＬＣ的結構必將更為緊湊體積更小，而安裝和使用更為方便。有的小型機只有手掌大小，dn 用其制成機電產品有的小型機的Ｉ／Ｏ可以以點為單位由關量Ｉ／Ｏ，還有模擬量Ｉ／Ｏ，高速計數(shù)器，高速直接輸出，輸出等。一般都有通信功能，中、大型機高速度、高功能、大容要求也越來越高，在三菱公司AnA系列的32位微處理器M887788中，在一塊 上實現(xiàn)了ＰＬＣ的全部功能，它將掃描時間縮短為每條基本指令0.15微秒。OMRON公司的CV系列，每條基本指令的掃描時間為0.125微秒。而 公司的TI555采用了多微處理器，每條基本指令的掃描時間為0.068wwwPLCworld在器的容量上，OMRON公司的CV系列ＰＬＣ的用戶存儲器容量為64K字，數(shù)據(jù)器容量為24K字，文件器容字處理，隊列、矩陣運算，ＰＩＤ運算及超前、滯后補償，多段 低成斷下降，在大幅度提高ＰＬＣ功能的同時，也大幅度降低了ＰＬＣ的成本。同時，價格的不斷降多功ＰＬＣ可以代替計算機進行管理 。智能 容易，應用廣泛，是當代工業(yè)生產自動化的三大一 wwwPLCworld小可用多種形式的編程語言編寫PLC的應用程序，梯，是 是 件，是接線邏輯。wwwPLCworld

電器與導線的連接4（SPIP） 習題1、什么是可編程控制器2、PLC的特點是整體式ＰＬＣ與模板式ＰＬＣ各有什么特點 wwwPLCworld第二章wwwPLCworldwwwPLCworldwwwPLCworld開 開 wwwPLCworldwwwPLCworld主

回 線

wwwPLCworld

wwwPLCworld 此系統(tǒng)的輸入點數(shù)：1）開關w 1紅燈2綠燈采用西門子S7-200系列PLC實現(xiàn)上述控制如下見下紅燈

NwwwwwwPLCworldMM

開關 開關PLC控制程序如下

)

wwwPLCworld

(SD

)

wwwPLCworld常開觸點 PLC控制：采用軟件程序來實現(xiàn)控wwwPLCworldwwwPLCworldwwwPLCworld ~ wwwPLCworldPLC循環(huán)掃描工作PLC控制系統(tǒng)的等效wwwwwwPLCworld戶 輸輸執(zhí)元場輸入輸入行件輸入調入映用戶入端理緩 器

器

wwwPLCworld

允許般幾毫秒秒1——輸入采樣（或稱輸入刷新我們知道，PLC的神經中樞CPU是不能直接與外部接線端子打交道的。送入到PLC端子上的輸入信號，經過調理 等待采樣，沒有CPU采樣“允許”，外界輸入信號是不能 器。當CPUwwwPLCworldcn 信號由緩沖區(qū)進入映像區(qū)， 器的內容的。由于PLC掃描周期一般只有幾十毫秒， 22階段——在執(zhí)行用戶程序階段，CPU對用戶程序按順序進行息的狀態(tài)均從輸入映像寄存器中去，而不是直接使用像寄存器中。在執(zhí)行用戶程序中，每一次運算的中間 33階段——同樣道理，CPU不能直接驅動負載。當前處理的結果放在輸出映像器區(qū)內，在程序執(zhí)行結束后(或下次掃描用戶程序前)，才將輸出映像區(qū)的內容通過鎖存器輸出Cor 一、PLC基本構成*：它主要由 wwwPLCworld其中CPU是PLC ，I/O部件是連接現(xiàn)場設備與 1、整體式PLC系統(tǒng)口口池口元wwwPLCworld口口塊模塊塊模塊模塊wwwPLCworld塊模塊模塊塊塊1）微處理器（1）通用處理器：8086、80286、 器 器 RAM=（I+O）*103）輸入／輸出部件（I／0單元wwwPLCworld5)智能接口模塊是一個獨立的計算機系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、器，以及外界

控制器的CPU模塊通過系統(tǒng)總線相連接，進行數(shù)據(jù)交換，并在CPU模塊的協(xié)調管理下獨立地模塊、中斷控制模塊等。另外還有w塊等6

互聯(lián)的通信處理整體式wwwwwwPLCworldwwwPLCworld整體

模塊wwwPLCworld模塊wwwPLCworld模塊（輸入信號一般分為數(shù)字量DI、模擬量

形式wwwPLCworld形式圖

P231、直流

共源型（共+端）P50圖PLC直流輸入接口電wwwwwwPLCworld常用幾個其它典型無源觸點wwwPLCworld +PNP

wwwPLCworld

NPN

、PLC直流輸入接口電路（共源型PLCPLC+內部wwwPLCworld內路內部電共源型特點：每個輸入端電流為流入PLC直流輸入接口電路（共源型PLC-

電電

wwwPLCworld 、PLC直流輸入接口電路(共漏型硬件原理(FX系列PLCwwwPLCworld 共漏型特點：每個輸入端電流為流出PLC直流輸入接口電路(共漏型)外接元硬件原理(FX系列

PLC-

wwwPLCworld 路共漏型特點：每個輸入端電流為流出d某

X3wwwPLCworld

+ - wPLCworld+2-

wwwPLCworld

wwwPLCworld

+2 - wwwPLCworld+2-a、1次電路2次電路光電耦合 （防止干擾b、2次電路設有RC濾波器（防止顫振響應時間 例如10ms左右響應滯 wwwPLCworld3外面可接入無源觸點、傳感器（有源觸點wwwPLCworld2、PLC交流輸PLC輸wwwPLCworldNwwwwwwPLCworldPLC交流輸入PLC輸出接口電

CPU接通繼電器的線wworldc

PLC繼電器型輸wwwPLCworldPLC繼電器型輸出wwwwwwPLCworld最電阻負載大

2A/1

0.3A/1

0.5A1負載應響OFF應時 間

wwwPLCworld點150VA/

0.8A/40.2ms以0.2ms以它可直接接直流DC負載，也可直接接交流AC負載但由于其輸出為機械觸點，所以其使用相對wwwPLCworld輸出端輸出端輸出端wwwPLCworld輸出端輸出端輸出端輸出端輸出端輸出端~

~

輸出端

wwwPLCworld輸出端輸出端輸出端

wwwPLCworld無公共端的繼電器型輸出結構 式~~

輸出端輸出端

wwwPLCworld無公共端的繼電器型輸出結構外接各種負載 式 b、響應時間：0.2ms以wwwPLCworldc、最大負載（輸出電流） 0.8A/4點見下PLC晶體管輸wwwPLCworldPLC晶體管輸出wwwPLCworld最電阻負載大

2A/1

0.3A/1

0.5A1負載應響OFF應時 間

wwwPLCworld點150VA/

0.8A/40.2ms以0.2ms以wwwPLCworldY1 Y3 wwwPLCworldY5 Y7

Y1Y3輸出端

wwwPLCworldY5 Y7

三端雙向可控硅, b、響應時間：OFF 1ms以wwwPLCworldc、最大負載（輸出電流） 0.8A/4點見下PLC可控硅型wwwPLCworldPLC可控硅型wwwwwwPLCworld最電阻負載大

2A/1

可控硅型0.3A/1

0.5A1負載應響OFF應時 間

wwwPLCworld點150VA/

0.8A/40.2ms以0.2ms以載（注意負載中通過的電流必須<=0.5A），不能直wwwPLCworldwwwPLCworld有公共端的可控硅型輸出結構（匯點式~~

wwwPLCworld

2.2可編程控制器的系統(tǒng)軟件就是PLC的系統(tǒng)程序，也有 為可編程控制器的操作系統(tǒng)worldcn每臺可編程控制器都必須包括系統(tǒng)管理用戶指令解釋二、應用軟1．梯形圖2．指令語句表wPLCword）45．高級w

制的三種編程語言的表達方wwwPLCworld 一種“自然語言”，它沿用繼電器的觸點（wrldcn開 開

KA1線

wwwPLCworld

KA2線

)

(SD

)

wwwPLCworld常開觸點 (1)“軟繼電器wwwPLCworld wwwPLCworld (2)PLC梯形圖中常開接點和常閉接點器接點時，就去檢查其線圈是否 接點是常閉接點，就取它的 (3PLC梯形圖中的各種繼電器接點的串行這些邏輯運算的次

是沒有限制LCworldc

，可在編制程序時無限次使用(動合)或常閉(動斷)的形式描，不會發(fā)生接點競描，不會發(fā)生接點競wwwPLCworldwwwPLCworld S7系要求掌握wwwPLCworld西門子SIMATICS7系列 S7-200系列，用于小型wwwPLCworld2、模塊型PLCS7-300系列于中型系統(tǒng)控制，編成軟件STEP7-V5.23、模塊型PLCS7-400系列于大型系統(tǒng)控制,編成軟件STEP7-V5.2整體型 CPU221基本單 CPU2www

wwwPLCworld

電 池 接口 圖2-6整體式PLC表2.1S7-200CPU22X基本單元數(shù)字277I/O點dI/O點數(shù)字量I/O邏輯映像128入/128128入/128128入/128128入/128模擬量I/O邏輯映像無有一個系

AC220V30VA2模擬輸入AI：4

1 2K1模擬輸出AO：2個 1 1設計：PLC硬件配置模wwwPLCworld主機(基本單元）：CPU224（14DI、

熱電偶用模擬輸入擴展模塊EM231(4路，熱電偶輸入12主機(基本單元

12

wwwPLCworld

wwwPLCworldwwwPLCworldwwwPLCworld作業(yè) AC220V30VA4模擬輸入AI：6

壓力傳感器2個液位傳感器1個K

1wwwPLCworldcn控制器

2 控制信號范圍 模塊型 模塊式PLC塊模塊塊模塊塊wwwPLCworld模塊模塊模塊模塊塊塊一、S7-300CPU CPU（StandardCPUs）3.CPU（CompactCPUs）wwwPLCworld4.故障安全型CPU（Fail-safeCPUs）S7-300CPUCPU模板的主要特CPUCPUCPUCPU315-2CPUCPU318-

wwwPLCworld 系列CPU模塊的主要特性 系列CPU模塊的主要特性型CPU318-裝載儲最大最大最大最大最大最大工器指令行時）位操字操21111定點32222浮點大數(shù)字I／O d最大模擬I／O通道最大配塊模個機塊模時軟件時硬件實時時定時計數(shù)位器編程語STEP塊類組織塊OB，功能塊FB，功能FC，數(shù)據(jù)塊DB，系統(tǒng)功能塊SFB、MPI接口站最多32最多32個連接集成型CPU集成型CPU為CPU31xIFM系列，目前有兩種型號，CPU312IFM和CPU314IFM，是在CPU模板上同時集成了部分I／O點、高速計數(shù)①CPU312IFM 10個數(shù)字量輸入點wwwrdcn4VDC，（其中4個可用于 6個數(shù)字量輸出點，24VDC，0.5A1個有4個輸入端的32位（含符號）高速計數(shù)器，計1個頻率測量通道，最高測量頻率10KHz0.1s、1s、10s CPU314IFM 20個數(shù)字量輸入點，24VDC，（其中4個可用于過程中斷或集成功能的通4個模擬量輸入端，輸入值范圍：±10V，±20mA。分辨率：11位+符號位1個模擬量輸出端，輸出值范圍：±10V，±20mA。分辨率：11位+符號位1個有4個輸入端或者2個各有2個輸入端的32位（含符號）高速計數(shù)器，計 1個頻率測量通道，最高測量頻 Hz，門控時間0.1s、1s、10s 開環(huán)定位功能，通過1個24V-非對稱增量 進行位置編碼， 用3個數(shù)字輸入端，計數(shù)器（10KHz）脈沖為四倍頻3、緊湊型CPU（CompactCPUs） 緊湊型CPU為CPU31xC系列，是在CPU31xIFM系列的基礎上推出的功能更強，結構更緊湊的CPU模板，它們均配置了MMC卡（MicroMemoryCart微 卡）和9針MPI（MultiPonitInterface多點通 口），有的還配置了9針wP ecentralPeripherals分散設備）接口，有的則配置了15針PtP(PonitPoint基本功-2-2-2-2MMC√√√√√√MPI√√√√√√DP√√PtP√√字量入Lworld數(shù)字量輸模擬量輸———模擬量輸—2——22高速計數(shù)233344頻率測定位通114、故障安全型CPU（Fail-safeCPUs）故障安全型CPU的型號為CPU31xF公司 推出的具有更高可靠性的CPU模板，在S7-300系列中主要有CPU315F，CPUwwwPLCworld317F-2DP，在S7-400系列中有CPU416F SM321數(shù)字量輸入模板技術技術特直流輸入模直流輸入輸入交流輸入模輸入點8額定負載電壓負載電壓范圍額定輸入電壓輸入電壓“1”范圍wwwCworld輸入電壓“0”范圍輸入電壓頻率（與背板總線）方光耦合光耦合光耦光耦合輸入電流“1”信號（mA）76最大允許靜態(tài)電流14典型輸入延遲背板總線最大消耗電流功率損耗4wwwPLCworldwwwPLCworldSM321DI16□□24VDC模塊內部wwwPLCworldwwwwwwPLCworld 成現(xiàn)場所需要的外部信號電平，可直接驅動電磁閥線圈／接觸器線圈，微型電動機，指示燈等負wwwPLCworld 根據(jù)負載回路使用電源的要求，數(shù)字量輸出 DO8XDC24V/0.5A(8點晶體管型輸出wwwPLCworldDO16XDC24V/0.5A(16點晶體管型輸出

每組點

wwwPLCworldwwwPLCworldwwwwwwPLCworldSM322□□DO16□□24VDC/0.5AwwwPLCworldwwwPLCworld3、模擬量輸入（AI）模板SM331模板主要由A／D轉換器、切換開關、恒流源、 的模擬信號轉換為PLC內部處理用的數(shù)字信號。其主要

wwwPLCworld A／D轉換器采用積分法，4檔積分時間2.5、16.7 測量范圍廣，電壓和電流傳感器、熱電偶，電阻 電壓：±5V、1~5V、wwwPLCworld電流：0~20mA20mA技術特AI8AI8AI8AI8AI2通道組44441輸入點88882分辨15位＋符9位＋符12位＋符14位＋符15位＋符15位＋符9位＋符12位＋符14位＋符測量方電電電壓www溫度rld 電熱電電溫度測量范圍選任任任任任可編程診√√√√√中斷診可調可調可調可調可調極限值監(jiān)方光光負載電光負載電光光wwwPLCworldSM331與傳感器、變送器的連接方wwwwwwPLCworldwwwPLCworldc、與4線變送器連接的端子接線圖如圖3-15wwwPLCworldwwwPLCworldwwwPLCworld位、AO4×12位、AO2×12位和AO4×16電壓：±5V、1~5V、、0~10V、wwwPLCworld電流：0~20mA20mA模擬量輸出（AO）模板分辨率：從12位到15模擬量輸出通道的轉換時間和模板的循環(huán)時間：每個通道的最大轉換時間為0.8～1.5ms，建立時間為0.1～0.5ms。模板的循環(huán)時間為所有激活的AO通道的wwwPLCworld輸出的電流和電壓范圍可調，用參數(shù)化軟件可以為具有中斷能力，當發(fā)生錯誤時，可將診斷信息和極m換精每通道轉換時

，±10V，wwLord ±20mA12：在0～20mA，0～10V最大

15位+符號技術特技術特842AO4通道組8424輸出點8424分辨位位位位電壓電壓電壓電壓：輸出方式及輸出范圍擇電流電流電流電流±2011位+符號±20±20±20建立時間電壓輸

容性負載

容性負載

容性負載

容性負載 阻 容性輸

感性輸 與背板總 光

光 光

光 wwwPLCworldwwwPLCworldwwwwwwPLCworld三、功能（FM）模wwwPLCworld四、接口（IM）模 接口模板用于S7-300系列PLC的中央機架到擴展機架的連接。主要有3種規(guī) wwwPLCworld1．接口模板2．接口模板接口模板組成，一塊插 IM365用于連接 機架與1個擴展機架，由兩組成，一塊插world機架，通過1的連接電纜，將另一塊插入擴展機架，在一個擴展機架上最多接口模板 入接口模板w

S7-300系列的最配置為1 機架與3個擴展機架，五、電源（PS）模板電源模板PS307用于將120／230交流電壓轉換為24V直流電壓，根出電流的不 選，2A、5A、10AwwwPLCworld3-28所示wwwPLCworld六、通信處理器（CP）模CP340通信處理器模板(PTP連接CP341通信處理器模板(PTP連接CP342-2／Cwww -2通信處理器模板(AS-CP342-5通信處理器模板(PROFIBUS-CP343-1通信處理器模板(工業(yè)以太網(wǎng)CP343-1TCP通信處理器模CP343-5通信處理器模板(PROFIBUS-S7-300的I／O地址組1.S7-300的插槽地wwwPLCworld3.S7-300模擬量I／OwwwPLCworld如果選擇了電源模板PS307，必須安裝在1CPU模板的安裝位置緊挨著電源模板，安裝在2號槽位用于連接擴展機架的接口模板IM，安裝在3號槽位上號槽位wPCorld電電模塊接信信口號號模模模塊塊塊信塊信號模信塊信號模信號模塊塊塊塊 SM SM SMSMSM導軌槽位編號

10S7-300PLC的擴導軌接口www電電模塊接槽位編號 10wwwPLCworld wwwPLCworld機3(接受機3(接受 2

wwwPLCworld 機 機0

(發(fā)送

配了4個字節(jié)（32個I／O點）的地址范號模號模-300模塊的編1 PS wwwwwwPLCworldS7-300模擬量I／O地址組對于在機架的SM區(qū)安裝的模擬量，CPww

字節(jié)（8個模擬量通道）擬量I／O通道占用一個字地址（2）S7-300對模擬量I／O模板默認的地址范

模塊

www 槽23456789確定實際的地址范圍，如果在機架0的 wwwPLCworldPIW258、PIW260和PIW262架0的4號槽位安裝的是2通道的模擬出模板，則實際使用的地址PQW256和PQW2584、S7-300的硬件組 所有S7-300模板使用wwwPLCworldcn背板總線提供的總電流 過1.2A，如果選用CPU312IFM，則 S7-300CPU機架的組態(tài)與S7-300擴展機電源模板PS307，必須安裝在1CPU模板的安裝位置緊挨著電源模板，安裝2號槽位上用于連接擴展機架的接口模板IM，安裝在3槽位上

wwwPLCworld各種信號模板SM，安裝在4號～11S7-300機架組態(tài)舉www1world8SM32116×24V2SM32216×24V11SM3311SM33213FM350-125×2＋80＋100＋60＋60＋160=510沒有超過 所能提供的最大電 ＋250＋200＋135＋40=1995所有模板的功耗為823.44.wold 0.51A,沒有超過CPU314所能提供的最大電流1.2A。的基礎上，應選擇PS3075A的電源模板。因為PS3075A的功耗為18W，所以系統(tǒng)的總功耗為33.2機架組wwwwwwPLCworld有一個系

AC220V30VA2

1 2K1模擬輸出AO：3個 2 1要求利用西門子S7-300系列wLCworldcn 采用西門子S7-300系列PLC實現(xiàn)上述控制如下見下PLC配置說明序名型數(shù)1CPU12PS307-13數(shù)字量輸入模塊SM321DI14數(shù)字量輸出模塊d 15模擬量輸入模塊SM331(AI8*12位16SM331(17模擬量輸出模塊SM331(AO4*12位1I/O地址分wwwPLCworld

課上練

AC220V30VA4模擬輸入AI：6

壓力傳感器2個液位傳感器1個K

1wwwPLCworldcn控制器

2 控制信號范圍 第四章S7-300

wwwPLCworld一、S7-300系列PLC編成語言-1、梯形圖（LAD)2、語句表（STL

例1

例2語句表方 &=例3&=

二、S7-300指令系統(tǒng)(梯形圖方式

wwwPLCworld

三、S7-300系列PLC數(shù)字指

wwwPLCworld

個字節(jié)）四、STEP7基本數(shù)據(jù)類關鍵關鍵(位1）8W#16#12ww8'wFalse（1或0該類型的常數(shù)舉 32 32地址寄存器wColdcn 地址寄存器 32數(shù)據(jù)塊地址寄存器DI(背景數(shù)據(jù)塊）32位 狀態(tài)wwwPLCworld邏輯指令或字邏輯指令并檢wwwPLCworld狀態(tài)字的首位檢測位邏輯操作結www

LCworlcn

位或位溢出位溢出狀態(tài)保持位條件碼1（CC1）和條件碼二進制結果位六、數(shù)字指令所用到的操作2.輸出繼電器

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7.計數(shù)器C(共38.數(shù)據(jù)塊寄存器

數(shù)據(jù)塊寄存器區(qū)本地數(shù)據(jù)寄存器區(qū)編程元件

區(qū)域標識 方式位

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I2.1或區(qū)域標識 方 位

區(qū)域標識符： I：輸入映像寄存器區(qū)（數(shù)字入 PI:外部輸入?yún)^(qū)（模擬輸入PQ:外部輸出區(qū)（wwwPColdM：標志

W:例 wwwPLCworld 字節(jié)單元 單 字 wwwPLCworldwwwPLCworld二、IN1IN2 表示IN1 表示IN1不等于 表示IN1 表示IN1小于wwwPLCworld 表示IN1大于等于 表示IN1小于等于CMPICMPDCMPRCMPIwwwPLCworld例Q4.0在輸入I0.0I0.1并且MW0CMPD wwwPLCworldQ4.0在輸入I0.0I0.1MD0并且，輸入I0.2CMPRwwwPLCworldwwwPLCworldQ4.0在輸入I0.0I0.1MD0并且，輸入I0.2三、BCD_IBCDI_BCD整數(shù)轉換為BCDBCD_DIBCD碼轉換為雙整INV_I

NEG_INEG_RwwwPLCworldCEILFLOORINV_DI例例wwwPLCworld如果I0.0為“1”MW10的內容作為整數(shù)讀入，并轉換為一個雙整數(shù)。其結果保存在MD12中。如果不執(zhí)行轉換（ENO=EN=0），則輸出Q4.0為“1”四、（16位和32位）SUB_IDIV_I

wwwPLCworldADD_DI雙整數(shù)加SUB_DIMUL_DI雙整數(shù)乘DIV_DIMOD_DI例如果I0.0“1”，則ADD_I方塊激活。MW0MW2相加的結果放入

Cord

許范圍之外，則輸出Q4.0例23MW4=((IW0+DBW3)x15)/DB1wwwwwwPLCworld五、32位標準IEEE m完成一個浮點數(shù)的絕對值運算Prld完成一個用32位標準IEEE浮點數(shù)表示的角度的以下三角函數(shù)正弦（SIN）和反正弦（ASIN）余弦（COS）和反余弦（ACOS）正切（TAN）和反正切（ATAN）運例I0.0如果I0.0“1”，則ADD_R方塊激活。MD0MD4相加的結果放入I0.0wwwPLCworld輸出Q4.0六、---(OPN)打開數(shù)據(jù)塊：DB或wwwwwwPLCworld指的是數(shù)據(jù)塊DB10中包含的當前數(shù)據(jù)記錄的數(shù)據(jù)字節(jié)0的0位。該位的信號狀態(tài)被賦值給輸出七、MOVEwwwwwwPLCworldI0.0“1”，則執(zhí)行指令。MW10的內容被復Q4.0為“1”81632wwwPLCworld長度可為8位、16位或32位 55LT舉LLL000 000 FE數(shù)據(jù)裝入和傳遞 0000 E::LL:::內內0000wCwwAorldFEACCU1數(shù)據(jù)裝入和傳遞ACCU1 MB

0000000000000000 裝 MW

00000000

MD

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QDQDQD傳 QWQWQW QBQBQB八、邏輯控制指令JMPJMP條件跳轉wwwPLCworldJMPN例 無條件跳例2

wwwPLCworldNetworkNetwork()Network::::NetworkI NetworkwwwPLCworldNetwork::::NetworkI&=NetworkJUNetwork::::Network I2.7 就跳I I就跳

AAAA &wwwPLCworld如果就如果就跳II&AI0.2A 九、程序控制指---(CALL)FC/SFC（無參數(shù)CALL_FB從方塊調用CALL_FC從方塊調用CALL_SFB從方塊調wwwPLCworld CALL_SFC從方塊調用十、SHR_DI雙整數(shù)右SHL_WSHR_W

wwwPLCworldSHR_DW雙字右例wwwPLCworld如果I0.0=“1”，則SHR_I方塊激活。MW0MW2指定的位數(shù)。其結果被寫入MW4中。wwwPLCworldwwwPLCworld已有多少包裹運送至倉庫區(qū)。傳送帶2將臨時庫區(qū)中的包裹運送至裝貨場，在這里貨物由卡運送至顧客。傳送帶2靠近倉庫區(qū)一端安裝的光電傳感器確定已有多少包裹從倉庫區(qū)運送至裝貨場。5個指示燈的顯示面板表示臨時倉庫區(qū)wwwPLCworld輸入點光電傳感器

wwwPLCworld

I12.0

I12.1

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wwwPLCworld wwwPLCworldwwwPLCworldS7-300指令系統(tǒng)(語句表STL方式

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S7-300指令系統(tǒng)(梯形圖方式

wwwPLCworld

第五章S7-300的程序結要求2、掌握組織塊dc 用4、掌握數(shù)據(jù)塊DB的用wwwPLCworldwwwPLCworldSTEP7編程簡介一、STEP7編程軟件簡1、STEP7 適用于S7-200系列PLC的編2、STEP7Basic 二、STEP7的程序結構

系統(tǒng)程序（完wwPLCworldcn 用戶程序（由用戶來編寫，完成用戶控制功能就是向這些結構框架中填寫內容，因此S7-300PLC用S7-300PLC的用戶程序結wwwPLCworld中斷程序中斷程序 S7-300部分組織TypeofInterruptMainprogramscanTime-delayinterruptsHardware

OrganizationOB10toOB17wwwPLCworld

Priority123456主程序的編程序較簡單時采用這種方法。wwwPLCworld子程序子程序中斷程序中斷程序子程序子程序中斷程序中斷程序主程序的結構化編程wwwPLCworld子程序上上電后執(zhí)行一輸循環(huán)監(jiān)視時間的開 模從模塊讀信號狀態(tài)，并保存到過程映象區(qū)wwwPLCworldCPU執(zhí)行OB1中的CPU(循環(huán)執(zhí)行事件(日期時間中斷、硬件中斷等調用其

塊OB

AIAI=輸把過程映象輸出表(PIQ)寫到輸出模 模1OB（organizationblock)2FC(function)rd6DB(instancedatablock)1OB（organizationwwwPLCworldS7-300部分組織TypeofInterruptMainprogramscanTime-delayinterruptsHardware

OrganizationOB10toOB17wwwPLCworld

Priority123456wwwPLCworldFC與FB的區(qū)別在于，F(xiàn)C不具有自己的數(shù) FB擁有自己的數(shù) 區(qū)-背景DBFB，他們已經在系統(tǒng)程序中，因此稱為系統(tǒng)功能和

wwwPLCworldCALL6、數(shù)據(jù)塊DBData分為背景數(shù)據(jù)塊（InstanceDB)和共享數(shù)據(jù)塊用 （OB、FC、FB）都可 wwwPLCworld 能塊（FB、SFB）的“ 數(shù)據(jù)

所有塊可全局功全局功)功功dFB1的背景功能功能背景四、數(shù) 器區(qū)域(各字母代表 區(qū)域如下 w 數(shù) T、C標志 Q輸 I輸

wwwPLCworld

..

數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)塊中的數(shù)wwwPLCworld 分全局變量局部變量wwwPLCworld在OB塊、FC塊、FB塊wwwPLCworld編程軟件STEP7中的變量的數(shù)據(jù)類1P85表4-wwwPLCworldString：字符串類STEP7基本數(shù)據(jù)類關鍵

(位FalseFalse（1或0該類型的常數(shù)舉）8W#16#12ww

'w

關鍵(位關鍵(位DT#97-09-24-(最多254個字符的字符串8*字符個數(shù) ′Thisisa (相同數(shù)據(jù)類型的元素組用戶定www測量值d(不同數(shù)據(jù)類型的元素組用戶定Motor:STRUCTSpeed:INT(用戶定義數(shù)據(jù)類型基本或復雜數(shù)據(jù)類型組成模板用戶定UDTasUDTasSpeed:Current:舉STEP7中有兩類符號：全局符號和局部符 序塊有效。注：MW5中MB5是高字節(jié)，MB6是低字節(jié)PQ:物理輸出區(qū)（模擬輸wPLCworldcn ：定時器區(qū)C：計數(shù)器區(qū)DB：數(shù)據(jù)區(qū)

FC0。wwwPLCworldwwwPLCworld選擇開w 機的控制按2號風機的控制控制1號風機的接控制2號風機的接

(

wwwPLCworld

(

采用帶有子程序的方 FC0的變 wwwPLCworld（1號或2號）風機的接單數(shù)次正雙數(shù)次正FC0的LAD控制程wwwPLCworldwwwPLCworld

(P

OB1控制程序(主程序

wwwPLCworld

模擬量的檢測和控 進行檢測和控制Cworldcn變化的物理量（例如溫度、壓一、模擬量的檢1．變送器的

量程調節(jié)塊的選 在使用通用的模擬量輸入模板時，為了量輸入模塊的量程，可以通過改變安裝在模板側面量程調節(jié)塊的位來設定。在6ES7-331-7KF02-0AB0上有8個模擬量輸入通道，每兩個節(jié)塊上有A、B、C、D4個位置，出廠時預設在置包括5種不同的電流量程；D位置只有4～模板的組①設置模板的診斷和 模擬量輸入模板，wwwPLCworldcn Limit（上限）”和“LowLimit（下限）”由模擬量輸入模板的組態(tài)畫wwwwwwPLCworld② 對于電流變送器可分為兩線制和四線制。兩線制電流和四線制電流都只有兩根信號線，它們之間的主要區(qū)別在于：兩線制電流的兩根信號線既要給傳感器或者變送器供電，又要提供電流信號；而四線制電流的兩根信號線只提供電流信號。因此，通常提供兩線制電流信號的傳感器或wwwPLCworld者變送器是無源的；而提供四線制電流信號的傳感器或者變送器是有源的，因此，當將模板輸入道的端子上模擬信號，如果將模板輸入通道③設置模板的測量精度和轉換時間 模擬量輸入模板SM331采用積分式A/D轉換器，積分時間（integrationtime）直接影響到A/D轉換時間、轉換精度和干擾抑制頻率。

，對于50Hz SM331的每個通道的轉換時間由積分時間、電阻測量的附加時間（1ms）和斷線監(jiān)視的附加時間（10ms）組成。一個模板N個通道總的轉換時間（循環(huán)時間）為各個通道的轉換時間④設置模擬值的平滑等有些模擬量輸入模板可以用STEP設置模擬值的平滑等級：無、低、平均、高，設定的平滑 級越高，平滑后的LCworldcn值越穩(wěn)定（但是快速性越差），對于化緩慢的模擬值的精確測量很有意義。比例變換塊FC105的調 在STEP7的編程中，有大量可直接調用的功能和功能塊，對于檢測模擬的輸入，可直wwwPLCwor

用比例變換塊SCALECONVERT”），將變送器輸出的標準電流（或電壓）信號，變換為與 機架（Rack0）的6號槽位，地址為288。 wwwPLCworld 中選擇“Standardlibrary”，再選擇“TI-S7ConvertingBlocks”，再選擇“FC105SCALE編寫的STL程wwwPLCworld參數(shù)說明如下 LO_LIM：變送器量程的下BIPOLAR：測量信號的極性，單極性為0（FALSE），雙極性為RET_VAL：返回變量的 地址，通過返回變量可以知道比例變換過是；OUT:比例變換后的輸入數(shù)據(jù) 地址 器，大約90%的閉環(huán)控制采用PID控制器。在 中，都有 制模板或者PID控制功能。在S7-300的PLC中，有功能模板FM355，可實現(xiàn)閉環(huán)控制。也可以在不配置FM355的情況下，通過調用系統(tǒng)功能模塊SFB41，實現(xiàn)連續(xù)wwwPLCworldSFB41的框wwwPLCworld參名數(shù)據(jù)型地說默COMPLETERESTART，完全重啟動，為1時執(zhí)MANNULVALUEON，為1時控制循環(huán)將被中斷，手動值被設置為操PROCESSVARIABLEPERIPHERYON，使用外部設wwPLCworldcn時的過程操INTEGRALSELECTION，為1時打開積分INTEGRALHOLD，為1時積分操作INITIALIZATIONOFINTEGNALON1將I_ITLVAL作為積分器的DERIVATIVESELECT，為1時打開微分參數(shù)名數(shù)據(jù)類地26INTERNALSETPOINT,內部設定值輸入，取值范圍：±100.0%或物理值PROCESSVARIABLEIN，過程變量輸PROCESSVARIABLEPERIPHERY，外部設備輸?shù)倪^程變量0wwwPLCworldMANUALVALUE，操作員接口輸入的手動值，取值范圍：±100.0%或物理值PROPORTIGAIN，比例增INTEGRALTIME，積分時間DERIVATIVETIME，微分TIMELAGOFTHEDERIVATIVEACTION操作的延遲DEADBANDWIDTH，死區(qū)寬參數(shù)名數(shù)據(jù)類說默認MANIPULATEDVALUEHIGHLIMIT，控制器輸上限值，取值范圍：LMN_LLM～100.0物理MANIPULATEDVALUELOWLIMIT制器輸下限值，取值范圍：－100.0%～LMN_HLM或物PROCESSVARIALEFACTOR，輸入的過程變量的PROCESSVARIALEOFFSET，輸入的過程變量偏移量wwwPLCworldcnMANIPULATEDVALUEFACTOR，控制器輸出量的系MANIPULATEDVALUEOFFSET，控制器輸出量的偏移 ACTIONG，積分操作DISTURBANCEVARIABLE，擾動輸參數(shù)名參數(shù)名數(shù)據(jù)類地說默認MANIPULATEDVALUE，浮點數(shù)格式的控制器輸MANIPULATEDVALUEPERIPHERYI/O，I/O格的浮點數(shù)格式的控制器輸出0HIGHLIMITOFMANIPULATEDVALUE，控制器輸出超過上LOWLIMITOFMANIPULATEDVALUE 下PROPERTOITYCOMPONENTOFVALUE，控制器輸出值中的比例INTEGRALCOMPONENTOFMANIPULATEDVALUE控制器輸出值中的積分分 VALUE，控制器輸出值中的微分浮點數(shù)格式的設定值用變量SP_INT wwwPLCworld可以用兩種方法輸入過程變量（反饋值??用PV_PER輸 設備格式的過程變量，即用模擬輸入模板的數(shù)字值作為PID控制的過程變量，此時外部設備的過程變量的的正常范圍是28（60H）對應著最大值。在1框圖中的RN的功能是將外部設備的輸入值轉換為0%～1%之間的實數(shù)格式的數(shù)值，RNworldcnPV_R=PV_PER×100 的輸出PV_R格式化：PV_NORM的輸出=PV_R×PV_FAC＋PV_PID控制算 誤差的計算與 用實數(shù)格式的設定值SP_INT減去過程變量PV，得到負反饋的誤差。為了抑制由于控制器輸出wwwPLCworldcn的量化造成的連續(xù)的較小的振蕩，用死區(qū)（DEADBAND）非線性對誤差進行處理。死區(qū)的寬度由參數(shù)DEADB_W來定義，如果DEADB_W=0，則關閉死在SFB41框圖中的ER為中間變 控制器的結 常用的PPI、PD和PID控制器。引入擾動量（DisturbanceVariable）TI：wwwPLCworld LNM_I:PIDLNM_D:PID 積分器的初始在 COM_RST為1時，執(zhí)行初始化操作。如果I_ITL_ON為1，