SIEMENS西门子黄石代理商

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PLC S7-300 CPU模块元件硬件组成

 S7-300有多种不同型号的CPU，分别适用于不同等级的控制要求。有的CPU模块集成了数字量I/0，有的同时集成了数字量I/0和模拟量I/0。

  CPU内的元件封装在一个牢固而紧凑的塑料机壳内，面板上有状态和错误指示LED、模式选择开关和通信接口(见图2-4)。微存储卡(MMC)插槽可以插入多达数兆字节的存储卡，用于掉电后程序和数据的保存。有的CPU只有一个MPI接口。

  1.状态与故障显示LED

  CPU模块面板上的LED(发光二极管)的意义如下

  1)SF(系统错误/故障显示，红色)CPU硬件故障或软件错误时亮。

  2)BF(总线错误，红色)通信接口或总线有硬件故障或软件故障时亮。集成有多个通信接口的CPU有多个总线错误LED(BF1、BF2和BF3，见图2-5)。

  3)DC5V( 5V电源指示，绿色)CPU和S7-300总线的5V电源正常时亮。

  4)FRCE(强制，黄色)至少有一个I/O点被强制时亮，正常运行时应取消全部强制。

  5)RUN(运行模式，绿色)CPU处于RUN模式时亮启动期间以2Hz的频率闪亮HOLD(保持)状态时以0.5Hz的频率闪亮。

  6)STOP(停止模式，黄色)CPU处于STOP、HOLD状态或重新启动时常亮请求存储器复位时以0.5Hz的频率闪动，正在执行存储器复位时以2Hz的频率闪动。

  7)CPU31x-2PN/DP和CPU319-3PN/DP的LINKLED(见图2-5)亮表示PROFNET接口的连接处于激活状态，RX/TXLED亮表示PROFINET接口正在接收/发送数据。

  2. CPU的操作模式

  1)STOP(停机)模式模式选择开关在STOP位置时，PLC上电后自动进入STOP模式，在该模式不执行用户程序，可以接收全局数据和检查系统。

  2)RUN(运行)模式执行用户程序，刷新输入和输出，处理中断和故障信息服务。

  3)HOLD模式在启动和RUN模式执行程序时遇到调试用的断点，用户程序的执行被挂起(暂停)，定时器被冻结。

  4)STARTUP(启动)模式可以用模式选择开关或STEP7启动CPU。如果模式选择开关在RUN或RUN-P位置，通电时自动进入启动模式。

  5)老式的CPU使用钥匙开关来选择操作模式，它还有一种RUN-P模式，允许在运行时读出和修改程序。仿真软件PLCSIM的仿真CPU也有RUN-P模式，某些监控功能只能在RUN-P模式进行。

  3. 模式选择开关

  CPU的模式选择开关各位置的意义如下1)RUN(运行)位置CPU执行用户程序。2)STOP(停止)位置CPU不执行用户程序。

  3)MRES(复位存储器)MRES 位置不能保持，在这个位置松手时开关将自动返回STOP位置。将模式选择开关从STOP位置扳到MRES位置，可以复位存储器，使CPU回到初始状态。工作存储器和S7-400的RAM装载存储器中的用户程序和地址区被清除，全部存储器位、定时器、计数器和数据块均被复位为零，包括有保持功能的数据。CPU检测硬件，初始化硬件和系统程序的参数，系统参数、CPU和模块的参数被恢复为默认的设置，MPI(多点接口)的参数被保留。CPU在复位后将MC(微存储卡)里面的用户程序和系统参数复制到工作存储区。

  复位存储器时按下述顺序操作PLC通电后将模式选择开关从STOP位置扳到MRES位置，STOPLED熄灭1s，亮1s，再熄灭1s后保持亮。松开开关，使它回到STOP位置。3s 内又扳到MRES位置，STOPLED以2Hz的频率至少闪动3s，表示正在执行复位，后STOP LED一直亮，复位结束后松开模式选择开关。

  4.通信接口

  所有的CPU模块都有一个MPI(多点接口)通信接口，有的CPU模块还有DP接口或点对点接口，型号中带PN的CPU模块有一个PROFINET工业以太网接口(见图2-5)。MPI接口用于与其他西门子PLC、PG/PC(编程器或个人计算机)、OP(操作员面板)通过 MPI 网络的通信。

  PROFIBUS-DP可用于与其他的西门子PLC、PG/PC、OP和其他DP主站和从站的通信。

  5. 电源接线端子

  电源模块上的L 和M端子分别是DC24V输出电压的正极和负极。用的电源连接器或导线分别连接电源模块和CPU模块的L 和M端子。

  6. CPU模块的集成I/O

  CPU31xC模块上有集成的I/O，集成I/O的点数见表2-1。

PLC的发展趋势

 1．向高速度、大容量方向发展

 为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。

 在存储容量方面，有的PLC高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。

    2．向超大型、超小型两个方向发展

 当前中小型PLC比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。

 小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司α系列PLC。

    3．PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力

 为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC应用范围。

加强PLC联网通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的重要组成部分。

     4．增强外部故障的检测与处理能力

     根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于PLC的外部故障。因此，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的智能模块，进一步提高系统的可靠性。

    5．编程语言多样化

  在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。

 FP1系列PLC中，C24C、C40C、C56C、C72C均带有日历及实时时钟功能，它可以表示年、月、日、时、分、秒，并且具有日历校准功能。所有的设定均存储在它们的特殊数据寄存器DT9054～DT9058中，即使系统掉电也不会丢失;具体的各特殊数据寄存器的表示意义如表6-40所示。

  当系统第一次使用时，可以利用"FO(MV)"指令将当时的年、月、日、时、分、秒等数值送入对应的特殊数据寄存器中，然后，将特殊数据寄存器DT9058的Zui高有效位置“1”，系统将按照用户的设定值自动运行。特殊数据寄存器DT9053的作用是用来监控时钟/日历的时和分数据，不能被改写。如果要使用校准功能，只需将特殊数据寄存器DT9058的Zui低有效位置“1”，秒数据如果小于30则变为0;秒数据如果大于或等于30则分数据加1，秒数据变为0。

  【例6-15】 设定当前时钟/日历为1998年1月1日12点30分47秒，并且在运行过程中可以用外部开关XO校准。程序梯形图如图6-120所示。

  FP1系列PLC的时钟/日历功能在某些场合需要按照实际时间进行操作，例如可以利用它和gaoji指令并行输出"F147(PR)"配合，定时打印一些关心的数据。但"F147 (PR)"指令只能用于品体管输出的PLC，这一点大家要注意。程序举例的梯形图如图6-121所示。

  该程序的作用是监视时钟，在每天的中午12点准时将存储在DTO～DT3里的数据输出到打印机。

6ES7211-1BE40-0XB0CPU 1211C   AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI6ES7211-1AE40-0XB0CPU 1211C   DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI6ES7211-1HE40-0XB0CPU 1211C   DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI6ES7212-1BE40-0XB0CPU 1212C   AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI6ES7212-1AE40-0XB0CPU 1212C   DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI6ES7212-1HE40-0XB0CPU 1212C   DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI6ES7214-1BG40-0XB0CPU 1214C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI6ES7214-1AG40-0XB0CPU 1214C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI6ES7214-1HG40-0XB0CPU 1214C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI6ES7215-1BG40-0XB0CPU 1215C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO6ES7215-1AG40-0XB0CPU 1215C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO6ES7215-1HG40-0XB0CPU 1215C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO6ES72171AG400XB0CPU 1217C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO