1、,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。”,PLC的分类 一体化紧凑型PLC:电源、CPU中央处理系统、I/O接口都集成在一个机壳内。如西门子S7-200系列。,CPU(基本单元)+扩展模块,标准模块式结构化PLC: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。,1.3 PLC的
2、功能和特点,PLC的功能 控制功能,逻辑控制 定时控制 计数控制 顺序控制,PLC的功能 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,PLC的功能 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。,PLC的功能 通信、联网功能,PLC的功能 人机界面功能,PLC的功能 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件。,STEP7,ProTool,MPI cable,有MPI接口的PG 或PC,PLC的特点 高可靠性丰富的I/O接口模块采用模块化结构
3、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,1.4 PLC的结构和工作过程,PLC的基本结构,PLC的工作过程,PLC的扫描过程,PLC的中断处理过程响应问题: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。,第二章 西门子PLC系统特性及硬件介绍,第2章 S7-300系统特性及硬件介绍,2.1 SIMATIC S7-300系统结
4、构 2.2 S7-300 CPU模块2.3 信号模块(SM)2.4 电源模块(PS)2.5 接口模块(IM)2.6 其他模块(IM)2.7 SIMATIC S7-300的硬件组态,2.1.1 中央处理单元(CPU)2.1.2 电源单元(PS)2.1.3 信号模板(SM)2.1.4 接口模板(IM)2.1.5 功能模板(FM)2.1.6 通讯模板(CP)2.1.7 特殊模板(SM 374仿真器),2.1 S7-300系统组成,导轨,系统背版总线,导轨(机架),S7-300模块,电源模块(选项),后备电池(CPU313以上),24V DC连接器,CPU工作模式选择开关,CPU模块,CPU状态及故障
5、指示灯,MMC存储卡(CPU313以上),MPI多点接口,信号模块的前连接器,前门,信号模块,典型系统结构,S7-300系统结构,2.2 S7-300 CPU模块,2.2.1 S7-300 CPU模块的分类2.2.2 S7-300 CPU模块操作,2.2.1 S7-300 CPU模块的分类,紧凑型CPU(6种)标准型CPU(5种)革新型CPU(5种)户外型CPU(3种)故障安全型CPU(3种)特种型CPU(2种),1.紧凑型CPU(1/2)CPU 312C:带有集成的数字量输入和输出,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
6、: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 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。,1.紧凑型CPU(2/2)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/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
7、对处理能力和响应时间要求较高的场合。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。,2.标准型CPU 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。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/接口,比较适用于大规模
8、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。,3.革新型CPU(1/2)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 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 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PROFIBUS DP主
9、/从接口。可用于大规模的I/O配置或建立分布式I/O结构。,3.革新型CPU(2/2)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 318-2DP:具有大容量程序存储器和PROFIBUS DP主/从接口,可进行大规模的I/O配置,比较适用于分
10、布式I/O结构。,4.户外型CPU CPU 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: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(1/3)CPU 315F:基于SIMATIC CPU S7-300C,集成有PRO
11、FIBUS 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;,5.故障安全型CPU(2/3)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可实现与安全无关的通讯;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。,5.故障安全型CPU(3/3)CPU 317F-2DP:具有大容量程序存储器、一个PROFIBUS DP主
12、/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;,6.特种型CPU(1/2)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
13、);增加了PROFBUS DP(DRIVE)接口,可用来实现驱动部件的等时连接。在PROFIBUS DP上,可实现基于组件的自动化分布式智能系统。,6.特种型CPU(2/2)CPU 317-2 PN/DP: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;可用于大规模的I/O配置、建立分布式I/O结构;组合了MPI/PROFIBUS DP主/从接口;可选用SIMATIC工程工具。,2.2.2 S7-300 CPU模块操作,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、
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