西门子PLC的硬件组成与硬件配置

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1、Theory and Application of PLC电气学院自动化系电气学院自动化系第二章第二章 PLCPLC的硬件组成与结构的硬件组成与结构(2)(2)西门子西门子S7-300PLCS7-300PLC的硬件组成及硬件配置的硬件组成及硬件配置2Theory and Application of PLC本章内容提纲本章内容提纲2.12.22.33Theory and Application of PLC西门子产品概况西门子产品概况4Theory and Application of PLCS7-300 S7-300 概况（概况（1 1）5Theory and Application of

2、PLCS7-300 S7-300 概况（概况（2 2）6Theory and Application of PLCS7-300S7-300的硬件组成的硬件组成7Theory and Application of PLCS7-300S7-300的硬件结构的硬件结构图图18Theory and Application of PLCS7-300S7-300的结构组成的结构组成S7-300模块结构组态模块结构组态接口模块接口模块信号模块（信号模块（I/O）CPU模块模块电源模块电源模块功能模块功能模块 通讯模块通讯模块电源连接器或导线电源连接器或导线背板总线和背板总线和U型连接器型连接器9Theory

3、 and Application of PLCS7-300S7-300的电源模块（的电源模块（1 1）S7-300PLC有多种电源模块可供选择有多种电源模块可供选择PS305为户外型电源模块，输入电压为直流为户外型电源模块，输入电压为直流DC24/48/72/96/110V，输出电压为直流输出电压为直流DC24V；PS307普通型电源模块，输入电压为交流普通型电源模块，输入电压为交流AC120/230V，输出电压为，输出电压为直流直流DC24V，有三种不同规格的输出电流（，有三种不同规格的输出电流（2A、5A、10A），适合），适合大多数应用场合。大多数应用场合。电源模块的作用：电源模块的作用

4、：为为CPU、信号模块、传感器、执行机构供电、信号模块、传感器、执行机构供电。电源模块的选择：电源模块的选择：输出功率必须大于其所供电的所有模块消耗功率之和，并且要留有输出功率必须大于其所供电的所有模块消耗功率之和，并且要留有30%左右的裕量左右的裕量。当同一电源模块既要为主机单元供电又要为扩展单元供电时，从主当同一电源模块既要为主机单元供电又要为扩展单元供电时，从主机单元到最远一个扩展单元的线路压降必须小于机单元到最远一个扩展单元的线路压降必须小于0.25V。10Theory and Application of PLCS7-300S7-300的电源模块（的电源模块（2 2）PS307接线端

5、子接线端子及及内部原理图内部原理图左左 右右11Theory and Application of PLCS7-300S7-300的的CPUCPU模块（模块（1 1）RUNRUN-PSTOPMRES微存储器卡微存储器卡MMC卡插槽卡插槽电源接口电源接口MPI通讯通讯接口接口模式模式选择选择开关开关输入输出接口输入输出接口12Theory and Application of PLCS7-300S7-300的的CPUCPU模块（模块（2 2）SF:系统出错系统出错/故障显示（红色）故障显示（红色）BF:电池故障（红）电池故障（红）DC5V:CPU和和S7300总线的电源指示总线的电源指示（绿色）

6、绿色）FRCE（强制，黄）：至少有一个（强制，黄）：至少有一个I/O被强制被强制RUN（运行，绿）：重启和运行，绿）：重启和HOLD分别以分别以2Hz和和0.5Hz闪亮闪亮STOP（停止，黄）：停止，黄）：STOP、HOLD或重启时或重启时亮，存储器复位闪亮亮，存储器复位闪亮BUSF（总线错误，红色）：（总线错误，红色）：PROFIBUS-DP接口接口硬件或软件故障时亮。只有此接口的硬件或软件故障时亮。只有此接口的CPU才有才有状态和故障状态和故障LED13Theory and Application of PLCS7-300S7-300的的CPUCPU模块（模块（3 3）STOP（停机）：（

7、停机）：CPU通电后自动进入该模式，此模式通电后自动进入该模式，此模式下不执行用户程序，可接受全局数据和检查系统下不执行用户程序，可接受全局数据和检查系统STARTUP（启动）：（启动）：通过模式选择开关或编程软件启通过模式选择开关或编程软件启动动CPU。如果模式开关处于。如果模式开关处于RUN或或RUN-P位置，通电时位置，通电时自动进入启动模式。自动进入启动模式。RUN（运行）：（运行）：执行用户程序，刷新输入输出，处理中执行用户程序，刷新输入输出，处理中断和故障信息断和故障信息HOLD（保持）：（保持）：在在STARTUP和和RUN模式执行程序时模式执行程序时遇到调试用的断点，用户程序的

8、执行被暂停挂起，遇到调试用的断点，用户程序的执行被暂停挂起，定时器被冻结定时器被冻结CPU的的运运行行模模式式14Theory and Application of PLCS7-300S7-300的的CPUCPU模块（模块（4 4）RUN-P：CPU执行用户程序，还可通过编程软执行用户程序，还可通过编程软件读出、改写用户程序，此时不能拔出钥匙开关件读出、改写用户程序，此时不能拔出钥匙开关RUN位置位置：执行且可通过编程软件读出用户程：执行且可通过编程软件读出用户程序，不能改写，可以取出钥匙开关。序，不能改写，可以取出钥匙开关。STOP位置位置：不执行用户程序，通过编程软件：不执行用户程序，通过

9、编程软件可以读出和修改用户程序，钥匙开关可以取出。可以读出和修改用户程序，钥匙开关可以取出。MRES：存储器清零复位。该位置数弹触型，存储器清零复位。该位置数弹触型，松手后自动回复至松手后自动回复至STOP位置。作用时，工作存位置。作用时，工作存储器、用户程序和地址区被清除；全部存储器、储器、用户程序和地址区被清除；全部存储器、定时器、计数器和数据块被删除；定时器、计数器和数据块被删除；CPU初始化硬初始化硬件和系统程序参数；件和系统程序参数；MPI的参数被保留；的参数被保留；MMC中的用户程序和系统参数中的用户程序和系统参数CPU复位后被复制到工复位后被复制到工作存储区。作存储区。模式选择开

10、关模式选择开关（钥匙开关）（钥匙开关）（普通开关）（普通开关）15Theory and Application of PLCS7-300S7-300的的CPUCPU模块（模块（5 5）复位存储器复位存储器LED指示和操作过程：指示和操作过程：uPLC通电后，将钥匙开关从STOP位置扳到MRES位置，“STOP”LED熄灭1s，亮1s，再熄灭1s后保持常亮。u放开开关，自动回复至STOP位置。u第二次将其扳到MRES位置，“STOP”LED以2Hz频率至少闪动3s，指示正在执行复位。最后，“STOP”LED常亮，复位结束，松开模式开关自动回复。16Theory and Application o

11、f PLCS7-300S7-300的的CPUCPU模块（模块（6 6）微存储器卡的使用：微存储器卡的使用：u断电保护用户程序和数据，用以扩展断电保护用户程序和数据，用以扩展CPU的存储器容量，的存储器容量，也可保存也可保存CPU的操作程序，便于操作系统升级。的操作程序，便于操作系统升级。u其读写直接在其读写直接在CPU内部进行，不需要专用编程器。内部进行，不需要专用编程器。uCPU31xC无装载存储器，故使用时必须插入无装载存储器，故使用时必须插入MMC，CPU和和MMC分开订货。分开订货。u存储卡在取掉或插入时，存储卡在取掉或插入时，CPU发出系统复位请求，此时应发出系统复位请求，此时应将模

12、式选择开关扳到将模式选择开关扳到MRES位置，执行复位操作。位置，执行复位操作。u注意事项：只有在断电状态或注意事项：只有在断电状态或CPU处于处于STOP状态时，才状态时，才能可靠取下能可靠取下MMC，否则数据将会破坏；数据一旦破坏，必，否则数据将会破坏；数据一旦破坏，必须将其插入须将其插入CPU中删除或格式化后在使用。中删除或格式化后在使用。17Theory and Application of PLCS7-300S7-300的的CPUCPU模块（模块（7 7）CPU模块分类及特点模块分类及特点：标准型标准型紧凑型紧凑型 故障安全型故障安全型 技术功能型技术功能型 户外型户外型 18The

13、ory and Application of PLCS7-300S7-300的的CPUCPU模块（模块（7 7）CPU模块分类及特点模块分类及特点标准型标准型：u 包括包括CPU312、CPU314、CPU315-2DP、CPU315-2PN/2DP、CPU317-2DP、CPU317-2PN/2DP、CPU318-2DP等七种规格，且都没有集成等七种规格，且都没有集成I/O点。点。u CPU312，只有一个主机架，每一机架可安装，只有一个主机架，每一机架可安装8个模块，个模块，每个模块最大数字每个模块最大数字I/O点数为点数为32点，故整个点，故整个CPU可提供最大可提供最大数字数字I/O点

14、数为点数为8 X 32。u 其余规格的，均可以带其余规格的，均可以带3个扩展机架，故可提供最大数字个扩展机架，故可提供最大数字I/O点数为点数为4X 8 X 32。19Theory and Application of PLCCPU模块分类及特点模块分类及特点紧凑型紧凑型：u紧凑型包括紧凑型包括CPU312C、CPU313C、CPU313C-2PtP、CPU313C-2DP、CPU314C-2PtP、CPU314C-2DP等六种规等六种规格。格。u紧凑型与标准型紧凑型与标准型CPU模块的主要区别是模块的主要区别是CPU模块本身带有模块本身带有数量不等的集成数字数量不等的集成数字I/O点和模拟点

15、和模拟I/O通道、集成高速计数输通道、集成高速计数输入，高速脉冲输出入，高速脉冲输出等功能，同样也可以根据需要选择不同的等功能，同样也可以根据需要选择不同的I/O模块进行扩展。模块进行扩展。u与标准型一样，紧凑型的与标准型一样，紧凑型的CPU312C同样不可以连接扩展机同样不可以连接扩展机架，其余架，其余CPU模块均可以模块均可以连接最多连接最多3个扩展机架个扩展机架。u紧凑型紧凑型CPU模块均带有固定点数的高速计数输入与高速脉模块均带有固定点数的高速计数输入与高速脉冲输出，输入冲输出，输入/输出频率可以达到输出频率可以达到1060kHz，20Theory and Application of

16、 PLCCPU模块分类及特点模块分类及特点故障安全型故障安全型：u 故障安全型故障安全型CPU模块包括模块包括CPU315F-2DP、CPU317F-2DP两种规格。两种规格。u 故障安全型故障安全型PLC内部安装有经德国技术监督委员会认可的内部安装有经德国技术监督委员会认可的基本功能块与安全型基本功能块与安全型I/O模块参数化工具，模块参数化工具，u可以用于锅炉，索道以及对安全性要求极高的特殊控制场可以用于锅炉，索道以及对安全性要求极高的特殊控制场合，它可以在系统出现故障时立即进入安全状态或安全模式，合，它可以在系统出现故障时立即进入安全状态或安全模式，以确保人身与设备的安全。以确保人身与设

17、备的安全。21Theory and Application of PLCCPU模块分类及特点模块分类及特点 技术功能型技术功能型目前只有目前只有CPU317T-2DP一种规格。一种规格。是一种是一种专门用于运动控制专门用于运动控制的的CPU，最大可以控制，最大可以控制16轴。轴。CPU除可以控制轴定位外，还可以实现简单的插补与同步除可以控制轴定位外，还可以实现简单的插补与同步控制，可以用于需要进行坐标位置，速度等控制的场合。控制，可以用于需要进行坐标位置，速度等控制的场合。户外型户外型常用的户外型有常用的户外型有CPU312IFM、CPU314、CPU314IFM三种规格。三种规格。户外型户外

18、型CPU模块的基本性能与同规格的紧凑型、标准模块的基本性能与同规格的紧凑型、标准型型CPU类似，其主要特点是类似，其主要特点是防护等级高，允许在防护等级高，允许在-25+700C并且含有氯、硫气体的环境下使用并且含有氯、硫气体的环境下使用。22Theory and Application of PLC23Theory and Application of PLCS7-300S7-300的接口模块的接口模块功能功能：用于用于S7-300PLC中央机架到扩展机架的连接。中央机架到扩展机架的连接。规格规格：IM360、IM361、IM365使用：使用：IM360和和IM361接口模块必须配合使用，用

19、于接口模块必须配合使用，用于S7-300PLC的多机架连接，两者间使用电缆的多机架连接，两者间使用电缆368连接。连接。IM365专用于专用于S7-300PLC的双机架系统扩展，由两个的双机架系统扩展，由两个IM365配对使用，通过电缆配对使用，通过电缆368连接连接。接口模块之间通信电缆不超过接口模块之间通信电缆不超过10m。24Theory and Application of PLCIM365SenderIM365Receiver安装在安装在机架机架0安装在安装在机架机架1368电缆电缆SenderReceiver第几号机架和第几号机架和几号槽位？几号槽位？25Theory and Ap

20、plication of PLCS7-300S7-300的信号模块的信号模块1、数字量输入输出模块、数字量输入输出模块功能：功能：规格型号：规格型号：SM321,SM322,SM323使用：使用：SM321-数字输入模块数字输入模块(DI)，共有，共有14种，常用的种，常用的有直流有直流16、32点，交流点，交流8、32点点SM322-数字输出模块数字输出模块(DO)，共有，共有7种。种。SM323-数字输入数字输入/输出模块输出模块(DI/DO),共有共有2种。种。26Theory and Application of PLC27Theory and Application of PLC28

21、Theory and Application of PLC29Theory and Application of PLC2、模拟量输入输出模块、模拟量输入输出模块功能：功能：规格型号：规格型号：SM331,SM332,SM334335使用：使用：SM331-模拟量输入模块模拟量输入模块(AI)，共有，共有8种，常用的种，常用的有直流有直流16、32点，交流点，交流8、32点点SM332-模拟量输出模块模拟量输出模块(AO)，共有，共有7种。种。SM334335-模拟量输入模拟量输入/输出模块输出模块(AI/AO),334为为通用型，通用型，335为高速输入型。为高速输入型。30Theory and Application of PLC31Theory and Application of PLC32Theory and Application of PLC