西门子可编程控制器模块

PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

它们用于最优化连接工业以太网快速连接电缆到数据终端及网络部件。插头都配有坚固的工业兼容金属外壳,可防止数据通讯过程中的故障4个集成绝缘刺破型触点,可很容易地连接 FC 电缆,防止故障。在剥皮电缆端插入刀形端子(开式铰接)之后,压接并与导线接触由于其结构紧凑,插塞式接头(180°IE FC 接头)可用于带有分立式接口的设备以及带有多接口(排)的设备IE FC RJ45 接头用于连接非交叉 100 Mbit/s 以太网,距离最远 100 m,无需使用插接线。 通过交换插头中的发送和接收线对,还可以连接交叉电缆打开外壳,里面有彩色标记,即可很方便地将芯线与刀形端子连接。 通过由透明材料制成的触点盖,用户可以检查是否有接触不良现象。

应用
     S7-300
     SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
     模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
     SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
     特殊机械,
     纺织机械,
     包装机械,
     一般机械设备制造,
     控制器制造,
     机床制造,
     安装系统,
     电气与电子工业及相关产业。
     多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
     SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器:
     具有高电磁兼容性和抗震性,可最大限度地用于工业领域。
     S7-300F
     SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制,因此不会对人身、环境造成损害。
     

S7-300F 满足下列安全要求:
     要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
     安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
     类别 1 - 4 符合 EN 954-1
     另外,标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

SM331模块主要由A/D转换器、切换开关、恒流源、补偿电路、光隔离器及逻辑电路组成。它将控制过程中的模拟信号转换为PLC内部处理用的数字信号,目前SM331模块共有8种规格,表8-1为其中5种规格模块的主要技术特性。其主要功能有:
      ·分辨率可调,可以从9~15位加符号位。
      ·A/D转换器采用积分法,4档积分时间分别为2.5、16.7、20和100ms。
      ·测量范围广,电压和电流传感器、热电偶,电阻和电阻式温度计均可作为传感器与之连接。
      ·具有极限值诊断和中断诊断。
      表8-1 常用模拟量输入模块的主要技术特性

现场设备
     虽然带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,但是只使用 MPI 功能,另外通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
     通过 PROFINET IO 进行过程通信
     SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
     从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
     可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
     SIMATIC S7-300
     (使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
     SIMATIC ET 200
     (使用配备 PROFINET 接口的 CPU)
     SIMATIC S7-400
     (使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
     可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
     ET 200 分布式 I/O 设备
     ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
     SIMATIC S7-300
     (使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
     现场设备
     通过 AS-Interface 进行过程通信
     S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备(AS-Interface 从站)。
     更多信息,请参见通信处理器。
     通过 CP 或集成接口(点对点)进行数据通信
     通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口,可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议:
     20 mA (TTY)(仅 CP 340/CP 341)
     RS 232C/V.24(仅 CP 340/CP 341)
     RS 422/RS 485
     可以连接以下设备:
     SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
     打印机西门子SM331模块
     机器人控制
     扫描器,条码阅读器,等
     特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。
     使用多点接口 (MPI) 进行数据通信
     MPI(多点接口)是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。
     MPI 可以同时连接多个配有 STEP 7 的编程器/PC、HMI 系统(OP/OS)、S7-300 和 S7-400。
     全局数据:
     “全局数据通信”服务可以在联网的 CPU 间周期性地进行数据交换。 一个 S7-300 CPU 可与多达 4 个数据包交换数据,每个数据包含有 22 字节数据,可同时有 16 个 CPU 参与数据交换(使用 STEP 7 V4.x)。 
     例如,可以允许一个 CPU 访问另一个 CPU 的输入/输出。只可通过 MPI 接口进行全局数据通信。
     内部通信总线(C-bus):
     CPU 的 MPI 直接连接到 S7-300 的 C 总线。因此,可以通过 MPI 从编程器直接找到与 C 总线连接的 FM/CP 模块的地址。
     功能强大的通信技术:
     多达 32 个 MPI 节点。
     使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每个 CPU 有多个通信接口。
     使用编程器/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每个 CPU 有多个通信接口。
     数据传输速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
     灵活的组态选项:
     可靠的组件用于建立 MPI 通信: PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器。使用这些组件,可以根据需求实现设计的最优化调整。例如,任意两个MPI节点之间最多可以开启10个中继器,以桥接更大的距离。
     通过 CP 进行数据通信
     SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。
     可以连接以下设备:
     SIMATIC S7-300
     SIMATIC S7-400
     SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
     编程器
     PC 机
     SIMATIC HMI 人机界面系统
     数控装置
     机器人控制
     工业PC
     驱动控制器
     其它厂商设备
     S7-300F
     S7-300F 能够以两种 I/O 设计的方式运行:
     ET 200M 中的 I/O 设计:西门子SM331模块
     故障安全数字量/模拟量输入和输出模块用于集中式或分布式应用(Cat.4/SIL3 只能与隔离模块一起使用)
     ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 设计:
     故障安全数字量输入和输出模块可用于分布式应用

S7-300 可以用于:
     用作服务器时,使用MPI、C总线和PROFIBUS
     用作服务器或客户端时,使用集成式PROFINET接口
     使用reloadable块,可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信服务。
     这些服务是:
     通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。
     通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯(非西门子系统)。
     与全局数据不同的是,对于通信功能,必须为其建立通信连接。
     集成到 IT 领域中
     借助自动化工程组态,使用S7-300,可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用CP 343-1 Advanced,可以实现以下信息技术功能:
     IP 路由;
     借助IP访问列表,将IP V4报文以不低于Gigabit的速度转发至受控PROFINET接口。
     WEB 服务器;
     使用标准浏览器,可以浏览大至30 MB可自由定义的HTML网页;通过FTP处理自己的文件系统中的数据
     标准诊断页;
     无需额外工具,就可以在工厂内完成插装在安装机架上的所有模块的快速诊断工作。
     E-mail;
     直接从用户程序中发送认证电子邮件。电子邮件客户端设计有通知功能,可以在控制程序中直接通知用户。
     通过 FTP 进行通讯;
     大多数操作系统平台都可以使用的开放协议
     设计有30 MB RAM文件系统,可以用作动态数据的中间存储器。
     S7-300 PROFINET CPU集成有Web服务器。因此,标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息:
     

CPU 一般信息
     诊断缓冲区的内容
     变量表
     标签状态
     模块的状态
     报文
     工业以太网的相关信息
     PROFINET 节点的拓扑结构
     等时模式
     使用系统功能“同步模式”,可以同步耦合
     分布式信号采集、
     PROFIBUS 信号传输和
     程序执行
     总线周期时间的程序运行。
     创建了自动化解决方案,可以以固定间隔时间(常量总线周期时间)捕捉并处理输入和输出信号。同时创建了前后一致的部分过程图像。
     借助常量总线周期时间和分布式I/O同步信号处理技术,S7-300确保可以精确地重现规定的过程响应时间。
     为同步模式系统功能提供了极为丰富的支持组件,可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。
     在分布式自动化解决方案中,目前的SIMATIC S7-300开始涉足重要的高速加工处理应用领域,并确保可以获得最高的精度和可重现性。这意味着可以以稳定的优质产品不断地扩大生产数量。

模拟量输入模块将来自过程的的模拟量信号转换为可在控制器中进行内部处理的数字量信号。

该模块具有如下特点:

分辨率为 9-15 位 + 符号位(具有不同的转换时间),可以设置。 
     各种量程; 
     电流/电压的默认设置是使用量程模块以机械方式设置的,可通过编程器和 STEP 7 的“Hardware configuration”进行细调。 
     中断能力; 
     该模块将诊断和限值中断发送到控制器的 CPU。 
     诊断; 
     该模块将综合诊断信息发送到 CPU。