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1、第一篇第一篇 基基 础础 篇篇n nPLC(programmablePLC(programmable logical controller ) logical controller )中文名称可编程控制器，中文名称可编程控制器，今天今天PLCPLC其应用已经十分的广泛，在工业领域已经是家喻户其应用已经十分的广泛，在工业领域已经是家喻户晓，晓，PLCPLC的厂家、型号和规格同样也层出不穷。对于有志于的厂家、型号和规格同样也层出不穷。对于有志于PLCPLC应用的人员来说如何面对眼花缭乱的产品，是一个大的应用的人员来说如何面对眼花缭乱的产品，是一个大的挑战。如何面对挑战呢，首先选择一个典型的应用广泛
2、的挑战。如何面对挑战呢，首先选择一个典型的应用广泛的PLCPLC作为学习、研究的对象，本书选择西门子作为学习、研究的对象，本书选择西门子S7-300S7-300系列系列PLCPLC作为对象。其次，了解和学习作为对象。其次，了解和学习PLCPLC的基础知识，最后，的基础知识，最后，掌握综合应用掌握综合应用PLCPLC解决实际问题的技术和能力。如果遇到其解决实际问题的技术和能力。如果遇到其它它plcplc就可以举一反三了。就可以举一反三了。n n本篇包括前三章，第一章本篇包括前三章，第一章 S7-300PLCS7-300PLC硬件和安装、第二章硬件和安装、第二章 step 7step 7软件安装和
3、使用、第三章软件安装和使用、第三章 STEP7STEP7编程。主要介绍了编程。主要介绍了 S7-300PLCS7-300PLC的基础知识和基本操作规范和方法，包括硬件的的基础知识和基本操作规范和方法，包括硬件的安装和选型规范，包括安装和选型规范，包括setp7setp7软件的安装和使用的基本方法，软件的安装和使用的基本方法，包括各种常用的指令的使用的方法。这部分内容是应用的基包括各种常用的指令的使用的方法。这部分内容是应用的基础，反映了础，反映了S7-300PLCS7-300PLC区别于其他不同类型区别于其他不同类型PLCPLC的主要特性。的主要特性。本篇更多的是一些知识性、规范性的内容，强调
4、的是记忆、本篇更多的是一些知识性、规范性的内容，强调的是记忆、操作规范和方法。操作规范和方法。第一章第一章 S7-300PLC硬件和安装硬件和安装n nSIMATIC S7-300SIMATIC S7-300是一种通用型的是一种通用型的PLCPLC，能适合自动化工，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置以及易于模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置以及易于掌握等特点，使得掌握等特点，使得S7-300S7-300在各种工业领域中实施各种控在各种工业领域中实施各种控制任务时，成为一
5、种既经济又切合实际的解决方案。本制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。本章详细介绍各模块结构和安装规范。章详细介绍各模块结构和安装规范。n n1.1 S7-300PLC1.1 S7-300PLC硬件简介硬件简介 n n1.2 S7-300PLC1.2 S7-300PLC电气安装规范电气安装规范n n1.3 1.3 实训一：安装一个典型的实训一：安装一个典型的S7-300PLCS7-300PLC硬件系统硬件系统1.1 S7-300PLC硬件简介硬件简介n nS7-300S7-300（见图（见图1-11-1）由多种模块部件组成，包括导轨）由多种模块部件组成，包括导轨（RackRack）、电
6、源模块（）、电源模块（PSPS）、）、CPUCPU模块、接口模块模块、接口模块（IMIM）、输入输出模块（）、输入输出模块（SMSM）。各种模块能以不同方式）。各种模块能以不同方式组合在一起，从而可使控制系统设计更加灵活，满足不同组合在一起，从而可使控制系统设计更加灵活，满足不同的应用需求。的应用需求。图1-1 S7-300 PLC的基本结构1.1.1 1.1.1 电源模块电源模块电源模块电源模块n n 电源模块是构成电源模块是构成PLCPLC控制系统的重要组成部分，针对不同控制系统的重要组成部分，针对不同系列的系列的CPUCPU，西门子有匹配的电源模块与之对应，用于对，西门子有匹配的电源模块
7、与之对应，用于对PLCPLC内部电路和外部负载供电。内部电路和外部负载供电。n n1. PS 30X1. PS 30X系列电源模块系列电源模块系列电源模块系列电源模块n n 有多种有多种S7-300S7-300电源模块可为编程控制器供电，也可以向需电源模块可为编程控制器供电，也可以向需要要24V24V直流的传感器直流的传感器/ /执行器供电，比如执行器供电，比如PS305PS305、PS307PS307。PS PS 305305电源模块是直流供电，电源模块是直流供电，PS 307PS 307是交流供电。本节以是交流供电。本节以PS PS 307307电源模块为例作详细介绍。图电源模块为例作详细
8、介绍。图1-21-2是是PS 307PS 307（2A2A）的模）的模块示意图。块示意图。n n PS 307PS 307电源模块电源模块(2A)(2A)具有以下显著特性：具有以下显著特性：n n（1 1）输出电流）输出电流2A2A。n n（2 2）输出电压）输出电压24VDC24VDC，防短路和开路保护。，防短路和开路保护。n n（3 3）连接单相交流系统）连接单相交流系统 ( (输入电压输入电压120/230V AC120/230V AC，50/60Hz)50/60Hz)。n n（4 4）可靠的隔离特性，符合）可靠的隔离特性，符合EN 60950EN 60950标准。标准。n n（5 5）
9、可用作负载电源。）可用作负载电源。图1-2 PS 307电源模块 n n电源模块在非正常工作状态下的反应，可参考表电源模块在非正常工作状态下的反应，可参考表1-11-1。 如果则24V直流指示灯输出电流过载I3.9A电压跌落，电压自动恢复闪烁3AI=3.9A（稳态）电压下降，缩短使用寿命输出短路输出电压0V；短路故障排除后，电压自动恢复暗在一次侧过电压可能彻底毁坏在一次侧欠电压自动切断；欠电压排除后，电压自动恢复暗表表1-1 电源模块在非正常工作状态下的反应电源模块在非正常工作状态下的反应n n2. S7-3002. S7-300的电流消耗量和功率损耗的电流消耗量和功率损耗的电流消耗量和功率损
10、耗的电流消耗量和功率损耗n n一个实际的一个实际的S7-300 PLCS7-300 PLC系统，在确定所有的模块后，要选系统，在确定所有的模块后，要选择合适的电源模块。所选定的电源模块的输出功率必须大择合适的电源模块。所选定的电源模块的输出功率必须大于于CPUCPU模块、所有模块、所有I/OI/O模块、各种智能模块的总消耗功率之模块、各种智能模块的总消耗功率之和，有时甚至还要考虑某些执行单元的功率，并且要留有和，有时甚至还要考虑某些执行单元的功率，并且要留有3030左右的余量。在具体产品设计时，应该仔细研究各个左右的余量。在具体产品设计时，应该仔细研究各个模块的功率参数，最后确定电源模块的型号
11、、规格。当同模块的功率参数，最后确定电源模块的型号、规格。当同一电源模块既要为主机单元又要为扩展单元供电时，从主一电源模块既要为主机单元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0.25 V0.25 V。1.1.2 CPU1.1.2 CPU模块模块模块模块n nCPUCPU是是PLCPLC系统的运算控制核心。它根据系统程序的要求系统的运算控制核心。它根据系统程序的要求完成以下任务：接收并存储用户程序和数据，接收现场输完成以下任务：接收并存储用户程序和数据，接收现场输入设备的状态和数据，诊断入设备的状态和数据，诊断PLCPLC内
12、部电路工作状态和编程内部电路工作状态和编程过程中的语法错误，完成用户程序规定的运算任务，更新过程中的语法错误，完成用户程序规定的运算任务，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，实现输出控有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，实现输出控制或数据通信等功能。制或数据通信等功能。n nS7-300 CPUS7-300 CPU有有2020种不同型号，各种种不同型号，各种CPUCPU按性能等级划分，按性能等级划分，可以涵盖各种应用范围。可以涵盖各种应用范围。S7-300S7-300的各款的各款CPUCPU都有非常详尽都有非常详尽的性能数据表（具体参数可查阅相关资料），其中最值得的性能数据表（具体
13、参数可查阅相关资料），其中最值得关注的关注的CPUCPU性能有以下五方面：性能有以下五方面：n nI/OI/O扩展能力扩展能力n n指令执行速度指令执行速度n n工作内存容量工作内存容量n n通讯能力通讯能力n nCPUCPU上的集成功能上的集成功能n n1. 1. 操作员控制和显示单元操作员控制和显示单元操作员控制和显示单元操作员控制和显示单元n n图图1-31-3所示为所示为CPU 31xCCPU 31xC的控制和显示单元。的控制和显示单元。n n图图1-41-4所示为所示为CPU 31xCCPU 31xC打开前面板后的集成数字和模拟打开前面板后的集成数字和模拟I/OI/O。n n（1 1
14、）状态和故障显示）状态和故障显示n nCPUCPU上安装有上安装有6 6个个LEDLED指示灯，显示运行状态和故障。表指示灯，显示运行状态和故障。表1-1-2 2列出了用于状态和故障显示的发光二极管的含义。列出了用于状态和故障显示的发光二极管的含义。图图1-3 CPU 31xC的面板的面板注：注：模拟量输入和模拟量输出；：模拟量输入和模拟量输出；：8个数字量输入；个数字量输入；8个个数字量输出。数字量输出。图图1-4 CPU 31xC的集成数字量的集成数字量I/O模块模块发光二极管LED含 义说 明SF(红色)系统错误故障下列事件引起灯亮：硬件故障固件出错编程出错参数设置出错算术运算出错定时器
15、出错存储器卡故障(只在CPU313和314上) 电池故障或电源接通时无后备电池(只用于CPU313和314上) 输入输出的故障或错误(只对外部I/O) 用编程装置读出诊断缓冲器中的内容，以确定错误故障的真正原因BATF(红色，只在CPU313和314上有)电池故障如果电池有下列情况，则灯亮：失效；未装入DC 5 V(绿色)用于CPU和S7-300的5 V DC电源如果内部的5 V直流电源正常，则灯亮FRCE(黄色) 保留专用表表1-2 用于状态和故障显示用于状态和故障显示LED的含义的含义n n（2 2）CPUCPU的运行模式的运行模式n nCPUCPU有四种操作模式：有四种操作模式：STOP
16、STOP（停机）、（停机）、STARTUPSTARTUP（启动）、（启动）、RUNRUN（运行）和（运行）和HOLDHOLD（保持）。在所有的模式中，都可（保持）。在所有的模式中，都可以通过以通过MPIMPI接口与其他设备通信。接口与其他设备通信。n nSTOPSTOP模式：模式：CPUCPU模块通电后自动进入模块通电后自动进入STOPSTOP模式，在该模式，在该模式不执行用户程序，可以接收全局数据和检查系统。模式不执行用户程序，可以接收全局数据和检查系统。n nSTARTUPSTARTUP模式：可以用模式选择开关或编程软件启动模式：可以用模式选择开关或编程软件启动CPUCPU。如果模式选择开
17、关在。如果模式选择开关在RUNRUN或或RUN-PRUN-P位置，通电时自位置，通电时自动进入启动模式。动进入启动模式。n nRUNRUN模式：执行用户程序，刷新输入和输出，处理中模式：执行用户程序，刷新输入和输出，处理中断和故障信息服务。断和故障信息服务。n nHOLDHOLD模式：在模式：在STARTUPSTARTUP和和RUNRUN模式执行程序时遇到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），定时器调试用的断点，用户程序的执行被挂起（暂停），定时器被冻结。被冻结。n n（3 3）操作模式选择开关）操作模式选择开关n n可使用模式选择开关设置当前的可使用模式选择开关设置当
18、前的CPUCPU运行模式。开关有运行模式。开关有4 4个个位置，其含义如表位置，其含义如表1-31-3所列。所列。 位置含义说明RUN-P（部分CPU）运行-编程模式CPU不仅执行用户程序，在运行时还可以通过编程软件读出和修改用户程序，以及改变运行方式RUN运行模式CPU执行用户程序，可以通过编程软件读出用户程序，但是不能修改用户程序STOP停止模式CPU不执行用户程序，通过编程软件可以读出和修改用户程序MRES存储器复位模式MERES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状态扳到MRES位置，可以复位存储器，使CPU回到初始状态。工作存储器、装载存
19、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删除，即复位为零，包括有保持功能的数据。系统参数、CPU和模块的参数被恢复为默认设置，MPI的参数被保留。如果有存储器卡，CPU在复位后将它里面的用户程序和系统参数复制到工作存储器区表1-3模式选择开关的位置含义n n（4 4）SIMATICSIMATIC微存储卡（微存储卡（MMCMMC）插槽）插槽n nFlash EPROMFlash EPROM微存储卡用于在断电时保存用户程序和某些微存储卡用于在断电时保存用户程序和某些数据，它可以扩展数据，它可以扩展CPUCPU的存储器容量，也可以将有些的存储器容量，也可以将有些CPU
20、CPU的操作系统包括在的操作系统包括在MMCMMC中，这对于操作系统的升级是非中，这对于操作系统的升级是非常方便的。常方便的。MMCMMC用作装载存储器或便携式保存媒体，它用作装载存储器或便携式保存媒体，它的读写直接在的读写直接在CPUCPU内进行，不需要专用的编程器。由于内进行，不需要专用的编程器。由于CPU 31xCCPU 31xC没有安装集成的装载存储器，在使用没有安装集成的装载存储器，在使用CPUCPU时必时必须插入须插入MMCMMC。CPUCPU与与MMCMMC是分开订货的。如图是分开订货的。如图1-51-5。 图图1-5 MMC卡卡 n n如果在写访问过程中拆下如果在写访问过程中拆
21、下SIMATICSIMATIC微存储器卡，微存储器卡，卡中的数据会被破坏。在这种情况下，必须将卡中的数据会被破坏。在这种情况下，必须将MMCMMC插入插入CPUCPU中并删除它，或在中并删除它，或在CPUCPU中格式化存中格式化存储卡。只有在断电状态或储卡。只有在断电状态或CPUCPU处于处于“ “STOP”STOP”状态状态时，才能取下存储卡。时，才能取下存储卡。n n2. 2.存储器区域存储器区域存储器区域存储器区域n nPLCPLC的系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使的系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使PLCPLC具有基本的智能，能够完成具有基本的智能，能够完成PLCPLC设
22、计者规定的各种工作。设计者规定的各种工作。系统程序由系统程序由PLCPLC生产厂家设计并固化在生产厂家设计并固化在ROMROM中，用户不能中，用户不能读取。用户程序由用户设计，它使读取。用户程序由用户设计，它使PLCPLC能完成用户要求的能完成用户要求的特定功能。用户程序存储器的容量以字节为单位，不同的特定功能。用户程序存储器的容量以字节为单位，不同的程序对应不同的存储区域。程序对应不同的存储区域。n nCPUCPU存储器可以分为三个区域，如图存储器可以分为三个区域，如图1-61-6。CPU装载存储器(保存在MMC中)工作存储器系统存储区工作存储器系统存储区装载存储器(保存在MMC中)CPU图
23、图1-6 CPU的存储区的存储区n n（1 1）装载存储器）装载存储器n n装载存储器位于装载存储器位于SIMATICSIMATIC微型存储卡（微型存储卡（MMCMMC）中。装载）中。装载存储器的容量与存储器的容量与MMCMMC的容量一致。用于保存程序指令块的容量一致。用于保存程序指令块和数据块以及系统数据，也可以将项目的整个组态数据保和数据块以及系统数据，也可以将项目的整个组态数据保存在存在MMCMMC中。中。n n（2 2）工作存储器（）工作存储器（RAMRAM）n nRAMRAM集成在集成在CPUCPU中，不能被扩展。它可用于运行程序指令，中，不能被扩展。它可用于运行程序指令，并处理用户
24、程序数据。程序只能在并处理用户程序数据。程序只能在RAMRAM和系统存储器中运和系统存储器中运行。行。n nCPUCPU的的RAMRAM都具有保持功能。都具有保持功能。n n（3 3）系统存储区）系统存储区n nRAMRAM系统存储区集成在系统存储区集成在CPUCPU中，不能被扩展。它包括：中，不能被扩展。它包括：n n标志位、定时器和计数器的地址区标志位、定时器和计数器的地址区n nI/OI/O的过程映像的过程映像n n局域数据局域数据 n n3. 3.介绍几种典型介绍几种典型介绍几种典型介绍几种典型CPUCPU模块模块模块模块n n（1 1）CPU 313CPU 313：CPU313CPU
25、313是标准型是标准型CPUCPU。具有更大的程序存储器、低成本。具有更大的程序存储器、低成本的解决方案，适用于对速度要求较高、程序较大的小型应用领域。的解决方案，适用于对速度要求较高、程序较大的小型应用领域。CPU313CPU313内置内置12 KB12 KB的的RAMRAM，其装载存储器为内置，其装载存储器为内置20 KB20 KB的的RAMRAM，可用存，可用存储卡扩充装载存储器，最大容量为储卡扩充装载存储器，最大容量为4MB4MB，指令执行速度为，指令执行速度为600 ns/600 ns/二进制二进制指令。扩展模块只能装在一个导轨上，最大扩展指令。扩展模块只能装在一个导轨上，最大扩展1
26、28128点数字量和点数字量和3232路模拟路模拟量。量。n nCPU313CPU313采用的是软件时钟，它给用户提供一个工作时间计时器。该计时采用的是软件时钟，它给用户提供一个工作时间计时器。该计时器可用来计量器可用来计量CPUCPU或所连接设备的工作时间长度。或所连接设备的工作时间长度。 n n（2 2）CPU 313CCPU 313C：CPU 313CCPU 313C是紧凑型是紧凑型CPUCPU，带集成的数字量和模拟量的，带集成的数字量和模拟量的输入和输出。无内置装载存储器，操作时必须用输入和输出。无内置装载存储器，操作时必须用MMCMMC卡扩充装载存储器。卡扩充装载存储器。适用于具有较
27、高要求的系统中。适用于具有较高要求的系统中。n n（3 3）CPU 313C-2DPCPU 313C-2DP：紧凑型：紧凑型CPUCPU，带集成的数字量输入和输出，以及，带集成的数字量输入和输出，以及PROFIBUS DPPROFIBUS DP主站主站/ /从站接口。操作时也必须用从站接口。操作时也必须用MMCMMC卡扩充装载存储器。卡扩充装载存储器。n n（4 4）CPU315/CPU315-2DPCPU315/CPU315-2DP：CPU315CPU315是具有中到大容量程序存储器和大是具有中到大容量程序存储器和大规模规模I/OI/O配置的配置的CPUCPU。CPU315-2DPCPU31
28、5-2DP是具有中到大容量程序存储器和是具有中到大容量程序存储器和PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP主主/ /从接口的从接口的CPUCPU，它用于包括分布式及集中式，它用于包括分布式及集中式I/OI/O的任务的任务中。中。CPU315/CPU315-2DPCPU315/CPU315-2DP具有具有48 KB/64 KB48 KB/64 KB，内置，内置80/96 KB80/96 KB的装载存储器的装载存储器(RAM)(RAM)，可用存储卡扩充装载存储器，最大容量为，可用存储卡扩充装载存储器，最大容量为512 KB512 KB，指令执行速度，指令执行速度为为300 ns/300 ns/
29、二进制指令，最大可扩展二进制指令，最大可扩展1024/20481024/2048点数字量或点数字量或128/256128/256个模拟量个模拟量通道。其他特性与通道。其他特性与CPU314CPU314相同。相同。n nCPU315-2DPCPU315-2DP是带现场总线是带现场总线(PROFIBUS)SINEC L2-DP(PROFIBUS)SINEC L2-DP接口的接口的CPUCPU模块，其他模块，其他特性与特性与CPU315CPU315模块相同。模块相同。 1.1.3 SM1.1.3 SM模块模块模块模块n n信号模块（信号模块（SMSM）也叫输入）也叫输入/ /输出模块，是输出模块，是
30、CPU CPU 模块与现场模块与现场输入输出元件和设备连接的桥梁，用户可根据现场输入输入输出元件和设备连接的桥梁，用户可根据现场输入/ /输出设备选择各种用途的输出设备选择各种用途的I/OI/O模块。模块。n nS7-300S7-300的输入的输入/ /输出模块外部连线接在插入式的前连接器输出模块外部连线接在插入式的前连接器的端子上，前连接器插在前盖后面的凹槽内。不需断开前的端子上，前连接器插在前盖后面的凹槽内。不需断开前连接器上的外部连线，就可以迅速的更换模块。连接器上的外部连线，就可以迅速的更换模块。n n信号模块面板上的信号模块面板上的LEDLED用来显示各数字量输入用来显示各数字量输入
31、/ /输出点的输出点的信号状态，模块安装在信号状态，模块安装在DINDIN标准导轨上，通过总线连接器标准导轨上，通过总线连接器与相邻的模块连接。与相邻的模块连接。n n信号模块和接口模块的尺寸为信号模块和接口模块的尺寸为40mm(40mm(宽宽)x125mm()x125mm(高高)x120mm.()x120mm.(深深) )。有少量模块的宽度为。有少量模块的宽度为80mm80mm。n n1. 1.数字量模块数字量模块数字量模块数字量模块n nS7-300S7-300有多种型号的数字量有多种型号的数字量I/OI/O模块供选择。本节主要介绍模块供选择。本节主要介绍数字量输入模块数字量输入模块SM3
32、21SM321、数字量输出模块、数字量输出模块SM322 SM322 、数字量、数字量I/OI/O模块模块SM323SM323和仿真模块和仿真模块SM374SM374。n n（1 1）数字量输入模块）数字量输入模块SM321SM321n n数字量输入模块将现场送来的数字信号电平转换成数字量输入模块将现场送来的数字信号电平转换成S7-300S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输入方式和交流输内部信号电平。数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式。对现场输入元件，仅要求提供开关触点即可。输入方式。对现场输入元件，仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后
33、才入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送至输入缓冲器等待送至输入缓冲器等待CPUCPU采样。采样时，信号经过背板总采样。采样时，信号经过背板总线进入到输入映像区。线进入到输入映像区。 n n数字量输入模块数字量输入模块SM321SM321有四种型号模块可供选择，即直流有四种型号模块可供选择，即直流1616点输入、直流点输入、直流3232点输入、交流点输入、交流1616点输入、交流点输入、交流8 8点输入点输入模块。模块。n n模块的每个输入点有一个绿色发光二极管显示输入状态，模块的每个输入点有一个绿色发光二极管显示输入状态，输入开关闭合即有输入电压时，二极管点亮。输入开关闭合即有
34、输入电压时，二极管点亮。n n（2 2）数字量输出模块）数字量输出模块SM322SM322n n数字量输出模块数字量输出模块SM322SM322将将S7-300S7-300内部信号电平转换成过程内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。按负载回路使用的电小型电动机、灯和电动机启动器等。按负载回路使用的电源不同，它可分为直流输出模块、交流输出模块和交直流源不同，它可分为直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。按输出开关器件的种类不同，它又可分为两用输出模块。按输出开关器件的
35、种类不同，它又可分为晶体管输出方式、可控硅输出方式和继电器触点输出方式。晶体管输出方式、可控硅输出方式和继电器触点输出方式。晶体管输出方式的模块只能带直流负载，属于直流输出模晶体管输出方式的模块只能带直流负载，属于直流输出模块；可控硅输出方式属于交流输出模块；继电器触点输出块；可控硅输出方式属于交流输出模块；继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。从响应速度上看，方式的模块属于交直流两用输出模块。从响应速度上看，晶体管响应最快，继电器响应最慢；从安全隔离效果及应晶体管响应最快，继电器响应最慢；从安全隔离效果及应用灵活性角度来看，以继电器触点输出型最佳。用灵活性角度来看，以继电器触点输出
36、型最佳。n n数字量输出模块数字量输出模块SM322SM322有多种型号输出模块可供选择，常有多种型号输出模块可供选择，常用模块的有用模块的有8 8点晶体管输出、点晶体管输出、1616点晶体管输出、点晶体管输出、3232点晶体点晶体管输出、管输出、8 8点可控硅输出、点可控硅输出、1616点可控硅输出、点可控硅输出、8 8点继电器输点继电器输出和出和1616点继电器输出。模块的每个输出点有一个绿色发光点继电器输出。模块的每个输出点有一个绿色发光二极管显示输出状态，输出逻辑二极管显示输出状态，输出逻辑“ “1”1”时，二极管点亮。时，二极管点亮。n n（3 3）数字量）数字量I/OI/O模块模块
37、SM323SM323n nSM323SM323模块有两种类型，一种是带有模块有两种类型，一种是带有8 8个共地输入端和个共地输入端和8 8个共地输出端，个共地输出端，另一种是带有另一种是带有1616个共地输入端和个共地输入端和1616个共地输出端，两种特性相同。图个共地输出端，两种特性相同。图1-71-7是是8 8个共地的输入端、输出端个共地的输入端、输出端SM323SM323模块的端子连接及电气原理图，模块的端子连接及电气原理图，端子端子1 11010用于输入，端子用于输入，端子11112020用于输出。用于输出。I/OI/O额定负载电压额定负载电压24 V 24 V DCDC，输入电压，输
38、入电压“ “1”1”信号电平为信号电平为111130 V30 V，“ “0”0”信号电平为信号电平为3 35 V5 V，I/OI/O通过光耦与背板总线隔离。在额定输入电压下，输入延迟为通过光耦与背板总线隔离。在额定输入电压下，输入延迟为1.21.24.8 ms4.8 ms。输出具有电子短路保护功能。输出具有电子短路保护功能。图1-7 SM323模块端子连接及电气原理图n n2. 2.模拟量模块模拟量模块n n本节阐述本节阐述S7-300S7-300中模拟量值的表示方法，简单介绍模拟量输入模块中模拟量值的表示方法，简单介绍模拟量输入模块SM331SM331、模拟量输出模块、模拟量输出模块SM33
39、2SM332、模拟量、模拟量I/OI/O模块模块SM334SM334的原理、性能的原理、性能参数等内容。参数等内容。n n（1 1）模拟量值的表示方法）模拟量值的表示方法n nS7-300S7-300的的CPUCPU用用1616位的二进制补码表示模拟量值。其中最高位为符号位位的二进制补码表示模拟量值。其中最高位为符号位S S，“ “0”0”表示正值，表示正值，“ “1”1”表示负值，被测值的精度可以调整，取决于表示负值，被测值的精度可以调整，取决于模拟量模块的性能和它的设定参数，对于精度小于模拟量模块的性能和它的设定参数，对于精度小于1515位的模拟量值，低位的模拟量值，低字节中幂项低的位不用
40、。表字节中幂项低的位不用。表1-41-4表示了表示了S7-300S7-300模拟量值所有可能的精度，模拟量值所有可能的精度，标有标有“ “”的位就是不用的位，一般填入的位就是不用的位，一般填入“ “0”0”。 以位数表示的精度(带符号位)单 位模拟值十进制十六进制高字节低字节89101112131415128643216842180H40H20H10H8H4H2H1HS 0 0 0 0 0 0 0 S 0 0 0 0 0 0 0 S 0 0 0 0 0 0 0 S 0 0 0 0 0 0 0 S 0 0 0 0 0 0 0 S 0 0 0 0 0 0 0 S 0 0 0 0 0 0 0 S 0
41、 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1表表1-4 模拟量值可能的精度模拟量值可能的精度n nS7-300S7-300模拟量输入模块的输入测量范围很宽，它可以直接模拟量输入模块的输入测量范围很宽，它可以直接输入电压、电流、电阻、热电偶等信号，而输入电压、电流、电阻、热电偶等信号，而S7-300S7-300模拟量模拟量输出模块可以输出输出模块可以输出0 010 V10 V，1 15 V5 V，10 V10 V10 V10 V，0 020 20 mAmA，4 420 20
42、 mAmA，202020 20 mAmA等模拟信号，具体的各等模拟信号，具体的各种模拟量输入范围的数字化表示以及数字量与不同的模拟种模拟量输入范围的数字化表示以及数字量与不同的模拟输出范围间的对应关系，请参考相关技术手册。输出范围间的对应关系，请参考相关技术手册。n n（2 2）模拟量输入模块）模拟量输入模块SM331 SM331 n n模拟量输入模块模拟量输入模块SM331SM331目前有三种规格型号，即目前有三种规格型号，即8AIl28AIl2位位模块、模块、2AIl22AIl2位模块和位模块和8AIl68AIl6位模块，分别为位模块，分别为8 8通道的通道的1212位模拟量输入模块、位模
43、拟量输入模块、2 2通道的通道的1212位模拟量输入模块、位模拟量输入模块、8 8通道通道的的1616位模拟量输入模块。其中具有位模拟量输入模块。其中具有1212位输入的模块除了通位输入的模块除了通道数不一样外，其工作原理、性能、参数设置等各方面都道数不一样外，其工作原理、性能、参数设置等各方面都完全一样。完全一样。n n SM331SM331主要由主要由A/DA/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。A/DA/D转换部件转换部件是模块的核心，其转换原理采用积分方法，积分时间直接是模块的
44、核心，其转换原理采用积分方法，积分时间直接影响到影响到A/DA/D转换时间和转换时间和A/DA/D转换的精度。被测模拟量的精转换的精度。被测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数，也即积分时间越长，被度是所设定的积分时间的正函数，也即积分时间越长，被测值的精度越高。测值的精度越高。SM331SM331可选四档积分时间：可选四档积分时间：2.5 ms2.5 ms、16.7 ms16.7 ms、20 ms20 ms和和l00 msl00 ms，相对应的以位表示的精度为，相对应的以位表示的精度为8 8、1212、1212和和1414。每一种积分时间有一个最佳的噪声抑制频率。每一种积分时间有一个最佳的
45、噪声抑制频率f0f0，以上四种积分时间分别对应，以上四种积分时间分别对应400 Hz400 Hz、60 Hz60 Hz、50 Hz50 Hz和和10 Hz10 Hz。n n（3 3）模拟量输出模块）模拟量输出模块SM332 SM332 n n模拟量输出模块模拟量输出模块SM332SM332目前有三种规格型号，即目前有三种规格型号，即4AOl24AOl2位位模块、模块、2AO122AO12位模块和位模块和4AOl64AOl6位模块，分别为位模块，分别为4 4通道的通道的1212位模拟量输出模块、位模拟量输出模块、2 2通道的通道的1212位模拟量输出模块、位模拟量输出模块、4 4通通道的道的16
46、16位模拟量输出模块。其中具有位模拟量输出模块。其中具有1212位输入的模块除通位输入的模块除通道数不一样外，其工作原理、性能、参数设置等各方面都道数不一样外，其工作原理、性能、参数设置等各方面都完全一样。完全一样。n n模出模块的转换时间包括内部存储器传送数字化输出值的模出模块的转换时间包括内部存储器传送数字化输出值的时间和数时间和数/ /模转换的时间，模拟量输出各通道的转换是顺模转换的时间，模拟量输出各通道的转换是顺序进行的。模块的循环时间是所有活动的模拟量输出通道序进行的。模块的循环时间是所有活动的模拟量输出通道的转换时间的总和。模出的响应时间是一个比较重要的指的转换时间的总和。模出的响
47、应时间是一个比较重要的指标，响应时间就是在内部存储器中出现数字量输出值开始标，响应时间就是在内部存储器中出现数字量输出值开始到模拟输出达到规定值所用时间的总和。它和负载特性有到模拟输出达到规定值所用时间的总和。它和负载特性有关，负载不同关，负载不同( (如容性、阻性和感性负载如容性、阻性和感性负载) )，响应时间也不，响应时间也不一样。一样。n n（4 4）模拟量）模拟量I/OI/O模块模块SM334 SM334 n n 模拟量模拟量I/OI/O模块模块SM334SM334有两种规格，一种是有有两种规格，一种是有4 4模入模入/2/2模模出的模拟量模块，其输入、输出精度为出的模拟量模块，其输入
48、、输出精度为8 8位，另一种也是位，另一种也是有有4 4模入模入/2/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为模出的模拟量模块，其输入、输出精度为1212位。位。SM334SM334模块输入测量范围为模块输入测量范围为0 010 V10 V或或0 020 20 mAmA，输出范，输出范围为围为0 010 V10 V或或0 020 20 mAmA。它的。它的I/OI/O测量范围的选择是通过测量范围的选择是通过恰当的接线而不是通过组态软件编程设定的。与其它模拟恰当的接线而不是通过组态软件编程设定的。与其它模拟量模块不同，量模块不同，SM334SM334没有负的测量范围，且精度比较低。没有负的测量范围
49、，且精度比较低。SM334SM334的通道地址见表的通道地址见表1-51-5。通 道地 址输入通道0模块的起始输入通道1模块的起始2 B的地址偏移量输入通道2模块的起始4 B的地址偏移量输入通道3模块的起始6 B的地址偏移量输出通道0模块的起始输出通道1模块的起始2 B的地址偏移量表表1-5 SM334的通道地址的通道地址n n3. 3.特殊模块特殊模块特殊模块特殊模块n n除了最通用的除了最通用的I/OI/O模块，表模块，表1-61-6介绍了三种特殊模块的主要介绍了三种特殊模块的主要特性。下面重点介绍仿真模块特性。下面重点介绍仿真模块SM374SM374的使用。的使用。 模块特性 仿真模块S
50、M374输入/输出16占位模块DM370位置编码器模块SM338；POS-INPUT输入/输出点数最多16个输入或输出为没有参数化的模块保留一个插槽3个输入连接绝对值编码器（SSI）2个数字量输入用于保留编码值适用对象仿真：16点输入（小开关）16点输出8点输入和输出占位用于：接口模块不可编程的信号模块占用两个插槽的模块最多检测3个绝对值编码器（SSI）编码器类型：带13位、21位或25位报文帧长度的编码器（SSI）数据格式：格雷码或二进制码支持时钟操作可编程诊断诊断中断可调整备注可通过调整拨位开关设定功能当用其他模块更换DM370时，其机械结构和地址不变超过64s的绝对值编码器不能用在SM3
51、38上表表1-6 特殊信号模块特殊信号模块n n仿真模块仿真模块SM374SM374可以仿真可以仿真1616点输入、点输入、1616点输出、点输出、8 8点输入点输入和和8 8点输出的数字量模块。图点输出的数字量模块。图1-81-8是是SM374SM374的前视图，用螺的前视图，用螺丝刀改变面板中间开关的位置，即可仿真所需的数字量模丝刀改变面板中间开关的位置，即可仿真所需的数字量模块。仿真模块没有列入块。仿真模块没有列入S7S7组态工具的模块目录中，也即组态工具的模块目录中，也即S7S7的结构不承认仿真模块的工作方式，但组态时可以填入被的结构不承认仿真模块的工作方式，但组态时可以填入被仿真模块
52、的代号。例如，组态时若仿真模块的代号。例如，组态时若SM374SM374仿真仿真1616点输入的点输入的模块，就填入模块，就填入1616点数字量输入模块的代号：点数字量输入模块的代号：6ES7 311-6ES7 311-1BH00-0AA001BH00-0AA00；若；若SM374SM374仿真仿真1616点输出的模块，就填入点输出的模块，就填入1616点数字量输出模块的代号：点数字量输出模块的代号：6ES7 322-1BH00-0AA006ES7 322-1BH00-0AA00。SM374SM374面板上有面板上有1616个开关，用于输入状态的设置，还有个开关，用于输入状态的设置，还有161
53、6个绿色个绿色LEDLED，用于指示，用于指示I/OI/O状态。使用状态。使用SM374SM374后，后，PLCPLC应用应用系统的模拟调试变得简单而方便。系统的模拟调试变得简单而方便。图图1-8 仿真模块仿真模块SM374的前视图的前视图1.1.4 FM1.1.4 FM模块模块模块模块n n功能模块主要用于对实时性和存储容量要求高的功能模块主要用于对实时性和存储容量要求高的控制任务，例如计数器模块、快速控制任务，例如计数器模块、快速/ /慢速进给驱动慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制其模块、步进电动位置控制模块、电子凸轮控制其模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、定位和连苏机定位
54、模块、伺服电动机定位模块、定位和连苏路径控制模块、闭环控制模块、工业标示系统的路径控制模块、闭环控制模块、工业标示系统的接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位置解码器等。置解码器等。1.1.5 CP1.1.5 CP模块模块模块模块n nS7-300S7-300系列系列PLCPLC有多种用途的通信处理器模块，如有多种用途的通信处理器模块，如CP340CP340、CP342-5 DPCP342-5 DP、CP343-CP343-FMSFMS等，其中既有为装置进行点对点通信设计的模块，也有为等，其中既有为装置进行点对点通信设计的模块，也有为PLCPLC上
55、网到西门子上网到西门子的低速现场总线网的低速现场总线网SINEC L2SINEC L2和高速和高速SINEC H1SINEC H1网设计的网络接口模块。下面重点网设计的网络接口模块。下面重点介绍介绍CP342-5DPCP342-5DP模块。模块。n nCP342-5 DPCP342-5 DP是为把是为把S7-300S7-300系列系列PLCPLC连接到西门子连接到西门子SINEC L2SINEC L2网络上而设计的成本优网络上而设计的成本优化的通信模块。它是一个智能化的通信模块，能大大减轻化的通信模块。它是一个智能化的通信模块，能大大减轻CPUCPU的负担，也支持很的负担，也支持很多其它通信电
56、路。多其它通信电路。n n CP342-5 DPCP342-5 DP应用于应用于S7-300S7-300系统中，提供给用户系统中，提供给用户SINECL2SINECL2网的各种通信服务。它网的各种通信服务。它既可以作为主机或从机，将既可以作为主机或从机，将ET200ET200远程远程I/OI/O系统连接到系统连接到PROFIBUSPROFIBUS现场总线中去，现场总线中去，也可以与编程装置或人机接口也可以与编程装置或人机接口(MMI)(MMI)通信，还可以与其它通信，还可以与其它SIMATIC S7 PLCSIMATIC S7 PLC或或SIMATIC S5SIMATIC S5通信，并且可以与
57、配有通信，并且可以与配有CP5412(A2)CP5412(A2)的的AT PCAT PC机以及来自其它制造商的机以及来自其它制造商的具有具有FBL(FieldFBL(Field Bus Link) Bus Link)接口的系统建立连接，还能与接口的系统建立连接，还能与MPIMPI分支网上的其它分支网上的其它CPUCPU进进行全局数据通信。行全局数据通信。n nNCM S7-L2NCM S7-L2组态软件可以为实现以上功能进行参数配置。组态软件可以为实现以上功能进行参数配置。CP342-5 DPCP342-5 DP内部有内部有128 128 KBKB的的Flash EPROMFlash EPRO
58、M，可以可靠地对参数进行备份，在掉电时参数也能被保持。，可以可靠地对参数进行备份，在掉电时参数也能被保持。CP342-5 DPCP342-5 DP主要技术数据如下：主要技术数据如下：n n 用户存储器用户存储器(Flash EPROM)128 KB(Flash EPROM)128 KB；n n SINEC L2 LANSINEC L2 LAN标准符合标准符合DIN 19245DIN 19245；n n RS-485RS-485传输方式，波特率为传输方式，波特率为9.69.61500 kb/s1500 kb/s；n n 可连接的设备数量达可连接的设备数量达127127个。个。n n 另外，另外，
59、CP343-FMSCP343-FMS是采用是采用PROFIBUS-FMSPROFIBUS-FMS协议的现场总线通信模块，可以用于协议的现场总线通信模块，可以用于更加复杂的现场通信任务。更加复杂的现场通信任务。 1.1.6 1.1.6 通讯接口通讯接口通讯接口通讯接口n nCPUCPU模块上有三种通讯接口。模块上有三种通讯接口。n n（1 1）MPIMPI接口：多点接口接口：多点接口MPIMPI（Multipoint InterfaceMultipoint Interface）是用于连接）是用于连接CPUCPU和和PG/OPPG/OP的接口，或用于的接口，或用于MPIMPI子网中的通讯接口。一般
60、传输速率为子网中的通讯接口。一般传输速率为187.5kbps187.5kbps。如果与。如果与S7 -200S7 -200进行通讯，也可以指定进行通讯，也可以指定19.2kbps19.2kbps的传输速率。的传输速率。不能指定其他传输速率。编程器可以自动侦测到不能指定其他传输速率。编程器可以自动侦测到CPU MPICPU MPI接口的正确接口的正确参数，并建立连接。参数，并建立连接。n n（2 2）PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP接口：接口：PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP接口主要用于连接分布式接口主要用于连接分布式I/OI/O。PROFIBUS-DPPROFIBUS-
61、DP，用于创建大型、扩展子网。例如：，用于创建大型、扩展子网。例如：PROFIBUS-PROFIBUS-DPDP接口既可组态为主站，也可组态为从站，传输速率可达接口既可组态为主站，也可组态为从站，传输速率可达12Mbps12Mbps。编程器也可以自动侦测到编程器也可以自动侦测到CPU DPCPU DP接口的正确参数，并建立连接。接口的正确参数，并建立连接。n n（3 3）PtPPtP接口：可在接口：可在CPUCPU上使用上使用PtPPtP（点到点）接口，来连接外部设备（点到点）接口，来连接外部设备至串口，例如条形码阅读器、打印机等。对于全双工（至串口，例如条形码阅读器、打印机等。对于全双工（R
62、S422RS422）模式，）模式，波特率对打为波特率对打为19.2kbps19.2kbps，对于半双工（，对于半双工（RS485RS485）模式，波特率对打为）模式，波特率对打为38.4kbps 38.4kbps 。在。在CPU CPU PtPPtP的接口中安装有以下通讯驱动程序，其报文格的接口中安装有以下通讯驱动程序，其报文格式是公开的：式是公开的：n n ASCIIASCII驱动驱动n n 协议协议n n 只适用于只适用于CPU314C-2CPU314C-2n n这三种接口方式所适用的设备如表这三种接口方式所适用的设备如表1-71-7所列。所列。MPIPROFIBUS-DPPtPPG/PC
63、OP/TPS7-300/400，带有MPI接口S7 -200（作为被动站点）PG/PCOP/TPDP从站DP主站执行器/传感器S7 -300/400，带有PROFIBUS-DP接口配装有串口的设备，例如条形码阅读器、打印机等。表表1-7 网络接口适用设备网络接口适用设备 1.1.7 PLC1.1.7 PLC的工作过程的工作过程的工作过程的工作过程n nPLCPLC有比计算机更强的工业过程接口，可视为一种特殊的有比计算机更强的工业过程接口，可视为一种特殊的工业控制计算机。但编程语言和工作原理与计算机相比有工业控制计算机。但编程语言和工作原理与计算机相比有一定的差别，与继电器控制逻辑的工作过程也有
64、很大差别。一定的差别，与继电器控制逻辑的工作过程也有很大差别。n nPLCPLC的工作过程一般可分为三个主要阶段：输入采样阶段，的工作过程一般可分为三个主要阶段：输入采样阶段，程序执行阶段和输出刷新阶段。如图程序执行阶段和输出刷新阶段。如图1-91-9所示。所示。图1-9 PLC的工作过程n n(1) (1) 输入采样阶段输入采样阶段n nPLCPLC以扫描工作方式，按顺序将所有信号读入到寄存输入以扫描工作方式，按顺序将所有信号读入到寄存输入状态的输入映像区中存储，这一过程称为采样。在整个工状态的输入映像区中存储，这一过程称为采样。在整个工作周期内，这个采样结果的内容不会改变，而且这个采样作周
65、期内，这个采样结果的内容不会改变，而且这个采样结果将在结果将在PLCPLC执行程序时被使用。执行程序时被使用。n n(2) (2) 程序执行阶段程序执行阶段n nPLCPLC按顺序进行扫描，即从上到下、从左到右地扫描每条按顺序进行扫描，即从上到下、从左到右地扫描每条指令，并分别从输入映像区和输出映像区中获得所需的数指令，并分别从输入映像区和输出映像区中获得所需的数据进行运算、处理，再将程序执行的结果写入寄存执行结据进行运算、处理，再将程序执行的结果写入寄存执行结果的输出映像区中保存。这个结果在程序执行期间可能发果的输出映像区中保存。这个结果在程序执行期间可能发生变化，但在整个程序未执行完毕之前
66、不会到输出端口。生变化，但在整个程序未执行完毕之前不会到输出端口。n n(3) (3) 输出刷新阶段输出刷新阶段n n在执行完用户所有程序后，在执行完用户所有程序后，PLCPLC将输出映像区中的内容送将输出映像区中的内容送到寄存输出状态的输出锁存器中，再去驱动用户设备。到寄存输出状态的输出锁存器中，再去驱动用户设备。 n nPLCPLC重复执行上述三个阶段，每重复一次的时间称为一个重复执行上述三个阶段，每重复一次的时间称为一个扫描周期。扫描周期。PLCPLC在一个工作周期中，输入采样和输出刷新在一个工作周期中，输入采样和输出刷新的时间一般为毫秒级，而程序执行时间因程序的长度不同的时间一般为毫秒
67、级，而程序执行时间因程序的长度不同而不同。而不同。PLCPLC一个扫描周期因一个扫描周期因CPUCPU模块的运算速度差别很模块的运算速度差别很大。大。n n当当PLCPLC投入运行后，重复完成以上三个阶段的工作，即采投入运行后，重复完成以上三个阶段的工作，即采用循环扫描工作过程。用循环扫描工作过程。PLCPLC工作的主要特点是输入输出采工作的主要特点是输入输出采样、程序执行、输出刷新的样、程序执行、输出刷新的“ “串行串行” ”工作坊式，这样既可工作坊式，这样既可避免继电器、接触器控制系统中的触电竞争和时序混乱，避免继电器、接触器控制系统中的触电竞争和时序混乱，又可提高又可提高PLCPLC的运
68、算速度，这是的运算速度，这是PLCPLC系统可靠性高、响应系统可靠性高、响应快的原因。但是，也导致输出对输入在时间上的滞后。快的原因。但是，也导致输出对输入在时间上的滞后。n nPLCPLC在执行程序时所用在执行程序时所用doadoa的状态值不是直接从实际输入口的状态值不是直接从实际输入口所获得，而是来源于输入映像区和输出映像区。输入映像所获得，而是来源于输入映像区和输出映像区。输入映像区的状态取决于上一扫描周期从输入端子中采样取得的数区的状态取决于上一扫描周期从输入端子中采样取得的数据，并在程序执行阶段保持不变。输出映像区的状态取决据，并在程序执行阶段保持不变。输出映像区的状态取决于执行程序
69、输出指令的结果。输出锁存器中的状态值是上于执行程序输出指令的结果。输出锁存器中的状态值是上一个扫描周期的输出刷新结果。一个扫描周期的输出刷新结果。1.2 S7-300 PLC电气安装规范电气安装规范n n正确的硬件安装是系统正常工作的前提，要严格按照电气正确的硬件安装是系统正常工作的前提，要严格按照电气安装规范安装。安装规范安装。 n n1.2.1 1.2.1 安装导轨安装导轨n n 在安装导轨时，应留有足够的空间用于安装模板和散热在安装导轨时，应留有足够的空间用于安装模板和散热（模板上下至少应有（模板上下至少应有 40 mm 40 mm 的空间，左右至少应有的空间，左右至少应有20mm20m
70、m空间），如图空间），如图1-131-13；n n 在安装表面划安装孔。在所划线的孔上钻直径为在安装表面划安装孔。在所划线的孔上钻直径为 6.5 +.2 6.5 +.2 mm mm 的孔；的孔；n n 用用M6 M6 螺钉安装导轨；螺钉安装导轨；n n 把保护地连到导轨上（通过保护地螺丝，导线的最小截把保护地连到导轨上（通过保护地螺丝，导线的最小截面积为面积为1010mm2mm2）。如图）。如图1-141-14。n n应注意，在导轨和安装表面（接地金属板或设备安装板）应注意，在导轨和安装表面（接地金属板或设备安装板）之间会产生一个低阻抗连接。如果在表面涂漆或者经阳极之间会产生一个低阻抗连接。如
71、果在表面涂漆或者经阳极氧化处理，应使用合适的接触剂或接触垫片。氧化处理，应使用合适的接触剂或接触垫片。图图 1-10 S7-300 系统安装所需空间系统安装所需空间图 1-11 导轨上的保护地连接1.2.2 1.2.2 安装和更换模块安装和更换模块安装和更换模块安装和更换模块n n从左边开始，按照如图从左边开始，按照如图1-121-12顺序，将模块安装在导轨上：顺序，将模块安装在导轨上：n n电源模块电源模块n nCPUCPUn n信号模块、功能模块、通讯模块、接口模块信号模块、功能模块、通讯模块、接口模块图图1-12 S7-300模块安装顺序模块安装顺序n n表表1-81-8说明了模块安装的
72、步骤。说明了模块安装的步骤。步骤连接方法图例1将总线连接器插入CPU和信号模块/功能模块/通讯模块/接口模块。每个模块（除了CPU以外）都有一个总线连接器。在插入总线连接器时，必须从CPU开始将总线连接器插入前一个模块。最后一块模块不能安装总线连接器2按照模块的规定顺序，将所有模块悬挂在导轨上，将模块化到左边的模块边上，然后向下安装模块3使用0.81.1Nm的扭矩，用螺钉固定所有模块表1-8 模块安装步骤n n需要更换模块时，应先解锁前连接器，然后取下模块。如需要更换模块时，应先解锁前连接器，然后取下模块。如图图1-131-13。n n在开始安装一个新的模块之前，应将前连接器的上半部编在开始安
73、装一个新的模块之前，应将前连接器的上半部编码插针从该模块上取下来，如图码插针从该模块上取下来，如图1-141-14所示。这样做是因为所示。这样做是因为该编码部件早已插入到已接线的前连接器，如不把它取下，该编码部件早已插入到已接线的前连接器，如不把它取下，会阻碍前连接器插回原位置。会阻碍前连接器插回原位置。图1-13 解锁前连接器并取下模块 图1-14拆卸前连接器编码插针 1.2.3 1.2.3 电气屏蔽与接地电气屏蔽与接地电气屏蔽与接地电气屏蔽与接地n n在实时控制系统中，接地是抑制干扰以使系统可靠工作的在实时控制系统中，接地是抑制干扰以使系统可靠工作的主要方法。在设计中如能把接地和屏蔽正确地
74、结合起来使主要方法。在设计中如能把接地和屏蔽正确地结合起来使用，则可以解决大部分干扰问题。用，则可以解决大部分干扰问题。n n PS307PS307除了给除了给CPUCPU供电外，还给供电外，还给24 V DC24 V DC模块提供负载电模块提供负载电流，图流，图1-151-15给出了给出了S7-300S7-300一般结构的系统供电和接地连接，一般结构的系统供电和接地连接，图中图中S7-300S7-300参考电位参考电位MM是接地的。在一些场合，可能需要是接地的。在一些场合，可能需要参考电位不接地的参考电位不接地的S7-300S7-300系统，此时应该把在系统，此时应该把在CPU313/314
75、CPU313/314上上MM端子和功能性地之间跨接线拆下。对端子和功能性地之间跨接线拆下。对CPU312 IFMCPU312 IFM，只能实现一个接地结构，参考电位和地在内部已连接好。只能实现一个接地结构，参考电位和地在内部已连接好。在带隔离的模块结构中，控制回路的参考电位和负载回路在带隔离的模块结构中，控制回路的参考电位和负载回路的参考电位是隔离的。的参考电位是隔离的。图1-15 S7-300一般结构的系统供电 1.2.4 1.2.4 机柜的选型与安装机柜的选型与安装机柜的选型与安装机柜的选型与安装n n对于大型设备的运行或安装环境中有干扰或污染时，应该对于大型设备的运行或安装环境中有干扰或
76、污染时，应该将将S7-300S7-300安装在一个机柜中。在选择机柜时，应注意以下安装在一个机柜中。在选择机柜时，应注意以下事项：事项：n n 机柜安装位置处的环境条件（温度、湿度、尘埃、化学机柜安装位置处的环境条件（温度、湿度、尘埃、化学影响、爆炸危险）决定了机柜所需的防护等级（影响、爆炸危险）决定了机柜所需的防护等级（IP xxIP xx）n n 模块导轨间的安装间隙模块导轨间的安装间隙n n 机柜中所有组建的总功率消耗机柜中所有组建的总功率消耗n n在确定在确定S7-300S7-300机柜安装尺寸时，应注意以下技术参数：机柜安装尺寸时，应注意以下技术参数：n n 模块导轨所需安装空间模块
77、导轨所需安装空间n n 模块导轨和机柜柜壁之间的最小间隙模块导轨和机柜柜壁之间的最小间隙n n 模块导轨之间的最小间隙模块导轨之间的最小间隙n n 电缆导管或风扇的所需安装空间电缆导管或风扇的所需安装空间n n 机柜固定位置机柜固定位置1.3 实训一：安装一个典型的实训一：安装一个典型的S7-300 PLC硬件系统硬件系统n n1 1、实训目的、实训目的n n熟悉熟悉S7-300S7-300常用模块常用模块n n掌握掌握S7-300S7-300常用模块安装规范常用模块安装规范n n2 2、实训任务和要求、实训任务和要求n n安装一个单导轨安装一个单导轨PLCPLC控制系统，包含一个数字量模块，
78、控制系统，包含一个数字量模块，一个模拟量模块，一个仿真模块。要求各模块安装符合一个模拟量模块，一个仿真模块。要求各模块安装符合安装规范，安装规范，n n实训设备实训设备n n电源模块电源模块PS 307PS 307（10A10A）、）、CPUCPU模块模块313C-2DP313C-2DP、数字量、数字量模块模块SM322SM322、模拟量模块、模拟量模块SM334SM334、仿真模块、仿真模块SM374SM374、连、连接器、导轨、螺钉、螺丝刀、导线若干。接器、导轨、螺钉、螺丝刀、导线若干。n n3 3、安装步骤、安装步骤n n对照部件清单检查部件是否齐备；对照部件清单检查部件是否齐备；n n安装导轨安装导轨n n安装电源安装电源n n把总线连接器连到把总线连接器连到CPUCPU，并安装模块；，并安装模块；n n把总线连接器连到把总线连接器连到 I/O I/O 模块，并安装模块；模块，并安装模块；n n连接前连接器，并插入标签条和槽号；连接前连接器，并插入标签条和槽号； n n给模块配线（电源，给模块配线（电源，CPU CPU 和和 I/O I/O 模块）。模块）。n n4 4、实训报告、实训报告n n写出写出PLCPLC硬件系统安装顺序；硬件系统安装顺序；n n写出每一个部件的安装规范。写出每一个部件的安装规范。
