西门子S硬件介绍PPT学习教案

会计学1 S7-300S7-300的模块介绍的模块介绍2.2 S7-300 S7-300的系统组成的系统组成2.1 S7-300 S7-300的组态的组态2.3 本章内容：第1页/共61页第2页/共61页第3页/共61页第4页/共61页第5页/共61页第6页/共61页 S7-300采用模块式结构，由机架和模块组成。S7-300主要组成部分有：导轨（RACK）、电源模板（PS）、中央处理单元（CPU）、信号模板（SM）、功能模板（FM），还可加上接口模板（IM）和通信处理器（CP），如图2-1和图2-2所示。第7页/共61页图图2-1 S7-3002-1 S7-300的组成的组成第8页/共61页11电源模块（可选）电源模块（可选）22后备电池（后备电池（CPU313CPU313以上）以上）3DC 24V3DC 24V连接器连接器44模式开关模式开关 55状态和故障指示灯状态和故障指示灯 66存储器卡（存储器卡（CPU313CPU313以上）以上）7MPI7MPI多点接口多点接口 88前连接器前连接器99前门前门图图2-2 S7-3002-2 S7-300结构图结构图第9页/共61页2.1.2 S7-300模块的安装模块的安装第10页/共61页图图2-32-3S7-300S7-300的安装的安装第11页/共61页第12页/共61页第13页/共61页第14页/共61页图图2-4 S7-3002-4 S7-300的扩展结构（的扩展结构（CPU 314CPU 314以上）以上）PLC系统的扩展系统的扩展第15页/共61页2.2 S7-300的模块第16页/共61页部件功能导轨导轨是S7-300的机架电源（PS）电源将电网电压（120/230V）变换为S7-300所需的24V DC工作电压中央处理单元（CPU）中央处理单元用来执行用户程序附件：存储器模块，后备电池接口模块（IM）接口模块是连接两个机架的总线信号模块（SM）（数字量/模拟量）信号模块把不同的过程信号与S7-300相匹配附件：总线连接器，前连接器功能模块（FM）功能模块完成定位、闭环控制等功能通信处理器（CP）通信处理器连接可编程控制器附件：电缆、软件、接口模块表表2-12-1S7-300S7-300主要组件主要组件第17页/共61页 机架是用来安装和固定PLC的各类模块。S7-300的机架是特制的不锈钢或铝制异型板（称为导轨），它的长度有160mm、482mm、530mm、830mm、2 000mm五种，可根据实际需要选择。第18页/共61页S7-400的机架分为以下4种（1）通用机架UR1/UR2（2）中央机架CR2/CR3（3）扩展机架ER1/ER2（4）UR2-H机架。第19页/共61页 电源模块是构成PLC控制系统的重要组成部分，针对不同系列的CPU，西门子有匹配的电源模块与之对应，用于对PLC内部电路和外部负载供电。（1）PS 30X系列电源模块 有多种S7-300电源模块可为编程控制器供电，也可以向需要24V直流的传感器/执行器供电，比如PS305、PS307。PS 305电源模块是直流供电，PS 307是交流供电。本节以PS 307电源模块为例作详细介绍。图2-5是PS 307（2A）的模块示意图。PS 307电源模块(2A)具有以下显著特性：（1）输出电流2A。（2）输出电压24VDC，防短路和开路保护。（3）连接单相交流系统(输入电压120/230V AC，50/60Hz)。（4）可靠的隔离特性，符合EN 60950标准。（5）可用作负载电源。2电源模块（PS）第20页/共61页图图2-5 PS 3072-5 PS 307电源模块的接线图电源模块的接线图第21页/共61页（2）S7-300的电流消耗量和功率损耗的电流消耗量和功率损耗 一个实际的S7-300 PLC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于CPU模块、所有I/O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30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、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，从主机单元到最远一个扩展单元的线路压降必须小于0.25 V。第22页/共61页第23页/共61页2DPn（5）故障安全型CPU:CPU 315F第24页/共61页CPU314SIEMENSSFBATFDC5VFRCERUNSTOPRUN-PRUNSTOPM RESSIMATIC S7-300BatterieMPICPU315-2 DPSIEMENSRUN-PRUNSTOPM RESSIMATIC S7-300BatterieDPSFBATFDC5VFRCERUNSTOPMPISF DPBUSF S7-300CPU的面板的面板1.旧型号旧型号S7-300CPU的面板的面板状态状态指示灯指示灯模式选模式选择开关择开关电池盒电池盒编程器编程器接口接口存储器卡存储器卡插槽插槽第25页/共61页27第26页/共61页发光二极管发光二极管LED含含 义义说说 明明SF(红色红色)系统错误故障系统错误故障下列事件引起灯亮：下列事件引起灯亮：硬件故障硬件故障固件出错固件出错编程出错编程出错参数设置出错参数设置出错算术运算出错算术运算出错定时器出错定时器出错存储器卡故障存储器卡故障(只在只在CPU313和和314上上)输入输出的故障或错误输入输出的故障或错误(只对外部只对外部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真正原因BATF(红色红色)电池故障电池故障如果电池有下列情况，则灯亮：失效；未装入如果电池有下列情况，则灯亮：失效；未装入DC 5 V(绿色绿色)5 V DC电源电源如果内部的如果内部的5 V直流电源正常，则灯亮直流电源正常，则灯亮FRCE(黄色黄色)保留专用保留专用强制功能是点亮强制功能是点亮RUN（绿色）（绿色）运行模式运行模式CPU启动时以启动时以2Hz频率闪烁，运行时常亮频率闪烁，运行时常亮STOP（橙色）（橙色）停止模式停止模式CPU没有扫描用户程序时点亮没有扫描用户程序时点亮第27页/共61页29SFDP灯：红色。灯：红色。DP口故障指示。口故障指示。BUSF灯：红色。灯：红色。PROFIBUS总线故障指示。总线故障指示。第28页/共61页第29页/共61页31第30页/共61页标准型标准型CPUsCPU 312CPU 314CPU 315-2 DPCPU 317-2 DPCPU 318-2紧凑型紧凑型CPUsCPU 312CCPU313C CPU313C-2PtPCPU313C-2DPCPU314C-2PtPCPU314C-2DP故障安全型故障安全型CPUsCPU 315F-2 DPCPU 317F-2 DPS7-300 家族家族标准标准CPU紧凑型紧凑型CPU第31页/共61页第32页/共61页第33页/共61页第34页/共61页第35页/共61页第36页/共61页第37页/共61页第38页/共61页图2-6 S7-300的20针前连接器第39页/共61页第40页/共61页 图图2-7 2-7 数字量直流输入模块数字量直流输入模块 1数字量输入模块第41页/共61页 图图2-8 2-8 数字量交流输入模块数字量交流输入模块 第42页/共61页SM 321模块直流16点输入模块直流32点输入模块交流16点输入模块交流8点输入模块输入点数1632168额定负载电压L+24V DC24V DC负载电压范围20.4V28.8V20.4V28.8V额定输入电压24V DC24V DC120V AC120V/230V AC额定输入电压“1”范围13V30V13V30V79V132V79V264V第43页/共61页SM 321模块直流16点输入模块直流32点输入模块交流16点输入模块交流8点输入模块额定输入电压“0”范围3V5V3V5V020V040V输入电压频率47Hz63Hz47Hz63Hz与背板总线隔离方式光耦光耦光耦光耦输入电流（“1”信号）7mA7.5mA6mA6.5mA/11mA最大允许静态电流15mA15mA1mA2mA续表续表第44页/共61页SM 321模块直流16点输入模块直流32点输入模块交流16点输入模块交流8点输入模块典型输入延迟时间1.2mA4.8mA1.2mA4.8mA25mA25mA消耗背板总线最大电流25mA25mA16mA29mA消耗L+最大电流1mA功率损耗3.5mA4W4.1W4.9W第45页/共61页 图图2-9 2-9 数字量继电器输出模块数字量继电器输出模块 2数字量输出模块第46页/共61页图图2-10 2-10 数字量可控硅输出模块数字量可控硅输出模块 第47页/共61页图图2-11 2-11 数字量晶体管输出模块数字量晶体管输出模块 第48页/共61页第49页/共61页第50页/共61页52生产过程物理量标准的模拟信号传感器变送器 压力 温度 流量 速度 pH 值 粘性 等 500mV 1V 5V 10V 20mA4.20mA等DACPQW.PQW.:PQW.模拟量输出模板MR模块ADC结果存储器PIW.PIW.:PIW.模拟量输入模板CPU:L PIW 304T PQW 320:模拟执行器 物理量.第51页/共61页图图2-12 2-12 模拟输入模块模拟输入模块第52页/共61页可编程控制器 天津大学 李刚54第53页/共61页图图2-13 2-13 模拟输出模块（与负载连接）模拟输出模块（与负载连接）第54页/共61页第55页/共61页2/2C/2S、称重模块SIWAREX U/M和智能位控制模块SINUMERIK FM-NC等。第56页/共61页第57页/共61页 通信处理器可以减轻CPU处理通信的负担，并减少用户对通信的编程工作。通信处理器模块是一种智能模块，它用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将PLC接入PROFIBUS DP、AS-i和工业以太网，或用于实现点对点通信等。第58页/共61页第59页/共61页第60页/共61页