PLC即可編程控制器(Programmable logic Controller),是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

它們用于最優(yōu)化連接工業(yè)以太網(wǎng)快速連接電纜到數(shù)據(jù)終端及網(wǎng)絡(luò)部件。插頭都配有堅(jiān)固的工業(yè)兼容金屬外殼,可防止數(shù)據(jù)通訊過程中的故障4個集成絕緣刺破型觸點(diǎn),可很容易地連接 FC 電纜,防止故障。在剝皮電纜端插入刀形端子(開式鉸接)之后,壓接并與導(dǎo)線接觸由于其結(jié)構(gòu)緊湊,插塞式接頭(180°IE FC 接頭)可用于帶有分立式接口的設(shè)備以及帶有多接口(排)的設(shè)備IE FC RJ45 接頭用于連接非交叉 100 Mbit/s 以太網(wǎng),距離最遠(yuǎn) 100 m,無需使用插接線。 通過交換插頭中的發(fā)送和接收線對,還可以連接交叉電纜打開外殼,里面有彩色標(biāo)記,即可很方便地將芯線與刀形端子連接。 通過由透明材料制成的觸點(diǎn)蓋,用戶可以檢查是否有接觸不良現(xiàn)象。

應(yīng)用
     S7-300
     SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統(tǒng),可滿足中、低端的性能要求。
     模塊化、無風(fēng)扇設(shè)計(jì)、易于實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應(yīng)用中各種不同任務(wù)的經(jīng)濟(jì)、用戶友好的解決方案。
     SIMATIC S7-300 的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
     特殊機(jī)械,
     紡織機(jī)械,
     包裝機(jī)械,
     一般機(jī)械設(shè)備制造,
     控制器制造,
     機(jī)床制造,
     安裝系統(tǒng),
     電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
     多種性能等級的 CPU,具有用戶友好功能的全系列模塊,可允許用戶根據(jù)不同的應(yīng)用選取相應(yīng)模塊。任務(wù)擴(kuò)展時,可通過使用附加模塊隨時對控制器進(jìn)行升級。
     SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器:
     具有高電磁兼容性和抗震性,可最大限度地用于工業(yè)領(lǐng)域。
     S7-300F
     SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設(shè)備中。其可對立即停車過程進(jìn)行控制,因此不會對人身、環(huán)境造成損害。
     

S7-300F 滿足下列安全要求:
     要求等級 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
     安全要求等級 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
     類別 1 - 4 符合 EN 954-1
     另外,標(biāo)準(zhǔn)模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng),在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存的工廠中使用。使用相同的標(biāo)準(zhǔn)工具對整個工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。

SM331模塊主要由A/D轉(zhuǎn)換器、切換開關(guān)、恒流源、補(bǔ)償電路、光隔離器及邏輯電路組成。它將控制過程中的模擬信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部處理用的數(shù)字信號,目前SM331模塊共有8種規(guī)格,表8-1為其中5種規(guī)格模塊的主要技術(shù)特性。其主要功能有:
      ·分辨率可調(diào),可以從9~15位加符號位。
      ·A/D轉(zhuǎn)換器采用積分法,4檔積分時間分別為2.5、16.7、20和100ms。
      ·測量范圍廣,電壓和電流傳感器、熱電偶,電阻和電阻式溫度計(jì)均可作為傳感器與之連接。
      ·具有極限值診斷和中斷診斷。
      表8-1 常用模擬量輸入模塊的主要技術(shù)特性

現(xiàn)場設(shè)備
     雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站,但是只使用 MPI 功能,另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
     通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信
     SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng),并且使得操作大大簡化。
     從用戶的角度來看,PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別(相同的組態(tài),編址及編程)。
     可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接:
     SIMATIC S7-300
     (使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
     SIMATIC ET 200
     (使用配備 PROFINET 接口的 CPU)
     SIMATIC S7-400
     (使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
     可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接:
     ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
     ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
     SIMATIC S7-300
     (使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
     現(xiàn)場設(shè)備
     通過 AS-Interface 進(jìn)行過程通信
     S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設(shè)備(AS-Interface 從站)。
     更多信息,請參見通信處理器。
     通過 CP 或集成接口(點(diǎn)對點(diǎn))進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
     通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口,可經(jīng)濟(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議:
     20 mA (TTY)(僅 CP 340/CP 341)
     RS 232C/V.24(僅 CP 340/CP 341)
     RS 422/RS 485
     可以連接以下設(shè)備:
     SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
     打印機(jī)西門子SM331模塊
     機(jī)器人控制
     掃描器,條碼閱讀器,等
     特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內(nèi)。
     使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
     MPI(多點(diǎn)接口)是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。
     MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)(OP/OS)、S7-300 和 S7-400。
     全局?jǐn)?shù)據(jù):
     “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù),每個數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù),可同時有 16 個 CPU 參與數(shù)據(jù)交換(使用 STEP 7 V4.x)。 
     例如,可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
     內(nèi)部通信總線(C-bus):
     CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此,可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
     功能強(qiáng)大的通信技術(shù):
     多達(dá) 32 個 MPI 節(jié)點(diǎn)。
     使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
     使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
     數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
     靈活的組態(tài)選項(xiàng):
     可靠的組件用于建立 MPI 通信: PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件,可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化調(diào)整。例如,任意兩個MPI節(jié)點(diǎn)之間最多可以開啟10個中繼器,以橋接更大的距離。
     通過 CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
     SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。
     可以連接以下設(shè)備:
     SIMATIC S7-300
     SIMATIC S7-400
     SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
     編程器
     PC 機(jī)
     SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
     數(shù)控裝置
     機(jī)器人控制
     工業(yè)PC
     驅(qū)動控制器
     其它廠商設(shè)備
     S7-300F
     S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計(jì)的方式運(yùn)行:
     ET 200M 中的 I/O 設(shè)計(jì):西門子SM331模塊
     故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應(yīng)用(Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用)
     ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設(shè)計(jì):
     故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用

S7-300 可以用于:
     用作服務(wù)器時,使用MPI、C總線和PROFIBUS
     用作服務(wù)器或客戶端時,使用集成式PROFINET接口
     使用reloadable塊,可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。
     這些服務(wù)是:
     通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通訊。
     通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通訊(非西門子系統(tǒng))。
     與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是,對于通信功能,必須為其建立通信連接。
     集成到 IT 領(lǐng)域中
     借助自動化工程組態(tài),使用S7-300,可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced,可以實(shí)現(xiàn)以下信息技術(shù)功能:
     IP 路由;
     借助IP訪問列表,將IP V4報(bào)文以不低于Gigabit的速度轉(zhuǎn)發(fā)至受控PROFINET接口。
     WEB 服務(wù)器;
     使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器,可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁;通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)
     標(biāo)準(zhǔn)診斷頁;
     無需額外工具,就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機(jī)架上的所有模塊的快速診斷工作。
     E-mail;
     直接從用戶程序中發(fā)送認(rèn)證電子郵件。電子郵件客戶端設(shè)計(jì)有通知功能,可以在控制程序中直接通知用戶。
     通過 FTP 進(jìn)行通訊;
     大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺都可以使用的開放協(xié)議
     設(shè)計(jì)有30 MB RAM文件系統(tǒng),可以用作動態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲器。
     S7-300 PROFINET CPU集成有Web服務(wù)器。因此,標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息:
     

CPU 一般信息
     診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
     變量表
     標(biāo)簽狀態(tài)
     模塊的狀態(tài)
     報(bào)文
     工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
     PROFINET 節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
     等時模式
     使用系統(tǒng)功能“同步模式”,可以同步耦合
     分布式信號采集、
     PROFIBUS 信號傳輸和
     程序執(zhí)行
     總線周期時間的程序運(yùn)行。
     創(chuàng)建了自動化解決方案,可以以固定間隔時間(常量總線周期時間)捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建了前后一致的部分過程圖像。
     借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術(shù),S7-300確保可以精確地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)時間。
     為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件,可以處理運(yùn)動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。
     在分布式自動化解決方案中,目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域,并確保可以獲得最高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。

模擬量輸入模塊將來自過程的的模擬量信號轉(zhuǎn)換為可在控制器中進(jìn)行內(nèi)部處理的數(shù)字量信號。

該模塊具有如下特點(diǎn):

分辨率為 9-15 位 + 符號位(具有不同的轉(zhuǎn)換時間),可以設(shè)置。 
     各種量程; 
     電流/電壓的默認(rèn)設(shè)置是使用量程模塊以機(jī)械方式設(shè)置的,可通過編程器和 STEP 7 的“Hardware configuration”進(jìn)行細(xì)調(diào)。 
     中斷能力; 
     該模塊將診斷和限值中斷發(fā)送到控制器的 CPU。 
     診斷; 
     該模塊將綜合診斷信息發(fā)送到 CPU。