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一、PLC的模块式结构化
标准模块式结构化PLC :各种模块相互独立,并安装在固定的机架(导轨)上,构成一个完整的PLC应用系统。如:西门子S7-300、S7-400系列。
最多可以扩展到32个模板,每个机架(层)安装8个模板。
PLC模块配置
二、S7-300/400的模块组成以及功能
电源模块
CPU模块
CPU是PLC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:接受并存储用户程序和数据,接受现场输入设备的状态和数据,诊断PLC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,实现输出控制或数据通信等功能。
S7-300的CPU有20种不同型号,各种CPU按性能等级划分,可以涵盖各种应用范围,其中最值得关注的CPU性能有5方面:I/O扩展能力;指令执行速度;工作内存容量;通信能力;CPU上的集成功能。
S7-300状态与故障指示灯
SF(红色):硬件故障或软件错误。
BF1(红色):第一个接口 (X1) 的总线错误。
BF2(红色):第二个接口 (X2) 的总线错误。
DC5V(绿色):为CPU和S7-300总线提供5 V电源。
FRCE(黄色): LED亮起:强制作业激活。LED以2Hz的频率闪烁:节点闪烁测试功能。
RUN(绿色): CPU的频率闪烁,而在保持模式下以0.5Hz 的频率闪烁。 处于 RUN 模式。LED 在启动期间以2Hz。
STOP(黄色):停止状态指示灯。CPU处于“STOP”或“HOLD”或“Startup”状态时亮;在存储器复位时LED以0.5Hz频率闪烁;在存储器置位时LED以2Hz频率闪烁。
微存储卡(MMC)
Flash EPROM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CPU的内存容量,也可以将有些CPU的操作系统保存在微存储卡中。
只有在断电状态或CPU处于STOP状态时,才能取下微存储卡。
信号模块信号模块(SM)也叫输入/输出模块(I/O模块),是数字量模块和模拟量模块的统称,是CPU模块与现场输入/输出元件和设备连接的桥梁,用户可以根据现场实际情况选择I/O模块。(因为有集成I/O,实验室未另行配置SM。)
S7-300的输入/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。无需断开前连接器上的外部连线,就可以快速的更换模块。
常见信号模块
接口模块
接口模块(IM)用于对机架进行纵向扩展,如图中标准所示。
通信模块
通信模块(CP)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。
CP340:用于点对点连接的通讯模板
CP341:用于点对点连接的通讯模板
CP343-1:用于连接工业以太网的通讯模板
CP343-2:用于AS接口的通讯模板
CP342-5:用于PROFIBUS DP 的通讯模板
CP343-5:用于连接 PROFIBUS FMS的通讯模板
网络配置
三、STEP7编程环境介绍
启动SIMATIC管理器
SIMATIC管理器界面
SIMATIC管理器下项目结构
第1层:项目—项目代表了自动化解决方案中的所有数据和程序的整体,它位于对象体系的最上层。
第2层:子网、站—SIMATIC 300/400站用于存放硬件组态和模块参数等信息,站是组态硬件的起点。
第3层和其他层—与上一层对象类型有关。
四、STEP 7项目创建
在STEP 7中,用项目来管理一个自动化系统的硬件和软件。STEP 7用SIMATIC管理器对项目进行集中管理,它可以方便的浏览SIMATIC S7、C7、和WinAC的数据。因此,掌握项目创建的方法就非常重要。项目的创建步骤顺序如下:
a: 新建项目窗口
b: 所创建的项目,项目名:My_Prj2
c:插入S7-300工作站,在My_Prj2项目内插入S7-300工作站:SIMATIC 300(1)
a: 硬件组态窗口
b: 插入0号导轨:(0)UR
c: 插入各种S7-300模块
d: 配置CPU的IP地址
e: 配置CPU的MPI地址
f: 保存编译
硬件组态目的:将CPU周边的硬件配置情况告知CPU,如此CPU能正常操作所扩展模块。
g: 完成组态后的窗口
包含一个循环组织块OB1
3.程序编写
a: 设置组织块(OB)属性为LAD方式
b: 编写梯形图(LAD)程序
4.通讯配置
b:PLC端下载通道配置
在硬件组态窗口中,确认MPI通道配置。
5.程序下载
c:程序在线监控
打开OB1中的梯形图程序,用菜单命令“Debug” →“Monitor”在梯形图中监视程序的运行状态
当用户需要在没有真实PLC环境中完成程序的调试工作时,可以通过STEP7中提供的仿真PLC(PLCSIM)实现。
仿真PLC能实现大部分程序块及程序指令的运行;
仿真PLC在PC中运行,性能上无法与真实PLC相媲美;
仿真PLC提供给设计者程序测试途径,有效节约开发时间,提高开发效率。
打开PLCSIM
SIMATIC MANAGER->“Option”->“Simulation Modules”
PG/PC配置修改
硬件组态下载
控制程序下载
PLCSIM运行
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