西門子s7-300系列plc是德國西門子公司在s5系列plc基礎(chǔ)上于1995年陸續(xù)推出的性價(jià)比較高的plc系統(tǒng)。其中,微型的有simatic s7-200系列,最小配置為8di/6do,可擴(kuò)展2~7個(gè)模塊,最大i/o點(diǎn)數(shù)為64 di/do、12 ai/4ao;中小型的有simatic s7-300系列;中高檔性能的有simatic s7-400系列。simatic s7系列plc都采用了模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)且具有易于用戶掌握等特點(diǎn),使得s7系列plc成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品。該系統(tǒng)提供了完成控制任務(wù)既方便又經(jīng)濟(jì)的解決方案。其中,s7-300由于其系統(tǒng)的優(yōu)良特性,近年來被廣泛應(yīng)用于專用機(jī)床、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、通用機(jī)械工程應(yīng)用、控制系統(tǒng)、機(jī)床、樓宇自動(dòng)化、電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)等諸多領(lǐng)域。s7-300提供了多種性能遞增的cpu和豐富的且?guī)в性S多方便功能的i/o擴(kuò)展模塊,各種功能模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù),使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊,當(dāng)控制任務(wù)增加并且愈加復(fù)雜時(shí),可隨時(shí)附加模塊對plc進(jìn)行擴(kuò)展,系統(tǒng)擴(kuò)展靈活。
西門子s7-300系列plc是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),各種單獨(dú)模塊之間可進(jìn)行廣泛組合和擴(kuò)展。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。它的主要組成部分有導(dǎo)軌(rack)、電源模塊(ps)、中央處理單元模塊(cpu)、接口模塊(im)、信號模塊(sm)、功能模塊(fm)、通信處理器(cp)等。它通過mpi網(wǎng)的接口直接與編程器pg、操作員面板op和其它s7 plc相連。
(1)導(dǎo)軌(rack)。導(dǎo)軌是安裝s7-300各類模塊的機(jī)架,它是特制不銹鋼異型板,電源模塊、cpu及其它信號模塊都可方便地安裝在導(dǎo)軌上。除cpu模塊外,每塊信號模塊都帶有總線連接器,安裝時(shí)先將總線連接器裝在cpu模塊并固定在導(dǎo)軌上,然后依次將各模塊裝入,通過背板總線將各模塊從物理上和電氣上連接起來。
(2)電源模塊(ps)。電源模塊用于將simatic s7-300連接到120/230 v交流電源或24/48/60/110 v直流電源。它與cpu模塊和其它信號模塊之間通過電纜連接,而不是通過背板總線連接。
(3)中央處理單元模塊(cpu)。simatic s7-300提供了多種不同性能的cpu以滿足用戶不同的要求,有cpu312 ifm、cpu313、cpu314、cpu315、cpu315-2dp等。cpu模塊除完成執(zhí)行用戶程序的主要任務(wù)外,還為s7-300背板總線提供5 v直流電源,并通過mpi接口與其它中央處理器或編程裝置通信。s7-300的編程裝置可以是西門子專用的編程器,如pg705、pg720、pg740、pg760等,也可以用通用微機(jī),配以step7軟件包,并加mpi卡和mpi編程電纜構(gòu)成。
圖1 s7-300系列plc系統(tǒng)構(gòu)成框圖
(4)接口模塊(im)。接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(cr)和擴(kuò)展機(jī)架(er)。s7-300通過分布式的主機(jī)架(cr)和三個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(er),可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。
(5)信號模塊(sm)。信號模塊使不同的過程信號電平和s7-300的內(nèi)部信號電平相匹配,主要有數(shù)字量輸入模塊sm321、數(shù)字量輸出模塊sm322、模擬量輸入模塊sm331、模擬量輸出模塊sm332。每個(gè)信號模塊都配有自編碼的螺緊型前連接器,外部過程信號可方便地連在信號模塊的前連接器上。特別指出的是,其模擬量輸入模塊獨(dú)具特色,它可以接入熱電偶、熱電阻、4~20 ma電流、0~10 v電壓等18種不同的信號,輸入量程范圍很寬。
(6)功能模塊(fm)。功能模塊主要用于實(shí)時(shí)性強(qiáng)、存儲(chǔ)計(jì)數(shù)量較大的過程信號處理任務(wù)。例如,快給進(jìn)和慢給進(jìn)驅(qū)動(dòng)定位模塊fm351、電子凸輪控制模塊fm352、步進(jìn)電機(jī)定位模塊fm353、伺服電機(jī)位控模塊fm354、智能位控制模塊sinumerik fm-nc等。
(7)通信處理器(cp)。通信處理器用于plc間或plc與其它裝置間連網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。例如,具有rs-232c接口的cp340,與現(xiàn)場總線連網(wǎng)的cp342-5 dp等。