广西西门子S7-200SMART系列PLC代理商

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西门子S7-300 PLC梯形图指令

    梯形图指令由元素和方块图组成，它们以图形方式连接形成程序段。元素和方块图分为下列几组：

    ①元素指令：使用不含地址或参数的单个元素表示某些梯形逻辑指令，如：

    -|JNOT|-，该指令完成电流取反功能。

    ②带地址的元素指令：以单个元素的形式表示某些梯形图指令，但是对于这种元素需要输入地址，如：

    <地址>

    -|SS|-，该指令是常开触点。

    ③带地址和数值的元素指令：以单个元素的形式某些梯形图指令，但是对于这种元素需要输入地址和数值（如时间或计数值），如：

    <地址>

    -(SS)-，该指令是保持的延时接通定时器线圈。

    数值

    ④带参数的方块图指令：用带有表示输入和输出的横线的方块图表示某些梯形指令。输入在方块的左边；输出在方块的右边；方块内填入输入参数。对于输出参数，填入STEP 7能够放置输出信息的存储单元。参数必须是相应的数据类型。如实现实数除法指令的方块图如下，IN1和IN2表示输入端，OUT表示输出端。

  根据语句结构标准，一条指令语句由一条单个指令或一个指令加一个地址组成。一条指令的地址指一个常数或指令能找到一个数值的位置，指令可以对该数进行操作。这地址可以是一符号名或标志。地址可为下面的任意项：

    ①常数：定时器或计数器的数值，或一待装入累加器1的ASCII码字符串(L+27)。

    ②状态字中的位。

    ③符号名。

    ④数据块和数据块区域中的单元。

    ⑤功能FC、功能块FB、集成的系统SFC、集成的系统功能块SFB及其编号。

    ⑥地址标识符号和通过地址标识符指出的存储区单元。

PS307是西门子公司为S7-300专配的DC24V电源。PS307系列模块的额定输出电流分2、5、10A三种规格，其工作原理和参数完全相同。图5-9为PS307 10A模块的基本电路。其输入电压为单相120/230V、50/60Hz，在输入和输出之间有可靠的隔离。输出电压允许范围24(±5%)V，上升时间2.5s，残留纹波150mV（峰一峰值）。PS307可安装在导轨上，除了给S7-300 CPU供电，也可给I/O模块提供负载电源。

    S7-300模块使用的电源由背板总线提供。一些模块还需要外部电源供电。因此，在组成S7-300应用系统时，考虑每块模块的电流和功率损耗是非常必要的，所有S7-300模块使用的从S7-300背板总线提供的总电流不能超过1.2A，如选用CPU3121FM，则不超过0.8A。

    一个实际的S7-300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、各种智能模块等总消耗功率之和，并且要留有约30%的余量。当同一电源模块既要为主机单元供电，又要为扩展单元供电时，从主机单元到Z远的扩展单元的线路电压降必须小于0. 25V。

    【例5-1】  一个S7-300系统由以下模块组成，试选择电源单元：

    1块ZY处理单元CPU314；

    2块数字量输入模块SM321，16×24V；

    1块继电器输出模块SM322，AC8×230V；

    1块数字量输出模块SM322，AC16×24V；

    1块模拟量输入模块SM331，8×12位；

    1块模拟量输出模块SM332，4×12位。

    【解】

    各模块从S7-300背板总线吸取的电流=2×25+40+70+60+2×60

    =340 (mA)

    各模块从24V负载电源吸取的电流=1000+2×1+75+100+200+2×240

    =1857 (mA)

    各模块的功率损耗=8+2×3.5+2.2+4.9+1.3+2×3

    =29.4(W)

    可见，信号模块从S7-300背板总线吸取的总电流是340，小于CPU314提供的电流1. 2A。各模块从24V负载电源吸取的电流约1.857A，考虑裕量，选电源模块PS307 。PS307 的功率损耗为18W，则系统总的功率损耗是(18+29.4)W=47. 4W。该功率不应超过机柜允许的功率，在确定机柜的大小时应予以考虑。

    与OMRON PLC一样，S7-300系统可通过可靠接地YZ干扰，如图5-10及5-11所示。图5-11中S7-300参考电压M是接地的。

    图5-10    S7-300一般结构的系统供电和接地

    图5-11    S7-300参考电位接地跨接线示意图

S7-300 PLC的模拟量模块主要有SM331输入模块、SM332输出模块。

    SM 331模拟量输入模块(AI)有3种规格型号：8AI×12位模块、8AI×16位模块和2AI×12位模块。其中具有12位的输入模块除通道数不一样外，其工作原理、性能、参数设置等完全一样。图5-2是SM3318AI×12位输入模块的端子接线图

    SM 331输入模块主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光隔离部件、逻辑电路组成。A/D转换部件是模块的核心，采用积分方法实现模数转换。可选4档积分时间：2.5、16.7、20、100ms，对应以位表示的精度：8、12、12、14。其8个模拟量输入通道共用1个积分式A/D转换部件。某一通道从开始转换模拟量输入值起到再次开始转换的时间称为模入模块的循环时间。实际使用中，应该使用STEP7组态工具屏蔽掉不用的模拟量通道。

    SM331与传感器、变送器的连接方式参见图5-3～图5-6。其中，M+和M-为正、负测量线，MANA为模拟量测量回路的参考电位；M为接地端子；L+为24V直流电源端子；Ic+和Ic-为正、负恒电流导线。图5-3是SM331与电压传感器的连接图；图5-4是SM331与2线变送器的连接图；图5-5是SM331与4线变送器的连接图，其中4线变送器应有单独的电源；图5-6为热电阻与输入模块的4线连接线路，通过Ic+和Ic-端将恒定电流送到电阻型温度计或电阻，通过M+和M-端测得在电阻型温度计或电阻上产生的电压。

    SM332模拟量输出模块(AO)有3种规格型号：4AO×12位模块、2AO×12位模块、4AO×16位模块。其中具有12位的输出模块除通道数不一样外，其工作原理、性能、参数设置等完全一样。图5-7是SM332 4AI×12位输出模块的端子接线图

    模拟量输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的转换时间的和。SM332可以输出电压，也可以输出电流。在输出电压时，可采用2线回路和4线回路两种方式与负载相连，如图5-8所示。采用2线方式时，S+、S-可以保持开路，但是输出精度不如4线回路高。在电流输出方式时，将负载连接到QI1和MANA上即可

    SM332 4AI×12位输出模块上有4个通道，每个通道都可单独编程为电压输出或电流输出，输出精度12位，模块对CPU背板总线和负载电压都有光隔离。

    S7-300还配有模拟量I/O模块，其规格分两种：均为4模入/2模出，一种为8位的输入/输出精度，另一种为12位精度。输入输出测量范围均为0～10V，或0～20mA，可通过适当的接线设定。

   S7-300 PLC的数字量模块主要有SM321输入模块、SM322输出模块、SM3231/0模块，以及SM374仿真模块和DM370占位模块。

    SM321数字量输入模块主要有4种型号模块可供选择，即直流16点输入、直流32点输入、交流8点输入、交流16点输入模块，其技术特性见表5-3。模块的每个输入点均有一个绿色发光二极管指示输入开关闭合状态。

    SM322数字量输出模块有7种型号输出模块可供选择，与OMRON的PLC一样，也分为继电器、晶体管、双向晶闸管三种类型，详见表5-4。其中，晶闸管输出模块上有红色LED指示故障或错误，当用于输出短路保护的熔丝或负载电源一端没接时，LED亮。为了进行逻辑运算或扩大输出功率，可以将同一组内的两个点并联输出。

    SM323数字量I/O模块有两种类型，一种带有8个共地输入端和8个共地输出端，另一种16个共地输入端和16个共地输出端，两种模块特性相同。I/O额定负载电压24VDC，输入电压“1”信号电平为11～30V，“0”信号电平为-3～+5V，I/O通过光耦合器与背板总线隔离。在额定输入电压下，输入延迟为1.2～4. 8ms。输出具有短路保护功能。

    DM374仿真模块可以仿真16点输入、16点输出、8点输入和8点输出的数字量模块。根据仿真所需的数字量模块，可以选择模块状态，使PLC应用系统调试变得简单而方便。

    DM370占位模块的主要作用是给数字量模块保留一个插槽。这样设计的PLC系统具有更大的灵活性和适应性。

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