【正文】 常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)，而且控制任務(wù)增加時(shí)，它可以使用附加模塊對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)展。SIMATIC S7300可應(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)化和電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。它多種的性能遞增的CPU和豐富的而且?guī)в性S多方便功能的我/O擴(kuò)展模塊使得用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來選擇合適的模塊。相關(guān)選擇如下：PS307電源（10A）S7300需要24伏直流電源，而PS307負(fù)載電源模塊可將120/230伏交流電壓轉(zhuǎn)化為該單元的24伏直流工作電壓，這樣就可以使用線路電源來運(yùn)行SIMATIC S7300和過程傳感器及執(zhí)行元件了。PS307的起動(dòng)電流（在25℃時(shí)）為55A，輸出電流為10A，輸出電壓為24V（直流），并且具有電子式非鎖定短路保護(hù)和開路保護(hù)，還具有可靠的隔離特性，輸入功率為270W，功率損耗大約為30W，效率可達(dá)89%。為了線路保護(hù)，我們盡可能安裝一個(gè)小型斷路器（MCB）以保護(hù)PS7300電源模塊（10A）的電源進(jìn)線電纜。其斷路器指標(biāo)應(yīng)為：230VAC時(shí)額定電流：16A跳閘類型：B或CPS307電壓模板（10A）的技術(shù)特性如下表：尺寸及重量尺寸（W*H*D） 200*125*120mm重量 輸入額定值輸入電壓 額定值 120/230VAC系統(tǒng)頻率 額定值 50~60Hz 容許范圍 47~63Hz額定輸入電流 230V時(shí) 120V時(shí) 起動(dòng)電流（在25度時(shí)） 55AIt（在起動(dòng)電流時(shí)） 9As 輸出額定值輸出電壓 額定值 24VDC 允許范圍 24V+5%，防開路保護(hù) 上升時(shí)間 輸出電流 額定值 10A，不能以并聯(lián)的方式連接短路保護(hù) 電子式，~殘余紋波 最大150mVss 其他參數(shù)按照IEC536（DIN VDE0106， 有保護(hù)性接地導(dǎo)體Part1）保護(hù)等級(jí)隔離隔離 額定隔離電平 250VAC （24V時(shí)對(duì)L1） 測(cè)試 2800VDC可靠的隔離 接DIN VDE0106， Part101電源鼓掌的過度 最少20ms（在93V或/和187V時(shí)） 重復(fù)率 最少1s 效率 89%輸入功率 270W功率消耗 典型值30W 診斷輸出電壓有效時(shí)指示燈 有，綠色LEDCPU3152DP，64K內(nèi)存 CPU封裝在一個(gè)牢固而緊湊的塑料機(jī)殼內(nèi)，面板上有狀態(tài)和故障指示燈、方式選擇鑰匙開關(guān)、MPI接口。另外，CPU還有后備電池盒和存儲(chǔ)器插槽。CPU以梯形圖少年、功能塊FBD或語(yǔ)句表STL進(jìn)行編程，同時(shí)可以采用工程工具如S7GRAPH、S7HiGraph、SCL、CFC或SFC。SIMATIC S7300可采用不同性能級(jí)別的多種CPU，其中CPU3152DP用于要求中到大規(guī)模程序和通過PROFIBUSDP進(jìn)行分布式配置的設(shè)備。CPU3152DP的內(nèi)置為96K字節(jié)公羊，其插入式存儲(chǔ)卡最大為512K字節(jié)FEPROM。接線如下圖 接線圖 IM365接口模塊（含1個(gè)主機(jī)架接口和1個(gè)擴(kuò)展機(jī)架接口） IM365用于一個(gè)中央機(jī)架和一個(gè)最多有八個(gè)模塊的擴(kuò)展機(jī)架的配置中，它對(duì)于只有一個(gè)嗯來講是最經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)展方案，它的兩塊板之一插入CR，另一塊插入嗯。模塊通過固定的、1米長(zhǎng)的連接電纜連接。而且，模塊使用受到限制：嗯不與K總線連接。為此，總線站（CP和FM）必須不插入嗯中。另外，IM365無需單獨(dú)的電源，因?yàn)猷胖械哪K有CPU供電。IM365的結(jié)構(gòu)比較緊湊，在牢固的塑料機(jī)殼中裝有連接電纜的接口，它的組裝也很簡(jiǎn)單，接口模塊安裝在喧囂標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上，通過總線連接器連接到我/O模塊。另外接口模塊是自組態(tài)的，無需進(jìn)行地址分配，所以比較簡(jiǎn)單。IM365是由兩個(gè)機(jī)架（收到和發(fā)送）預(yù)先組合好的配對(duì)模板，，第一個(gè)機(jī)架只能安裝信號(hào)模板。16路數(shù)字量輸入/輸出模塊 型號(hào)：6ES7 3340CE010AA0數(shù)字輸入/輸出模塊包括用于SIMATIC S7300的數(shù)字輸入和輸出。通過這些模塊，可將數(shù)字傳感器和執(zhí)行元件與SIMATIC S7300相連。數(shù)字I/O模塊可以利用可以任何方式組合的模塊使輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與任務(wù)相匹配，還可以通過各種不同的數(shù)字執(zhí)行元件和傳感器使S7300與過程相連接。數(shù)字I/O模塊的結(jié)構(gòu)比較緊湊，它的牢固的塑料機(jī)殼中包括用來顯示輸入/輸出端的信號(hào)狀態(tài)的綠色領(lǐng)導(dǎo)、由前蓋保護(hù)的前連接器、前蓋上的標(biāo)簽區(qū)。它的組裝也比較簡(jiǎn)單，模塊安裝在喧囂標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上，通過總線連接器與相鄰模塊相連接。沒有插槽的輸入地址由插槽決定。數(shù)字I/O模塊通過插入式的前連接器進(jìn)行接線。第一次插入連接器時(shí)，有一個(gè)編碼元件與之嚙合，這樣該連接器就只能插入同樣類型的模塊中。更換模塊時(shí)，可保持前連接的接線狀態(tài)，用于同樣類型的新模塊。輸入模塊的輸入點(diǎn)數(shù)為16，其額定負(fù)載電壓為24VDC，在通信與背板總線之間和每組通道之間有光電隔離，從背板總線和負(fù)載電壓的輸出電流不得超過25mA。其傳感器的輸入電壓額定值為24VDC；當(dāng)它為信號(hào)“1”時(shí)，輸入電壓為13～30V；為信號(hào)“0”時(shí)，輸入電壓為3～5V。為信號(hào)“1”時(shí)輸入電流約為7mA。輸出模塊的額定負(fù)載電壓為24VDC，在通信與背板總線之間和每組通道之間有電隔離，從背板總線的輸出電流不得超過80mA，負(fù)載電壓的輸出電流不得超過120mA。其執(zhí)行器信號(hào)“1”，允許范圍為5mA～；信號(hào)“0”時(shí)。執(zhí)行器的負(fù)載阻抗為48～4KΩ，燈負(fù)載最大為5W。它的輸出短路保護(hù)為電子式。對(duì)于輸出模塊，當(dāng)通過機(jī)械觸點(diǎn)接通24V電源時(shí)，數(shù)字量輸出模板SM322；DO16 x 24VDC/“1”信號(hào)。當(dāng)該模板用于高速計(jì)數(shù)器時(shí)，必須考慮這一點(diǎn)。 FM355 C閉環(huán)控制模塊 型號(hào)：6ES7 3550VH100AE0該模塊是用于通用閉環(huán)控制任務(wù)的4通道閉環(huán)控制模塊，可用于溫度、壓力和流量控制，具有方便用戶的溫度控制器在線自優(yōu)化和實(shí)用的控制器結(jié)構(gòu)，其4個(gè)模擬輸出端（FM355C）或8個(gè)數(shù)字輸出端（FM355S）用于執(zhí)行元件。FM355的控制器結(jié)構(gòu)可用于固定設(shè)定點(diǎn)控制、串聯(lián)控制、比例控制和3分量控制；根據(jù)鎖選擇的控制器結(jié)構(gòu)，幾個(gè)控制器還可以結(jié)合到一個(gè)結(jié)構(gòu)中。其控制器還具有五種不同的操作方式：手動(dòng)、自動(dòng)、安全方式、跟隨方式和后備方式。其采樣時(shí)間根據(jù)模擬輸入端和補(bǔ)償輸入端的分辨率而定：12位的為20ms～100ms，14位的為100ms～500ms。FM355C還具有2種控制算法，一種是自優(yōu)化溫度控制算法，另一種是PID算法。當(dāng)CPU故障或CPU停止時(shí)，控制器可獨(dú)立地繼續(xù)控制。為此，在“后備方式”功能中，設(shè)定了可參數(shù)化的安全設(shè)定點(diǎn)或可參數(shù)化的安全調(diào)節(jié)變量。他的前饋控制可選擇模擬輸入端用語(yǔ)前饋控制和獲取實(shí)際值。同時(shí)它的測(cè)量采用的是積分原理。該模塊有4個(gè)控制器數(shù)量，到背板之間有電位隔離，而每組通道之間沒有。它的額定電壓為24VDC，～，從背板總線的電流消耗最大為75mA，數(shù)字輸出端總電流約為400mA。FM355C有8個(gè)數(shù)字輸入端；輸入電壓額定值為24VDC，信號(hào)“1”時(shí)為13～30V，輸入電流為7mA；信號(hào)“0”時(shí)為3～5V；它還有8個(gè)數(shù)字輸出端，輸出電流為信號(hào)“1”時(shí)，允許范圍為5～150mA，信號(hào)“0”。該模塊的電源電壓為24VDC，電流消耗為350mA，到位置編碼器的最大輸入電流和輸入電壓分別為300mA和 5V或24V；非工作狀態(tài)允許環(huán)境溫度為40～70℃，而工作狀態(tài)則是0～55℃；輸入電壓的額定值為24VDC，信號(hào)“0”時(shí)為3～5V，信號(hào)“1”時(shí)為11～30V；輸入電流最小為6mA，最大為30mA；數(shù)字輸入端和輸出端點(diǎn)數(shù)均為4，并且沒有隔離[8]。 PLC的基本組成與各部分的作用 PLC的基本組成PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。整體式PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。另外還有獨(dú)立的1/0擴(kuò)展單元與主機(jī)配合使用。主機(jī)中，CPU是PLC的核心，工/0單元是連接CPU與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機(jī)等外部設(shè)備的連接。組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能1/0單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板，其它稱為擴(kuò)展底板。CPU底板與擴(kuò)展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過10cm。無論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合。 PLC各部分的作用(CPU)1）CPU 在 P LC中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是PLC的運(yùn)算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所斌予的功能，完成以下任務(wù):(1) 接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；(2) 診 斷 電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤；(3) 用 掃 描的方式接收輸入信號(hào)，送入PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來；(4) PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進(jìn)行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作；(5) 將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。2）現(xiàn)代PLC使用的CPU主要有以下幾種:(1) 通用微處理器，如808018 08812等。通用微處理器的價(jià)格便宜，通用性強(qiáng)，還可以借用微機(jī)成熟的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。(2) 單片機(jī) ，如8051等。單片機(jī)由于集成度高、體積小、價(jià)格低和可擴(kuò)充性好，很適合在小型PLC上使用，也廣泛地用于PLC的智能UO模塊。(3) 位片式微處理器，如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī)的另一分支。它主要追求運(yùn)算速度快，它以4位為一片。用幾個(gè)位片級(jí)聯(lián)，可以組成任意字長(zhǎng)的微處理器二改變程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容，可以改變計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個(gè)微處理器，將控制任務(wù)劃分為若千個(gè)可以并行處理的部分，幾個(gè)微處理器同時(shí)進(jìn)行處理。這種高運(yùn)算速度與可以適應(yīng)用戶需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合，很適合于以順序掃描方式工作的PLC使用。2. 存儲(chǔ)器根據(jù)存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下3種:(1) 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器:和各種計(jì)算機(jī)一樣，PLC也有其固定的監(jiān)控程序、解釋程序，它們決定了PLC的功能，稱為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器就是用來存放這部分程序的。系統(tǒng)程序是不能山用戶更改的，故所使用的存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器ROM或EPROM。(2) 用戶程序存儲(chǔ)器:用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲(chǔ)器中。由于用戶程序需要經(jīng)常改動(dòng)、調(diào)試，故用戶程序存儲(chǔ)器多為可隨時(shí)讀寫的RAM。由于RAM掉電會(huì)丟失數(shù)據(jù)，因此使用RAM作用戶程序存儲(chǔ)器的PLC，都有后備電池(視電池)保護(hù)RAM，以免電源掉電時(shí)，丟失用戶程序。當(dāng)用戶程序調(diào)試修改完畢，不希望被隨意改動(dòng)時(shí)，可將用戶程序?qū)懭隕PROM。目前較先進(jìn)的PLC(如歐姆龍公司的CPMIA型PLC)采用快閃存儲(chǔ)器作用戶程序存儲(chǔ)器，快閃存儲(chǔ)器可隨時(shí)讀寫，掉電時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，不需用后備電池保護(hù)。(3) 工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。這部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM中，以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，開辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。元件映像寄存器用來存儲(chǔ)PLC的開關(guān)量輸入/輸出和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的ON/OFF狀態(tài)。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它的標(biāo)準(zhǔn)格式是每一個(gè)數(shù)據(jù)占一個(gè)字。它存儲(chǔ)用戶程序執(zhí)行時(shí)的某些可變參數(shù)值，如定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值和設(shè)定值。它還用來存放A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字和數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果等。根據(jù)需要，部分?jǐn)?shù)據(jù)在停電時(shí)用后備電池維持其當(dāng)前值，在停電時(shí)可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)器區(qū)域稱為數(shù)據(jù)保持區(qū)。3. I/0單元I/0單元也稱為I/0模塊。PLC通過I/0單元與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)相聯(lián)系，輸入單元接收操作指令和現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息，加控制按鈕、操作開關(guān)和限位開關(guān)、光電管、繼電器觸點(diǎn)、行程開關(guān)、接近開關(guān)等信號(hào)，并通過輸入電路的濾波、光電隔離和電平轉(zhuǎn)換等將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號(hào)。輸出單元將CPU送出的弱電控制信號(hào)通過輸出電路的光電隔離和功