【正文】 。 SM331 是 S7300 的模擬量輸入模塊。輸出為晶閘管型，輸出電流為 。要根據(jù)電壓的種類、大小、工作頻率和負(fù)載類型選擇數(shù)字量輸出模塊，每一個(gè)輸出點(diǎn)的輸出電流、每一組輸出的最大電流也是數(shù)字量輸出模塊的重要指標(biāo)。按輸出開關(guān)器件的種類又可對(duì)應(yīng)分為：晶閘管輸出方式、雙向晶閘管輸出方式、繼電器輸出方式。 （ 2）數(shù)字量輸出模塊 數(shù)字 量輸出模塊將 PLC 內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為控制過程所需要的外部信號(hào)電平，同時(shí)有隔離和功率放大作用。直流輸入模塊的操作電壓一般是 24V，交流輸入模塊的操作電壓為 AC120V 或AC230V。 （ 1）數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸入模塊接受外部開關(guān)信號(hào)，開關(guān)信號(hào)主要來自按鈕、二線式光電開關(guān)、接近開關(guān)、低壓電器的觸點(diǎn)等。 模擬量模塊以通道為單位，一個(gè)通道占一個(gè)字的地址，由兩個(gè)字節(jié)地址組成。 數(shù)字量模塊模塊的地址由地址標(biāo)識(shí)符（ I 輸入 Q 輸出 M 存儲(chǔ)器）、地址字節(jié)部分（小數(shù)點(diǎn)前）和位部分（小數(shù)點(diǎn)后）組成。 三、 輸入 /輸出模塊 輸入 /輸出模塊統(tǒng)稱信號(hào)模塊（ SM），包括數(shù)字量（或稱開關(guān)量）輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊。電源模塊除了給 CPU 供電，還可向 I/O 模塊提供 DC24V 電源。 二、 電源模塊 PS307 電源模塊將 120/230V 交流電壓轉(zhuǎn)換為 24V 直流電源，為 S7300、傳感器和執(zhí)行器供電，輸出電流有 2A、 5A、或 10A 3 種。 （ 6） CPU 模塊上的集成 I/O 有些 CPU 模塊上有集成的數(shù)字量 I/O，有些 CPU 還有集成的 I/O。 （ 5） 電源接線端子 電源模塊的 L N 端子接 AC220 電源，電源模塊的接地端子和 M 端子一般用短接片短接后接地，機(jī)架導(dǎo)軌也應(yīng)接地。 MPI 用于 PLC 與 PLC 之間， PLC 與ＰＧ／ＰＣ（編程器或個(gè)人計(jì)算機(jī)）之間， PLC 與 OP（操作員接口）之間的 MPI 網(wǎng)絡(luò)通信。ＭＭＣ是單獨(dú)定貨的，有多種容量規(guī)格的ＭＭＣ工選擇》只有在斷電或 CPU 處于 STOP 狀態(tài)下，才能 取下 MMC。 MMC 讀寫直接在 CPU 內(nèi)進(jìn)行。 （ 2） 狀態(tài)與故障顯示 LED SF（系統(tǒng)出錯(cuò) /故障顯示，紅色）：指示 CPU 硬件故障或軟件故障； BATF（電池故障，紅色）：指示電池電壓低或沒有電池； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 8 BUSF（總線錯(cuò)誤）：指示 PROFIBUS— DP 接口硬件或軟件故障，集成有 DP 接口的 CPU 才有此 LED； DC5V（ +5V 電源指示，綠色）：指示 CPU 和總線 5V 電源正常； FORCE（強(qiáng)制，黃色）：指示至少有一個(gè) I/O 被強(qiáng)制； RUN（運(yùn)行方式，綠色）： CPU 處于 RUN 狀態(tài)時(shí)亮；重新啟動(dòng)時(shí)以 2Hz 的頻率閃爍； HOLD（單步、斷點(diǎn)）狀態(tài)時(shí)以 的頻率閃爍； STOP（停止方式，黃色）：指示 CPU 處于 STOP、 HOLD 狀態(tài)或重新啟動(dòng)。在此位置松手時(shí)，鑰匙開關(guān)自動(dòng)返回 STOP位置。 CPU 內(nèi)的元件封裝在一個(gè)塑料殼內(nèi)，面板上有模式選擇開關(guān)、通信接口、狀態(tài)和故障選擇指示 LED，存儲(chǔ)器插槽等。 （ 5） 故障安全性 CPU： CPU315F。 （ 3） 戶外型 CPU： CPU312IFM， 314IFM， 314 戶外 型和 3152DP。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 7 圖 21 西門子 S7300PLC 一、 CPU 模塊 S7300 有二十種不同型號(hào)的 CPU，分別適用于不同規(guī)模及不同控制要求的項(xiàng)目： （ 1） 緊湊型 CPU： CPU312C， 313C， 313CPtP， 313C2DP， 314CPtP 和 3142DP。系統(tǒng)根據(jù)其自動(dòng)分配地址。 S7300 的模塊都安裝在導(dǎo)軌上，各模塊用 U 形總線連接器連接，外部信號(hào)線接在模塊的前連接器上。有的 CPU還帶有集成的現(xiàn)場總線 PROFIBUSDP 接口或 PtoP(Point to Point)串行通信接口。 S7300 有 350 多條指令，其編程軟件 STEP7 功能強(qiáng)大，可以使用多種編程語言，所有模塊和網(wǎng) 絡(luò)參數(shù)都可用 STEP7的軟件工具設(shè)置。 功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在可編程邏輯控制器中得到了廣泛的應(yīng)用，在集散系統(tǒng)的編程和組態(tài)時(shí)也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點(diǎn)，為廣大工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用人員所喜愛。 梯形圖語言和布爾助記符語言是基本程序設(shè)計(jì)語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器、完成順序控制和邏輯控制等，通過擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集，它們也能執(zhí)行其他的基本操作。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。 三、 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 6 在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點(diǎn)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并 按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 可編程邏輯控制器工作原理 當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 （ 2）人機(jī)界面 最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的 一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，有計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。 六、其他設(shè)備 （ 1）編程設(shè)備 編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、檢測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的外部設(shè)備，用于編程、調(diào)試、系統(tǒng)設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。 五、底板與機(jī)架 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 5 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板和機(jī)架，其作用是：電 氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上所有的模塊 。 四、電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供電源，同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 工作電源。 二、 存儲(chǔ)器 雖然各種 PLC 的 CPU 的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù) PLC 的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： （ 1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū) （ 2）系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)（包括 I/O 映像區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等） （ 3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 三、 輸入輸出接口電路 （ 1）現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序中逐條讀取指令，經(jīng)過分析再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制外部電路?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4 2．西門子 S7300PLC PLC 的組成與原理 可編程邏輯控制器的定義 國際電工委員會(huì)對(duì) PLC 的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。以微處理器和單片型計(jì)算機(jī)為核心，具有數(shù)據(jù)通信功能，能完成生產(chǎn)過程 1~4 個(gè)回路直接數(shù)字控制任 務(wù)，在 DCS 分散過程控制級(jí)中得到了廣泛應(yīng)用。具有體積小、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的設(shè)備”，是軟件和硬件的綜合體，核心是嵌入式微處理器。廣為流行的工控機(jī)總線有 PC 總線、 ISA 總線、 PCI 總線、 STD 總線、 VME 總線等?！本哂锌煽啃愿?、編程容易、功能完善、擴(kuò)展靈活、安裝調(diào)試簡單方便等特點(diǎn)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。在工程實(shí)際中，選擇何種控制器，應(yīng)根據(jù)控制規(guī)模、工藝要求、控制特點(diǎn)和所完成的工作來確定。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括制造業(yè)的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）流程工業(yè)的計(jì)算機(jī)集成過程系統(tǒng)（ CIPS）。 FCS 與 DCS 不同，它的結(jié)構(gòu)模式為：“工作站— 現(xiàn)場總線智能儀表”二層結(jié)構(gòu)， FCS 用二層結(jié)構(gòu)完成了 DCS 中的三層結(jié)構(gòu)功能，降低了成本，提高了可靠 性，可實(shí)現(xiàn)真正的開放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) (field bus control system ,FCS)是新一代分布式控制系統(tǒng)。從這個(gè)角度說，它的作用是改變給定值，所以又稱設(shè)定值控制（ set point control, SPC）。其是計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)過程中最普遍的以中應(yīng)用方式，但因計(jì)算機(jī)直接承擔(dān)控制任務(wù)要求實(shí)時(shí)性好、 可靠性高、和適應(yīng)性強(qiáng)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活和安全，缺點(diǎn)是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多個(gè)對(duì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2 象。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所采用的形式，與生產(chǎn)過程的復(fù)雜程度密切相關(guān)，不同的被控對(duì)象和不同的要求，應(yīng)有不同的控制方案。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) (Computer Control System，簡稱 CCS)