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可编程序控制器是模块化结构设计,各种模块可以任意组合加一扩展,它具有多种通讯功能(MPI、K总线、PROFIBUS总线以及工业以太网)。能够很好地满足分散式控制系统要求,方便而灵活地适应各种自动化控制任务。我公司在设计自动化控制系统时,主要选用西门子、三菱、松下、欧姆龙、ABB可编程序控制器,下面以西门子可编程序控制器为例,介绍可编程序控制器的选型和硬件组态。
西门子可编程序控制器应用较多的是S7-200,S7-400,S7-300为例,首先让我们了解一下S7-300主要的模板及其功能。

组件 功能
导轨 S7-300的模板机架
电源(PS) 可以将市电电压(120/230VAC)转换为24VDC的工作电压,为S7-300和24VDC负载电路提供电源。
CPU
附件:前连接器
执行用户程序:为S7-300背板总线提供5V电源;
在MPI网络中,通过MPI(多点接口)与其它MPI网络节点进行通讯。
专用CPU的其它特性:PROFIBUS子网中的DP主站
PROFIBUS子网中的DP从站
技术功能
点对点通讯
CPU还有其他的不同性能:
不同的模式选择开关:
321IFM至318-2DP有钥匙选择开关,312C至314C-2 PtP/DP有滑动开关.
另一个区别在于MC或MMC。
信号模板(SM)
(数字输入模板、数字输入模板、模拟输入模板、模拟输出模板.)附件:前连接器
使不同级的过程信号电平和S7-300的内部信号电平相匹配。
功能模板(FM)
(位置输入模块,计算器模块、伺服电机定位模块、称重模块等)附件:前连接器
用于时间要求苛刻、存储器容量要求较大的过程信号处理任务,例如定位或控制功能。
通讯处理器(CP)附件:连接电缆 解脱中央处理单元的通讯任务,例如CP342-5 DP与PROFIBUS-DP的连接。
SIMATIC TOP连接 用于数字量模板的连接
接口模板(IM)
附件:连接电缆
连接S7-300的各个排(机架排)。
带总线连接器的PROFIBUS总线电缆 MPI或PROFIBUS网上各个节点的连接
编程器电缆 CPU和PG/PC之间接口
RS485中继器 用于放大在MPI或PROFIBUS子网上的信号和用于连接MPI或PROFIBUS子网上的段(Segments).
带STEP7软件包的编程器(PG)或个人计算机(PC) 用于S7-300组态、编程和测试。
可编程序控制器的选型和硬件组态:
在设计控制系统时,根据受控设备数量预算出各种类型信号的物理点数,根据点数选择模块,根据现场控制的要求和程序大小选择CPU,根据模块数决定采用单机架结构还是多机架结构。
S7-300系列CPU选型参考:
1、CPU312IFM:用于小型设备不采用模拟技术的紧凑型CPU,模块上的数字I/O允许直接与过程相连。
2、CPU313:是具有更大程序存储器、低成本的解决方案,适用于速度要求较高、程序较大的小型领域。
3、CPU314IFM:带有集成数字输入/输出的紧凑型CPU,用于要求快速反应和特殊功能的设备。
4、CPU314:适用于高速指令处理要求和中等I/O规模的任务。
5、CPU315/315-2DP:用于要求中到大规模和通过PROFIBUS-DP进行分布式配置的设备。
6、CPU316-2DP:用于有大量编程要求和通过PROFIBUS-DP进行分布式配置的设备。
7、CPU318-2DP:用于要求极大规模程序和通过PROFIBUS-DP进行分布式配置的设备。
注:数字输入/输出模块****以每块16路计算,模拟输入****以每块8路计算、模拟输出每块4路计算
1、单机架结构
单机架结构模块的配置与安装:
(a)在CPU右边可以安装不超过八个模块(SM,FM,CP)。
(b)装在一个单机架上的所有模块额定电流总和不能超过以下数值。
1.2A(除安装有CPU312,CPU312C和CPU312IFM以外)
0.8A(安装有CPU312,CPU312C和CPU312IFM)
2、多机架结构
多机架结构模块的配置与安装:
(a)接口模块总是位于3号槽(槽1:电源;槽2:CPU;槽3:接口模块)****个信号模块的左边。
(b)每个单机架上安装不超过八个模块(SM,FM,CP),这些模块总位于接口模块的右边。
(c)装在一个单机架上的所有模块额定电流总和不能超过以下数值。
1.2A(除安装有CPU312,CPU312C和CPU312IFM以外)
0.8A(安装有CPU312,CPU312C和CPU312IFM)

附一:S7-300各种模块及点数:
1、电源模块:PS307-1B 2A
PS307-1E 5A
PS307-1K 10A
2、信号模块(SM):数字量输入模块SM321(16点)
数字量输出模块SM322(16点)
数字量输入/输出模块SM322(8入/8出)
模拟量输入模块SM331(8点)
模拟量输出模块SM332(4点)
模拟量输入/输出模块SM334(4入/2出);SM334(4入/4出)
3、接口模块 IM361 Max.10M
IM365 Max.1M
IM360
4、功能模块 CM35计数器模块(8通道)
FM350计数器模块(8通道)(编码器)
附二:单台秤各种类型信号物理点数:
1、数字量输出:外启动(开关量输入)、急停(开关量输出)
2、数字量输出:备妥(开关量输出)、应答(开关量输出)、报警(开关量输出)
3、模拟量输入:速度、重量、外给定
4、模拟量输出:PID调节(控制变频器频率)、流量反馈(4-20mA)

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