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西门子S7-1500广东一级总代理
S7-300 PLC的硬件组成
SIMATIC S7-300系列PLC采用配置灵活的模块化结构,SIMATIC S7-300系列PLC的逻辑结构如图1-12所示。系统以中央处理单元(CPU)为核心,通过背板总线(BUS)与输入信号模块、输出信号模块、功能模块、通信处理器模块、接口模块及其他模块共同组成完整的PLC应用系统。
SIMATIC S7-300系列PLC的逻辑结构1.机架(Rack)
机架用于安装和连接PLC的所有模块,CPU所在机架为主机架,如果主机架不能容纳控制系统的全部模块,可以增设一个或者多个扩展机架。2.中央处理单元(CPU)
与一般计算机一样,中央处理单元(CPU)是PLC的核心,它按PLC系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊地进行工作,其主要任务有:为背板总线提供5 V电源;通过输入信号模块接收外部设备信息;存储、检查、校验和执行用户程序;通过输出信号模块送出控制信号;通过通信处理器或自身的通信接口与其他设备交换数据;进行故障诊断等。
S7-300系列PLC的CPU模块从CPU 312~CPU 319有20多种型号,CPU序号越高,其功能越强,技术指标的主要区别在CPU的内存容量、数据处理速度、通信资源及编程资源(定时器、计数器的个数)等方面,按功能可分为6个子系列。
1)紧凑型CPU,即CPU 31xC系列,其特征是CPU模块上集成有输入/输出点、高速计数器、脉冲输出及定位功能等,如CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2PtP、CPU 313C-2DP、CPU 314C-2PtP、CPU 314C-2DP。
2)标准型CPU,即CPU 31x系列,如CPU 313、CPU 314、CPU 315、CPU 315-2DP、CPU 316-2DP。
3)革新型标准CPU,其具有与标准型CPU相同的系列表示,是标准CPU的技改产品,如CPU 312、CPU 314、CPU 315-2DP、CPU 317-2DP、CPU 318-2DP、CPU 319-2DP。
4)户外型CPU,如CPU 312 IFM、CPU 314 IFM、CPU 314(户外型)。
5)故障安全型CPU,如CPU 315F-2DP、CPU 315F-2PN/DP、CPU 317F-2DP、CPU 319F-3PN/DP。
6)特种型CPU,如CPU 317T-2DP、CPU 317-2 PN/DP。3.输入信号模块(DI/AI)
输入信号模块主要负责接收现场设备的信息(如锅炉的温度、压力等)或控制设备的状态(如控制按钮的状态),并进行信号电平的转换,将转换结果传送到CPU进行处理。根据接收的信号类型,可以将输入信号模块分为数字量输入模块(DI)和模拟量输入模块(AI)。数字量输入模块(DI)只能接收高、低逻辑电平信号,如开关的接通与断开;模拟量输入模块(AI)可接收连续变化的模拟量信号,如温度传感器输出的DC 4~20 mA电流信号。
数字量输入模块有8点、16点、32点和64点几种,可连接的外部输入信号电压等级有DC 24 V、AC 120 V、DC/AC 24/48 V、DC 48~125 V、AC 120/230 V等多种,可根据信号类型进行选择。S7-300系列PLC的数字量输入模块型号以“SM 321”开头。例如,SM 321 DI 16×DC 24 V是一块额定输入电压为直流24 V,具有16个输入点的数字量输入模块。
模拟量输入模块的转换精度有12位、13位、14位和16位等几种,有2通道、8通道和16通道,能接入热电阻、热电偶、DC 4~20 mA或DC 0~10 V等多种不同类型和不同量程的模拟信号,可根据需要进行选择。S7-300系列PLC的模拟量输入模块型号以“SM 331”开头。例如,SM 331 AI 2×12 bit是一块转换精度为12位,具有2个模拟量输入通道的模拟量输入模块。4.输出信号模块(DO/AO)
输出信号模块主要负责对CPU处理的结果进行电平转换并从PLC向外输出,驱动现场执行设备(如电磁阀、电动机等)或控制设备(如按钮、状态指示灯等)。根据输出的信号类型,可以将输出信号模块分为数字量输出信号模块(DO)和模拟量输出信号模块(AO)。数字量输出信号模块(DO)只能输出高、低变化的电平信号,使被控对象工作或停止工作,如控制电动机的起动和停机、指示灯的点亮和熄灭;模拟量输出信号模块(AO)可输出连续变化的模拟量电信号,使被控对象连续改变工作状态,如控制电磁阀的开度等。
数字量输出模块有8点、16点、32点和64点几种,有继电器(适用于感性及交流负载)、晶体管(适用于直流负载)和晶闸管(适用于交流及直流负载)3种输出形式,可连接的外部负载电压等级有DC 24 V、AC 120 V、DC/AC 24/48 V、DC 48~125 V、AC 120/230 V、DC 120 V、AC 230 V等多种,可根据信号类型进行选择。S7-300系列PLC的数字量输出模块型号以“SM 322”开头。例如,SM 322 DO 8×Rel. AC 230 V是一块额定负载电压为交流230 V,具有8个输出点的继电器输出型数字量输出模块。
模拟量输出模块的转换精度有12位、13位和16位等几种,有2通道、4通道和8通道之分,可根据需要进行选择。S7-300系列PLC的模拟量输出模块型号以“SM 332”开头。例如,SM 332 AO 4×16 bit是一个转换精度为16位,具有4个模拟量输出通道的模拟量输出模块。
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