西门子模块全国经销商
数据通信是指可编程控制器相互之间的数据传送,或一台可编程控制器与智能设备之间的数据传送。数据通信是由MPI、PROFIBUS或工业以太网完成的。
大中型PLC(例如西门子公司的S7-300和S7-400系列)一般采用模块式结构,用搭积木的方式来组成系统,模块式PLC由机架和模块组成。S7-300(见图1-5)是模块化的中型PLC,适用于中等性能的控制要求。品种繁多的CPU模块、信号模块和能模块能满足各种领域的自动控制任务,用户可以根据系统的具体情况选择合适的模块,而且维修时更换模块也很方便。当系统规模扩大和更为复杂时,可以通过增加模块对PLC进行扩展。简单实用的分布式结构和强大的通信联网能力,使得PLC应用十分灵活。
S7-300系列PLC采用模块化结构,一般由处理器模块(CPU)、负载电源模块(PS)、信号模块(SM)、能模块(FM)、通信模块(CP)和接口模块(IM)组成。各个模块以搭积木的方式在机架上组成系统,组成灵活,便于维修。
S7-300的每个CPU都有一个编程用的RS-485接口,使用西门子的MPI(多点接口)通信协议。有的CPU还带有集成的现场总线PROFIBUS-DP接口或PtP(点对点)串行通信接口。S7-300不需要附加任何硬件、软件和编程,就可以建立一个MPI网络,通过PROFIBUS-DP接口可以建立一个DP网络。
能强的CPU的RAM存储容量为512KB,有8192个存储器位、512个定时器和512个计数器,数字量通道大为65536点,模拟量通道大为4096个;计数器的计数范围为1~999,定时器定时范围为10ms~9990s。由于使用Flash EPROM,CPU断电后无需后备电池也可以长时间保持动态数据,使得S7-300成为完全无维护的控制设备。
S7-300有很高的电磁兼容性和抗震动、抗冲击能力。S7-300标准型的环境温度为0~60℃,环境条件扩展型的温度范围为−25~60℃,有更强的耐震动和耐污染性能。
S7-300采用紧凑的、无槽位限制的模块结构,控制系统主要由输入模块、CPU模块、接口模块、通信处理器、电源模块和输出模块组成(见图1-5),各种模块安装在机架上。通过CPU模块或通信模块上的通信接口,PLC被连接到通信网络上,可以与计算机、其他PLC或其他设备通信。
CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成,S7-300将CPU模块简称为CPU。在PLC控制系统中,CPU模块相当于人的大脑和心脏,它不断地采集输入信号、执行用户程序和刷新系统的输出,模块中的存储器用来储存程序和数据。
CPU的元件封装在一个牢固而紧凑的塑料机壳内,前面板上有状态和故障指示显示LED、模式选择开关(模式选择器)和通信接口等。存储器插槽可以插入多达数兆字节的Flash EPROM微存储器卡(简称为MMC),用于断电后保存程序和数据。
CPU模块面板上的LED(发光二极管)的意义如下。
SF(系统出错/故障显示,红色):CPU硬件故障或软件错误时亮。
BATF(电池故障,红色):电池电压低或没有电池时亮。
DC 5V(+5V电源指示,绿色):CPU和S7-300总线的5V电源正常时亮。
FRCE(强制,黄色):至少有一个I/O被强制时亮。
STOP(停止方式,黄色):CPU处于STOP、HOLD状态或重新启动时长亮;执行存储器复位时闪亮。
BUSF(总线错误,红色):PROFIBUS-DP接口硬件或软件故障时亮。集成有DP接口的CPU才有此LED,集成有两个DP接口的CPU有两个对应的LED(BUSlF和BUS2F)。
2.CPU的运行模式
CPU有4种操作模式,分别为STOP(停机)、STARTUP(启动)、RUN(运行)和HOLD(保持)。在所有模式下,都可以通过MPI接口与其他设备通信。
STOP模式:CPU模块通电后自动进入STOP模式,在该模式下不执行用户程序,可以接收全局数据和检查系统。
RUN模式:执行用户程序,刷新输入和输出,处理中断和故障信息服务。
HOLD模式:在STARTUP和RUN模式下执行程序时遇到调试用的断点,用户程序的执行被挂起(暂停),定时器被冻结。
STARTUP模式:启动模式,可以用模式选择开关或编程软件启动CPU。如果模式选择开关在RUN或RUN-P位置,通电时将自动进入启动模式。
有的CPU模式选择开关是一种钥匙开关,操作时需要插入钥匙,用来设置CPU当前的运行方式。钥匙拔出后,就不能改变操作方式。这样可以防止未经授权的人员非法删除或改写用户程序。用户还可以使用多级口令来保护整个数据库,以有效地保护技术机密,防止未经允许的复制和修改。钥匙开关各位置的意义如下。
RUN-P(运行-编程):CPU不仅执行用户程序,在运行时还可以通过编程软件读出和修改用户程序,以及改变运行方式。在这个位置不能拔出钥匙。
RUN(运行):CPU执行用户程序,可以通过编程软件读出用户程序,但是不能修改用户程序。在这个位置可以取出钥匙。
STOP(停止):CPU不执行用户程序,通过编程软件可以读出和修改用户程序。在这个位置可以取出钥匙。
MRES(清除存储器):MRES位置不能保持,如果在这个位置松手,开关将自动返回STOP位置。将模式选择开关从STOP状态扳到MRES位置,可以复位存储器,使CPU回到初始状态,工作存储器、RAM装载存储器中的用户程序和地址区被清除;全部存储器位、定时器、计数器和数据块均被删除,即复位为零,包括有保持能的数据;CPU检测硬件、初始化硬件和系统程序的参数,系统参数、CPU和模块的参数被恢复为默认设置,MPI(多点接口)的参数被保留。