1.3 S7-300 PLC概述

1.3.1 S7-300 PLC的模塊化結(jié)構(gòu)

S7-300 PLC為節(jié)省空間的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以適配用戶現(xiàn)有的各種機(jī)械控制任務(wù)，不需要考慮槽位規(guī)則。在運(yùn)行時(shí)無需風(fēng)扇，除模塊外，只需要DIN標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)軌，就可以將模塊旋轉(zhuǎn)到位，安裝在導(dǎo)軌上并用螺釘緊固。這種結(jié)構(gòu)形式非常牢固并且有很高的電磁兼容性。S7-300的背板總線集成在模塊上，通過將模塊插入到總線連接器進(jìn)行裝配。圖1-11所示為S7-300模塊化結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場(chǎng)。

S7-300 PLC是模塊化的組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，可選用不同型號(hào)和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機(jī)架（導(dǎo)軌）或多個(gè)機(jī)架上，如圖1-12所示。

圖1-11 S7-300模塊化結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場(chǎng)

圖1-12 S7-300系列PLC系統(tǒng)構(gòu)成框圖

PS—電源模塊 IM—接口模塊 SM—信號(hào)模塊 FM—功能模塊 PG—編程器 OP—操作面板

1.3.2 S7-300 PLC的主要功能

S7-300 PLC的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能如下：

1）高速的指令處理：0.1～0.6μs的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域；

2）人機(jī)界面（HMI）：方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300 PLC操作系統(tǒng)內(nèi)，因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少；

3）診斷功能：CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件；

4）口令保護(hù)：多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。

1.3.3 S7-300 PLC的CPU種類

S7-300 PLC系統(tǒng)可以選擇各種不同性能分級(jí)（直到高性能）的CPU作控制器使用。通過高效處理速率，CPU能提供比小型PLC快得多的掃描時(shí)間來執(zhí)行相同的程序。根據(jù)用戶的任務(wù)要求和項(xiàng)目特點(diǎn)，S7-300 PLC的CPU還可以具有帶集成式I/O、集成技術(shù)功能和集成通信接口，見表1-2。

表1-2 S7-300 PLC CPU的集成特點(diǎn)

S7-300 PLC的CPU共有4種工作方式：

1）RUNP：可編程運(yùn)行方式。CPU掃描用戶程序，既可以用編程裝置從CPU中讀出，也可以由編程裝置裝入CPU中。用編程裝置可監(jiān)控程序的運(yùn)行。在此位置鑰匙不能拔出。

2）RUN：運(yùn)行方式。CPU掃描用戶程序，可以用編程裝置讀出并監(jiān)控PLC CPU中的程序，但不能改變裝載存儲(chǔ)器中的程序。在此位置可以拔出鑰匙，以防止程序在正常運(yùn)行時(shí)被改變操作方式。

3）STOP：停止方式。CPU不掃描用戶程序，可以通過編程裝置從CPU中讀出，也可以下載程序到CPU。在此位置可以拔出鑰匙。

4）MRES：該位置瞬間接通，用以清除CPU的存儲(chǔ)器。

以上方式可以通過方式選擇開關(guān)來切換，如圖1-13所示。

1.3.4 S7-300 PLC的擴(kuò)展單元

如果控制系統(tǒng)所需的模塊數(shù)大于8塊時(shí)，S7-300 PLC的中央控制器（CC）可以通過擴(kuò)展單元加以擴(kuò)展（但除CPU 312IFM、312C和313外），如圖1-14所示。最多可以有32個(gè)模塊與中央控制器相連接，每個(gè)擴(kuò)展單元最多允許8個(gè)模塊。各個(gè)擴(kuò)展單元之間的通信是由接口模塊（IM）相互獨(dú)立地進(jìn)行處理。如果工廠設(shè)備比較分散，則中央控制器和擴(kuò)展單元

圖1-13 CPU模塊面板布置示意圖

可以分開按章，其最大距離為10m。

圖1-14 S7-300 PLC及擴(kuò)展單元

1.3.5 S7-300 PLC的電氣安裝舉例

1.安裝裝配導(dǎo)軌

準(zhǔn)備2m長的裝配導(dǎo)軌用于安裝，具體步驟如下：

1）將長度為2m的裝配導(dǎo)軌削減到需要的長度；

2）標(biāo)出4個(gè)用于安裝固定螺釘?shù)目缀鸵粋€(gè)用于保護(hù)導(dǎo)體螺栓的孔；

圖1-15 導(dǎo)軌安裝

1—用于接地導(dǎo)線螺栓的孔 2—用于鉆安裝螺釘附加孔的凹槽 3—用于安裝螺釘?shù)目?4—用于安裝螺釘?shù)母郊涌?5—用于安裝螺釘?shù)目?/p>

3）如果導(dǎo)軌長度超出了830mm，則必須提供附加孔，以便用更多的螺釘固定才能使其穩(wěn)固。沿導(dǎo)軌中間部分的凹槽標(biāo)出這些孔（如圖1-15所示），其間距應(yīng)大約為500mm；

4）鉆出標(biāo)記的這些孔，即M6螺釘?shù)目讖剑?/p>

5）安裝一個(gè)M6螺栓，用以固定接地導(dǎo)線；

6）確認(rèn)導(dǎo)軌安裝后PLC間隙，如圖1-16所示。

圖1-16 安裝后PLC間隙

2.將模塊安裝在裝配導(dǎo)軌上

從機(jī)架左邊開始，按照“先電源模塊、再CPU、最后SM/FM/CP/IM模塊”的順序，將模塊掛靠在導(dǎo)軌上。具體步驟如下：

1）如圖1-17所示，將總線連接器插入CPU和SM/FM/CP/IM。除CPU外，每個(gè)模塊都帶有一個(gè)總線連接器。在插入總線連接器時(shí)，必須從CPU開始。拔掉裝配中“最后一個(gè)”模塊的總線連接器，因?yàn)椤白詈笠粋€(gè)”模塊不接受總線連接器。

2）如圖1-18所示，按圖中指定的順序，將所有模塊掛靠到導(dǎo)軌上，滑動(dòng)到靠近左邊的模塊，然后向下旋轉(zhuǎn)。

3）用螺釘擰緊模塊，如圖1-19所示。

圖1-17 總線連接器插接方法

圖1-18 模塊安裝方法

圖1-19 用螺釘擰緊模塊

3.標(biāo)記模塊

（1）分配插槽號(hào)

應(yīng)給每個(gè)安裝的模塊指定一個(gè)插槽號(hào)，這會(huì)使在STEP 7的組態(tài)表中分配模塊更加容易。

表1-3顯示了插槽號(hào)分配情況。

表1-3 插槽號(hào)分配情況

（2）將插槽號(hào)貼到模塊上

先把相應(yīng)的插槽號(hào)拿到相關(guān)模塊前，然后將卡舌放置到模塊的開口中，最后將插槽號(hào)壓入模塊中，插槽號(hào)從輪子處斷開，如圖1-20所示。

圖1-20 標(biāo)記模塊