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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動化設(shè)備有限公司
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下列標準型CPU 可以提供：

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314,，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP,，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠,，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317-2 DP,，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠,，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319-3 PN/DP,，用于具有容量程序量何組網(wǎng)能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

下列緊湊型CPU 可以提供：

• CPU 312C,，具有集成數(shù)字量 I/O 以及集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C,，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成數(shù)字量 I/O ,、2個串口和集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 DP,，具有集成數(shù)字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PtP,，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O ,、2個串口和集成計數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O,、PROFIBUS DP 接口和集成計數(shù),、定位功能的緊湊型 CPU

下列技術(shù)型CPU 可以提供：

• CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態(tài),、對程序量有中/高要求,、同時需要對8個軸進行常規(guī)運動控制的工廠。
• CPU 317T-2 DP,，用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態(tài),、對程序量有高要求、又必須同時能夠處理運動控制任務的工廠

下列故障安全型CPU 可以提供：

• CPU 315F-2 DP,，用于采用 PROFIBUS DP 進行分布式組態(tài),、對程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠,，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317F-2 DP,，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的故障安全工廠
• CPU 317F-2 PN/DP,，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠,，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的故障安全型工廠,，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

所有 CPU 均具有堅固,、緊湊的塑料機殼。在前面板上的部件有：

• 狀態(tài)和故障 LED
• 模式選擇開關(guān)
• MPI 端口

CPU 還具有以下配置：

• SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）插槽,；
  MMC 卡替代集成的裝載存儲器,，因此是操作*品。
• 使用前連接器連接到集成的 I/O 端口（僅限緊湊型 CPU）
• 連接 PROFIBUS 總線(僅限于DP型CPU)
• RS 422/485 的連接（僅 PtP CPU）
• 連接 PROFINET(僅限于PN型CPU)

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能,、所需空間小以及小的維護成本,，因此提高了性價比。

• 高處理速度,；
  例如,，在 CPU 315-2 DP 中，位運算時,，0.05 µs,；浮點運算時，0.45 µs,，
  在 CPU 319-3 PN/DP 中,，位運算時，0.004 µs,；浮點運算時,，0.04 µs
• 擴展數(shù)量
• 作為裝載存儲器的 SIMATIC 微型存儲卡（MMC）：
  可在微型存儲卡中存儲一個完整的項目，包括符號和注釋。RUN 模式下也可以進行讀/寫操作,。這樣可以降低服務成本
• 無需電池即可在 MMC 上備份 RAM 數(shù)據(jù)

編程

使用STEP7中的 LAD,、FBD STL 對 CPU 進行編程?？梢允褂孟铝芯幊坦ぞ撸篠TEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional,。

可以運行 CPU 314 的工程與組態(tài)工具（例如，S7-GRAPH,、S7-HiGraph,、SCL、CFC 或 SFC）,。

標準型CPU

對標準型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件,。

緊湊型 CPU

對緊湊型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級,。

• 用于S7-300/ET 200M的負載電源
• 用于將市電電壓轉(zhuǎn)換為所需的24VDC工作電壓
• 輸出電流為 2A,、5A 或 10A

S7-300/ET 200M 需要 24V DC 電源。

SITOP 負載電源把 120/230 VAC 線路電壓轉(zhuǎn)換到所需的 24 VDC 工作電壓,。

這些模塊可利用外部電壓為S7-300/ET200M以及傳感器和執(zhí)行器供電,。

負載電源模塊安裝在 CPU/IM 361/IM153（插槽1）左邊的 DIN 導軌上。

通過所提供的電源連接器連接到 CPU/IM 361/IM153 上,。

該模板的前面板包括：

• 輸出電壓指示：
  一個 LED 顯示 24 V DC 輸出電壓,。
• 線電壓選擇開關(guān)：
  可以通過帶保護罩的開關(guān)選擇輸入電壓：120 VAC 或 230 VAC。
• 24 VDC 輸出電壓的 On/off 開關(guān),；

前面板上通過蓋板保護的還有：

• 端子:
  這些端子用于連接輸入電壓電纜,、輸出電壓電纜和接地導線。

負載電源也可安裝在 35 mm 的標準導軌上（EN 50 022）,，這需要下述安裝適配器：

• PS 307-1B 和 PS 307-1E各需一個適配器
• PS 307-1K 需2個適配器
• 

• 西門子S7200系列PLC 相關(guān)型號及簡介如下：

  1 6ES7211-0AA23-0B0 CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出
  2 6ES7211-0BA23-0B0 CPU221 繼電器輸出,6輸入/4輸出
  3 6ES7212-1AB23-0B8 CPU222 DC/DC/DC,8輸入/6輸出
  4 6ES7212-1BB23-0B8 CPU222 繼電器輸出,8輸入/6輸出
  5 6ES7214-1AD23-0B8 CPU224 DC/DC/DC,14輸入/10輸出
  6 6ES7214-1BD23-0B8 CPU224 繼電器輸出,14輸入/10輸出
  7 6ES7214-2AD23-0B8 CPU224XPDC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO
  8 6ES7214-2BD23-0B8 CPU224XP繼電器輸出,14DI/10DO,2AI/1AO
  9 6ES7216-2AD23-0B8 CPU226 DC/DC/DC,24輸入/16輸出
  10 6ES7216-2BD23-0B8 CPU226 繼電器輸出,24輸入/16輸出
  擴展模塊
  11 6ES7 221-1BH22-0A8 EM221 16入 24VDC,，開關(guān)量
  12 6ES7 221-1BF22-0A8 EM221 8入 24VDC，開關(guān)量
  13 6ES7 221-1EF22-0A0 EM221 8入 120/230VAC,，開關(guān)量
  14 6ES7 222-1BF22-0A8 EM222 8出 24VDC,，開關(guān)量
  15 6ES7 222-1EF22-0A0 EM222 8出 120V/230VAC，0.5A開關(guān)量
  16 6ES7 222-1HF22-0A8 EM222 8出 繼電器
  17 6ES7 222-1BD22-0A0 EM222 4出 24VDC 固態(tài)－MOSFET
  18 6ES7 222-1HD22-0A0 EM222 4出 繼電器 干觸點
  19 6ES7 223-1BF22-0A8 EM223 4入/4出 24VDC,，開關(guān)量
  20 6ES7 223-1HF22-0A8 EM223 4入 24VDC/4出 繼電器
  21 6ES7 223-1BH22-0A8 EM223 8入/8出 24VDC,，開關(guān)量
  22 6ES7 223-1PH22-0A8 EM223 8入 24VDC/8出 繼電器
  23 6ES7 223-1BL22-0A8 EM223 16入/16出 24VDC，開關(guān)量

可編程控制器的軟硬件組成詳細介紹

可編程序控制器(Programmable Controller)原本應簡稱PC,，為了與個人計算機專稱PC相區(qū)別,，所以可編程序控制器簡稱定為PLC(Programmable Logic Controller)，但并非說PLC只能控制邏輯信號,。PLC是專門針對工業(yè)環(huán)境應用設(shè)計的,，自帶直觀,、簡單并易于掌握編程語言環(huán)境的工業(yè)現(xiàn)場控制裝置。

PLC的基本組成

PLC基本組成包括中央處理器(CPU),、存儲器,、輸入/輸出接口(縮寫為I/O，包括輸入接口,、輸出接口,、外部設(shè)備接口、擴展接口等),、外部設(shè)備編程器及電源模塊組成,，見圖1。PLC內(nèi)部各組成單元之間通過電源總線,、控制總線,、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根據(jù)實際控制對象配置相應設(shè)備與控制裝置構(gòu)成PLC控制系統(tǒng),。

圖1 PLC的基本組成

1. 中央處理器

中央處理器(CPU)由控制器,、運算器和寄存器組成并集成在一個芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線總線,、地址總線,、控制總線和電源總線與存儲器、輸入輸出接口,、編程器和電源相連接,。

小型PLC的CPU采用8位或16位微處理器或單片機，如8031,、M68000等，這類芯片價格很低,；中型PLC的CPU采用16位或32位微處理器或單片機,，如8086、96系列單片機等,，這類芯片主要特點是集成度高,、運算速度快且可靠性高；而大型PLC則需采用高速位片式微處理器,。

CPU按照PLC內(nèi)系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC控制系統(tǒng)完成各項工作任務,。

2. 存儲器

PLC內(nèi)的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)等,。

1)系統(tǒng)程序存儲器

PLC系統(tǒng)程序決定了PLC的基本功能,，該部分程序由PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程序存儲器中，主要有系統(tǒng)管理程序,、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分,。

系統(tǒng)管理程序主要控制PLC的運行,，使PLC按正確的次序工作；用戶指令解釋程序?qū)LC的用戶指令轉(zhuǎn)換為機器語言指令,，傳輸?shù)紺PU內(nèi)執(zhí)行,；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用則負責調(diào)用不同的功能子程序及其管理程序。

系統(tǒng)程序?qū)儆谛栝L期保存的重要數(shù)據(jù),，所以其存儲器采用ROM或EPROM,。ROM是只讀存儲器，該存儲器只能讀出內(nèi)容,，不能寫入內(nèi)容,，ROM具有非易失性，即電源斷開后仍能保存已存儲的內(nèi)容,。

EPEROM為可電擦除只讀存儲器,，須用紫外線照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫入內(nèi)容，可電擦除可編程只讀存儲器還有E2PROM,、FLASH等,。

2)用戶程序存儲器

用戶程序存儲器用于存放用戶載入的PLC應用程序，載入初期的用戶程序因需修改與調(diào)試,，所以稱為用戶調(diào)試程序,，存放在可以隨機讀寫操作的隨機存取存儲器RAM內(nèi)以方便用戶修改與調(diào)試。

通過修改與調(diào)試后的程序稱為用戶執(zhí)行程序,，由于不需要再作修改與調(diào)試,，所以用戶執(zhí)行程序就被固化到EPROM內(nèi)長期使用。

3)數(shù)據(jù)存儲器

PLC運行過程中需生成或調(diào)用中間結(jié)果數(shù)據(jù)(如輸入/輸出元件的狀態(tài)數(shù)據(jù),、定時器,、計數(shù)器的預置值和當前值等)和組態(tài)數(shù)據(jù)(如輸入輸出組態(tài)、設(shè)置輸入濾波,、脈沖捕捉,、輸出表配置、定義存儲區(qū)保持范圍,、模擬電位器設(shè)置,、高速計數(shù)器配置、高速脈沖輸出配置,、通信組態(tài)等),，這類數(shù)據(jù)存放在工作數(shù)據(jù)存儲器中，由于工作數(shù)據(jù)與組態(tài)數(shù)據(jù)不斷變化,，且不需要長期保存,，所以采用隨機存取存儲器RAM。

RAM是一種高密度,、低功耗的半導體存儲器,，可用鋰電池作為備用電源,，一旦斷電就可通過鋰電池供電，保持RAM中的內(nèi)容,。

3. 接口

輸入輸出接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場控制或檢測元件和執(zhí)行元件連接的接口電路,。PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入,、交直流輸入等類型,；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類型,。晶體管和晶閘管輸出為無觸點輸出型電路,，晶體管輸出型用于高頻小功率負載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負載,；繼電器輸出為有觸點輸出型電路,，用于低頻負載。

現(xiàn)場控制或檢測元件輸入給PLC各種控制信號,，如限位開關(guān),、操作按鈕、選擇開關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量等,，通過輸入接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號,。輸出接口電路將CPU送出的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥,、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件,。

1)輸入接口

輸入接口用于接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕,、轉(zhuǎn)換開關(guān),、行程開關(guān)、繼電器觸頭等開關(guān)量輸入信號,；另一類是由電位器,、測速發(fā)電機和各種變換器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。

以圖2所示的直流輸入接口電路為例,，R1是限流與分壓電阻，R2與C構(gòu)成濾波電路,，濾波后的輸入信號經(jīng)光耦合器T與內(nèi)部電路耦合,。當輸入端的按鈕SB接通時，光耦合器T導通,，直流輸入信號被轉(zhuǎn)換成PLC能處理的5V標準信號電平(簡稱TTL),，同時LED輸入指示燈亮，表示信號接通,。微電腦輸入接口電路一般由寄存器,、選通電路和中斷請求邏輯電路組成,，這些電路集成在一個芯片上。交流輸入與交直流輸入接口電路與直流輸入接口電路類似,。