6ES7368-3BF01-0AA0

 PLC S7-400系列可編程控制器

西門子S7-300是德國西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器(PLC)系列產(chǎn)品之一。其模塊化結(jié)構(gòu),、易于實現(xiàn)分布式的配置以及性價比高,、電磁兼容性強(qiáng)、抗震動沖擊性能好,，使其在廣泛的工業(yè)控制領(lǐng)域中,，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實際的解決方案。
      西門子S7-300PLC主要組成部分有導(dǎo)軌（RACK）,、電源模塊（PS）,、中央處理單元模塊（CPU）、接口模塊（IM）,、信號模塊（SM）,、功能模塊（FM）等,。通過MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、操作員面板OP和其它S7 PLC相連,。 除了電源模塊,、CPU模塊和接口模塊外，一個機(jī)架上最多只能再安裝8個信號模塊或功能模塊,。

       S7-300的數(shù)據(jù)類型主要有基本數(shù)據(jù)類型,，復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和參數(shù)數(shù)據(jù)類型?；緮?shù)據(jù)類型的長度不超過32位,。復(fù)雜數(shù)據(jù)類型是由其他基本數(shù)據(jù)類型組合而成的，長度超過32位的數(shù)據(jù)類型,。
      參數(shù)數(shù)據(jù)類型主要是用于功能FC或功能塊FB的數(shù)據(jù)類型,，這些數(shù)據(jù)類型主要有 Pointe指針類型，6字節(jié)指針類型,，傳遞數(shù)據(jù)塊號和數(shù)據(jù)地址,，Any指針類型,，10字節(jié)指針類型,，傳遞數(shù)據(jù)塊號、數(shù)據(jù)地址,、數(shù)據(jù)數(shù)量以及數(shù)據(jù)類型,。

一,、S7-300 PLC系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成：

二,、S7-300 PLC的結(jié)構(gòu)特點

1、模塊化設(shè)計

• 模塊化微型PLC 系統(tǒng),，滿足中,、小規(guī)模的性能要求

• 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)

• 簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活

• 方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計

• 當(dāng)控制任務(wù)增加時,，可自由擴(kuò)展

• 大量的集成功能使它功能非常強(qiáng)勁

2,、安裝簡單、維護(hù)方便

• DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝：只需簡單地將模塊鉤在 DIN標(biāo)準(zhǔn)的安裝導(dǎo)軌上,，轉(zhuǎn)動到位,，然后用螺栓鎖緊,。

• 集成的背板總線：背板總線集成在模塊上，模塊通過總線連接器相連,，總線連接器插在機(jī)殼的背后,。

• 更換模塊簡單并且不會弄錯：更換模塊時，只需松開安裝螺釘,。很簡單地拔下已經(jīng)接線的前連接器,。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模塊上。

• 可靠的接線端子：對于信號模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子

• TOP連接：采用一個帶螺釘或夾緊連接的1至3線系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)接線,?；蛘咧苯釉谛盘柲K上進(jìn)行接線。

• 確定的安裝深度：所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi),，并有端蓋保護(hù),，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。

• 沒有槽位的限制：信號模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個槽上,，系統(tǒng)自行組態(tài),。

• 靈活布置：機(jī)架(CR/ER)可以根據(jù)最佳布局需要，水平或垂直安裝,。

• 獨立安裝：每個機(jī)架可以距離其他機(jī)架很遠(yuǎn)進(jìn)行安裝,，兩個機(jī)架間(主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架，擴(kuò)展機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架)的距離最長為10 米,。

• 如果用戶的自控系統(tǒng)任務(wù)需要多于8個信號模塊或通訊處理器模塊時,，則可以擴(kuò)展 s7-300機(jī)架(CPU314以上)

三、S7-300 PLC性能

SIMATIC S7-300 的大量功能支持和幫助用戶進(jìn)行編程啟動和維護(hù)

• 高速的指令處理：0.6~0.1μS的指令處理時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,。

• 浮點數(shù)運算：用此功能可以有效地實現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運算。

• 方便用戶的參數(shù)賦值：一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值,，這樣就節(jié)省了入門和培訓(xùn)的費用,。

• 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 操作系統(tǒng)內(nèi)。因此人機(jī)對話的編程要求大大減少,。SIMATIC人機(jī)界面(HMI)從S7-300中要求數(shù)據(jù),，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送,。

• 診斷功能：CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常,、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件
  (例如：超時，模塊更換,，等等),。

• 口令保護(hù)：多級口令保護(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,。

• 操作方式選擇開關(guān) ：操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出,，當(dāng)鑰匙拔出時，就不能改變操作方式,。

四,、S7-300 PLC通訊功能

SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊接口：

• 多種通訊處理器用來連接AS-i接口、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)

• 通訊處理器用來連接點到點的通訊系統(tǒng)

• 多點接口(MPI)集成在CPU中,，用于同時連接編程器,、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng),。這是一個經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案,；方便用戶的step7的用戶界面提供了通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易,、簡單,。

（1）通過多點接口(MPI) 的數(shù)據(jù)通訊

所有CPU都配有一個MPI接口X1。組態(tài)配有MPI/DP接口的CPU,，作為MPI節(jié)點,。要使用DP接口,，在STEP7中設(shè)置DP接口模式,。

MPI（多點接口）表示用于PG/OP連接或用于在MPI子網(wǎng)中進(jìn)行通訊的CPU接口。所有CPU的典型（缺?。﹤鬏斅蕿?87.5kbps,。對于與S7-200的通訊，還可以將傳輸率設(shè)置為19.2kbps,。315-2PN/DP和317 CPU支持高達(dá)12Mbps的傳輸率,。

能進(jìn)行MPI通訊的設(shè)備

• PG/PC

• OP/TP

• 帶有MPI的S7-300/S7-400

• S7-200（僅19.2kbps）

（2）通過PROFIBUS-DP接口通訊

CPU至少配有一個DP X2接口。315-2PN/DP和317 CPU配有一個MPI/DP X1接口,。帶有MPI/DP接口的CPU帶有缺省的MPI組態(tài),。如果要使用DP接口，則需要在STEP7中設(shè)置DP模式,。

PROFIBUS DP接口主要用于連接分布式I/O,。例如,，PROFIBUS DP允許您創(chuàng)建大型子網(wǎng),。可將PROFIBUS DP接口設(shè)置為在主站或從站模式下運行,，支持的傳輸率最高可達(dá)12Mbps。

能進(jìn)行PROFIBUS DP通訊的設(shè)備

• PG/PC

• OP/TP

• DP從站

• DP主站

• 執(zhí)行器/傳感器

• 帶有PROFIBUS DP接口的S7-300/S7-400

（3）通過PROFINET（PN）通訊

帶有“PN”名稱后綴的CPU配有一個PN X2接口,。連接到工業(yè)以太網(wǎng)可以使用CPU的集成PROFINET接口與“工業(yè)以太網(wǎng)”建立連接?？赏ㄟ^MPI或PROFINET組態(tài)CPU的集成PROFINET接口,。

能進(jìn)行PROFINET(PN)通訊的設(shè)備

• PROFINET IO組件（如,，ET 200S中的接口模塊IM 151-3 PN）

• 帶有PROFINET接口的S7-300/S7-400（如,，CPU 317-2PN/DP或CPU 343-1 PN）

• 激活的網(wǎng)絡(luò)組件（如開關(guān)）

• 帶有網(wǎng)卡的PG/PC

（4）通過點對點（PtP）通訊

帶有“PtP”名稱后綴的CPU配有一個PtP X2接口。使用CPU的PtP接口,，可使用串行接口連接外部設(shè)備,。可以在全雙工模式下以高達(dá)19.2kbps的傳輸率(RS 422),，或半雙工模式下以高達(dá)38.4kbps的傳輸率(RS 485)來運行此類系統(tǒng),。

使用PtP通訊可以通過串行端交換數(shù)據(jù)。PtP通訊可用于自動化設(shè)備,、計算機(jī)或由其它廠商提供的具有通訊功能的系統(tǒng)之間的互連。該功能還允許使用通訊伙伴的協(xié)議,。

可連接下列設(shè)備：

• S7 PLC和S5 PLC及第三方系統(tǒng)

• 打印機(jī)

• 機(jī)器人控制

• 掃描儀,、條碼閱讀器等

五、模板的診斷及過程監(jiān)視

S7-300有多種輸入/輸出模板具有智能功能：

• 對信號進(jìn)行監(jiān)視(診斷)

• 對過程信號進(jìn)行監(jiān)視(過程中斷)

1,、診斷

通過診斷可以確定模板所獲取的信號(例如數(shù)字量模板)或模擬量處理(例如模擬量模板)是否正確,。在診斷評估中，可參數(shù)化的診斷信息與不可參數(shù)化的診斷信息有區(qū)別,。

• 可參數(shù)化的診斷信息：通過相應(yīng)的參數(shù)始能診斷信息的發(fā)送

• 不可參數(shù)化的診斷信息：不管是否參數(shù)化均可發(fā)送診斷信息

如果發(fā)送診斷信息(例如無編碼器電源),，則模板執(zhí)行一個診斷中斷。此時CPU中斷執(zhí)行用戶程序,，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB82)。

模塊的類型決定了診斷信息的種類：

2,、過程中斷

通過過程中斷，可以對過程信號進(jìn)行監(jiān)視和響應(yīng),。

（1）數(shù)字量輸入模板

根據(jù)設(shè)置的參數(shù),，模板可以對每個通道組進(jìn)行過程中斷，可以選擇信號變化的上升沿,、下降沿或兩個沿均可,。CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB40),。信號模板可以對每個通道的一個中斷進(jìn)行暫存,。

（2）模擬量輸入模板

通過上限值和下限值定義一個工作范圍。模板將對測量值與這些限制值進(jìn)行比較,。如果超限,，則執(zhí)行過程中斷。CPU中斷執(zhí)行用戶程序,，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB40)。

六,、S7-300PLC編程軟件和工具軟件

使用基本的STEP7或STEP7-Lite軟件包,，以及高級的集成軟件包STEP7 Professional便可對S7-300進(jìn)行編程，并能以簡單,，用戶友好的方式利用S7-300的全部功能,。該工程軟件還包含自動化項目中所有階段(從項目組態(tài)到調(diào)試，測試以及服務(wù))的功能,。

1,、編程軟件

（1）STEP7-Lite

STEP7-Lite是一種低成本、高效率的軟件,，使用SIMATIC S7-300 可以完成獨立的應(yīng)用,。STEP 7-Lite 的特點是能非常迅速的進(jìn)入編程和簡單的項目處理。它不能和輔助的SIMATIC 軟件包,，例如工程工具,，一起使用。但是,，STEP 7-Lite 編寫的程序可以由STEP 7進(jìn)行處理,。

（2）STEP 7

使用 STEP 7 可完成較大或較復(fù)雜的應(yīng)用，例如,，需要用高級語言或圖形化語言進(jìn)行編程或需要使
用功能以及通信模塊,。STEP 7 能和輔助的SIMATIC 軟件包，（例如工程工具）兼容,。

（3）STEP 7 Professional

除由 STEP 7 識別的語言外STEP 7 Professional 支持所有 IEC 語言

• LAD

• FBD

• STL

這有以下的語言

• 順序功能圖

• 結(jié)構(gòu)化文本

還包括由這些語言所建立的程序的離線仿真,，因此，STEP 7 Professional 取代了STEP7 STEP7- GRAPH,、S7-SCL 和S7-PLCSIM 各個軟件包的組合

二,、工程工具軟件

工程工具軟件以用戶友好，面向任務(wù)的方式對自動化系統(tǒng)進(jìn)行附加的編程,?？商峁┮韵鹿ぞ哂糜诰幊蹋?/p>

CPU/ 工程工具

• 所有的CPU均能使用STL,、LAD和FBD基本語言進(jìn)行編程。

•  6ES7368-3BF01-0AA0

•  

  S7-200 CPU 編程通信

  完成以太網(wǎng)向?qū)渲煤笮枰诔绦蛑姓{(diào)用以太網(wǎng)向?qū)傻腅THx_CTRL和ETH0_XFR, 然后,，將整個項目下載到作客戶端的S7-200 CPU上,。
  1. 調(diào)用向?qū)傻淖映绦颍瑢崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸
  對于S7-200的同一個連接的多個數(shù)據(jù)傳輸,，不能同時激活,，必須分時調(diào)用。下面的程序就是用前一個數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瓿晌蝗ゼせ钕乱粋€數(shù)據(jù)傳輸,，如圖11.圖12.圖13. 所示

  
  圖11 S7-200程序段1
  
  圖12 S7-200程序段2

  
  圖13 S7-200程序段3
  如果通信未建立成功,，可以對應(yīng)查詢子程序的錯誤代碼。

   硬件組態(tài)
  首先搭建一套測試設(shè)備,，設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖如下：
  2套S7-300系統(tǒng)由PS307電源,、CPU314C-2DP、CPU314C-2PTP,、CP343-1,、CP343-1 IT、PC,、CP5611,、STEP7組成，PLC系統(tǒng)概貌如下圖：

  

  如下將向您一步一步展示如何實現(xiàn)2套S7-300之間的以太網(wǎng)通訊：
  第一步：打開SIMATIC Manager,，根據(jù)我們系統(tǒng)的硬件組成,，進(jìn)行系統(tǒng)的硬件組態(tài)，如圖：
  插入2個S7300的站,，進(jìn)行硬件組態(tài)：

  

   

  分別組態(tài)2個系統(tǒng)的硬件模塊：

  

  

   

  設(shè)置CP343-1,、CP343-IT模塊的參數(shù)，建立一個以太網(wǎng),，MPI、IP地址：

  

  

  

  

   

  二,、 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
  組態(tài)完2套系統(tǒng)的硬件模塊后,，分別進(jìn)行下載,，然后點擊Network Configration按鈕，打開系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)窗口NetPro,，選中CPU314,，如下圖：

  

  在窗口的左下部分點擊鼠標(biāo)右鍵，插入一個新的網(wǎng)絡(luò)鏈接,，并設(shè)定鏈接類型為ISO-on-TCP connection 或 TCP connection或 UDP connection 或 ISO Transport connection,，如下圖：

  

  點擊OK后，彈出鏈接屬性窗口,，使用該窗口的默認(rèn)值,，并根據(jù)該對話框右側(cè)信息進(jìn)行后面程序的塊參數(shù)設(shè)定：

  

  

  當(dāng)2套系統(tǒng)之間的鏈接建立完成后，用鼠標(biāo)選中圖標(biāo)中的CPU,，分別進(jìn)行下載,，這里略去CPU314C-2DP的下載圖示：