西门子1.1KW变频器6SE6440-2UC21-1BA1 西门子1.1KW变频器6SE6440-2UC21-1BA1
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西门子1.1KW变频器6SE6440-2UC21-1BA1
S7-300是SIMATIC控制器中销售量**多的产品，它已成功地用于范围广泛的自动化领域。S7-300 的重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。这就是说，S7-300 是用于集中式或分布式结构的优化解决方案。坚持不懈的创新和改革使S7-300这个广泛应用的自动化平台能持续不断的升值概述。
一、S7-300 PLC系统组成
系统组成：
|
电源模块 (PS)
（选件） |
|
为S7-300/ET 200M 提供电源
将120/230V交流电压转变到所需要的24伏直流工作电压 输出电流2A、5A、10A |
| 中央处理单元 (CPU) |
|
多种CPU，有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通讯接口等。 |
|
接口模块 (IM) ? |
|
用于连接多机架配置的 SIMATIC S7-300 的机架。 **多配置4个机架。每个机架**多可以插入8个模块。在4个机架上**多可安装32个模块。
IM 365
IM 365/IM 361 |
| 信号模块 (SM) |
|
用于数字量和模拟量输入/输出 |
| 通讯处理器 (CP) |
|
用于连接网络和点对点连接 |
| 功能模块 (FM) |
|
用于高速计数，定位操作 (开环或闭环控制) 和闭环控制。 |
| 存储器 |
|
MMC |
| DIN标准导轨 |
|
用于模块安装 |
| 前连接器 |
|
用于简单而方便地连接传感器和执行器
更换模块时允许保持接线
采用编码元件以避免更 分为20针、40针两种 |
S7－300主要支持的硬件有：
??（1）电源（PS）
??电源模块提供了机架和CPU内部的供电电源，置于1号机架的位置。
??（2）中央处理器（CPU）
??CPU存储并处理用户程序，为模块分配参数，通过嵌入的MPI总线处理编程设备和PC、模块、其它站点之间的通讯，并可以为进行DP主站或从站操作装配一个集成的DP接口。置于2号机架。
??（3）接口模块（IM）
??接口模块将各个机架连接在一起。不同型号的接口模块可支持机架扩展或PROFIBUS?DP连接。置于3号机架，没有接口模块时，机架位置为空。
??（4）信号模块（SM）
??通常称为I/O（输入/输出）模块。测量输入信号并控制输出设备。信号模块可用于数字信号和模拟信号，还可用于进行连接，如传感器和启动器的连接。
??（5）功能模块（FM）
??用于进行复杂的、重要的但独立于CPU的过程，如：计算、位置控制和闭环控制。
??（6）通讯处理器（CP）
??模块化的通讯处理器通过连接各个SIMATIC站点，如：工业以太网，PROFIBUS或串行的点对点连接等。
??后三个模块在机架上可以任意放置，系统可以自动分配模块的地址。
??需要说明的是，每个机架**多只能安装8个信号模块、功能模块或通讯模块。如果系统任务超过了8个，则可以扩展机架（每个带CPU的中央机架可以扩展3个机架）。?
?各个模块的性能具体如下：
??（1）电源模块（PS）
??电源模块用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。
??（2）CPU模块
??各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。
?以上只是列出了部分指标，设计时还要参看相应的手册。
??（3）接口模块
??接口模块用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架 (ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。
??（4）信号模块
??信号模块用于数字量和模拟量输入/输出，又分DI/DO（数字量输入/输出）和AI/AO（模拟量输入/输出）模块。
??①数字量输入模块：
??②数字量输出模块：
??③数字输入/输出模块：
??④继电器输出模块：
??⑤模拟量输入模块
??⑥模拟量输出模块：
??⑦模拟量输入/输出模块：
??（5）功能模块
??西门子S7－300功能模块模块适用于各种场合，功能块的所有参数都在STEP7中分配，操作方便，而且不必编程。包括：计数器模块（FM350），定位模块（FM351），凸轮控制模块（FM352），闭环控制模块（FM355）等许多用于特定场合的模块。
??（6）通讯模块（CP）
??S7－300通讯模块是用于连接网络和点对点通讯用的专用模块，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通过PROFIBUS通讯的模块CP343－5，用于S7－300和工业以网通讯的模块CP343－1及CP343－1 IT等
| 6ES7312-1AE13-0AB0 | CPU312，32K内存 |
| 6ES7312-5BE03-0AB0 | CPU312C，32K内存 10DI/6DO |
| 6ES7313-5BF03-0AB0 | CPU313C，64K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7313-6BF03-0AB0 | CPU313C-2PTP，64K内存 16DI/16DO |
| 6ES7313-6CF03-0AB0 | CPU313C-2DP，64K内存 16DI/16DO |
| 6ES7314-1AG13-0AB0 | CPU314,96K内存 |
| 6ES7314-6BG03-0AB0 | CPU314C-2PTP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7314-6CG03-0AB0 | CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7315-2AG10-0AB0 | CPU315-2DP, 128K内存 |
| 6ES7315-2EH13-0AB0 | CPU315-2 PN/DP, 256K内存 |
| 6ES7317-2AJ10-0AB0 | CPU317-2DP,512K内存 |
| 6ES7317-2EK13-0AB0 | CPU317-2 PN/DP,1MB内存 |
| 6ES7318-3EL00-0AB0 | CPU319-3 PN/DP,1.4M内存 |
| 6ES7 953-8LF20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡 64kByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LG11-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡128KByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LJ20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡512KByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LL20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡2MByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LM20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡4MByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LP20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡8MByte(MMC) |
| 开关量模板 | |
| 6ES7 321-1BH02-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 321-1BH10-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 321-1BH50-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC，源输入） |
| 6ES7 321-1BL00-0AA0 | 开入模块（32点，24VDC） |
| 6ES7 321-7BH01-0AB0 | 开入模块（16点，24VDC，诊断能力） |
| 6ES7 321-1EL00-0AA0 | 开入模块（32点，120VAC） |
| 6ES7 321-1FF01-0AA0 | 开入模块（8点，120/230VAC） |
| 6ES7 321-1FF10-0AA0 | 开入模块（8点，120/230VAC）与公共电位单独连接 |
| 6ES7 321-1FH00-0AA0 | 开入模块（16点，120/230VAC） |
| 6ES7 321-1CH00-0AA0 | 开入模块（16点，24/48VDC） |
| 6ES7 321-1CH20-0AA0 | 开入模块（16点，48/125VDC） |
| 6ES7 322-1BH01-0AA0 | 开出模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 322-1BH10-0AA0 | 开出模块（16点，24VDC）高速 |
| 6ES7 322-1CF00-0AA0 | 开出模块（8点，48-125VDC） |
| 6ES7 322-8BF00-0AB0 | 开出模块（8点，24VDC）诊断能力 |
| 6ES7 322-5GH00-0AB0 | 开出模块（16点，24VDC，独立接点，故障保护） |
| 6ES7 322-1BL00-0AA0 | 开出模块（32点，24VDC） |
| 6ES7 322-1FL00-0AA0 | 开出模块（32点，120VAC/230VAC） |
| 6ES7 322-1BF01-0AA0 | 开出模块（8点，24VDC，2A） |
| 6ES7 322-1FF01-0AA0 | 开出模块（8点，120V/230VAC） |
| 6ES7 322-5FF00-0AB0 | 开出模块（8点，120V/230VAC，独立接点） |
| 6ES7 322-1HF01-0AA0 | 开出模块（8点,继电器,2A） |
| 6ES7 322-1HF10-0AA0 | 开出模块（8点,继电器,5A，独立接点） |
| 6ES7 322-1HH01-0AA0 | 开出模块(16点,继电器) |
| 6ES7 322-5HF00-0AB0 | 开出模块（8点,继电器,5A，故障保护） |
| 6ES7 322-1FH00-0AA0 | 开出模块（16点，120V/230VAC） |
| 6ES7 323-1BH01-0AA0 | 8点输入，24VDC；8点输出，24VDC模块 |
| 6ES7 323-1BL00-0AA0 | 16点输入，24VDC；16点输出，24VDC模块 |
| 模拟量模板 | |
| 6ES7 331-7KF02-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，多种信号) |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | 模拟量输入模块(2路，多种信号) |
| 6ES7 331-7NF00-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，15位精度) |
| 6ES7 331-7NF10-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，15位精度)4通道模式 |
| 6ES7 331-7HF01-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，14位精度，**) |
| 6ES7 331-1KF01-0AB0 | 模拟量输入模块(8路, 13位精度) |
| 6ES7 331-7PF01-0AB0 | 8路模拟量输入,16位,热电阻 |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 8路模拟量输入,16位,热电偶 |
| 6ES7 332-5HD01-0AB0 | 模拟输出模块(4路) |
| 6ES7 332-5HB01-0AB0 | 模拟输出模块(2路) |
| 6ES7 332-5HF00-0AB0 | 模拟输出模块(8路) |
| 6ES7 332-7ND02-0AB0 | 模拟量输出模块(4路，15位精度) |
| 6ES7 334-0KE00-0AB0 | 模拟量输入(4路RTD)/模拟量输出（2路） |
| 6ES7 334-0CE01-0AA0 | 模拟量输入(4路)/模拟量输出（2路） |
西门子1.1KW变频器6SE6440-2UC21-1BA1
西门子S7-200系列PLC模拟量扩展模块型号及用途
当需要完成某些特殊功能的控制任务时，CPU主机可以连接扩展模块，利用这些扩展模块进一步完善CPU的功能。常用的扩展模块有两类，即模拟量输入／输出扩展模块、特殊功能模块。模拟量扩展模块类型如
表1 模拟量扩展模块型号及用途
|
分类 |
型号 |
I/O规格 |
功能及用途 |
|
模拟量输入扩展模块 |
EM231 |
AI4 x 12位 |
4路模拟输入，12位A/D转换 |
|
AI4 x热电偶 |
4路热电偶模拟输入 |
||
|
AI4 x RTD |
4路热电阻模拟输入 |
||
|
模拟量输出扩展模块 |
EM232 |
AQ2 x 12位 |
2路模拟输出 |
|
模拟量输入/ 输出扩展模块 |
EM235 |
AI4/AQl x 12 |
4路模拟输入，1路模拟输出，12位转换 |
S7-200 主机的特殊功能模块有多种类型，例如：功能模块有EM253位置控制模块、EM277 Profibus-DP模块、EM241调制解调器模块、CP243-1以太网模块、CP243-2 AS-I接口模块等。
在S7-200的许多指令中，都可以使用常数值。常数可以是字节、字或者双字。S7-200以二进制数的形式存储常数，可以分别表示十进制数、十六进制数、ASCII码或者实数（浮点数）。S7-200指令中的常数表示法如表1所示。
表1 S7-200指令中的常数表示法
西门子PLC模拟量扩展模块EM235测量温度和监视指定温限
用PT100电阻温度传感器测量温度并监视温度
本例讨论如下内容:用模拟量扩展模块EM235测量温度和监视指定温限，在该模拟量模块的一个输入通道上连接PT100温度传感器。
为了把PT100的随温度变化的电阻转换成电压，模拟量输出作为恒电流源而使用，即输出12.5mA随电流供给PT100传感器。在这个电路中，产生了5mV/0C的线性输入电压。EM235把这个电压转换成数字量，程序周期性地读这些数字量，并将所读的这些数，利用下面的公式计算出温度。
硬件描述
温度传感器:
PT100是铂电阻温度传感器，它适用于测量-60到+400度之间的温度。
计算PT100所需电流
PT100在0度时电阻为100，随着温度的变化电阻星线性变化，大约是每摄氏度0.4欧姆。
PLC的扫描周期
PLC在RUN工作模式时，执行一次图1-5所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值约为1～l00ms。扫描周期与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行指令的速度有很大的关系。当用户程序较长时，指令执行时间在扫描周期中占相当大的比例。有的编程软件或编程器可以提供扫描周期韵当前值，有的还可以提供扫描周期的**值和**小值。
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，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。
1．CPU芯片
CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。PLC使用以下几类CPU芯片：
(1)通用微处理器，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片；
(2)单片微处理器(单片机)，如Intel公司的MCS51／96系列单片机；
(3)位片式微处理器，如AMD 2900系列位片式微处理器。
2．存储器
PLC的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作。系统程序由PLC生产厂家设计并固化在ROM内，用户不能直接读取。PLC的用户程序由用户设计，它决定了PLC的输入信号与输出信号之间的具体关系。用户程序存储器的容量一般以字(每个字由16位二进制数组成)为单位，三菱的FX系列PLC将用户程序存储器的单位称为步(Step，即字)。小型PLC的用户程序存储器容量在lK字左右，大型PLC的用户程序存储器容量可达数M(兆)字。
PLC常用以下几种存储器：
(1)随机存取存储器：(RAM)
用户可以用编程器读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，因此RAM又叫读／写存储器。它是易失性的存储器，将它的电源断开后，储存的信息将会丢失。
RAM的工作速度高，价格低，改写方便。为了在关断PLC外部电源后，保存RAM中的用户程序和某些数据(如计数器的计数值)，为RAM配备了一个锂电池。现在有的PLC仍用RAM来储存用户程序。
锂电池可用2~5年，需要更换锂电池时，PLC面板上的“电池电压过低”发光二极管亮，同时有一个内部标志位变为l状态，可以用它的常开触点来接通控制屏面板上的指示灯或声光报警器，通知用户及时更换锂电池。
(2)只读存储器(ROM)
ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM—般用来存放PLC的系统程序。
(3)可电擦除的EPROM(EEPROM或E2PROM)
它是非易失性的，但是可以用编程器对它编程，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点。但是写入信息所需的时间比RAM长得多，EEPROM用来存放用户程序。有的PLC将EEPROM作为基本配置，有的PLC将EEPROM作为可选件。
西门子S7-300PLC的逻辑取反操作及示例
逻辑取反操作对逻辑运算结果RLO取反。
功能图（FBD）符号：
梯形图（LAD）符号：
---|NOT|---
语句表（STL）符号：
NOT
例3.1.4：只有当I 1.0 和I 1.1相与的结果为“0”并且I 1.2 和I 1.3相与的结果为“1”或I 1.4为“1”时，输出Q 4.0才为“1”；否则Q 4.0为“0”。
功能图（FBD）语言如下：
梯形图（LAD）语言如下：
语句表（STL）语言如下：
A I 1.0
A I 1.1
NOT
A(
A I 1.2
A I 1.3
NOT
O I 1.4
)
= Q 4.0
中间输出指令用于存储RLO的中间值，该值是中间输出指令前的位逻辑操作结果。中间输出指令不能用于结束一个逻辑串，因此，中间输出指令不能放在逻辑串的结尾或分支的结尾处。
例3.1.5
M 0.0的缓存器中存放着I 1.0和I 1.1相与后取反的结果；
M 1.1的缓存器中存放着I 1.2和I 1.3相与后取反的结果；
M 2.2的缓存器中存放着I 1.4的逻辑运算结果；
M 3.3的缓存器中存放上述整个逻辑运算的结果。
例3.1.6
M 0.0的缓存器中存放着I 1.0和I 1.1相与的结果；
M 1.1的缓存器中存放着I 1.0、I 1.1、I 1.2和I 1.3四个输入信号相与后取反的结果；
M 2.2的缓存器中存放着整个逻辑运算的结果。
机械手PLC控制系统确定输入/输出点数的过程
确定输入/输出点数并选择PLC型号
1）输入信号
位置检测信号：下限、上限、右限、左限共4个行程开关，需要4个输入端子。
“无工件检测”信号：用光电开关作检测元件，需要1个端子。
“工作方式”选择开关：有手动、单步、单周期和连续4种工作方式，需要4个输如端子。
手动操作：需要有下降、上升、右移、左移、加紧、放松6个按钮，也需要6个输入端子。
自动工作：尚需启动、正常停车、紧急停车3个按钮，也需要3个输入端子。以上共需要18个输入信号。
2）输出信号
PLC的输出用于控制机械手的下降、上升、右移、左移、加紧、放松以三个电动机转速的控制等，共需要11个输出点。机械手从原点开始工作，需要一个原点指示灯，也需要1个输出点。所以，至少需要6个输出点。
由于机械手的控制属于开关量控制，在功能上未提出特殊要求。因此任何型号的小型PLC均可满足要求。根据所需的I/O总点数并留有一定的备用量，可选用FX2N-48RM，其输入和输出各24点，继电器输出型。
写出图所示梯形图对应的PLC指令语句表。
解答：用暂存器来处理分支电路。要注意的是，线圈10001前面没有接点，因此不必按分支处理。指令语句如下：
LD 00001
OUT TR0
AND 00002
AND 00003
OUT 10000
LD TR0
AND 00003
OUT 10001
AND 10000
OUT TR1
AND 00006
OUT 10002
LD TR1
AND 00007
OR 00008
OUT 10003
plc与dcs的分析比较
dcs和plc的设计原理区别较大，plc是由继电器控制原理发展起来的，它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控
制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入plc的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。plc的cpu内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到**终步（通常为end指令），然后再返回起始步循环运算。plc每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的plc，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。程序计数器这样的循环操作，这是dcs所没有的。这也是使plc的冗余不如dcs的原因。dcs是在运算放大器的基础上得以发展的。把所有的函数和过程变量之间的关系都做成功能块（有的dcs系统称为膨化块）。dcs和plc的表现的主要差别是在开关量的逻辑解算和模拟量的运算上，即使后来两者相互有些渗透，但是还是有区别。80年代以后，plc除逻辑运算外，控制回路用的算法功能已经大大加强，但 plc用梯形图编程，模拟量的运算在编程时不太直观，编程比较麻烦。但在解算逻辑方面，表现出**的优点，在微秒量级，解算1k逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。而dcs把所有输入都当成模拟量，1位就是开关量。解算一个逻辑是在几百微秒至几毫秒量级。对于plc解算一个pid运算在几十毫秒，这与dcs的运算时间不相上下。
在接地电阻方面，对plc也许要求不高，但对dcs一定要在几欧姆以下（通常在4欧姆以下）。模拟量隔离也是非常重要的。
相同i/o点数的系统，用plc比用dcs，其成本要低一些（大约能省40%左右）。plc没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比dcs要低很多。如果被控对象主要是设备连锁、回路相对很少，采用plc较为合适。如果主要是模拟量控制、并且函数运算很多，**采用dcs。dcs在控制器、i/o板、通讯网络等的冗余方面，一些高级运算、行业的特殊要求方面都要比plc好的多。plc由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。
一个声控开关控制的照明灯控制程序的梯形图举例
试设计一个照明灯的控制程序。当接在I0.0上的声控开关感应到声音信号后，接在Q0.0上的照明灯可发光30S。如果在这段时间内声控开关又感应到声音信号，则时间间隔从头开始。这样可确保**后一次感应到声音信号后，灯光可维持30S的照明。
答案：参考梯形图
![)X[NOJDZC)2O3YFO]FTJ%%K](http://www.plc100.com/prog/tixingtu/shengkongdeng.files/image001.jpg)
一些任务是间歇性的，但他们需要知道操作的**后状态。这是一种典型的操作。要记住的是，什么构成一个模式?程序是怎样分配使得它满足两个要求?使用ALT指令能处理一种简单的这个/那个的情况。
这种编程形式在很多情况中可以见到。不过经常地，使用都略有不同。在某一场合中，一台机器可能被起动;在另一场合中，一个排气扇可能在循环与排气间转换。不同情况下，问题的初始表现并不能让人想起相同的解决方法。
对于本节的例子黑板擦来说，也是奴此。编程者的初始反应是它与起动一台机器或改变一个模式不一样。然而，如果忽略实际应用，只研究对象运行所要求的事件或序列，那么在这些不同的应用中能提取出相似之处。
这个目的不能独立地达到，因为实际问题确实访碍某些理想操作的发生。要记住的是，观察一个问题的方法不止一种，这个非常短小精悍的擦黑板程序就是其中一种方法。
用PLC的计数器编制电子时钟梯形图实例
工作过程:将C0、C1、C2计数器输出到显示器上，便可得到一电子时钟。其中C1为秒脉冲，当C1为60S、C2为60min、C3为24h时分别产生进位信号。
I/O分配:
X0:秒调整
X1:分调整
X2:时调整
PLC控制取代继电器控制已是大势所趋，如果用PLC改造继电器控制系统，根据原有的继电器电路图来设计梯形图显然是一条捷径。这是由于原有的继电器控制系统经过长期的使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能，而继电器电路图又与梯形图有很多相似之处，因此可以将继电器电路图经过适当的“翻译”，从而设计出具有相同功能的PLC梯形图程序，所以将这种设计方法称为“移植设计法”或“翻译法”。
在分析PLC控制系统的功能时，可以将PLC想象成一个继电器控制系统中的控制箱。PLC外部接线图描述的是这个控制箱的外部接线，PLC的梯形图程序是这个控制箱内部的“线路图”，PLC输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部联系的“中间继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统。
我们可以将输入继电器的触点想象成对应的外部输入设备的触点，将输出继电器的线圈想象成对应的外部输出设备的线圈。外部输出设备的线圈除了受PLC的控制外，可能还会受外部触点的控制。用上述的思想就可以将继电器电路图转换为功能相同的PLC外部接线图和梯形图。
