S7-300系列技术功能型CPU目前有CPU317-2 PN/DP、CPU317T-2DP两种规格。其中CPU317T-2DP是一种专门用于运动控制的PLC,多可以控制16轴。CPU除可以控制轴定位外,还可以实现简单的插补与同步控制,可以用于需要进行坐标位置、速度等控制的场合。
前期的S7-300系列有专门的所谓“户外型”CPU,常用的有CPU312 IFM、CPU314 IFM、CPU314户外型三种规格。户外型CPU的基本性能与同规格的紧凑型、标准型CPU类似,其主要特点是防护等级高,允许在-25~70℃的环境下使用,可以用于恶劣的环境。
新系列中,户外型的基本型号已经更改为 SIPLUS CPU312C、SIPLUS CPU313C、SIPLUSCPU314、SIPLUS CPU315-2DP,同样允许在-25~70℃并且含有氯、硫气体的环境下使用。
S7-300 PLC采用紧凑的、无槽位限制的模块化组合结构,根据应用对象的不同,可选用不同型号和不同数量的模块,并可以将这些模块安装在同一机架(导轨)或多个机架上(与CPU312IFM和CPU313配套的模块只能安装在同一个机架上)。导轨是一种专用的金属机架,只需将模块装在DIN标准的安装导轨上,然后用螺栓锁紧就可以了。有多种不同长度规格的导轨供用户选择。
电源模块总是安装在机架的左侧,CPU模块紧靠电源模块;如果有接口模块(IM),接口模块放在CPU模块的右侧;除了电源模块、CPU模块和接口模块外,一个机架上多只能再安装8个信号模块、通信处理器模块或功能模块。
也就是说,机架的左边是1号槽,右边是11号槽,电源模块总是在1号槽的位置。中央机架(0号机架)的2号槽上是CPU模块,3号槽是接口模块。信号模块、功能模块和通信处理器模块可以任意安装在4~11号槽内,系统可以自动分配模块的地址。
需要注意的是,槽位号是相对的,每一机架的导轨并不存在物理的槽位。因为模块是用总线连接器连接的,而不是像其他模块式PLC那样,用焊在背板上的总线插座来安装模块,所以槽号是相对的,在机架导轨上并不存在物理槽位。例如,在不需要扩展机架时,中央机架上没有接口模块,此时虽然3号槽位仍然被实际上并不存在的接口模块占用,中央机架上的CPU模块和4号槽的模块实际上是挨在一起的。如果有扩展机架,接口模块占用3号槽位,负责与其他扩展机架自动进行数据通信。
S7-300 PLC的电源模块通过电源连接器或导线与CPU模块相连,为CPU模块提供DC24V电源。PS307电源模块还有一些端子可以为信号模块提供24V电源。
S7-300 PLC用背板总线将除电源模块之外的各个模块连接起来。背板总线集成在模块上,模块通过U形总线连接器相连,每个模块都有一个总线连接器,后者插在各模块的背后。安装时先将总线连接器插在CPU模块上,并固定在导轨上,然后依次装入各个模块。
外部接线接在信号模块和功能模块的前连接器端子上,前连接器用插接的方式安装在模块前门后面的凹槽中,前连接器与模块是分开订货的。
更换模块时只需松开安装螺钉,拔下已经接线的前连接器。前连接器上的编码块可以防止将已接线的连接器插到其他模块上。
如果系统任务需要的信号模块、功能模块和通信处理器模块超过8块,则可以增加扩展机架(ER)来进行系统的扩展,有的低端CPU没有扩展功能。
IM360/IM361接口模块可以扩展3个机架,中央机架(CR)使用IM360,扩展机架(ER)使用IM361,各相邻机架之间的电缆长为10m。每个IM361需要一个外部DC24V电源向扩展机架上的所有模块供电,可以通过电源连接器连接PS307的负载电源。所有的S7-300模块均可以安装在ER上。接口模块是自组态的,无须进行地址分配。
用于发送的接口模块IM360安装在0号机架3号槽中,它通过专用电缆,将数据从IM360发送到具有接收功能的IM361。IM360和IM361上有指示系统状态和故障的发光二极管(LED),如果CPU不确认此机架,则LED闪烁,可能是连接电缆没接好或者是串行连接的IM361关掉了。具有接收功能的接口模块IM361,用于S7-300 PLC的机架1到机架3的扩展,通过连接电缆把数据从IM360接收到IM361或者从一个IM361传到另一个IM361。IM361不仅提供数据传输,还将DC24V电压转换为DC5V电压,给所在机架的背板总线提供DC5V电源,供电输出电流不超过0.8A。0号机架上的DC5V电源由CPU模块产生,CPU313/314/315供电电流不超过1.2A,CPU312-IFM供电电流不超过0.8A。所以,每个机架所能安装的模块数量除了不能大于8块外,还要受到背板总线5V供电电源的限制,即每个机架上各模块消耗的5V电源电流之和应小于该机架
大的供电电流。
如果只扩展两个机架,则可选用比较经济的IM365接口模块对,这一对接口模块由1m长的连接电缆相互固定连接。IM365不提供DC5V电源,此时,在两个机架上直流DC5V的总电流耗量应限制在1.2A之内。且由于IM365接口模块不能给机架1提供通信总线,因此在机架1上只能安装信号模块,而不能安装通信处理器等其他智能模块。
2.1.3 S7-300 PLC的组成
S7-300 PLC主要由以下几部分组成。1.中央处理单元(CPU)
各种CPU有不同的性能,例如,有的CPU集成有数字量和模拟量I/O点,有的CPU集成有PROFIBUS-DP等通信接口。CPU前面板上有状态故障指示灯、模式开关、24V电源端子、电池盒与存储器模块盒(有的CPU没有)。2.负载电源模块(PS)
负载电源模块用于将AC220V电源转换为DC24V电源,供CPU和I/O模块使用。额定输出电流有2A、5A和10A三种,过载时模块上的LED闪烁。3.信号模块(SM)
信号模块是数字量I/O模块和模拟量I/O模块的总称,它们使不同的过程信号电压或电流与PLC内部的信号电平匹配。信号模块主要有数字量输入模块SM321和数字量输出模块SM322,模拟量输入模块SM331和模拟量输出模块SM332。模拟量输入模块可以输入热电阻、热电偶、DC4~20mA和DC0~10V等多种不同类型和不同量程的模拟信号。每个模块上有一个背板总线连接器,现场的过程信号连接到前连接器的端子上。4.功能模块(FM)
功能模块主要用于对实时性和存储容量要求高的控制任务,例如,计数器模块、快速/慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、定位和连续路径控制模块、闭环控制模块、工业标识系统的接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位置解码器等。5.通信处理器(CP)
通信处理器用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信,可以将PLC接入PROFIBUS-DP、AS-I和工业以太网,或用于实现点对点通信等。通信处理器可以减轻CPU处理通信的负担,并减少用户对通信的编程工作。6.接口模块(IM)
接口模块IM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和3个扩展机架,多可以配置32个信号模块、功能模块和通信处理器。
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