江苏西门子PLC模块总代理

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浔之漫智控技术（上海）有限公司

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1.5 PLC控制系统设计1.设计的基本原则

任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则。

① *大限度地满足被控对象和用户的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与相关的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。

② 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。

③ 保证控制系统的安全、可靠。

④ 考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。2.设计的基本内容

PLC控制系统是由PLC与用户I/O设备连接而成的。因此，PLC控制系统设计的基本内容应包括以下几个方面。

① PLC可构成各种各样的控制系统，如单机控制系统、集中控制系统等。在进行应用系统设计时，要确定系统的构成形式。

② 系统运行方式与控制方式的选择。

③ 选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件），以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。

④ PLC的选择。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济指标起着重要的作用。选择PLC应包括机型选择、容量选择、I/O模块选择、电源模块选择等。

⑤ 分配I/O点，制PLC连接图。

⑥ 设计控制程序。控制程序是整个系统工作的软件，是保证系统正常、安全、可靠的关键。因此控制系统的程序应经过反复调试、修改，直到满足要求为止。

S7-300系列PLC是一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造中的应用。S7-300PLC基于模块化、无风扇结构设计，采用DIN标准导轨安装，配置灵活、安装简单、维护容易、扩展方便，各种模块可以进行广泛的组合和扩展

1—负载电源（选项）；2—后备电池（CPU 313 以上）；3—24V DC连接；4—模式开关；5—状态和故障指示灯；6—存储器卡（CPU 313 以上）；7—MPI多点接口；8—前连接器；9—前盖

S7-300 PLC产品的规格众多，而且还在不断扩充中，产品性能主要通过不同的CPU模块进行区分，I/O模块、电源模块、功能模块通用。*新S7-300 CPU包括了标准型、革新型、紧凑型、故障安全型、技术功能型5大系列，前期产品还包括“户外型”等；而且同系列产品的性能与型号也有不同程度的变化。因此，S7-300 PLC产品的CPU规格累计多达数十种。1.标准型

S7-300系列标准型CPU包括CPU313、CPU314、CPU315、CPU315-2DP、CPU316-2DP五种规格。标准型CPU均为模块式结构，CPU无集成I/O点。

在标准型CPU中，CPU313不可以连接扩展机架（只能采用单机架结构），主机架上的*多安装模块数为8个，每一模块的*多I/O点数为32点，因此，PLC的*多I/O点数为256点。其余CPU均可以连接*多3个扩展机架，每一机架的安装模块数均为8个，连同主机架PLC的*多安装模块数为32个，因此，PLC的*多I/O点数为1024点。

S7-300系列紧凑型CPU包括CPU312C、CPU313C、CPU313C-2PtP、CPU313C-2DP、CPU314C-2PtP、CPU314C-2DP 六种规格。紧凑型CPU与标准型CPU的主要区别是CPU本身带有数量不等的集成I/O点、集成计数、脉冲输出等功能，同样，它也可以根据需要选择不同的I/O模块进行扩展。

与标准型一样，紧凑型的CPU312C同样不可以连接扩展机架，其余CPU均*多可以连接3个扩展机架。

虽然，紧凑型CPU的机架安装模块数同样均为8个，每一模块的*多I/O点数也为32点，但由于CPU模块本身均有集成的I/O点，此外，集成的计数输入、脉冲输出等功能需要专用相应的I/O地址，因此S7-300系列紧凑型CPU的I/O点数与同规格的标准型不同，当控制系统实际使用的I/O点数接近PLC的*多I/O点数时，需要考虑扩展PLC。

紧凑型CPU均带有固定点数的高速计数输入与高速脉冲输出，I/O频率可以达到10～60Hz（点数与I/O频率根据CPU的型号有所不同）。

S7-300系列故障安全型CPU包括CPU315F-2DP、CPU317F-2DP两种规格。故障安全型PLC内部安装有经德国技术监督委员会认可的基本功能块与安全型I/O模块参数化工具，可以用于锅炉、索道及对安全性要求极高的特殊控制场合，它可以在系统出现故障时立即进入安全状态或安全模式，以确保人身与设备的安全。5.技术功能型

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。

如图2-2所示，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。