西門子PLC313卡件   西門子PLC313卡件

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--- SIMATIC S7-300的大量功能支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護

• 高速的指令處理 
  0.6~0.1ms的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內開辟了全新的應用領域。 
• 浮點數運算 
  用此功能可以有效地實現更為復雜的算術運算 
• 方便用戶的參數賦值 
  一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行參數賦值，這樣就節省了入門和培訓的費用。 
• 人機界面 (HMI) 
  方便的人機界面服務已經集成在S7-300 操作系統內。因此人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面(HMI)從S7-300中要求數據，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送。 
• 診斷功能 
  CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件 
  (例如：超時，模塊更換，等等)。 
• 口令保護 
  多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改。 
• 操作方式選擇開關 
  操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程序。

通訊    
---- 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 和工業以太網總線系統 
• 通訊處理器用來連接點到點的通訊系統 
• 多點接口(MPI) 集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。

---- 這是一個經濟而有效的解決方案；方便用戶的step7的用戶界面提供了通訊組態功能，這使得組態非常容易、簡單。 

---- CPU 支持下列通訊類型：

• 過程通訊 
  通過總線(AS-i或PROFI- BUS)對I/O模塊周期尋址(過程映象交換) 
• 數據通訊 
  在自動控制系統之間或人機界面(HMI)和幾個自動控制系統之間，數據通訊會周期地進行或被用戶程序或功能塊調用。

通過PROFIBUS的過程通訊 
---- S7-300通過通訊處理器，或通過集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網絡上。 

---- 帶有PROFIBUS-DP主站/從站接口的CPU能夠實現高速的、用戶方便的分布式自動化組態。 

---- 從用戶觀點出發，通過PROFIBUS-DP分布式I/O就像處理集中的I/O一樣，具有相同的組態、地址和編程。 

---- 下列設備可以作為主站：

• SIMATIC S7-300 
  (通過帶PROFIBUS-DP 接口CPU或通過 PROFI- BUS-DP) 
• SIMATIC S7-400 
  (通過帶PROFIBUS-DP 接口的CPU或通過PROFIBUS-DP CP) 
• SIMATIC C7 
  (通過帶PROFIBUS-DP接口的C7或通過PROFI -BUS-DP CP) 
• S5-115U/h，S5-135U和 帶IM308的S5-155U/H 
• 帶PROFIBUS-DP接口的 S5-95U 
• SIMATIC 505

---- 由于性能的原因，在一條線上不要連接2個以上的主站。 

---- 下列設備可以作為從站：

• ET200B/L/M/S/X分布式 I/O設備 
• 通過CP342-5的S7-300 
• CPU315-2 DP，CPU316-2 DP 和CPU318-2 DP 
• C7-633/p CP，C7-633 DP，C7-634/P DP，C7-634 DP，C7-626 DP 
• 雖然帶有STEP7的編程器/PC或OP在總線中是作為主站，但它們只使用部分通過 PROFIBUS- DP運行的MPI功能。

通過AS-i的過程通訊 
---- 對于AS-i接口總線，S7-300有合適的通訊處理器 

---- (CP342-2)用來連接現場設備。 

數據通訊概述 
---- S7-300 具有多樣的通訊方式。

• 用全局數據通訊進行聯網的CPU之間數據包周期的交換 
• 用通訊功能塊對網絡其他站點進行由事件驅動的通訊。 
  - 對于聯網，可以使用MPI， PROFIBUS或工業以太網。 
  - 全局數據，通過全局數據通訊服務，聯網的CPU可以相互之間周期性地交換數據。(zui大到4gd包，每包有22字節/周期)。例如：一個CPU可以訪問另一個CPU的數據、存儲位和過程映象。全局數據通訊只可以通過MPI進行。在step7中的GD表中進行組態。 
  -通訊功能，對S7/M7/C7的通訊服務可以使用系統內部塊建立起來。 
• 通過MPI的標準通訊 
• 擴展通訊通過MPI、K總線、PROFIBUS和工業以太網(S7-300只能作為服務器) 
  
  對于s5系列及第三方的通訊服務，可以使用非駐留塊建立。 
• 通過PROFIBUS和工業以太網實現S5兼容的通訊 
• 通過PROFIBUS和工業以太網實現標準通訊 (第三方設備)

---- 與全局數據進行對比，必須為通訊功能建立通訊連接。 

通過CP的數據通訊(點對點) 
---- 用CP 340/CP 341通訊處理模塊可以建立起經濟而方便的點到點鏈。在3種通訊接口的基礎上，有多種通訊協議可以使用。

• 20 mA(TTY) 
• RS 232C/V.24 
• RS 422/RS 485 
  
  可連接下列設備： 
• S7 PLC和S5 PLC及第三方系統 
• 打印機 
• 機器人控制 
• 掃描儀、條碼閱讀器等

通過多點接口(MPI) 的數據通訊 
---- 多點接口(MPI)通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于簡單聯網。

• MPI能同時連接幾個帶 STEP 7的編程器/PC、人機界面(HMI) 
• 全局數據 
  聯網的CPU可以利用全局數據(GD)服務，周期性地相互進行數據交換。 (每個程序周期zui多允許16個GD包，每包zui多64字節)。S7-300 cpu每次zui多可以交換4個含22個字節的數據包，而且zui多可以有16個CPU參與數據交換(用step7 v4.x以上版編程軟件)。全局數據通訊只能通過MPI接口。 
• 內部通訊總線(K-總線) 
  CPU的MPI是直接與S7-300的K總線連接。即可以用k總線接口從編程器直接通過MPI對FM/CP模塊進行編址。 
• 功能強大的通訊技術 
  - zui多32個MPI站 
  - 每個CPUzui多有8個動態通 
  - 訊連接用于與SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7進行標準通訊 
  - 每個CPUzui多有4個靜態通訊連接用于與編程器、PC機、SIMATIC HMI系統和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7進行擴展通訊 。 
  - 數據傳輸速度187.5千位/秒或12兆位/秒 
• 靈活的擴展能力 
  用下列可靠的部件來配置MPI通訊：LAN電纜，LAN連接器和 RS 485中繼器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列產品。這些部件保證了的配置。例如，在任意兩個給定的MPI節點之間可串聯zui多10個中繼器來跨越長距離。

通過CP進行數據通訊(PROFIBUS或工業以太網) 
---- 可通過CP 342/343通訊處理器將SIMATIC S7-300與 PROFIBUS 和工業以太網總線系統相連。 

---- 可連接的包括 

模板的診斷及過程監視 
---- S7-300有多種輸入/輸出模板具有智能功能：

• 對信號進行監視 (診斷) 
• 對過程信號進行監視 (過程中斷)

診斷 

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

• 可參數化的診斷信息：通過相應的參數始能診斷信息的發送 
• 不可參數化的診斷信息：不管是否參數化均可發送診斷信息

---- 如果發送診斷信息(例如無編碼器電源)，則模板執行一個診斷中斷。此時CPU中斷執行用戶程序，或中斷執行低優先級的中斷，來處理相應的診斷中斷功能塊(OB 82)。 
 

zui初，PLC主要用于開關量的邏輯控制。隨著PLC技術的進步，它的應用領域不斷擴大。

    如今，PLC不僅用于開關量控制，還用于模擬量及數字量的控制，可采集與存儲數據，還可對控制系統進行監控；還可聯網、通訊，實現大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業控制裝置家族中一個重要的角色。。

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     1用于開關量控制

    PLC控制開關量的能力是很強的。所控制的入出點數，少的十幾點、幾十點，多的可到幾百、幾千，甚至幾萬點。由于它能聯網，點數幾乎不受限制，不管多少點都能控制。

    所控制的邏輯問題可以是多種多樣的：組合的、時序的；即時的、延時的；不需計數的，需要計數的；固定順序的，隨機工作的；等等，都可進行。

    PLC的硬件結構是可變的，軟件程序是可編的，用于控制時，非常靈活。必要時，可編寫多套，或多組程序，依需要調用。它很適應于工業現場多工況、多狀態變換的需要。

    用PLC進行開關量控制實例是很多的，冶金、機械、輕工、化工、紡織等等，幾乎所有工業行業都需要用到它。目前，PLC首用的目標，也是別的控制器無法與其比擬的，就是它能方便并可靠地用于開關量的控制。

     2用于模擬量控制

    模擬量，如電流、電壓、溫度、壓力等等，它的大小是連續變化的。工業生產，特別是連續型生產過程，常要對這些物理量進行控制。

    作為一種工業控制電子裝置，PLC若不能對這些量進行控制，那是一大不足。為此，各PLC廠家都在這方面進行大量的開發。目前，不僅大型、中型機可以進行模擬量控制，就是小型機，也能進行這樣的控制。

    PLC進行模擬量控制，要配置有模擬量與數字量相互轉換的A／D、D／A單元。它也是I/O單元，不過是特殊的I/O單元。

    A/D單元是把外電路的模擬量，轉換成數字量，然后送入PLC。D/A單元，是把PLC的數字量轉換成模擬量，再送給外電路。

    作為一種特殊的I/O單元，它仍具有I/O電路抗干擾、內外電路隔離，與輸入輸出繼電器（或內部繼電器，它也是PLC工作內存的一個區。可讀寫）交換信息等等特點。

    這里的A/D中的A，多為電流，或電壓，也有為溫度。D/A中的A，多為電壓，或電流。電壓、電流變化范圍多為0～5V，0～10V，4～20mA。有的還可處理正負值的。

    這里的D，小型機多為8位二進制數，中、大型多為12位二進制數。

    A/D、D/A有單路，也有多路。多路占的輸入輸出繼電器多。

    有了A/D、D/A單元，余下的處理都是數字量，這對有信息處理能力的PLC并不難。中、大型PLC處理能力更強，不僅可進行數字的加、減、乘、除，還可開方，插值，還可進行浮點運算。有的還有PID指令，可對偏差制量進行比例、微分、積分運算，進而產生相應的輸出。計算機能算的它幾乎都能算。

    這樣，用PLC實現模擬量控制是*可能的。控制的單位值可小到212分之一的測量程值，多數也是足夠的。

    PLC進行模擬量控制，還有A/D、D/A組合在一起的單元，并可用PID或模糊控制算法實現控制，可得到很高的控制質量。

    用PLC進行模擬量控制的好處是，在進行模擬量控制的同時，開關量也可控制。這個優點是別的控制器所不具備的，或控制的實現不如PLC方便。

    當然，若純為模擬量的系統，用PLC可能在性能價格比上不如用調節器。這也是應當看到的。

     3用于數字量控制

    實際的物理量，除了開關量、模擬量，還有數字量。如機床部件的位移，常以數字量表示。

    數字量的控制，有效的辦法是NC，即數字控制技術。這是50年代誕生于美國的基于計算機的控制技術。當今已很普及，并也很完善。目前，*國家的金屬切削機床，數控化的比率已超過40％～80％，有的甚至更高。

    PLC也是基于計算機的技術，并日益完善。故它也*可以用于數字量控制。

    PLC可接收計數脈沖，頻率可高達幾k到幾十k赫茲。可用多種方式接收這脈沖，還可多路接收。有的PLC還有脈沖輸出功能，脈沖頻率也可達幾十k。有了這兩種功能，加上PLC有數據處理及運算能力，若再配備相應的傳感器（如旋轉編碼器）或脈沖伺服裝置（如環形分配器、功放、步進電機），則*可以依NC的原理實現種種控制。

    高、中檔的PLC，還開發有NC單元，或運動單元，可實現點位控制。運動單元還可實現曲線插補，可控制曲線運動。所以，若PLC配置了這種單元，則*可以用NC的辦法，進行數字量的控制。

    新開發的運動單元，甚至還發行了NC技術的編程語言，為更好地用PLC進行數字控制提供了方便。

     4用于數據采集

    隨著PLC技術的發展，其數據存儲區越來越大。如OMRON公司的PLC，前期產品C60P的DM區僅64個字，而后來的C60H達到1000個字；到了CQMI可多達6000個字。這樣龐大的數據存儲區，可以存儲大量數據。

    數據采集可以用計數器，累計記錄采集到的脈沖數，并定時地轉存到DM區中去。

    數據采集也可用A/D單元，當模擬量轉換成數字量后，再定時地轉存到DM區中去。

    PLC還可配置上小型打印機，定期把DM區的數據打出來。

    PLC也可與計算機通訊，由計算機把DM區的數據讀出，并由計算機再對這些數據作處理。這時，PLC即成為計算機的數據終端。

    電業部門曾這么使用PLC，用以實時記錄用戶用電情況，以實現不同用電時間、不同計價的收費辦法，鼓勵用戶在用電低谷時多用電，達到合理用電與節約用電的目的。

     5用于進行監控

    PLC自檢信號很多，內部器件也很多，多數使用者未充分發揮其作用。

    其實，*可利用它進行PLC自身工作的監控，或對控制對象進行監控。

    這里介紹一種用PLC定時器作看門狗，對控制對象工作情況進行監控的思路。

    如用PLC控制某運動部件動作，看施加控制后動作進行了沒有，可用看門狗辦法實現監控。具體作法是在施加控制的同時，令看門狗定時器計時。如在規定的時間內動作完成，即定時器未超過警戒值的情況下，已收到動作完成信號，則說明控制對象工作正常，無需報警。

    若超時，說明不正常，可作相應處理。

    如果控制對象的各重要控制環節，都用這樣一些看門狗"看"著，那系統的工作將了如指掌，出現了問題，卡在什么環節上也很好查找。

    還有其它一些監控工作可做。對一個復雜的控制系統，特別是自動控制系統，監控以至進一步能自診斷是非常必要的。它可減少系統的故障，出了故障也好查找，可提高累計平均*運行時間，降低故障修復時間，提高系統的可靠性。

     6用于聯網、通訊

    PLC聯網、通訊能力很強，不斷有新的聯網的結構推出。

    PLC可與個人計算機相連接進行通訊，可用計算機參與編程及對PLC進行控制的管理，使PLC用起來更方便。

    為了充分發揮計算機的作用，可實行一臺計算機控制與管理多臺PLC，多的可達32臺。也可一臺PLC與兩臺或更多的計算機通訊，交換信息，以實現多地對PLC控制系統的監控。

    PLC與PLC也可通訊。可一對一PLC通訊。可幾個PLC通訊。可多到幾十、幾百。

    PLC與智能儀表、智能執行裝置（如變頻器），也可聯網通訊，交換數據，相互操作。

    可聯接成遠程控制系統，系統范圍面可大到10公里或更大。

    可組成局部網，不僅PLC，而且高檔計算機、各種智能裝置也都可進網。可用總線網，也可用環形網。網還可套網。網與網還可橋接。聯網可把成千上萬的PLC、計算機、智能裝置組織在一個網中。

    網間的結點可直接或間接地通訊、交換信息。

    聯網、通訊，正適應了當今計算機集成制造系統（CIMS）及智能化工廠發展的需要。它可使工業控制從點（Point）、到線（（Line）再到面（Aero），使設備級的控制、生產線的控制、工廠管理層的控制連成一個整體，進而可創造更高的效益。這個無限美好的前景，已越來越清楚地展現在我們這一代人的面前。

    以上幾點應用是著重從質上講的。從量上講，PLC有大、有小。所以，它的控制范圍也可大、可小。小的只控制一個設備，甚至一個部件，一個站點；大的可控制多臺設備，一條生產線，以至于整個工廠。可以說，工業控制的大小場合，都離不開PLC。

    一般講，工業生產過程可分為兩種類型；連續型生產過程（如化學工業）及非連續型，即離散型生產過程（如機械制造業）。前者生產對象是連續的，分不出件的；后者為離散的，一件件的。由于PLC有上述幾個方面的應用，而且，控制的規模又可大、可小，所以，這兩種類型的生產過程都有其用武之地。

    事實上，PLC已廣泛應用于工業生產的各個領域。從行業看，冶金、機械、化工、輕工、食品、建材等等，幾乎沒有不用到它的。不僅工業生產用它，一些非工業過程，如樓宇自動化、電梯控制也用到它。農業的大棚環境參數調控，水利灌溉也用到它。

    PLC能有上述幾個范圍廣泛的應用，是PLC自身特點決定的，也是PLC技術不斷完善的結果。