6ES7368-3BF01-0AA0

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 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。其模塊化結構、易于實現(xiàn)分布式的配置以及性價比高、電磁兼容性強、抗震動沖擊性能好，使其在廣泛的工業(yè)控制領域中，成為一種既經(jīng)濟又切合實際的解決方案。
      西門子S7-300PLC主要組成部分有導軌（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的結構特點

1、模塊化設計

• 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自動化控制任務

• 簡單實用的分布式結構和多界面網(wǎng)絡能力，使得應用十分靈活

• 方便用戶和簡易的無風扇設計

• 當控制任務增加時，可自由擴展

• 大量的集成功能使它功能非常強勁

2、安裝簡單、維護方便

• DIN標準導軌安裝：只需簡單地將模塊鉤在 DIN標準的安裝導軌上，轉動到位，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)進行預接線。或者直接在信號模塊上進行接線。

• 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，并有端蓋保護，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：每個機架可以距離其他機架很遠進行安裝，兩個機架間(主機架與擴展機架，擴展機架與擴展機架)的距離最長為10 米。

• 如果用戶的自控系統(tǒng)任務需要多于8個信號模塊或通訊處理器模塊時，則可以擴展 s7-300機架(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行編程啟動和維護

• 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開辟了全新的應用領域。

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

• 方便用戶的參數(shù)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(shù)賦值，這樣就節(jié)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(jīng)集成在S7-300 操作系統(tǒng)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(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：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(jīng)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。

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、人機界面系統(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)中進行通訊的CPU接口。所有CPU的典型（缺省）傳輸率為187.5kbps。對于與S7-200的通訊，還可以將傳輸率設置為19.2kbps。315-2PN/DP和317 CPU支持高達12Mbps的傳輸率。

能進行MPI通訊的設備

• 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接口設置為在主站或從站模式下運行，支持的傳輸率最高可達12Mbps。

能進行PROFIBUS DP通訊的設備

• 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。

能進行PROFINET(PN)通訊的設備

• 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)絡組件（如開關）

• 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備?？梢栽谌p工模式下以高達19.2kbps的傳輸率(RS 422)，或半雙工模式下以高達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備、計算機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。

可連接下列設備：

• S7 PLC和S5 PLC及第三方系統(tǒng)

• 打印機

• 機器人控制

• 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：

• 對信號進行監(jiān)視(診斷)

• 對過程信號進行監(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，可以對過程信號進行監(jiān)視和響應。

（1）數(shù)字量輸入模板

根據(jù)設置的參數(shù)，模板可以對每個通道組進行過程中斷，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)到調試，測試以及服務)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 可以完成獨立的應用。STEP 7-Lite 的特點是能非常迅速的進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進行處理。

（2）STEP 7

使用 STEP 7 可完成較大或較復雜的應用，例如，需要用高級語言或圖形化語言進行編程或需要使
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

• 結構化文本

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，面向任務的方式對自動化系統(tǒng)進行附加的編程?？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基本語言進行編程。

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  S7-200 CPU 編程通信

  完成以太網(wǎng)向導配置后需要在程序中調用以太網(wǎng)向導所生成的ETHx_CTRL和ETH0_XFR, 然后，將整個項目下載到作客戶端的S7-200 CPU上。
  1. 調用向導生成的子程序，實現(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，可以對應查詢子程序的錯誤代碼。

   硬件組態(tài)
  首先搭建一套測試設備，設備的結構圖如下：
  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，進行系統(tǒng)的硬件組態(tài)，如圖：
  插入2個S7300的站，進行硬件組態(tài)：

  

   

  分別組態(tài)2個系統(tǒng)的硬件模塊：

  

  

   

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

  

  在窗口的左下部分點擊鼠標右鍵，插入一個新的網(wǎng)絡鏈接，并設定鏈接類型為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，使用該窗口的默認值，并根據(jù)該對話框右側信息進行后面程序的塊參數(shù)設定：

  

  

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