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来源: 上海腾桦电气设备有限公司 >> 进入该公司展台..
2019/06/11 11:03:05 已浏览:

3.1 S7-300 PLC 系统结构

3.1.1 S7-300 PLC 的组成

主要组成部分有导轨(RACK)、电源模块(PS)、中央处理单元CPU 模块、接口模块(IM)、信号模块(SM)、功能模块(FM)等,通过 MPI网的接口直接与编程器PG、操作员面板OP和其它S7PLC相 连。

3.1.2 S7-300 的扩展能力

CPU314 一个机架上多只能再安装八个信号模块或功能模块,多可以扩 展为四个机架。中央处理单元总是在0机架的2号槽位上,1号槽安装电 源模块,3号槽总是安装接口模块,槽号4至11,可自由分配信号模块、 功能块。

3.1.3 S7-300 模块地址的确定

数字I/O模块每个槽划分为4Byte(等于32个I/O点),模拟I/O 模块每个槽划分为16Byte(等于8个模拟量通道),每个模拟量输入或输出通道的地址总是一个字地址。

怎样确定信号模板的地址

(一)确定数字量模板的地址 一个数字量模板的输入或输出地址由字节地址和位地址组成。字节地 址取决于其模板起始地址。

例如:如果一块数字量模板插在第 4 槽里,其地址分配如下:

(二)确定模拟量模板的地址 模拟量输入或输出通道的地址总是一个字地址。通道地址取决于模板 的起始地址。

例如:如果块模拟量模板插在第 4 号槽,其地址分配如下:

3.2 S7-300 PLC 存储区简介

3.2.1 S7-300 编程方式简介

S7-300 PLC 的编程软件是 STEP 7。 用户程序由组织块(OB)、功能块(FB,FC)、数据块(DB)构成。

OB 是系统操作程序与用户应用程序在各种条件下的接口界面,用于控制 程序的运行。OB1 是主程序循环块,在任何情况下,它都是需要的。 功能块(FB,FC)实际上是用户子程序,分为带“记忆”的功能块 FB 和不 带“记忆”的功能块 FC。前者有一个数据结构与该功能块的参数表完全 相同的数据块(DB)附属于该功能块,并随着功能块的调用而打开,随着功 能块的结束而关闭。该附属数据块(DB)叫做背景数据块,存在背景数据 块中的数据在 FB 块结束时继续保持,也即被“记忆”。功能块 FC 没有背 景数据块,当 FC 完成操作后数据不能保持。 数据块(DB)是用户定义的用于存放数据的存储区。

S7 CPU 还提供标准系统功能块(SFB,SFC)。

3.2.2 S7-300 PLC 的存储区

S7-300 CPU 有三个基本存储区:

(1)系统存储区:RAM类型,用于存放操作数据(I/O、 位存储、定时器、计数器等)。

(2)装载存储区:物理上是CPU模块中的部分RAM,加上 内置的EEPROM或选用的可拆卸FEPROM卡,用 于存放用户程序。

(3)工作存储区:物理上是占用CPU模块中的部分RAM, 其存储内容是CPU运行时,所执行的用户程序单元(逻 辑块和功能块)的复制件。

CPU程序所能访问的存储区为系统存储区的全部、工作存储区 中的数据块DB、暂时局部数据存储区、外设I/O存储区等。

程序可访问的存储区及功能

名称
存储区
存储区功能
 


 

输入(I)

 


 

输入过程映象 

扫描周期开始,操作系统读取过 程输入值并录入表中,在处理过 程中,程序使用这些值


每个 CPU 周期,输入存储区在输 入映象表中所存放的输入状态 值,它们是外设输入存储区头 128Byte 的映象

 


 

输出(Q)

 


 

输出过程映象 

在扫描周期中,程序计算输出值 并存放该表中,在扫描周期结束 后,操作系统从表中读取输出 值,并传送到过程输出口,过程 输出映象表是外设输出存储区 的头 128Byte 的映象
位存储区 (M)
存储位
存放程序运算的中间结果
外设输入 (PI)


外设输出 (PQ)

I/O:外设输入 I/O:外设输出
外设存储区允许直接访问现场 设备(物理的或外部的输入和输 出),外设存储区可以字节,字 和双字格式访问,但不可以位方 式访问
 


 

定时器(T)

 


 

定时器

为定时器提供存储区 计时时钟访问该存储区中的计 时单元,并以减法更新计时值


定时器指令可以访问该存储区 和计时单元

计数器(C)
计数器
为计数器提供存储区,计数指令 访问该存储区
 


 

临时本地 数据(L)

 


 

本地数据堆栈

(L堆栈)

在FB、FC可OB运行时设 定。在块变量声明表中声明的暂 时变量存在该存储区中,提供空 间以传送某些类型参数和存放 梯形图中间结果。块结束执行 时,临时本地存储区再行分配。


不同的 CPU 提供不同数量的临时 本地存储区
 


数据块 (DB)

 


据块

DB块存放程序数据信息,可被 所有逻辑块公用(“共享”数据 块)或(被FB特定占用“背景” 数据块)

3.3 S7-300 PLC 中央处理单元 CPU 模块

3.3.1 CPU 模块概述

中央处理单元CPU的主要特性,包括存储器容量、指令执行时间、 大I/O点数、各类编程元件(位存储器、计数器、定时器、可调用块) 数量等。

S7-300 可编程控制器 CPU314 的技术数据

程序存储量
24K
每 1K 语句执行时间
0.3ms
计数器
64 个(C0~C63) 计数范围:0~999
定时器
128 个(T0~T127) 定时范围:10ms~9990s
通讯接口
MPI
编程软件
STEP7
位存储器
2048 个(MB0~MB255)
 


数据块

多 127(DB0 保留) 大小: 8KB 嵌套深度:8 层
 


机架

多 4 个


每个机架的信号模块数:多 8

应用场合
对编程范围和操作处理速度有 高要求的大型设备

3.3.2 CPU 模块的方式选择开关和状态指示二极管

S7-300 的 CPU 有四种工作方式,通过可卸的专用钥匙控制:

(1)RUN-P:可编程运行方式。

(2)RUN:运行方式。

(3)STOP:停机方式。

(4)MRES:CPU清零 用钥匙开关进行程序的清除

在开始一个新的编程工作时,我们需要将中央处理器进行清零处理。它 将很容易地通过操作 CPU 上的钥匙开关来实现。为此我们必须进行以下 的操作步骤:

1.接通 PLC 工作电源,并等待至 CPU 的自检测运行完成

2.转动钥匙开关至 MRES 位置,并保持这个状态,直至 STOP 发光 二极管从闪动转为常亮状态

3.钥匙开关转至 STOP 位置并迅速转回 MRES 位置,保持这个状态,

STOP 发光二极管开始快速闪动

4.STOP 发光二极管的快速闪动,表示 CPU 已被清零

5.松开钥匙开关,这时钥匙会自动返回 STOP 位置

6.可编程控制器已被清零,并可以传输新的控制程序 程序的下传只能是钥匙开关在 STOP 或 RUN-P 位置进行

3.3.3 CPU 单元的参数设置

(1)时钟存储器

S7-300 有8个时钟存储器,每个频率都不一样。可以在0- 255范围内定义任一字节为时钟存储器字节。

A period duration/frequency is assigned to each bit of the clock memory byte:

Bit 7 6 5 4
3 2 1 0
Period

duration (s): 2
 0.1
Frequency

(Hz): 0.5 0.625
1 1.25 2 2.5 5 10

(2)循环中断参数

(3)长循环时间

(4)MPI参数

3.3.4 CPU 的循环时间计算

循环时间是一个程序循环所占用的时间,循环时间由过程映像传送时 间、操作系统的执行时间和用户程序的执行时间三大部分组成。

练习:

一、填空题:

(1)美国数字设备公司于( )年研制出世界台PLC。

(2)PLC从组成结构形式上可以分为( )和()两类。

(3)PLC以( )工作方式工作的。

(4)一般由程序控制的数字电子设备产生的故障常有两种,一种是();另一种是( )。

(5)PLC是由( )逻辑控制系统发展而来的,它在()、( )方面具有一定优势。

(6)PLC的基本组成主要由( )、()、( )、( )等部分组成。

(7)PLC的处理速度是指PLC执行( )条基本指令所 花费的时间。

(8)PLC所用的存储器基本上由( )、()、( )等组成。

(9)PLC运行时,内部要进行一系列操作,大致可分为四大类:()操作、( )操作、( )操作、()操作。

(10)常用的PLC编程语言有( )、()、( )等。

(11)S7-300 PLC 314CPU 一个机架多可安装( )个信号模 块,多可扩展为( )个机架,机架之间的通讯距离 大不超过( ),数字量I/O点数( ), 支持的可保持的定时器多为( )个,计数器多 为( )个。

(12)CPU314 支持的 OB、FB、FC、DB 的容量均不大于( )KB。

(13)确定机架0的6号槽上 SM323 DI8/DO8 的地址范围()以及5号槽上 SM334 AI4/AO2 的地址范围( )。

(14)手编器一般采用( )语言编辑。

(15)高速、大功率的交流负载,应选用( )输出的输出接口 电路。

(16)PLC 产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对( )存储器而言。

(17)PLC 控制系统分( )、( )、()三大类。

(18)S7-300 CPU 所用的存储区基本上由( )、()、( )组成。

(19)CPU程序所能访问的存储区为( )、()、暂时局部数据存储区、外设I/O存储区等 二、画出下面程序正确的梯形图

三、判断题

1、输入继电器只能由外部信号驱动,而不能由内部指令来驱动。( )

2、输出继电器可以由外部输入信号或 PLC 内部控制指令来驱动。( )

3、内部继电器既可以供内部编程使用,又可供外部输出。 ( )

4、PLC 内部的“软继电器”(即由 PLC 内部的存储单元构成的,包括定时器、 计数器等)均可提供无数副常开、常闭触点供编程使用。( )

5、PLC 的 I/O 地址编号可以随意设定。 ( )

答案:1、√ 2、X 3、X 4、√ 5、X


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