S7-300 PLC的结构特点

1、模块化设计

• 模块化微型PLC 系统，满足中、小规模的性能要求

• 各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务

• 简单实用的分布式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活

• 方便用户和简易的无风扇设计

• 当控制任务增加时，可自由扩展

• 大量的集成功能使它功能非常强劲

2、安装简单、维护方便

• DIN标准导轨安装：只需简单地将模块钩在 DIN标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。

• 集成的背板总线：背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。

• 更换模块简单并且不会弄错：更换模块时，只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的前连接器。在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。

• 可靠的接线端子：对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子

• TOP连接：采用一个带螺钉或夹紧连接的1至3线系统进行预接线。或者直接在信号模块上进行接线。

• 确定的安装深度：所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度。

• 没有槽位的限制：信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上，系统自行组态。

• 灵活布置：机架(CR/ER)可以根据*佳布局需要，水平或垂直安装。

• 独立安装：每个机架可以距离其他机架很远进行安装，两个机架间(主机架与扩展机架，扩展机架与扩展机架)的距离*长为10 米。

• 如果用户的自控系统任务需要多于8个信号模块或通讯处理器模块时，则可以扩展 s7-300机架(CPU314以上)

三、S7-300 PLC性能

SIMATIC S7-300 的大量功能支持和帮助用户进行编程启动和维护

• 高速的指令处理：0.6~0.1μS的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。

• 浮点数运算：用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。

• 方便用户的参数赋值：一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。

• 人机界面 (HMI)：方便的人机界面服务已经集成在S7-300 操作系统内。因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中要求数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送。

• 诊断功能：CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件
  (例如：超时，模块更换，等等)。

• 口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。

• 操作方式选择开关 ：操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。

四、S7-300 PLC通讯功能

SIMATIC S7-300具有多种不同的通讯接口：

• 多种通讯处理器用来连接AS-i接口、PROFIBUS和工业以太网总线系统

• 通讯处理器用来连接点到点的通讯系统

• 多点接口(MPI)集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制系统。这是一个经济而有效的解决方案；方便用户的step7的用户界面提供了通讯组态功能，这使得组态非常容易、简单。

（1）通过多点接口(MPI) 的数据通讯

所有CPU都配有一个MPI接口X1。组态配有MPI/DP接口的CPU，作为MPI节点。要使用DP接口，在STEP7中设置DP接口模式。

MPI（多点接口）表示用于PG/OP连接或用于在MPI子网中进行通讯的CPU接口。所有CPU的典型（缺省）传输率为187.5kbps。对于与S7-200的通讯，还可以将传输率设置为19.2kbps。315-2PN/DP和317 CPU支持高达12Mbps的传输率。

能进行MPI通讯的设备

• PG/PC

• OP/TP

• 带有MPI的S7-300/S7-400

• S7-200（仅19.2kbps）

（2）通过PROFIBUS-DP接口通讯

CPU***配有一个DP X2接口。315-2PN/DP和317 CPU配有一个MPI/DP X1接口。带有MPI/DP接口的CPU带有缺省的MPI组态。如果要使用DP接口，则需要在STEP7中设置DP模式。

PROFIBUS DP接口主要用于连接分布式I/O。例如，PROFIBUS DP允许您创建大型子网。可将PROFIBUS DP接口设置为在主站或从站模式下运行，支持的传输率*高可达12Mbps

软PLC梯形图转换成指令表的方法

　　软PLC梯形图转换成指令表是以梯级为单位进行的。

　　对于没有并联支路的梯级，只要根据梯形图元素在梯级中的位置和元素的类型，即可将梯形图转换为指令表。对于包含有并联支路的梯级，可以按照遍历梯形图的方法，一边遍历一边转换。在转换过程中，首先设定1个全局变量nDepth（梯级深度），以确定梯级的深度，然后判断1个梯级是否包含并联支路。如果包含则调用包含有并联支路的转换程序，然后顺序读入当前梯级深度层次上的梯形图元素；如没有发现并联支路，则调用不含并联支路的转换程序依次转换。在转换过程中。每转换完1条支路就要添加1个ORB支路并联指令。

　　在对整个梯形图程序进行转换时，首先生成nLine（行号）和nDepth 2个全局变量，然后从头开始进行转换，转换完1个梯级后。下1个梯级从第nLine（nLine=nLine+nDepth+1）行开始，直到梯形图文件结束为止。

　　软PLC指令表转换成梯形图的方法

　　指令表转换成梯形图的过程就是根据PLC指令语句生成相应的梯形图元素链表的过程。因为梯形图和指令表程序是一一对应的关系，可按照语句对应生成相应的梯形图元素，利用在梯形图向语言表转换文件中已设计好的位图资源，建立标志符和位图之间的相应关系。转换时，将语句表以文件流的方式存入文本文件中，逐行分析，通过适当的算法处理，在视窗中画出对应的梯形图符号，直到文件结束。此外，在转换过程中，需要将程序划分为若干小节，每节对应梯形图中的1个梯级。在指令表中，梯级的划分可根据OUT指令来进行。串并联模块的划分可根据ANB和ORB指令进行。

　　 软PLC技术是什么

　　20世纪90年代后期，人们逐渐认识到，传统PLC自身存在着这样那样的缺点：难以构建开放的硬件体系结构；工作人员必须经过较长时间的专业培训才能掌握某一种产品的编程方法。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口等；采用各种相关的工业标准和一系列的事实上的标准；全部用软件来实现传统PLC的功能。

　　软PLC的硬件体系结构不再封闭，用户可以自己选择合适的硬件组成满足要求的软PLC。

　　传统PLC的指令集是固定的，而实际工业应用中可能需要定义算法。软PLC指令集可以更加丰富，用户可以使用符合标准的操作指令。

　　PC机厂家的激烈竞争使得基于PC机的软PLC的性价比得以提高。

　　传统PLC限制在几家厂商生产，具有私有性，因此很难适应现有标准计算机网络，常常是PLC与计算机处在不同类型的网络中。软PLC不仅能加入到已存在的私有PLC网络中，而且可以加入到标准计算机网络中。这使得现有计算机网络的很多研究成果很容易地应用到PLC控制技术中。

　　软PLC的技术是基于IEC61131-3标准的，因此在掌握标准语言后开发就比较容易。

　　 起重机PLC控制系统的设计方法

　　起重机PLC控制系统的设计方法

　　1、充分了解各种类型起重机生产过程的结构、原理、工况和特点。

　　2、 充分了解并确定用户提出的功能控制要求。一般用户，特别是对PLC的特点*不熟悉的用户，先期提出的功能要求是不*的，有的也可能是难以实现的。在了 解被控对象的基础上，主动为用户着想，介绍PLC的功能特点，对那些不需要增加额外的硬件开销并能充分发挥PLC潜力的功能，如自动计数、设备运转时间的 记录等都主动为用户考虑；对那些实现起来花费很大投资，而效益不大的功能向用户解释说明，在尊重用户意见的基础上，进行协调处理。

　　3、确定除PLC装置外系统的硬件结构：包括为实现全部控制功能所必须的传感器、开关按钮、执行机构及指示报警等输入输出装置。

　　4、画出时序图和状态图等功能流程图。深入分析系统功能，为编程打下基础。

　　5、PLC装置的选型：

　　1）系统本身需求的分析：

　　①确定系统所需I/O端口的数量和种类。

　　②确定CPU应有的主要功能。

　　③确定内存的容量大小和种类。

　　④根据现场情况确定是否需要远程I/O。

　　⑤考虑系统工作环境要求。

　　2）市场产品的分析：

　　查看哪些型号在技术性能上满足要求，哪些可基本满足要求，在这些型号中，再进行价格方面的比较和衡量，并综合考虑产品的可靠性、供货的及时性和售后服务方面的信誉等，从中选出较为理想的产品。

　　6、应用程序的设计和模拟调试，由于PLC的全部控制功能都是通过其应用程序（或称用户程序）的执行而实现的。因此，程序设计无疑是PLC应用系统的关键环节。应充分利用PLC各种简单、高效的编程指令功能来编制程序。

　　PLC编程技术要点：

　　①列出PLC输入/输出通道分配表。

　　②根据功能流程图画出程序流程图及程序结构功能模块图。

　　③随时登记所用程序元素，便于检查和避免重复。

　　④多使用内部继电器，避免过于复杂的混联逻辑。

　　⑤注意考虑系统功能要求中没有想到的问题，比如互锁、联锁等。

　　⑥进行程序的修改及简化。

　　⑦将程序输入PLC并使用模拟I/O装置按照控制要求进行模拟调试。

　　7、进行实机的现场联合调试。

　　这是一项系统、复杂、繁锁而且*的工作，它需要起重机制造厂家、控制设备配套厂家、用户和设计调试人员的密切配合。

　　①将PLC控制柜与起重机上的各种电气设备、执行元器件联接好，确定准确无误，则可进行实机的现场联合调试。

　　②首先分别进行各机构控制回路的调试，检查各种继电接触器的动作情况是否符合起重机各机构的逻辑要求，各种故障的显示报警是否准确等，否则在现场修改应用程序直到准确为止。

　　③合上各机构主回路开关，进行各机构空载试验，方法与步骤同②。

　　④后进行整机的载荷试验，载荷试验必须由轻载、半载和额定载荷的顺序逐步进行，一直到整台设备的各种运行状态*达到技术规格书的要求，符合国家起重运输机械的有关规范和标准，终得到用户的认可。