西门子模块6ES7321-7BH01-0AB0详细说明

西门子电抗器6SE7031-8ES87-1FE0

S7-300是模块化小型PlC系统，能满足中等性能要求的应用。其模块化结构设计使得各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。系统组成中央处理单元(CPU)：各种CPU有不同的性能，例如，有的CPU上集成有PROFIBUS—DP通讯接口等。信号模块(SM)：用于数字量和模拟量输入／输出。通讯处理器(CP)：用于连接网络和点对点连接。功能模块(FM)：用于高速计数，定位操作(开环或闭环定位)和闭环控制。负载电源模块(PS)：用于将SIMATICS7—300连接到120／230V交流电源，或24／48／60／110V直流电源。接口模块(1M)：用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7—300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。SIMATICS7—300适用于通用领域：高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有的工业环境适应性。功能SIMATICS7—300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：高速的指令处理：0．1—0．6u s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。人机界面(HMl)：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(HMl)从S7—300中取得数据，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)。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。这样就防止非法删除或改写用户程序。

通讯

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。

SIMATICS7—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接口和工业以太网总线系统；串行通讯处理器用来连接点到点的通讯系统；多点接口(MPl)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。CPU支持下列通讯类型：

过程通讯：通过总线(AS—I或Pronbus)对I／O模块周期寻址(过程映象交换)。

数据通讯：在自动控制系统之间、人机界面(HMl)和几个自动化功能块间相互调用。

西门子电抗器6SE7031-8ES87-1FE0

西门子S300系列PLC的模拟量模块介绍

　　1. 模拟量输入模块SM331 （1）AI模板的类型模拟量输入(简称AI)模块SM331目前有三种规格型号，即8AI×l2位模块、2AI×l2位模块和8AI×l6位模块。（2）AI模板的特点SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。2. 模拟量输出模块SM332（1）AO模板的类型模拟量输出(简称模出(AO))模块SM332目前有

　　1. 模拟量输入模块SM331

　　（1）AI模板的类型

　　模拟量输入(简称AI)模块SM331目前有三种规格型号，即8AI?l2位模块、2AI?l2位模块和8AI?l6位模块。

　　（2）AI模板的特点

　　SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。

　　2. 模拟量输出模块SM332

　　（1）AO模板的类型

　　模拟量输出(简称模出(AO))模块SM332目前有三种规格型号，即4AO?l2位模块、2AO?12位模块和4AO?l6位模块。

　　（2）AO模板的特点

　　SM332与负载/执行装置的连接：SM332可以输出电压，也可以输出电流。

　　3. 模拟量I/O模块SM334

　　模拟量I/O模块SM334有两种规格，一种是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为8位，另一种也是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为12位。

　　SM334模块输入测量范围为0～10 V或0～20 mA，输出范围为0～10 V或0～20 mA

　　西门子PLC400模块介绍：

　　概述

　　SIMATIC S7-400 的数字量I/O S7-400

　　使 PLC 灵活地适应各项任务

　　用于连接数字传感器和执行器

　　应用

　　数字量输入/输出模板将二进制过程信号连接到S7-400。可以通过该模板将数字量传感器和执行器连接到SIMATIC S7-400上。

　　使用数字量输入/输出模块给用户提供以下优点：

　　适应性：

　　可根据需要使用相应的模板，可以满足控制任务所需的输入/输出点数量。 不需要过多的投资。

　　灵活的过程信号连接：

　　各种类型的数字量传感器和执行器都可以连接到S7-400上。

　　设计

　　数字量输出模块具有以下特性：

　　设计紧凑

　　坚固的塑料机壳里包括：

　　绿色 LED，用于指示输出的信号状态

　　红色 LED 指示内部/外部故障，对于具有诊断能力的模板，还可以通过它指示其它故障（例如保险熔断，无负载电压）。

　　插入到前连接器的标签条（随机提供）；可以单独订购封面胶片。

　　安装简单

　　只需将模板安装在机架上并拧紧螺钉。

　　用户友好的接线

　　通过插入式前连接器来对模块接线。 次插入时，模块上的编码元件与之啮合，这样该连接器以后只能插入相同电压范围的模块。

　　更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态

一位从事自动化职业生涯近十年小哥发现，现场调试的工程师的能力和工作水平的高低是对于一个项目的成败是关键的因素。但许多工程师在赶赴现场执行任务前，缺乏必要的心理准备和技术准备，因此，到现场后根本无法发挥自己的能力。所以在这里把自己的一些体会写出来，希望能够对所有的技术工程师有一些启发。

　　一、出发前的准备

　　从事PLC的技术支持的人，如果是要到现场开始进行系统调试，无论是对OEM客户，还是对一个过程控制的系统集成，都要在事先做好一些准备工作。就像一个“驴友"出行前，要更换自己的服装尤其是鞋子，带好水、食品，还要准备在野外的一些用品，如果是过夜的话，还要有帐篷、手电筒等一样，作为一个职业的PLC技术支持工程师，也有不少的东西是要准备的。

　　首先要安排自己的行程计划和衣食住行。如果是需要住宿的话，那么如何定、酒店(旅馆、招待所)，这里就不多说了。如果时间很长(如超过一个月)，为了省钱，就要考虑在当地租房子了，尤其是出发的是一个小组，而不是一个人的时候。衣食住行，这些问题与普通的旅行是一样的，虽然这些问题对你完成任务的影响力并不亚于你的水平。想象一下，你到了现场，因为食物中毒导致一个星期拉痢疾的情况会对工作造成什么样的影响，就知道该准备那些东西了。通常，有经验的自动化公司的行政部门会为工程师考虑好这些情况，但是，作为工程师自己一定要进行确认，看看是否所有的事情都已经安排好了。

　　安顿好了衣食住行的后，要准备自己的工具。作为PLC的现场调试工程师，并不需要很多的调试工具。但是，一个螺丝刀、一台万用表，还是的。另外，如果要与现场的仪表传感器进行系统联调的时候，还要有一台信号发生器来模拟现场仪表的信号，以确定当发生问题时，现场的信号是完好的。还有，一台结实的手提电脑，是你编程和调试的必需的工具。虽然这些工具你可以要求用户准备好，但是，作为一个职业的PLC工程师，如果连这几样工具都没有，会被用户怀疑你的职业水平的。其它的一些仪器仪表，如果需要的话，你可以向公司或者客户提出来，让他们提前准备，比如，示波器、稳压电源等等。毕竟这些不那么通用的仪器，通常是不可能随身携带或备用的。

　　有一些常被忽视的小东西，你准备了之后一定有用的。如，电气胶带、热缩套管、打火机(你吸烟的话自然会有，没有别人也会有)，束线带、还有，如果现场接线已经完成了，要准备好一些与信号线相同的电缆，和一些固定基座的螺丝。你可能怀疑要这些做什么用，相信我，带上这些，虽然有些只值几分钱，但到了现场后，可能会节约你甚至几天的时间，尤其是你去的地方是在一个偏远的山区的时候。虽然在发货的时候厂家都有螺丝钉，但是到了现场什么都有可能发生，如果螺丝钉不够(而这是每次都必然发生的)，会引起许多问题。

　　除了以上的东西，就是这次调试所要带的备品备件了。虽然现场的货物清单可能会已经考虑了备品备件的问题，但为了应付万一的情况，有些备件你还是自己要随身携带。首先是PLC的基板(有的成为机架)、电源、CPU模块，因为这些是一台PLC能够工作的基础，如果现场只有一套系统，那么这些模块就只有一个，假如没有备分的话，一旦出现故障，你的所有的工作都必须停下来。因此带上一套。

　　其它的I/O模块和通讯模块，如果现场只有一个的，你都要考虑在多带一个。对于那些现场已经有两块以上的模块，你就不用考虑自己带了。

　　二、设计交底工作

　　如果系统较大，远程单元、本地机架数量、每个机架的模块数量的限制，并非出于系统功能和技术上的限制，而是由于使用规范性的限制。在系统硬件组态时，要考虑这些模块的搭配作用。

　　对于电源模块的配置,一个的工程师应该能够做出比较合理的搭配。例如，电源模块通常有5A和10A的分别，如果模块较少，可以选用功率小的电源模块，如果模块较多，则应该选用大功率的电源模块。而一般，如果现场仪表需要PLC也供应24V直流电源而不是采用外部电源供电(如RTU)的情景，通常CPU所在的机架上选用大功率的电源比较合理。

　　此外，在I/O模块的安装时，根据不同的系统，通常同型号的模块放置在一起。但是，如果对于输出模块与输入模块形成回路的，则可以将一个回路的参量所涉及的模块放置在一个机架上(或一个CPU所控制的机架上)比较合理。有的设计师在设计的时候不会考虑这一点，你可以调整过来。

　　在选型的时候，因为各种PLC都有大型、中型、小型的分别，这些分别主要是由CPU模块的性能不同造成的。在实际上，并非一定大型的功能就是合适的。除了价格方面的考量之外，主要是，如果控制点数不多，小型的CPU模块可以胜任，则小型的CPU反而比大型的CPU模块工作还要可靠一些。因为，小型的CPU所涉及的资源少，而大型CPU的资源多，在程序执行中，为处理那些程序不需用到的资源时，也要分配时间去处理，这样不仅造成资源的浪费，可能在程序处理上不及小型CPU可以更单纯和稳定地工作。

　　在设计交底的过程中要指出的是，对于设计中的任何变更，你只能提建议，而不是擅自做修改。因为，你的职责是按照设计施工，而不是设计，因此，对于任何你发现的不合理的东西，你可以提出意见，但必须要等到设计变更确认书下到你手里后，你才能按照变更后的设计工作，尽管这个变更可能是你的意见。还有，即使初的设计也是你做的，你在变更后，也要通知客户，并取得客户的书面同意

 一、S7-300/400模块化结构
      与小型plc（如西门子S7-200）不同，大中型PLC大的特点就是采用模块化控制系统，来满足中等或高性能要求的应用。在大中型PLC系统中，各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展，由于点数基本上不受太多的限制，其灵活性就非常高。
      基本的模块化硬件结构结构包括机架、电源、处理器CPU、输入输出I/O模块、编程或通讯用接口，图1表示了一个模块化控制器是如何由模块化硬件部件一一组成的。
 

图1  模块化控制器的组成部分

      其中机架是用来安装处理器和I/O模块、特殊模块的，所有模块都可以很容易地沿着导轨插入到机架。不同类型的PLC系统其机架槽数不太一样，可以互联的机架数也不尽相同。大中型PLC系统在配置时，其机架数可以有很多，机架之间的关系可以用图2来表示。

 
图2  机架网络

二、西门子S7－300 PLC
      1、模块化结构
      S7-300为节省空间的模块化结构设计，可以适配用户现有的各种机械控制任务，不需要考虑槽位规则。在运行时，无需风扇。除模块外，只需要DIN标准的导轨，就可以将模块旋转到位，安装在导轨上并用螺钉紧固。这种结构形式非常牢固并且有很高的电磁兼容性。S7-300的背板总线集成在模块上，通过将模块插入到总线连接器进行装配。如图3所示为S7-300模块化结构安装现场。

 
图3  S7-300模块化结构安装现场

      S7-300是模块化的组合结构，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，如图4所示。

 
PS：电源模块；IM：接口模块；SM：信号模块；FM：功能模块；PG：编程器；OP：操作面板
图4  S7-300系列PLC系统构成框图

      2、主要功能
      S7-300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：
       (1) 高速的指令处理。0.1～0.6 us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。
       (2) 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。
       (3) 诊断功能。CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件。
       (4) 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。

大中型plc系统在要求高密度、更快、更**的测量，并且能灵活连接各种温度、压力和流量变送器的过程控制场合时使用模拟量输入输出模块。从结构方面来看，大中型PLC与小型PLC的模拟量输入输出模块不太一致，前者更复杂、灵活性更强，主要表现在以下几点：
      （1） 用户可选的输入输出模块允许用户配置每个通道，以连接来自工业现场的各类电压或电流信号；
      （2） 高分辨率的输出模块有助于实现高精度的控制；
      （3） 模块上的输入滤波功能有效防止电磁干扰的影响；
      （4） 背板隔离保证了输入信号干扰不会对背板产生影响；
      （5） 通过更多的故障状态信息编程（如开路、超量程等），使得用户可以及时了解现场情况而有效减少了故障恢复时间。
      在生产过程中，存在大量的物理量，如压力、温度、速度、旋转速度、pH 值、粘度等。为了实现自动控制，这些模拟信号都需要被大中型PLC来处理，而且模拟量数量可以远远超过小型PLC的数量。图1所示为大中型PLC处理模拟量的过程。
 

图1模拟量模块的作用

      图4-1中，测量传感器利用线性膨胀、角度扭转或电导率变化等原理来测量物理量的变化；测量变送器将传感器检测到的变化量转换为标准的模拟信号，如: ± 500mV, ± 10V, ± 20mA, 4...20mA，这些标准的模拟信号将接到模拟输入模块上。www.diangon.com
      由于PLC的CPU智能处理数字量信号，因此模拟输入模块中的ADC（模数转换器）就是用来实现转换功能。模数转换是顺序执行的，也就是说每个模拟通道上的输入信号是轮流被转换的。模数转换的结果存在结果存储器中，并一直保持到被一个新的转换值所覆盖，在STEP 7中可用“L  PIW…”指令来访问模数转换的结果。
      如果要进行模拟量输出，则可以使用传递指令“T  PQW...” ，该指令就是用来向模拟输出模块中写模拟量的数值（由用户程序计算所得），该数值由模块中的DAC（数模转换器）变换为标准的模拟信号。采用标准模拟输入信号的模拟执行器可以直接连接到模拟输出模块上。