西門(mén)子PLC數(shù)字量AO模塊

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針對(duì)低性能要求的模塊化中小控制系統(tǒng)

· 可配不同檔次的CPU

· 可選擇不同類(lèi)型的擴(kuò)展模塊

· 可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊

· 模塊內(nèi)集成背板總線(xiàn)

· 網(wǎng)絡(luò)連接 - 多點(diǎn)接口 (MPI), -PROFIBUS或-工業(yè)以太網(wǎng)

· 通過(guò)編程器PG訪問(wèn)所有的模塊

· 無(wú)插槽限制

· 借助于“HWConfig”工具可以進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)

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· 循環(huán)周期短、處理速度高

· 指令集功能強(qiáng)大（包含350多條指令），可用于復(fù)雜功能

· 產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊湊，可用于空間有限的場(chǎng)合

· 模塊化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)更加靈活

· 有不同性能檔次的CPU模塊可供選用

· 功能模塊和I/O模塊可選擇

· 有可在露天惡劣條件下使用的模塊類(lèi)型

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· PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶(hù)程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。

·在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB, SFB, FC 或SFC)。

·循環(huán)程序處理過(guò)程可以被某些事件中斷。

·在循環(huán)程序處理過(guò)程中，CPU 并不直接訪問(wèn)I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問(wèn)CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過(guò)程映像區(qū)（在CPU的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)）

   電 話(huà)：（同號(hào)）

編程工具

編輯西門(mén)子PLC數(shù)字量AO模塊

使用STEP7軟件對(duì)S7-300進(jìn)行編程，目前S7-300的編程軟件版本為STEP7 V5.5 SP2。[1] 

STEP7包含了自動(dòng)化項(xiàng)目從項(xiàng)目的啟動(dòng)、實(shí)施到測(cè)試以及服務(wù)每一個(gè)階段所需的全部功能。

STEP7中的編程語(yǔ)言

1、順序功能圖

2、梯形圖

3、語(yǔ)句表

4、功能塊圖

5、結(jié)構(gòu)文本

組成部件

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導(dǎo)軌（Rail）

S7-300的模塊機(jī)架（起物理支撐作用，無(wú)背板總線(xiàn)），西門(mén)子提供一下五種規(guī)格的導(dǎo)軌：[2] 

電源模塊（PS）

將市電電壓（AC120/230V）轉(zhuǎn)換為DC24V，為CPU和24V直流負(fù)載電路（信號(hào)模塊、傳感器、執(zhí)行器等）提供直流電源。輸出電流有2A、5A、10A三種

●正常：綠色LED燈亮

●過(guò)載：綠色LED燈閃

●短路：綠色LED燈暗（電壓跌落，短路消失后自動(dòng)恢復(fù)）

●電壓波動(dòng)范圍：5%

   電 話(huà)：（同號(hào)）

CPU模塊

各種CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有數(shù)字量和模擬量輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU集成有PROFIBUS－DP等通信接口。CPU前面板上有狀態(tài)故障指示燈、模式開(kāi)關(guān)、24V電源端子、電池盒與存儲(chǔ)器模塊盒（有的CPU沒(méi)有）

信號(hào)模塊（SM）

數(shù)字量輸入模塊：24V DC，120/230V AC

數(shù)字量輸出模塊：24V DC，繼電器

模擬量輸入模塊：電壓，電流，電阻，熱電偶

模擬量輸出模塊：電壓，電流

功能模塊 (FM)

功能模塊主要用于對(duì)時(shí)間要求苛刻、存儲(chǔ)器容量要求較大的過(guò)程信號(hào)處理任務(wù)。

-計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)器模塊

-定位：快速/慢速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定位模塊、伺服電動(dòng)機(jī)定位模塊等

-閉環(huán)控制：閉環(huán)控制模塊

-工業(yè)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)：接口模塊、稱(chēng)重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等。

接口模塊 (IM)

接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架（CR）和擴(kuò)展機(jī)架（ER）。S7－300通過(guò)分布式的主機(jī)架和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，zui多可以配置32個(gè)信號(hào)模塊、功能模塊和通信處理器。

連接：

IMS 360發(fā)送、IMR 361接收；對(duì)于雙層組態(tài)，常用硬連線(xiàn)的IM 365 接口模塊

距離：

采用IM 365 、兩層機(jī)架，電纜zui大長(zhǎng)度可達(dá)1米；采用IM 360 / 361 、多層機(jī)架，機(jī)架之間電纜zui大長(zhǎng)度10米

通訊處理器(CP)

擴(kuò)展*處理單元的通訊任務(wù)，提供以下的連網(wǎng)能力：

-點(diǎn)到點(diǎn)連接

-PROFIBUS

-工業(yè)以太網(wǎng)

*處理單元(CPU)是PLC的控制中樞，是PLC的核心起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，zui后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。

為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。

CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。

2.存儲(chǔ)器   電 話(huà)：（同號(hào)）

系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器是存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器；用戶(hù)程序存儲(chǔ)器是存放PLC用戶(hù)程序應(yīng)用;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)PLC程序執(zhí)行時(shí)的中間狀態(tài)與信息，它相當(dāng)于PC的內(nèi)存。

3.輸入輸出接口（I/O模塊）

PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。

4.通信接口

通信接口的主要作用是實(shí)現(xiàn)PLC與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換（通信）。通信接口的形式多樣，zui基本的有UBS,RS-232,RS-422/RS-485等的標(biāo)準(zhǔn)串行接口。可以通過(guò)多芯電纜，雙絞線(xiàn)，同軸電纜，光纜等進(jìn)行連接。

5.電源

PLC的電源為PLC電路提供工作電源，在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是PLC的zui基本保障。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。電源輸入類(lèi)型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

PLC的特點(diǎn)

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（一）可靠性高，抗*力強(qiáng)

PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線(xiàn)可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。

高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了*的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均*時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線(xiàn)及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有*的可靠性也就不奇怪了。

（二）硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)

PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用，用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線(xiàn)也很方便，一般用接線(xiàn)端子連接外部接線(xiàn)。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

（三）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎   電 話(huà)：（同號(hào)）

PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。

（四）容易改造

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。

PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線(xiàn)邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線(xiàn)，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。

（五）體積小，重量輕，能耗低

以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制器。

PLC的安裝與維護(hù)

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PLC的安裝

在安裝PLC時(shí)，要避開(kāi)下列場(chǎng)所：①環(huán)境溫度超過(guò)0~50攝氏度的范圍。②相對(duì)濕度超過(guò)85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）。③太陽(yáng)光直接照射。④有腐蝕和易燃的氣體，例如*、硫化氫等。⑤有大量鐵屑及灰塵。⑥頻繁或連續(xù)的振動(dòng)，振動(dòng)頻率為10~55赫茲、幅度為0.5毫米（峰—峰）。⑦超過(guò)10g（重力加速度）的沖擊。

為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護(hù)外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，安裝機(jī)器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30毫米以上間隔。如果周?chē)h(huán)境超過(guò)55攝氏度，要安裝電風(fēng)扇，強(qiáng)迫通風(fēng)。

為了避免其他外圍設(shè)備的電干擾，可編程控制器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線(xiàn)和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線(xiàn)之間應(yīng)留出至少200毫米的距離。

電源接線(xiàn)

PLC供電電源為50赫茲、220伏±10%的交流電。

如果電源發(fā)生故障，中斷時(shí)間少于10毫秒，PLC工作不受影響。若電源中斷超過(guò)10毫秒或電源下降超過(guò)允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開(kāi)。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，若RUN輸入接通，則操作自動(dòng)進(jìn)行。

對(duì)于電源線(xiàn)來(lái)的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴(yán)重，可以安裝一個(gè)變比為1∶1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。

接地   電 話(huà)：（同號(hào)）

良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線(xiàn)與機(jī)器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接上地線(xiàn)，接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備（如電機(jī)）的接地點(diǎn)分開(kāi)。若達(dá)不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC。