Download - 第2章 S7 硬件基础
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第 2 章 S7 硬件基础
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2.1 S7-300 概述2.2 中央处理单元2.3 电源 PS307
2.4 数字量 I/O 单元2.5 模拟量 I/O 单元2.6 接口模板 2.7 S7-300 的配置2.8 S7-400 概述
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2.1 S7-300 概述1. 结构• 叠装式
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2. 安装形式• 立式形式• 卧式形式
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3. S7-300 技术参数
CPU312 IFM CPU313 CPU 314 CPU314IFM CPU315
工作存储器 : 6 K 字节 12 K 字节 24 K 字节 24 K 字节 48 K 字节
装载存储器 : 20 K 字节 20 K 字节 40 K 字节 40 K 字节 80 K 字节
( 内部集成 )
装载存储器 : - 512 K 字节 512 K 字节 - 512 K 字节 ( 最多可接 )
DI / DQ: 128 128 512 992 1024
AI / AQ: 32 32 64 248 128
本机 I/O 点DI / DQ 10 / 6 - - 20 / 16 -AI/ AQ 4 / 1
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CPU312 IFM CPU313 CPU 314 CPU314IFM CPU315
程序执行时间 0.6ms 0.6 ms 0.3 ms 0.3 ms 0.3 ms
( 1K 二进制指令)
存储器标志位 1024 2048 2048 2048 2048
计数器 / 定时器 32 / 64 64 /128 64/128 64/128 64/128
集成功能 有 无 无 有 无例如:计数器 / 频率测量
同时通过 MPI 4 4 4 4 4
通讯的节点
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4. S7-300 的组成模块
PS( 可选 )
CPU IM( 可选 )
SM: DI
SM: DO
SM: AI
SM: AO
FM:- 计数- 定位- 闭环控制
CP:- 点 - 到 - 点- PROFIBUS- 工业以太网
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2.2 中央处理单元 CPU1. 结构• 指示灯 SF— 系统故障 BATE 电池故障 DC5V 指示 RUN/STOP …• 开关 RUN/RUN-P /STOP/MRES• MPI 通讯接口 DP 通讯接口• 电源接线端子• 存储卡插座• 电池盒
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2 . CPU314 主要特性• 负载存储器:内置 RAM 40 K 字节
存储器卡 256 K 字节• 随机存储器:内置 24 K 字节• 速度: 执行 1000 条基本指令 0.3ms
• 数字量 I/O : 输入 外部 512 点 输出 外部 512 点• 模拟量 I/O : 输入 外部 64 点 输出 外部 64 点• 标记寄存器: 2048 位( M0.0---M255.7 )• 计数器: 64 个 (C0---C63)
• 定时器 : 128 个 (T0---T127)
• I/O 映象区 : 数字量输入 I 0.0---I 127.7
数字量输出 Q 0.0---Q 127.7
• 内置时钟: DT#1994-01-01-00 : 00 : 00
• 工作小时计时器: 1 个
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• 软件块 : OB 块( 13 个) FB 块( 129 个) FC 块( 128 个) DB 块( 127 个) SFC 块( 34 个) SDB 块( 9 个)• 额定电压: 24VDC
• 启动电流: 8A
• 功率消耗: 8W
其中 OB1 循环的程序执行 OB100 启动(从 STOP 到 RUN ) OB10 日期时间中断 OB20 延时中断 OB35 循环中断 OB40 硬件中断 OB80 、 81 、 82 、 85 、 87 、 121 、 122 分别为下列故障中断(超时、电源、诊断、事件故障、通讯故障、程序出错、访问模板出错)
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2.3 电源 PS3071 总体结构• 24VDC 指示• 电压选择开关• 24V 通 / 断开关• 系统电压接线端子• 24VDC 输出端子2 电源 PS 307 ( 5A )• 输入电压: 120V~230V• 输入电流: 2A~1A• 输出电压: 24VDC• 输出电流: 5A• 功耗: 18W• 防短路和开路保护• 可靠隔离• 向总线提供电流; 1.2 安
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3 电源 PS 307 ( 2A )• 功耗 10W
• 输出电流( 2A )• 输出电压 24V 直流,防短路和开路保护• 可靠隔离• 向总线提供电流; 1.2 安4 电源 PS 307 ( 10A )• 功耗 30W
• 输出电流( 10A )• 输出电压 24V 直流,防短路和开路保护• 可靠隔离• 向总线提供电流; 1.2 安
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4 功耗分析• CPU314 提供总线电流 1.2A
消耗 24V 电流 1.0A
功耗 10W
• IM360 ( 1 对 3 ) 消耗总线电流 0.35A
功耗 2W
• IM361 ( 1 对 3 ) 提供总线电流 0.8A
消耗 24V 电流 0.5A
功耗 5W
• IM365 ( 1 对 1 ) 提供总线电流 0.8A
消耗总线电流 0.1A
功耗 0.5W
• SM321(仿真 ) 消耗总线电流 0.08A
功耗 0. 35W
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• SM321 ( DI 16×24V ) 消耗总线电流 0.025A
消耗 24V 电流 0.001A
功耗 3.5 W
• SM322 ( DO 16 ×24V ) 消耗总线电流 0.070A
消耗 24V 电流 0.100A
功耗 4.9 W
• SM331 ( AI 8 ×12 B ) 消耗总线电流 0.060A
消耗 24V 电流 0.200A
功耗 1.3 W
• SM332 ( AO 4 ×12B ) 消耗总线电流 0.060A
消耗 24V 电流 0.240A
功耗 3.0 W• 功耗分析原则 总线电流 不大于 1.2A ,总功耗不超过机柜可能散发的总功率。
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2.4 数字量 I/O 单元1 输入单元 SM321
• SM321 16×24VDC
16 点输入16 点 / 组电隔离1 信号: 13~30V
0 信号: -3~5V
输入电流 7mA
具有中断能力功耗 3.5 W
电缆 600-1000m
…
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• SM321 16×120VAC
16 点输入4 点 / 组电隔离1 信号: 79~132V
0 信号: 0~20V
输入电流 6mA
功耗 4.1 W
电缆 600-1000m
…
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2 输出单元 SM322
• SM322 16×24VDC/0.5A
16 点输出8 点 / 组电隔离1 信号输出: L+ ( -0.8V ) 电流 500mA
0 信号: 电流 0.5mA
功耗 4.9 W
电缆 600-1000m
…
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• SM322 16×120VAC/0.5A
16 点输出8 点 / 组电隔离1 信号输出: L1 ( -1.5/ 8.5V ) 电流 500mA
0 信号: 电流 1.0mA
功耗 9.0 W
电缆 600-1000m
…
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• SM322 8× 230VAC /1A 继电器8 点输出2 点 / 组电隔离输出电压: 250V
输出电流: 最大 3A
功耗 2.2 W
电缆 600-1000m
…
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2.5 模拟量 I/O 单元1 输入单元 SM331
• SM331 8×12 位8 点输入电隔离测电压 80mV/10V
电流 0/20mA
电阻 PT/NI100
电偶 E,N,J,K
精度 9/12 /12 /14 位转换时间: 4/18/23/103mS
消耗电流 60mA
功耗 1.3 W
电缆 200m
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2 输出单元 SM332
• SM332 2×12 位2 点输出电隔离输出量: 电压,电流精度: 11/12 位每通道转换时间: 0.8 mS
消耗电流 60mA
功耗 3.0 W
电缆 200m
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2.6 接口模板1 接口模板 IM365
1 对 1 接口消耗总线电流 100mA
提供到机架 1 电流 800mA
功耗 0.5 W
电缆 1m
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.24
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2 接口模板• IM360
1 对 3 接口消耗总线电流 350mA
提供到机架 1 电流 800mA
功耗 2.0 W
电缆 10m
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.25
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• IM361
1 对 3 接口消耗 24VDC 电流 0.5 mA
提供到机架 1 电流 800mA
功耗 5.0 W
电缆 10m
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.26
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2.7 S7-300 的配置1. 关于 PLC 的编址
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.27
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地址分配原则• 确定数字量信号地址: 每个槽位占四个字节 , 递增• 确定模拟量信号地址: 每个槽位占 16 个字节 , 递增 每路模拟量占 2 个字节2. 基本单元的编址
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.28
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3. 近程扩展• 确定数字量信号地址:
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.29
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• 确定模拟量信号地址:
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.30
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4 . 举例 近程扩展(例 s7_pro3 )• 总体结构
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.31
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• 机架 0 (例 s7_pro3 )
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.32
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• 机架 1 (例 s7_pro3 )
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.33
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• 机架 2 (例 s7_pro3 )
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.34
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• 机架 3 (例 s7_pro3 )
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.35
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5 . 举例 基本单元(例 s7_pro4 )
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.36
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2.8 S7-400 概述1. 结构• 组合式
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.37
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2. S7-400 技术参数
每条二进制指令 的执行时间
用户存储器 工作存储器 装载存储器 ( 内部集成 ) 装载存储器 ( 外部 )
操作资源 存储器标志 ( 位 ) 时钟存储器 定时器 计数器
块类型 / 数目 FB 块 FC 块 DB 块
过程映象区大小 ( 输入 / 输出 )
最大的 I/O 地址区
集成接口
CPU 412-1
200 nsec
48 KB8 KB16 MB
40968256256
256256512
p. 128 Byte
p. 2 KByte*)
MPI
CPU 413-1
200 nsec
72 KB8 KB16 MB
40968256256
256256512
p. 128 Byte
p. 2 KByte*)
MPI,
CPU 414-1
100 nsec
128 KB8 KB16 MB
81928256256
51210241024
p. 256 Byte
p. 8 KByte*)
MPI
CPU 416-1/-2DP/-2DP
80 nsec
512 KB/ 0.8MB/ 1.6MB16 KB16 MB
163848512512
204820484096
p. 512 Byte
p. 16 KByte*)
MPI
*) 1 Byte = 8 数字量输入 / 输出 2 Byte = 1 模拟量输入 / 输出
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.38
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组织块 主循环扫描 日期时间中断 时间延时中断 看门狗中断 硬件中断 多处理器中断 启动 故障 , 异步 故障 , 同步
局部数据区
块的最大长度块的最大嵌套深度
MPI 和 K 总线上在线激活的最大节点数
MPI 和 K 总线上最大节点数
每个 GD 组的数据大小
CPU 412-1
OB 1OB 10,11OB 20,21OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,122
4 KB
64 KB16
8
32
32 Byte
CPU 413-1
OB 1OB 10,11OB 20,21OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,122
4 KB
64 KB16
16
32
32 Byte
CPU 414-1
OB 1OB 10-13OB 20-23OB 32-35OB 40-43OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,122
8 KB
64 KB16
32
32
64 Byte
CPU 416-1/ -2DP/ -2DP
OB 1OB 10-17OB 20-23OB 30-38OB 40-47OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,122
16 KB
64 KB16
64
32
64 Byte
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.39
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3. S7-400 的组成模块
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.40
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4. S7-400 的 CPU
Date: 23/4/20File: SSP1_01C.41
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5. S7-400 的配置 (例 s7_pro5 )