西门子S7-200EM235CN模块

西门子S7-200EM235CN模块

S7—300PLC功能强、速度快、扩展灵活，它具有紧凑的、无插槽位置限制的模块化结构，其系统构成如图1-5所示。它的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网的接口可以直接与编程器PG、操作员面板OP和其他S7可编程序控制器相连接

除CPU模块外，每块信号模块都带有总线连接器，安装时，先将总线连接器装在CPU模块，并固定在导轨上，依次将各模块装入。

1）电源模块PS307输出24VDC，它与CPU模块和其他信号模块之间通过外部电缆连接向各模块提供电源，而不是通过背板总线连接。

2）中央处理单元CPU模块有多种型号，如CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU315、CPU315—2DP等。CPU模块除完成执行用户程序的主要任务外，还为S7—300背板总线提供5V直流电源，并通过MPI多点接口与其他中央处理器或编程装置通信。

3）S7—300的编程装置可以是西门子专用的编程器，如PG705、PG720、PG740、PG760等，也可以用通用微机，配以STEP7软件包，并加MPI卡或MPI编程电缆构成。

4）信号模块SM可以使不同的过程信号电平与S7—300的内部信号电平相匹配，主要有数字量输入模块SM321、数字量输出模块SM322、模拟量输入模块SM331、模拟量输出模块SM332。每个信号模块都配有自编码的螺紧型前连接器，外部过程信号可方便地连在信号模块的前连接器上。特别指出的是，其模拟量输入模块独具特色，它可以接入热电偶、热电阻、4～20mA电流、0～10V电压等18种不同的信号，输入量程范围很宽。

5）功能模块FM主要用于实时性强、存储计数量较大的过程信号处理任务。例如，快给进和慢给进驱动定位模块FM351、电子凸轮控制模块FM352、步进电机定位模块FM353、伺服电机位控模块FM354、智能位控制面模块SINUMERIKFM-NC等。

浔之漫智控技术（上海）有限公司

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在整个程序执行完毕后，PLC将输出映像区中的执行结果送到输出状态锁存器锁存，并通过输出端子输出驱动用户负载设备。

2）可编程控制器控制系统和继电器逻辑控制系统的比较

传统继电器控制系统如图1-3所示，控制信号对设备的控制作用是通过控制线路板的接线来实现的。在这种控制系统中，要实现不同的控制要求必须改变控制电路的接线。

输出端子是PLC向外部负载输出信号的窗口，输出继电器的触点接到PLC的输出端子上，若输出继电器得电，其触点闭合，负载电源加到负载上，负载开始工作。而输出继电器由事先编好的程序（梯形图）驱动，修改程序即可实现不同的控制要求，非常灵活方便。应注意负载电源和负载的匹配，即负载电源是交流还是直流，额定电压、额定电流和额定功率都由负载决定。

其实PLC一般有继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型三种，为方便起见，若不特殊说明，

3）西门子S7系列可编程序控制器

西门子S7系列PLC主要有S7-200、S7-300和S7-400三种，S7-200结构为整体式，具有较高的性价比；S7-300和S7-400则采用模块式结构，由模块和机架组成，用户可根据需要选择模块，并将其插到机架的插槽上，指令更加丰富，功能更为完善，使用较为灵活。本书主要介绍S7-200和S7-300系列。

在组建PLC控制系统时，要给PLC输入端子连接输入部件（如开关），给输出端子连接输出部件，并给PLC提供电源。在图1-4中，PLC输入端子连接SB1（启动）、SB2（停止）按钮和24V直流电源（24VDC），输出端子连接接触器KM线圈和220V交流电源（220VAC），电源端子连接220V交流电源供电，在内部由电源电路转换成5V和24V的直流电压，5V供给内部电路使用，24V会送到L+、M端子输出，可以提供给输入端子使用。PLC硬件连接完成后，在计算机中使用PLC编程软件编写图示的梯形图程序，并用通信电缆将计算机与PLC连接起来，再将程序写入PLC。

PLC种类很多，但结构大同小异，典型的PLC控制系统组成框图如图1-5所示。在组建PLC控制系统时，需要给PLC的输入端子连接有关的输入设备（如按钮、触点和行程开关等），给输出端子连接有关的输出设备（如指示灯、电磁线圈和电磁阀等）。如果需要PLC与其他设备通信，可在PLC的通信接口连接其他设备；如果希望增强PLC的功能，可给PLC的扩展接口接上扩展单元。

PLC内部主要由CPU、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、扩展接口和电源等组成。CPU的性能对PLC的工作速度和效率有很大的影响，故大型PLC通常采用高性能的CPU。

CPU的主要功能有：接收通信接口送来的程序和信息，并将其存入存储器。采用循环检测（即扫描检测）方式不断检测输入接口送来的状态信息，以判断输入设备的输入状态。逐条运行存储器中的程序，并进行各种运算，再将运算结果存储下来，通过输出接口输出，以对输出设备进行有关控制。监测和诊断内部各电路的工作状态。

2．存储器

存储器的功能是存储程序和数据。PLC通常配有ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）两种存储器，ROM用来存储系统程序，RAM用来存储用户程序和程序运行时产生的数据。

系统程序由厂家编写并固化在ROM存储器中，用户无法访问和修改系统程序。系统程序主要包括系统管理程序和指令解释程序。系统管理程序的功能是管理整个PLC，让内部各个电路能有条不紊地工作。指令解释程序的功能是将用户编写的程序翻译成CPU可以识别和执行的程序。

PLC外围设备提供或需要的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU只能处理标准电平信号，I/O接口要能进行电平转换；为了提高PLC的抗干扰能力，I/O接口一般具有光电隔离和滤波功能；为了便于了解I/O接口的工作状态，I/O接口还带有状态指示灯。

1）输入接口PLC的输入接口分为数字量输入接口和模拟量输入接口。数字量输入接口用于接收“1”“0”数字信号或开关通断信号，又称开关量输入接口；模拟量输入接口用于接收模拟量信号（连续变化的电压或电流）。模拟量输入接口通常采用A/D转换电路，将模拟量信号转换成数字信号。

PLC写入控制程序后，通常先进行模拟测试运行，如果运行结果与要求一致，再将PLC接入系统线路。

PLC的模拟测试运行操作如图1-18所示。在PLC、L1、N端连接220V交流电源，为整个PLC供电；将PLC的24V电压输出的M端与输入的1M端连接在一起，把一根导线的一端固定接在DC24V电压输出的L+端，另一端接触输入的I0.0端（即DIa.0端），这样相当于将I0.0端的外接按钮SB1闭合（见图1-15所示线路），正常PLC上I0.0端对应的输入指示灯变亮，表示I0.0端有输入，PLC内部的程序运行，运行结果正常Q0.0端（即DQa.0端）会产生输出，Q0.0端对应的输出指示灯会变亮。再用同样的方法测试SB2、SB3、FR触点闭合时，PLC输出端的输出情况（查看相应输出端对应的指示灯亮灭状态），正常输出结果与预期一致。如果不一致，应检查编写的程序是否有问题，改正后重新下载到PLC再进行测试。导线接触不良或PLC本身硬件有问题也会导致测试不正常。