西门子S7-300 400PLC编程技术及工程应用 教学课件 作者 陈海霞 PLC课件1 第一章.ppt

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1、第1章PLC基础概述西门子PLC概述PLC组成PLC的基本原理内容提要1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。概述1987年2月，国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器作了如下的定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC的主要特点可靠性高、抗干扰能力强丰富的I/O

2、接口模块采用模块化结构编程简单易学，系统的设计、调试周期短安装简单，维修方便PLC的主要应用PLC的应用领域包括：专用机床、纺织机械、包装机械、通用机械工程应用、控制系统、机床、楼宇自动化、电器制造工业及相关产业等等。西门子PLC概述TIA的结构图SIMATICS7-300具有多种不同的通信接口：多点接口(MPI)集成在CPU中，用于连接编程设备。DP接口，用于连接PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制系统。多种通信处理模块用来连接AS-i接口、工业以太网和PROFIBUS总线系统。串行通信处理模块用来连接点

3、对点的通信系统。S7-300系列PLCS7-300主要功能如下：高速的指令处理：0.6~0.1μs的指令处理时间浮点数运算：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(HMI)：方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内诊断功能：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。S7-300系列PLC除了具有S7-300系统的功能外，S7-400还具有如下的增强功能：

4、冗余设计的容错自动化系统多CPU处理扩展能力诊断功能S7-400系列PLCS7-1200的产品新特性如下：紧凑模块化结构强大的控制功能经典的编程模式复杂的数据结构指令参数的多态性基于控制对象编程集成HMI工程组态通讯集成Profinet接口灵活的第三方通讯S7-1200系列PLCPLC由中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信单元、电源、扩展端口等单元有机结合而成。根据结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合式（也称模块式）两类。整体式结构：它的体积小，结构紧凑。小型机常采用这种结构，比如德国SIEMENS公司的S7-20

5、0系列的PLC。组合式PLC：系统配置灵活，中、大型PLC常采用这种方式，比如德国SIEMENS公司的S7-300/400系列的PLC，美国GE公司的VersaMax系列的PLC，法国施奈德公司的ModiconPremium系列的PLC等。PLC的组成S7-300/400系列PLC的组成1.负载电源2.后备电池(CPU313以上)3.24VDC连接器4.模式开关5.状态和故障指示灯6.存储器卡(CPU313以上)7.MPI多点接口8.前连接器9.前盖PLC的工作原理整个PLC的工作过程是以循环扫描的方式进行的，重复执行一个循环工作周期。以

6、下四个步骤就是PLC程序执行的一个循环工作周期：操作系统启动循环时间监控；CPU将输出映像区中的数据写到输出模块；CPU读取输入电路的接通／断开状态并存入输入映像区；CPU处理用户程序，执行用户程序中的指令，并实时更新内存映像区。PLC的工作原理循环时间是指一个程序执行一个周期所占有的时间，例如执行一个OB1的周期时间。一般PLC的循环时间在数十到一百多毫秒之间，每个用户程序的循环时间并不相同，主要受到以下情况的影响而延长：不同的程序路径；有过程中断的处理；有诊断和故障的处理；通信方式的不同等。PLC的响应时间是指从检测到一个输入信号至相

7、应输出信号发生改变之间的时间。响应时间主要取决于循环时间和信号模块、集成I/O的输入和输出延迟等因素，一般也是毫秒级的循环时间和响应时间