浅谈西门子s7-300系列plc与学习心得

浅谈西门子S7-300系列PLC与学习心得随着现代工业生产中自动化程度的提高，我们对能够完成自动控制的设备也有了更高的要求，PLC就是其中能够对工业生产进行自动控制的一种控制设备.

PLC英文全称PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ,中文全称为可编程逻辑控制器，它是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的.它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.它的特点在于：

1可靠性高，抗干扰能力强

2配套齐全，功能完善，适用性强

3易学易用，深受工程技术人员欢迎

4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

5体积小，重量轻，能耗低

正因为如此，PLC的应用在现代工业控制生产领域起着非常重要的作用，特别是在钢铁、石油、化工、电力、机械制造等行业扮演着至关重要的角色。

在我厂炼油化工生产装置中，PLC系统应用也十分广泛，像：余热发电站，汽油罐区，七万吨挤压造粒，火炬，水处理，老球罐，芳烃罐区，重油，柴油及压缩机机组等装置设备都应用了不同的PLC系统，保证装置设备的正常运做.在这些装置设备中其中以西门子公司的S7-300/400系列PLC系统为主.它有着灵活地组网方式及各种标准的通信协议，能够完成复杂的工业控制要求。就我所认识学习的S7-300 PLC系统做以简要的介绍：

一硬件架构：

1 网络构造：

MPI多点接口网络：该网主要用于PLC与工程师站和操作站的短距离连接，通讯距离50米.通讯速率：187.5KBIT/S或12MBITS/S。

PROFIBUS网络：用于现场分布式的I/O站和别的西门子PLC通讯.通讯速率：187.5MBITS/S或12MBITS/S。

2 组成部件：

S7-300 PLC 模块结构构成，它主要油以下几个部分组成：

CPU :中央处理单元，用于计算卡件采集各种数据，我厂大多有CPU314,CPU315，CPU316等系列.如CPU 315-2DP，存储容量为64KB，即我们编写程序最大的存储位为M65536.7。CPU上可插入快速闪存储卡，可用于长期存储重要的数据与功能程序。

PS：电源模块，将AC 220V电源转换成 DC 24V电源，供给CPU和I/O模块使用。

SM：信号模块，它是模拟量输入输出模块，数字量输入输出模块的总称。

IM: 接口模块，用于中央机架与扩展机架的连接，每层机架最多可装8块SM卡，当需要装入更多SM卡时，则需扩展。系统最多搭配4层机架，最多可配置32块信号模块。

CP：通讯处理器，用于PLC之间，PLC与计算机和其他智能设备之间的连接.

通讯网卡：用于PLC系统与上位机的数据通讯：主要类型有CP5611，CP5613,CP1613,CP5412A2等通讯网卡，均支持多种通讯协议。

当我们需要架构起一台PLC系统时，需要配置最基本模块结构：电源模块，CPU，及信号模块，其他模块则可根据系统需要培植（如接口模块，当系统不需扩展机架时，则不需安装）.所有模块均安装在金属导轨上，电源模块安装在最左端（1号槽），CPU模块紧靠电源模块（2号槽），如需配置接口模块，则放在CPU模块右侧（3号槽），当不需机架扩展时则安装信号模块，功能模块，通信处理器.（4到11号槽）.除电源模块外，卡件与卡件之间在背板上用总线连接器连接，并固定在导轨上，实现信号模块与CPU的连接。（注：槽为设置在后面S7编程软件中设置）

二 S7编程软件：

对于西门子S7-300/400系列来说，无论是逻辑功能编程还是硬件组态，都需要在S7软件中完成。

在介绍S7之前，首先要了解300系统中的存储器类型与信号在系统中的数据类型，了解这些知识才能迅速掌握了解数据在整个系统中的传输存储过程，帮助我们更加快速的掌握S7 软件。

300系统中分为4大存储区：1 装载存储器 2 工作存储器 3 系统存储器 4 外设存储区，其中系统存储器在我们编程组态中需要重点了解。

系统存储器又分为：1 过程映象输入输出（I/O） 2 内部存储器标志位（M）存储区 3 定时器（T）存储区 4 计算器（C）存储区 5 数据块与背景数据块 6 外设I/O区。

例如：我们从一块模拟量输入SM卡上采集到一点模拟量数据PIW（外设I/O 区），经过一个比较模块，与上位机给出的数据MD0（内部存储器标志位存储区）进行比较，将结果送入I1.0（过程映象输入输出（I/O）），此模块中我们还可加入一个定时功能（定时器（T）存储区），让结果在延时几秒肿后输出，以过滤错误信号所产生的结果。

我们可以清楚的看到每个数据所在的存储位置，以及数据传输的过程。

300系统中模拟信号的数据转换类型：

范围双极性

百分比十进制十六进制±5V ±10 V ±20 MA

上溢出118.515% 32767 7FFFH 5.926 V 11.851V 23.70 MA

超出范围 117.589% 32511 7EFFH 5.879 V 11.759V 23.52 MA

正常范围100.000% 27648 6C00H 5V 10 V 20 MA

0 % 0 0H 0V 0 V 0MA

-100.000% - 27648 9400H -5V - 10 V -20 MA

低于范围-117.593% - 32512 8100H -5.879 V -11.759 V -23.52 MA 下溢出-118.519% - 32768 8000H -5.926 V -11.851 V -23.70 MA

范围单极性

百分比十进制十六进制 0~10 V 0~20 MA 4~20 MA 上溢出118.515% 32767 7FFFH 11.852 V 23.70 MA 22.96MA 超出范围117.589% 32511 7EFFH 11.759 V 23.52 MA 22.81MA 正常范围100.000% 27648 6C00H 10 V 20 MA 20 MA

0 % 0 0H 0 V 0 MA 4 MA 低于范围- 17.593 % - 4864 ED00H -1.959V - 3.52 MA 1.185MA 生产过程中有大量的连续变化的模拟量需要测量或控制，液位，温度压力，流量这4大参数产生的标准电压，电流信号，在300系统中均都首先转化为可计算的十进制数或十六进制数进行逻辑控制运算。例如：标准电流信号4~20 MA，在系统中首先要转化为0~27648的十进制数，在进行以后的逻辑功能运算，如果产生溢出，则在+32768和-32768间。