CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。

当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。

方便用户接线

装置单元通过连接器连接。当*连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线的前连接器插入到错误模块中。

• 模拟量输入/输出   
• 用于解决更复杂的模拟量过程信号控制任务
• 用于连接模拟传感器和执行机构，而无需增加测量放大器

CPU：

不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。

用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。

用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。

用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。

根据要求，也可使用下列模块：

 

用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。

接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。

通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。

SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件：

适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。

设计

简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护：

 

安装模块：

只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。

集成的背板总线： 

背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。

模块采用机械编码，更换极为容易：

更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。

现场证明可靠的连接：

对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。

TOP 连接：

为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。

规定的安装深度：

所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。

无插槽规则:

信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。

扩展

若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则可对 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）进行扩展：

 中央控制器和3个扩展机架多可连接32个模块：

总共可将 3 个扩展装置（EU）连接到中央控制器（CC）。每个 CC/EU 可以连接八个模块。

通过接口模板连接：

每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中，并自动处理与扩展装置的通信。

通过 IM 365 扩展：

1 个扩展装置远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。

通过 IM 360/361 扩展：

3 个扩展装置， CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的远距离为 10m。

单独安装：

对于单独的 CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离：长达 10m

 

功能表图转换实现的基本规则及绘制功能表图的注意事项1、功能图表转换实现的基本规则（1）转换实现的条件在功能表图中，步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的。转换实现必须同时两个条件：1）该转换所有的前级步都是活动步；2）相应的转换条件。 ??如果转换的前级步或后续步不止一个，转换的实现称为同步实现，如图5-25所示。图5-25转换的同步实现（2）转换实现应完成的操作转换的实现应完成两个操作：1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步；2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。 ??2．绘制功能表图应注意的问题1）两个步不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。2）两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。3）功能表图中初始步是的，它一般对应于等待起动的初始状态，这一步可能没有什么执行，因此很容易遗漏这一步。 ??如果没有该步，无法表示初始状态，也无法返回停止状态。4）只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能变成活动步。如果用无断电保持功能的编程元件代表各步，则PLC开始进入RUN时各步均处于“0”状态，因此必须要有初始化，将初始步预置为活动步，否则功能表图中永远不会出现活动步，将无法工作。 ??

可编程序控制器PLC的。 ??4.数据处理现代的PLC都具有数算、数据传送、转换、排序和查表等功能，可进行数据的采集、分析和处理，同时可通过通信接口将这些数据传送给其它智能装置，如计算机数值控制（CNC）设备，进行处理。对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。 ??1．按结构形式分类根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。（1）整体式PLC整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。 ??整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。 ??基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。（2）模块式PLC模块式PLC是将PLC各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。 ??模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。 ??叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但可以灵活配置，还可做得体积小巧。2．按功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、三类。 ??（1）低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制。（2）中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。 ??有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制。（3）PLC除具有中档机的功能外，还了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。 ??PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模控制或构成分布式网络控制，实现工厂自动化。3．按I/O点数分类根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。(1).小型PLC——I/O点数<256点；单CPU、8位或16位处理器、用户存储器容量4K字以下。 ??如：GE-I型美国通用电气（GE）公司TI100美国德洲仪器公司F、F1、F2三菱电气公司C200立石公司（欧姆龙）S7-200德国西门子公司EX20EX40东芝公司SR-20/21中外合资无锡华光电子工业有限公司(2).中型PLC——I/O点数256～2048点；双CPU，用户存储。 ??总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前，上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美国：AB通用电气、*康公司；：三菱、富士、欧姆龙、电工等；德国：西门子公司；法国：TE施耐德公司；：三星、LG公司等。 ??二、技术发展动向1.产品规模向大、小两个方向发展大：I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。小：由整体结构向小型模块化结构发展，了配置的灵活性，了成本。 ??2.PLC在闭环控制中应用日益广泛3.不断加强通讯功能4.新器件和模块不断推出的PLC除了主要采用CPU以处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。 ??5.编程工具丰富多样，功能不断，编程语言趋向化有各种简单或复杂的编程器及编程，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有的PLC指令。6.发展容错技术采用热备用或并行工作、多数表决的工作。 ??三、国内发展及应用概况我国的PLC产品的研制和生产经历了三个阶段：顺序控制器（1973～1979）——一位处理器为主的工业控制器（1979～1985）——8位微处理器为主的可编程序控制器（1985以后）。 ??7.追求软硬件的化。在对外开放政策的推动下，国外PLC产品大量进入我国市场，一部分随成套设备进口。如宝钢一、二期工程就引进了500多套，还有咸阳显象管厂、秦皇岛煤码头、汽车厂等。现在，PLC在国内的各行各业也有了极大的应用，技术含量也越来越高。 ??

可编程序控制器PLC的应用范围目前，在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化等各行各业，随着PLC性能价格比的不断，其应用领域不断扩大。 ??从应用类型看，PLC的应用大致可归纳为以下几个方面：1.开关量逻辑控制利用PLC基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代的继电器控制，用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等，例如：机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。 ??这是PLC基本的应用，也是PLC广泛的应用领域。2.运动控制大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广泛用于各种机械设备，如对各种机床、装配机械、机器人等进行运动控制。 ??3.控制大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能，有的小型PLC也具有模拟量输入输出。所以PLC可实现模拟量控制，而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制，用于控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。 ??5.通信联网PLC的通信包括PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与其它智能设备之间的通信，PLC与通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中、分散控制”的多级分布式控制，工厂自动化（FA）发展的需要

GE智能平台VersaMaxMicro控制器以功能强而见长。当选择其它功能时，模块化VersaMax Micro可以根据客户的需求提供相匹配的特性和灵活性，从而进一步节省产品生命周期成本。外形小巧的VersaMaxMicro PLC能够提供模块化的设计和多种内置特性，包括多达64个I／O点，***多可扩展至176个I／O点，循环周期快，具有强大的指令集以及编程更加灵活的大内存。

VersaMax可以与PWM脉冲串设备一起使用。另外控制器配备了内置高速计数器。在高速运动方面，新型Micro20、Micro40和Micro64都支持4个高速运行的100khz计数器和4个65khz的PWM或脉冲串输出。VersaMaxMicro配置了RS－232端口，可用于SNP模式、ModbusRTU或串行I／O指令

LB9032：设定为ON，威纶屏HMI将使用相关保留地址中的数据*新COM3的通讯设定基于SIMATICPC的自动化解决方案的优点： 通过带有强大处理器和新技术的紧凑而坚固的工业PC来实现高处理性能在集成到总体中时，预安装的可以节省时间与成本 通过WinCCToolLink-EDA（设备数据采集），可以对和机器数据进行实时诊断通过集成RAID1功能实现可用性并通过SIMATICIPCDiagMonitor进行远程，确保全天候无故障运行部件长期可用，具有很高的投资性认证和全球支持使全球使用成为可能电梯控制根据当前轿厢的位置与指令的要求，自动判断出运行方向，并在操纵箱的方向按钮上显示位于瑞士楚格小镇的西门子楼宇科技集团楼宇自控产品市场经理JonathanMilesCopley表示，大城市的空气*为糟糕，因此，西门子建议研发这样的传感器，以集成到我们的楼宇自控中0’的路上，我们也有石头过河的时候在PLC控制中，利用PLC的很容易实现利用一个输出点控制指示灯的常亮和闪亮，这样就可以利用一个指示灯表示两种不同的信息，从而节省PLC的输出点142FMClassI从根本上讲，只要能实现这个转换的，什么语言都可以为此，各PLC厂家都在这方面进行大量的用NOP指令可替代已写入指令，可以改变电路??每次向上计数输入执行从关闭至打开转换时，向上／向下计数器（CTUD）向上计数，每次向下计数输入执行从关闭至打开转换32，767）时，向上计数输入的下一个上升边缘当前计数变成小值

通讯报文设置
SINAMICS G150有多种报文结构进行选择，详细描述请参考：SINAMICS_G150_operating-instructions手册，表2为报文结构。

表2 报文结构

报文结构是999为用户自定义报文，当用户选择此报文结构时，SINAMICS G150的起、停控制位等需自己做关联。此时必须将PLC控制请求置1（P854=1）。
注意：在做S7-300/400硬件组态时，需要配置报文结构，图3是STEP7中的报文设置，配置结束后进行编译保存；然后，打开STARTER，核对报文结构是否一致，图4是STARTER软件中报文的设置，若不一致需在STARTER软件中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮

图3 STEP7中的报文设置

图4 STARTER软件中报文设置

4 用PROFIBUS DP总线对SINAMICS G150起、停及速度控制
S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP周期性通讯方式将控制字1和主设定值发送至SINAMICS G150 ，当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE” 指令和功能块SFC14和SFC15进行数据传送。
下面分别采用“MOVE” 指令进行数据传送和调用SFC14和SFC15系统功能块进行数据传送加以说明。
例程文件名为：“G150_DP控制字、主给定值的发送及状态字和实际频率读出程序.rar”，链接： G150_DP1.rar

注:程序中选择标准报文1

1、采用“MOVE” 指令进行数据传送：
（1）在例程中，在变量表“SINAMICS G150 start_up”中，分别强制M1.0、M1.1为1；
（2）通过MW2发送控制字1，**写入047E，然后写入047F，SINAMICS G150 开始运行，如停止SINAMICS G150 ，发送047E，使SINAMICS G150 停止运行，变量表如图5所示；
（3）MW4写入的是主设定值，速度设定值要经过标准化，4000H（十六进制）对应于
**，发送的较大值为7FFFH（200%），所设定的百分数乘以P2000 中设定的参考速度， 就是给定速度；

 

在PLC中，可以将基本数据类型或复合数据类型组合在一起生成以下的数据类型：

    (1)数组(ARRAY) 将一组同类型的数据组合在一起，形成一个单元。

    (2)结构(STRUCT) 将一组不同类型的数据组合在一起，形成一个单元。

    (3)字符串(bbbbbb) 包含了最多254个字符(CHAR)的一维数组。

    (4)时间和日期(DATE_AND_TIME) 用于存储年、月、日、小时、分钟、秒钟、毫秒和星期，占用8个字节，用BCD格式保存，星期天的代码为1，星期一到星期六的代码为2～7。

    (5)用户定义的数据类型UDT( User-Defind Data Types) 由用户将基本数据类型和复合数据类型组合在一起，形成新的数据类型。

 

参数类型是为在逻辑块（子程序）之间传递参数的形参定义的数据类型。

    (1) TIMER（定时器）和COUNTER（计数器）  执行逻辑块时需要使用的定时器和计数器，对应的实参是定时器和计数器的编号，如T3、C8。

    (2) BLOCK（块）  一个块用于输入或输出，参数声明决定了使用的块的类型，例如FB、FC或DB等（块的应用可参见本书第7章中对程序结构的说明）。块参数类型的实参应为同类型的块的地址（如FB2）或符号名（如“FAN”）。

    (3) POINTER（指针）  指针指向一个变量的地址，即用地址作为实参。如P#M23.0是指向M23.0的双字地址指针。

    (4) ANY用于实参的数据类型未知或可以使用任意类型的数据，占10个字节。

 

在PLC中，可以将基本数据类型或复合数据类型组合在一起生成以下的数据类型：

    (1)数组(ARRAY) 将一组同类型的数据组合在一起，形成一个单元。

    (2)结构(STRUCT) 将一组不同类型的数据组合在一起，形成一个单元。

    (3)字符串(bbbbbb) 包含了最多254个字符(CHAR)的一维数组。

    (4)时间和日期(DATE_AND_TIME) 用于存储年、月、日、小时、分钟、秒钟、毫秒和星期，占用8个字节，用BCD格式保存，星期天的代码为1，星期一到星期六的代码为2～7。

    (5)用户定义的数据类型UDT( User-Defind Data Types) 由用户将基本数据类型和复合数据类型组合在一起，形成新的数据类型

控制模块：控制模块实现对伺服轴的速度环和电流环的闭环控制功率模块，对伺服电机提供频率和电压可变的交流电源监控模块，主要是对电源模块弱电供电能力的补充。滤波模块对电源进行滤波作用。电抗对电压起到平稳作用。 611电源模块的接口信号 
611模块的接口信号有以下几组：
（1）电源接口 
U1 V1 W1 主控制回路三相电输入端口 X181 
工作电源的输入端口，使用时常常与主电源短接，有的系统为了让机床在断电后驱动还能正常工作一段时间，把600V的电压端子与P500 
M500端子短接，这样由于600V电压不能马上放电完毕，还能维持驱动控制板的正常工作一段时间。P600M600是600V直流电压输出端子。 
（2）控制接口 
64控制使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消时，所有的轴的速度给定电压为零，轴以**的加速度停车。延迟一定的时间后，取消脉冲使能63脉冲使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消后，所有56的轴的电源取消，轴以自由运动的形式停车。 
48 
主回路继电器，该信号断开时，主控制回路电源主继电器断开。
112调试或标准方式，该信号一般用在传输线的调试中，一般情况接到系统的24V上。 
X121 
模块准备好信号和模块的过热信号。准备号信号与模块的拨码开关的设置有关，当S1.2=ON时，模块有故障时，准备好信号取消，而S1.2=OFF时，模块有故障和使能(63,64)信号取消时，都会取消准备好信号，因此在更换该模块的时候要检查模块顶部的拨码开关的设置，否则模块可能会工作不正常。所有的模块过载和连接的电机过热都会触发过热报警输出。 
NS1/NS2 
主继电器闭合使能，只有该信号为高电平时，主继电器才可能得电。该信号常用来作主继电器闭合的连锁条件。 
AS1/AS2 
主继电器状态，该信号反映主继电器的闭合状态，主继电器闭合时为高电平