图解西门子S7-300/400系列PLC入门(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-05-12 20:04:33

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作者:郑凤翼,张继研

出版社:电子工业出版社

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图解西门子S7-300/400系列PLC入门

图解西门子S7-300/400系列PLC入门试读:

前言

可编程序控制器(PLC)是以微机技术为核心,将微型计算机技术、自动控制技术及网络通信技术有机地融为一体,是一种新型通用的工业控制装置。它具有控制功能强、可靠性高、环境适应性好、配置灵活、编程简单、使用方便、易于扩展等优点。因此,近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到广泛应用。学习、掌握和应用PLC技术对提高我国工业自动化水平和生产效率具有十分重要的意义。

西门子S7—300/400 PLC在大中型PLC中应用最广、市场占有率最高。S7—300/400及其编程软件STEP 7功能强大,程序结构复杂,不易掌握。目前专门介绍PLC的书籍较多,但是适合初学者自学的较少,为了进一步普及、推广这一先进的自动控制技术,笔者编写此书,奉献给广大初学者。

全书共分6章:第1章介绍PLC的基本组成和工作原理;第2章介绍西门子公司的S7—300/400系列PLC的硬件系统;第3章介绍S7—300/400系列PLC的编程语言与指令系统;第4章介绍STEP 7编程软件使用初步;第5章介绍S7—300/400系列PLC程序结构与程序设计;第6章介绍PLC的应用。

本书在写法上,尽量运用图解的方法,图、文相辅相成,特别是对STEP 7编程软件运用图解的方法来讲解,使没有安装STEP 7编程软件的初学者,也能够利用STEP 7编程软件进行创建项目、硬件组态、模块参数设置、程序设计及仿真等操作。

本书文字精炼、通俗易懂、内容丰富、分析详细、清晰。读者通过本书的学习,可以尽快全面地掌握PLC的工作原理和应用技术。本书适用于广大初、中级电工自学者,也可供技术培训及在职技术人员使用,还可供大专院校师生参考。

本书主要由郑凤翼、张继研编写,参加编写的还有徐占国、孙旭东、王晓芳、郑丹丹、孟庆涛、齐宝霞、郑晞晖、耿立文、郑明辉、苏阿莹、李晶、温永库、王晓琳、杨洪升、冯建辉、李红霞、张萍等。

在本书写作过程中,编者参考了一些书刊杂志,并引用其中的一些内容,难以一一列举,在此一并向有关书刊杂志的作者表示衷心的感谢。

编著者

第1章 可编程序逻辑控制器(PLC)的基本组成和工作原理

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Control,PLC)是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的,以下简称为PLC。

PLC是一种为适应于各种较为恶劣的工业环境而设计的;PLC具有与计算机相似的结构,是一种工业控制计算机;PLC必须经过用户二次开发编程方可使用。

1.1 PLC的特点、分类、性能指标和应用领域

1.1.1 PLC的特点(1)可靠性高、抗干扰能力强

由于采用了大规模集成电路和微处理器,使系统器件数大大减少,并且在硬件设计和制作过程中采取了一系列的屏蔽、滤波、隔离等抗干扰措施,使PLC能适应恶劣的工作环境,具有较高的可靠性。(2)编程简单、使用方便

由于采用了面向控制过程的编程语言,使用户易于掌握。PLC的开发商为了便于工程技术人员学习和掌握PLC,采取了与继电器、接触器控制原理相似的梯形图语言,从而使之易学、易懂,易于编程、易于修改。(3)采用模块化结构

为了适应各种工业控制的需要,除了小型的单元式PLC外,绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC模块、电源模块、I/O模块等均采用模块化设计,由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需求自行组合。(4)系统设计、制作周期短,容易维护

PLC产品正朝着系列化、标准化的方向发展,通常只需根据控制系统的要求,选用相应的模块进行组合设计即可;同时用软件编程代替了继电器、接触器控制系统的硬连线,大大减轻了接线工作;PLC还具有故障检测和显示功能,使处理故障的时间大大缩短。(5)丰富的I/O接口

PLC除具有计算机的基本部分(如CPU、存储器)外,还有丰富的I/O接口模块。对不同的现场信号都有相应的 I/O接口模块与工业现场的器件或设备直接连接。此外,为了提高PLC的操作性能,它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业控制网络,还配备了多种通信联络的接口模块。(6)体积小、重量轻、功耗低

由于采用半导体集成电路,与传统的继电器控制系统相比,其体积小、重量轻、功耗低。1.1.2 PLC的分类

PLC产品种类繁多,其规格和性能也各不相同。通常是根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等对PLC进行大致分类。(1)按结构形式分类

① 整体式PLC。整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件集中装在一个机箱内,具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。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各组成部分分别作为若干个单独的模块,如CPU模块、I/O模块、电源模块以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成,模块安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系统,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。

③ 叠装式PLC。这是一种新的结构形式,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的CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块,但它们之间是靠电缆进行连接,并且各模块可以一层层地叠装。这样,不但系统可以灵活配置,还可使其体积小巧。(2)按功能分类

① 低档PLC。具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、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系统。

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、通信连网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能,适用于复杂控制系统。

③ 高档PLC。除具有中档机的功能外,还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC具有更强的通信连网功能,可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化。(3)按I/O点数分类

① 小型PLC。I/O点数为256点以下的为小型PLC。其中,I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC。

② 中型PLC。I/O点数为256点以上、2 048点以下的为中型PLC。

③ 大型PLC。I/O点数为2 048以上的为大型PLC。其中,I/O点数超过8 192点的为超大型PLC。

在实际应用中,一般PLC功能的强弱与其I/O点数的多少是相互关联的,即PLC的功能越强,其可配置的I/O点数越多。因此,通常所说的小型、中型、大型PLC,除指其I/O点数不同外,同时也表示其对应功能为低档、中档、高档。1.1.3 PLC的性能指标(1)用户存储器容量

PLC的存储器由系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器三部分组成。PLC的存储容量一般指用户程序存储器和数据存储器容量之和,表征系统提供给用户的可用资源,是系统性能的一项重要技术指标。通常用K字(KW)、K字节(KB)或K位表来示。其中,1K=1 024,也有的PLC直接用所能存放的程序量表示。小型PLC用户存储器容量多为几KB,而大型PLC可达到几MB。(2)I/O点数

I/O的点数是指外部I/O端子的数量总和,决定了PLC可控制的输入开关信号和输出开关信号的总体数量。I/O点数是描述PLC大小的一个重要参数。I/O点数越多,外接的输入设备和输出设备就越多,控制规模就越大。(3)扫描速度

扫描速度是指PLC执行用户程序的快慢,它是一个重要的性能指标,决定了系统的实时性和稳定性。扫描速度与扫描周期成反比。通常是指PLC扫描1KB用户程序所需的时间,一般以ms/KB为单位。其中CPU的类型、机器字长等因素直接影响PLC的运算精度和运行速度。(4)指令的种类和数量

某种程序上用户程序所完成的控制功能受限于PLC指令的种类和功能。PLC指令的种类和功能越多,PLC的处理能力和控制能力越强,用户编程就越方便简单,越容易完成复杂的控制任务。(5)内部寄存器的种类和数量

用户编制PLC程序时,需要大量使用PLC内部的寄存器存放变量、中间结果、定时计数、模块设置及各种标志位等数据信息,因此内部寄存器的数量直接关系到用户程序的编制。

内部寄存器的种类和数量越多,表明PLC存储和处理各种信息的能力越强。(6)PLC的扩展能力

一般来说可扩展性包括存储容量的扩展、I/O点数的扩展、模块的扩展、通信连网功能的扩展等。

另外,PLC的电源、编程语言和编程器、通信接口类型等也是不容忽视的技术指标。1.1.4 可编程控制器的应用(1)开关逻辑控制

这是PLC最广泛应用的领域,它取代了传统的继电器控制电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单机控制,也可用于多机群控制及生产自动流水线控制,如注塑机、印刷机械、组合机床、装配生产线、包装生产线、电镀流水线及电梯控制等。(2)模拟量控制

在工业生产过程中,常要对一些大小是连续变化的模拟量(如电流、电压、温度、压力、流量、液位和速度等)进行控制。为了使PLC能处理模拟量,PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块。A/D模块把外电路的模拟量转换成数字量。D/A模块是把数字量转换成模拟量,再送给外电路。(3)运动控制

PLC使用专用的指令或运动控制模块,对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制,可以实现单轴、双轴、3轴或多轴联动的位置控制,使运动控制和顺序控制有机地结合在一起。PLC的运动控制功能广泛应用于各种机械,例如,金属切削机床、金属形成机械、装配机械、机器人等。(4)过程控制

过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量进行闭环控制。PLC通过其模拟量I/O模块、数据处理及数据运算功能,实现对模拟量的闭环控制。现代大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能,有些小型PLC也具有此功能模块。具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当控制过程中某个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,并把变量保持在设定值上。(5)数据处理

现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传递、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值进行比较,以完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到其他的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的大型控制系统。(6)通信和连网

为了适应近几年来兴起的工厂自动化(FA)系统、柔性制造系统(FMS)及集散系统等发展的需要,首先,必须发展PLC之间、PLC和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统,不仅要求PLC数据通信速率高,而且要考虑出现停电、故障时的对策等。PLC之间、PLC和上级计算机之间都采用光纤通信,多级传递,I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制,然后采用网络连接构成集中管理信息的分布式网络系统,这样就可以达到实时控制的目的,并能及时发现及解决问题。

1.2 PLC的基本组成

1.2.1 继电器控制(接线程序控制)系统及可编程序控制(存储程序控制)系统

传统的继电器控制系统通常由输入设备、继电器控制盘和输出设备三大部分组成,如图1-1所示。输入设备通常由被控对象的各种开关、按钮、传感器等构成。输出设备由被控对象执行元件组成,如电磁阀、接触器等。继电器控制盘通常由中间继电器、时间继电器和将这些器件连接起来的导线等组成。图1-1 继电器控制系统

PLC控制系统是从继电器控制系统发展而来的,其构成如图1-2所示。可以看出,这两种控制系统有很多相同之处,其中输入设备和输出设备基本相同,只是用PLC控制器取代了继电器控制盘。传统的继电器控制线路的控制作用是通过许多导线与继电器硬件连接实现的,而PLC控制系统的控制作用是通过软件编程实现的。后者可以通过修改程序来改变其控制作用,而前者则需要改变控制线路的硬件连接才能做到。图1-2 PLC控制系统1.2.2 PLC的基本组成

PLC的结构多种多样,但其基本组成一般都是相同的。PLC实质上是一种新型的工业控制计算机,但比一般的计算机具有更强的与工业过程控制相连接的接口,以及更直接的适应于控制要求的编程语言。因此,PLC与计算机的结构组成十分相似。

从硬件结构看,PLC主要由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、I/O接口单元、电源和编程器等组成。图1-3为PLC控制系统结构简化框图。图1-3 PLC控制系统结构简化框图1.2.3 PLC各组成部分的作用(1)中央处理器(CPU)

中央处理器(CPU)一般是由集成在一块芯片上的控制电路、运算器和寄存器组成的。CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储器单元、I/O接口电路连接。

不同型号的PLC可能使用不同的CPU部件,制造厂家使用CPU部件的指令编写系统程序,并固化在只读存储器(ROM)中。存储器主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。CPU的控制器用于读取指令、解释指令及执行指令。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。

CPU的主要功能有以下几点:

① 从存储器中读取指令。CPU从地址总线上给出存储地址,从控制总线上给出读命令,从数据总线上得到读出的指令,并存入CPU内的指令寄存器中。

② 执行指令。对存放在指令寄存器中的指令操作码进行译码,执行指令规定的操作,如读取输入信号、读取操作数、进行逻辑运算或算术运算,将结果输出给有关部分。

③ 准备取下一条指令。CPU执行完一条指令后,根据条件可产生下一条指令的地址,以便取出和执行下一条指令。在CPU的控制下,程序的指令既可以顺序执行,也可以分支执行或跳转执行。(2)存储器

存储器是具有记忆功能的半导体电路,用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他一些信息。

在PLC中使用的两种类型存储器为ROM和RAM。

PLC的存储空间一般可分为三个区域:

① 系统程序存储区。一般采用ROM或EPROM。该存储区用于存放系统程序,包括监控程序、功能子程序、管理程序、命令解释程序、系统诊断程序等。这些程序和硬件决定了PLC的各项性能。

系统程序是用来控制和完成PLC各种功能的程序,这些程序是由PLC制造厂家用相应CPU的指令系统编写的,并被固化到ROM中。

② 用户程序存储区。用户程序存储区用来存放由编程设备输入的用户针对具体控制任务自行编制的用户程序。该区一般采用2EPROM或EPROM,或者采用加有备用电池的RAM。不同类型的PLC,其存储容量各不相同。中、小型PLC的存储容量一般不超过8KB,大型PLC的存储容量高达几百千字节。

用户程序是指使用者根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的控制程序,可通过编程设备修改或增删。

③ 系统RAM存储区。用于存放I/O状态、定时/计数的值、中间结果等,包括I/O映像区及逻辑线圈、数据寄存器、计数器、定时器等设备的存储区。

由于这些程序或数据根据用户需要会经常改变、调试,因此用户存储区多为随机存储器。为保证掉电时不会丢失存储的信息,一般用锂电池作为后备电池,锂电池的寿命一般为5~10年,若锂电池经常带负载,其寿命一般为2~5年。当用户程序确定不变后,可将其写入EPROM中。

PLC只有具备了系统程序,才能使用户有效地使用PLC;同样PLC系统只有具备了用户程序,通过运行才能发挥PLC的功能。一般系统存储器容量的大小,决定系统程序的大小和复杂程度,也决定了PLC的功能。用户存储器容量的大小,关系到用户程序容量的大小和内部元件的多少,决定了用户控制系统的控制规模和复杂程度,是反映PLC性能的重要指标之一。1.2.4 I/O部分

I/O部分也称I/O单元或I/O模块,是PLC与被控设备相连接的接口电路。现场设备输入给PLC的各种控制信号,如限位开关、操作安钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量(要通过模数转换进入机内)等,通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。

由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的,而PLC内部CPU处理的信息只能是标准电平,因此I/O接口要实现这种转换。

PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口,有各种各样功能的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有数字量(开关量)I/O接口、模拟量I/O接口等。(1)输入接口电路

现场输入接口电路一般是由光电耦合电路和微型计算机输入接口电路组成的。

采用光电耦合电路与现场输入信号相连的目的是为了防止现场的强电干扰进入PLC。光电耦合电路的关键器件是光耦合器,一般由发光二极管和光敏晶体管组成。

光耦合器的信号传感原理是在光耦合器的输入端加上变化的电信号,发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。光敏晶体管在光信号的照射下导通,导通程度与光信号的强弱有关。在光耦合器的线性工作区,输出信号与输入信号呈线性关系。

由于信号和输出端是靠光信号耦合的,在电气上是完全隔离的,因此,输出端的信号不会反馈到输入端,也不会产生地线干扰或其他串扰。

由于发光二极管的正向阻抗值较低,而外界干扰源的内阻一般较高,根据分压原理可知,干扰源能馈送到输入端的干扰噪声很小。正是由于PLC在现场信号的输入环节采用了光耦合器,才增强了抗干扰能力。

微型计算机的输入接口电路一般由数据输入寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路构成,这些电路集成在一块芯片上。现场的输入信号通过光耦合器送到输入数据寄存器,再通过数据总线送给CPU。

常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有3种类型:直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口,如图1-4所示。(2)输出接口电路

输出接口电路一般由CPU的输出接口电路和功率放大电路组成。

CPU的输出接口电路一般是由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成而成。CPU通过数据总线将要输出的信号放到输出数据寄存器中。功率放大电路是为了适应工业控制的要求,将微型计算机输出的信号加以放大。PLC一般采用继电器输出,也有的采用晶闸管或晶体管输出。图1-4 开关量输入接口

常用的开关量输出接口按输出开关器件不同有3种类型:继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出,如图1-5所示。继电器输出接口可驱动交流或直流负载,但其响应时间长,动作频率低;而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快,动作频率高,但前者只能用于驱动直流负载,后者只能用于驱动交流负载。

PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC I/O点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时,可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。(3)模拟量输入接口

模拟量输入接口的作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合PLC内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。模拟量输入接口接受标准模拟电压信号和电流信号。由于在工业现场中模拟量信号的变化范围一般是不标准的,所以在送入模拟量接口时一般都需经转换器处理后才能使用。图1-6为模拟量输入接口的内部电路框图。图1-5 开关量输出接口图1-6 模拟量输入接口的内部电路框图

模拟量信号输入后一般经运算放大器放大后进行A/D转换,再经光电耦合后为PLC提供一定位数的数字量信号。(4)模拟量输出接口

模拟量输出接口的作用是将PLC运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出,以满足生产过程现场连续控制信号的需求。模拟量输出接口一般由光电隔离、D/A转换、转换开关等环节组成。图1-7为模拟量输出接口内部框图。图1-7 模拟量输出接口内部框图(5)电源部分

PLC一般使用220V的交流电源,电源部件将交流电转换成供PLC的中央处理器、存储器等电子电路工作所需的直流电源,使PLC能正常工作。

由于PLC主要用于工业现场的自动控制,直接处于工业干扰的影响之中,因此为了保证PLC内主机能可靠地工作,电源部件对供电电源采用了较多的滤波环节,还用集成电压调整器进行调整以适应交流电网的电压波动,对过电压和欠电压都有一定的保护作用。另外还采用了较多的屏蔽措施来防止工业环境中的空间电磁干扰。常用的电源电路有串联稳压电路、开关式稳压电路和设有变压器的逆变式电路。(6)扩展接口

扩展接口用于将扩展单元及功能模块与基本单元相连,使PLC的配置更加灵活,以满足不同控制系统的需要。(7)通信接口

为了实现“人-机”或“机-机”之间的对话,PLC配有多种通信接口。PLC通过这些通信接口可以与监视器、打印机及其他的PLC或计算机相连。

当PLC与打印机相连时,可将过程信息、系统参数等输出打印;当与监视器(CRT)相连时,可将各种图像显示出来;当与其他PLC相连时,可以组成多机系统或连成网络,实现更大规模的控制;当与计算机相连时,可以组成多级控制系统,实现控制与管理相结合的综合控制。(8)外部设备

PLC还有许多外部设备,如EPROM写入器、外存储器、人-机接口装置等。

EPROM写入器是用来将用户程序固化到EPROM存储器中的PLC外部设备。为了使调试好的用户程序不易丢失,常用EPROM写入器将PLC内RAM存储的数据保存到EPROM中。

PLC内部的半导体存储器称为内存储器。有时可用外部的磁带、磁盘和用半导体存储器改成的存储盒等来存储PLC的用户程序,这些存储器件称为外存储器。外存储器一般是编程器或其他智能模块提供的接口,实现与内存储器之间相互传送用户程序。

人-机接口装置是用来实现操作人员与PLC控制系统的对话。最简单、最普遍的人-机接口装置由安装在控制台上的按钮、转换开关、拨码开关、指示灯、LED显示器、声光报警器等部件构成。

1.3 PLC的工作原理

1.3.1 PLC的等效工作电路

为了便于说明PLC的工作原理,对于开关量顺序控制(逻辑运算)的PLC,可以利用如图1-8所示的等效继电器控制电路进行描述。

在等效工作电路图中,PLC可以分为输入电路、内部控制电路与输出电路三部分。其中,输入电路代表实际PLC的输入接口电路、输出采样、输入缓冲等部分;内部控制电路代表实际PLC的控制程序执行过程;输出电路代表实际PLC的输出接口电路、输出刷新、输出缓冲等部分。

值得注意的是,图1-8所示的电路仅是为了说明PLC工作原理而“虚拟”的等效工作电路,实际PLC的内部组成电路、I/O连接方式、I/O接口等硬件均与此不同,如实际PLC中并不存在图1-8中的I0.0~I0.7等“输入继电器”。图1-8 PLC顺序控制等效工作电路图(1)输入电路

输入电路由外部输入信号、PLC输入接线端子、等效输入继电器三部分组成。外部输入信号包括各类按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关等。外部输入信号经PLC的输入接线端与输入继电器连接(事实上PLC内部无这些输入继电器,它们相当于实际PLC中的“输入映像”)。每个输入继电器与输入信号一一对应,当外部输入为“1”时,输入继电器“线圈”得电,内部控制电路中对应的输入触点“吸合”。

在实际PLC中,由于“输入映像”可以在程序中进行无限次使用,因此,应认为等效电路中的输入继电器触点也是无限的,它们同样可以在内部控制电路中无限次使用。此外,由于在用户程序中,绝大部分PLC都不允许将输入信号地址作为PLC程序中的“输出”,因此,假设输入继电器也同样不可以用内部控制电路进行驱动,即等效电路中的输入继电器只能受外部输入信号的控制,在内部控制电路中只能使用它们的“触点”。(2)输出电路

输出电路由内部输出触点、PLC输出接线端子、输出执行元件三部分组成。输出执行元件包括各种电磁阀线圈、接触器、信号指示灯等。内部输出触点经PLC的输出接线端子与输出执行元件连接,每个输出触点与内部控制电路中的输出线圈一一对应,当输出线圈为“1”时,输出触点接通(即相当于继电器控制线路中的“常开”触点),且每一输出线圈只能有一个用于驱动外部执行元件的触点。

在实际PLC中,输出触点的输出形式与连接方式取决于PLC输出的类型,它们可以是继电器的触点,也可以是其他形式的输出,如晶体管、双向晶闸管等;触点连接可以是如图1-8所示的共用公共端形式,也可以是每一触点单独输出或者8输出触点共用一个公共端。同时,由于在PLC程序中“输出映像”不仅可以作为输出线圈驱动实际输出,而且在程序中可以作为“触点”无限次使用。因此,应假设等效输出电路中的输出触点,对于外部只能连接一个执行元件,但在内部控制电路中却可无限次使用。(3)内部控制电路

内部控制电路由PLC用户控制程序转化而来,它将PLC程序中的顺序控制逻辑转化成了普通的继电器控制电路。诚然,在实际PLC工作时,这两者事实上存在一些不同,但它与说明PLC工作原理无关。

在等效内部控制电路中,PLC的定时器、计数器同样可以用继电器控制电路的时间继电器、计数器进行等效,但其使用比实际时间继电器、计数器更加灵活,可以对计时、计数的实际值进行即时检查,且精度更高、范围更大。

此外,在PLC程序中还大量使用了PLC标志寄存器,在等效电路里,它们除不可以用来驱动外部执行元件外,其余与输出继电器完全相同。1.3.2 PLC的工作原理(1)建立I/O映像区

在PLC存储器内开辟了I/O映像区。I/O映像区的大小由PLC的程序决定,对于系统的一个输入点总有输入映像区的某一位与之相对应。对于系统的每一个输出点都有输出映像区的某一位与之相对应。系统I/O点的编址号与I/O映像区的映像寄存器地址号相对应。PLC工作时,将采集到的输入信号状态存放在输入映像区对应的位上,将运算结果存放到输出映像区对应的位上。PLC在执行用户程序时所需“输入继电器”、“输出继电器”的数据取自I/O映像区,而不直接与外部设备发生关系。

I/O映像区的建立,使PLC在工作时只和内存有关的地址单元所存储的信息状态发生关系,而系统输出也只给内存某一地址单元设定一个状态,这样不仅加快了程序执行速度,而且还使控制系统与外界隔开,提高了系统的抗干扰能力,同时控制系统远离实际控制对象,为硬件标准化生产创造了条件。(2)循环扫描工作方式

PLC控制任务的完成是在其硬件的支持下,通过执行反映控制要求的用户程序来实现的,这一点和计算机相同。但计算机与PLC的工作方式有所不同。计算机一般采用等待命令工作方式,如常见的键盘扫描或I/O扫描方式,当键盘按下或I/O口有信号时,产生中断,转入相应子程序。而PLC确定了工作任务,装入了专用程序成为一种专用机,它采用循环扫描的工作方式,系统工作任务管理及用户程序的执行都通过循环扫描的方式来完成。

PLC加电后,在系统程序的监控下,一直在周而复始地进行巡回扫描,执行由系统软件规定好的任务。即对整个程序采用巡回执行的工作方式,就是说用户程序的执行不是从头到尾只执行一次,而是执行一次以后,又返回去执行第二次、第三次……直到停机。因此,PLC可以被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备。PLC的工作过程如图1-9所示。

① 内部处理。在该内部处理阶段,CPU检测主机硬件,同时也检查所有的I/O模块的状态。在RUN方式下,还检测用户程序存储器。如果发现异常,则停机并显示出错信息。如果诊断正常,则继续向下扫描。

② 通信处理。在CPU通信处理阶段,CPU自动监测并处理各通信接口接收到的任何信息,即检查是否有编程器、计算机、终端设备、显示器、打印机等的通信请求,若有则进行相应的处理。在通信处理阶段完成数据通信任务。

③ 执行用户程序。PLC在运行状态下,每一个扫描周期都要执行用户程序。执行用户程序时,是以扫描的方式按顺序对语句进行逐条扫描处理的,扫描一条执行一条,并把运算结果存入输出映像区的对应位中。

④ 输入、输出信息处理。PLC在运行状态下,每一个扫描周期都要进行输入、输出信息处理。以扫描的方式把外部输入信号的状态存入输入映像区;将运算处理后的结果存入输出映像区,直至传送到外部被控设备。

PLC周而复始地巡回扫描,执行上述过程,直至停机。(3)用户程序的扫描过程图1-9 PLC的工作过程

PLC的工作过程与CPU的操作方式有关。CPU有两种操作方式:STOP方式和RUN方式。在扫描周期内,STOP方式和RUN方式的主要差别在于:RUN方式执行用户程序,而STOP方式不执行用户程序。PLC对用户程序进行循环扫描可分为三个阶段,即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段,如图1-10所示。图1-10 PLC用户程序的工作过程

① 输入采样阶段。PLC用扫描方式把所有输入端的外部输入信号的通/断(ON/OFF)状态一次写入到输入映像寄存器(或称输入状态寄存器)中,此时输入映像寄存器被刷新。这一过程称为采样。在本周期内,这个采样结果的内容不会改变,而且这个采样结果在CPU执行程序时被使用。在程序执行阶段或输出阶段,输入映像寄存器与外界隔离,即使外部输入信号的状态发生了变化,输入映像寄存器的内容也不会随之改变。输入信号变化了的状态,只是在下一个扫描周期的输入采样阶段才能被读入。也就是说,在输入采样阶段采样结束之后,无论输入信号如何变化,输入映像寄存器的内容保持不变,直到下一个扫描周期的输入采样阶段,才重新写入输入端的新状态(或信息)。

② 程序执行阶段。PLC按顺序对程序进行扫描,即从上到下、从左到右地扫描每条指令,并分别从输入映像寄存器、内部元件寄存器(内部继电器、定时器、计数器等)和输出映像寄存器中获得所需的数据进行运算、处理,再将程序执行的结果写入寄存执行结果的输出映像寄存器中保存。但这个结果在整个程序未执行完毕之前不会送到输出端口上。这就是说,反映各输出元件状态的输出元件映像寄存器所储存的内容,会随着程序执行的进程而变化,当所有程序全部执行完毕后,输出元件映像寄存器的内容最后就固定下来。

这里要充分注意,当执行控制程序时,如果程序要求某个输出继电器动作,此时这个动作要求并没有直接实时地传送到该继电器,而只是将输出映像寄存器中代表该继电器的对应位置设置为“1”,等待所有程序段都执行完毕后,才将全部程序执行后产生的输出结果(输出映像寄存器的内容)一次送到输出锁存器。PLC的这种工作方式同一般单纯用硬件组成的控制电路或由控制计算机组成的控制电路是不同的。

③ 输出刷新阶段。当所有的用户程序执行完后,PLC将元件映像寄存器中的输出元件(即输出继电器)的状态(此状态存放在对应的输出映像寄存器中)转存到输出锁存寄存器中,经过输出模块隔离和功率放大,转换成被控设备所能接收的电压或电流信号后,再去驱动被控制的用户设备(即外部负载)。

PLC重复执行上述三个阶段,每重复一次的时间即为一个扫描周期,用符号T表示。PLC在一个扫描周期中,输入扫描和输出刷新的时间一般为4 ms左右,而程序执行时间可因程序的长度不同而不同。PLC的一个扫描周期一般在40~100 ms。扫描周期的长短与用户程序的长短有关。

PLC工作的主要特点是输入信号集中批处理、执行过程集中批处理和输出控制集中批处理。PLC的这种“串行”工作方式,可以避免继电接触器控制系统中触点竞争和时序失配的问题,并增强系统抗干扰能力。由于干扰常常是脉冲式的、短时的,只要PLC不是正好工作在输入刷新阶段,就不会受到干扰的影响。因此,瞬间干扰所引起的误动作将会大大减少,从而增加了系统的抗干扰能力。这是PLC可靠性高的原因之一,但是这种工作方式对于要求快速响应的控制系统引起输入在时间上的滞后,这也是PLC的缺点之一。

第2章 S7—300/400系列PLC的硬件系统

2.1 西门子S7—300系列PLC硬件系统的组成

2.1.1 S7—300的硬件组成

S7—300采用了模块式结构,主要由机架(RACK)、电源模块(PS)、中央处理单元模块(CPU)、接口模块(IM)、信号模块(SM)、功能模块(FM)和通信处理器(CP)等部分组成,如图2-1所示。S7—300的模块都有名称,同样名称的模块根据接口名称和功能的不同,又有不同的规格,在PLC的硬件组态中,以定货号为准。图2-1 S7—300的硬件组成(1)中央处理器单元模块

各种型号的CPU模块有不同的性能,如有的CPU模块集成了数字量和模拟量的I/O通道,有的CPU集成了PROFIBUS—DP的通信接口。CPU模块面板上有状态指示灯、模式转换开关、24 V电源端子、电池盒和存储卡插槽。(2)电源模块

电源模块(PS)用于将220 V交流电转换为24 V直流电,供给CPU和其他模块使用。电源模块的额定输出电流有2A、5A和10A三种,电源模块的面板上有工作开关和状态指示灯,当电源过载时指示灯会闪烁。(3)信号模块

信号模块(SM)包括数字量和模拟量的I/O模块,它们作为PLC的过程输入和输出通道。信号模块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和模拟量输出模块SM332。模拟量输入模块可以输入热电量、热电阻、直流4~20 mA和直流0~10 V等多种不同类型和不同量程的模拟量信号。信号模块通过背板总线将现场的过程信号传递给CPU。(4)功能模块

功能模块(FM)主要用于对实时性和存储容量要求较高的特殊控制任务,如计数器模块、快速/慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、定位和连续路径控制模块、闭环控制模块、工业标识系统的接口模块、称重模块、位置输入模块和超声波位置解码器等。(5)通信处理器

通信处理器(CP)用于PLC与PLC之间、PLC与计算机之间、PLC与其他智能设备之间的通信,它可以将PLC连入PROFIBUS现场总线、AS—1现场总线和工业以太网,或用于实现点对点通信等。通信处理器可以减轻CPU处理通信的负担,并减少用户对通信的编程工作。(6)接口模块

接口模块(IM)用于组成多机架系统时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7—300通过主机架和3个扩展机架,最多可以配置32个信号模块、功能模块和通信处理器(需要相应的CPU支持)。(7)机架

机架(导轨)由不锈钢制作,用于进行物理固定。2.1.2 S7—300的系统结构

S7—300采用紧凑的、无槽位限制的模块式结构,将电源模块(PS)、CPU模块、信号模块(SM)、功能模块(FM)、接口模块(IM)和通信处理器(CP)都安装在导轨上。导轨是一条专用的金属机架,安装时只需要将模块钩在DIN标准导轨上,并用模块自带的螺栓固定即可。有多种不同长度的导轨可供选择,S7—300的安装如图2-2所示。图2-2 S7—300的安装图

S7—300用背板总线将除电源模块之外的各个模块连接起来(只负责数据传输,对模块的供电需要单独从电源模块引出接线)。背板总线集成在模块上,模块通过U形总线连接器相连接,每个模块都有一个总线连接器,总线连接器插在各模块的背后,负责连接本模块与其左侧的模块。安装时先将总线连接器插在CPU模块上,并固定在导轨上,然后依次装入各个模块。外部接线接在信号模块和功能模块的前连接器的端子上,前连接器用插接的方式安装在模块前门后面的凹槽中。

S7—300的电源模块通过电源连接器或导线与CPU连接,为CPU提供24 V直流电源。电源模块还有一些端子可以为其他模块提供24 V直流电源。

机架最左边是1号槽,最右边是11号槽。中央机架的1号槽安装电源模块,2号槽安装CPU模块,3号槽安装的是接口模块,这3个槽号被固定占用,不能安装其他模块,信号模块、功能模块和通信处理器模块可以不受限制地插到机架的4~11槽的任一槽位上,系统自动分配模块的地址。每个机架最多只能安装8个信号模块、功能模块和通信模块。当系统需要大于8个模块时,则可以增加扩展机架,如图2-3所示。除了带CPU模块的中央机架(CR)外,系统最多可以增加3个扩展机架(ER)。每个机架可以插入8个模块(不包括电源模块、CPU模块和接口模块),4个机架最多可以安装32个模块,如图2-3所示。图2-3 多机架S7—300

S7—300的模块是通过总线连接器连接的,各个槽号是相对的。当某个槽位不使用时,如5号槽位上没有插任何模块,而4号槽位插有功能模块,6号槽位上插有信号模块,虽然5号槽位没有使用,但占用了一个槽位。在物理上,6号槽位和4号槽位的模块是连在一起的。

由于模块是用总线连接器连接的,因此槽号是相对的,在机架导轨上并不存在物理槽位。例如,在不需要扩展机架时,中央机架上没有接口模块,此时虽然3号槽位仍然被实际上并不存在的接口模块占用,中央机架上的CPU模块和4号槽的模块实际上是挨在一起的。

当需要扩展机架时,把接口模块插入3号槽,负责与其他扩展机架自动地进行数据通信。

如果只需要扩展一个机架,可以使用价格便宜的IM365接口模块对,两个接口模块用1 m长的固定电缆连接,由于IM365接口模块没有通信总线,因此扩展机架1上只能安装信号模块,不能安装通信模块和其他智能模块。扩展机架的电源由IM365提供,两个机架的直流5 V电源的总电流应在允许值之内。

当需要扩展3个机架时,可以使用IM/360/361接口模块,中央机架(CR)使用IM360,扩展机架(ER)使用IM361,各相邻机架之间的电缆最长为10 m。每个IM361需要一个外部24V电源,向扩展机架上的所有模块供电,可以通过电源连接器连接PS 307负载电源。所有的S7—300模块均可以安装在ER上。接口模块是自组态的,无需进行地址分配。

每个机架上安装的信号模块、功能模块和通信模块除了不能超过8块外,还受到背板总线直流5V供电电流的限制。中央机架(0号机架)的直流5V电源由CPU模块产生,其额定电流值与CPU的型号有关。扩展机架的背板总线的直流5V电源由接口模块IM361产生,各类模块消耗的电流可查阅有关的手册。2.1.3 模块诊断与过程中断

有的S7—300信号模块具有对信号进行监视(诊断)和过程中断的智能功能。(1)模块诊断功能

通过模块诊断可以确定数字量模块获取的信号是否正确,或模拟量模块的处理是否正确。

数字量I/O模块可以诊断出无外部电压、共模故障、组态/参数错误、断线、测量范围上溢出或下溢出等故障。模拟量输出模块可以诊断出无外部电压、组态/参数错误、断线和对地短路等故障。(2)过程中断

通过过程中断,可以对过程信号进行监视和响应。

根据设置的参数,可以选择数字量输入模块的每个通道组是否在信号的上升沿、下降沿产生过程中断,或在两个边沿都产生过程中断。信号模块可以对每个通道的一个中断进行暂存。

模拟量输入模块通过上限值和下限值定义一个工作范围,模块将测量值与上、下限值进行比较,如果通过限制,则执行过程中断。

执行过程中断时,CPU暂停执行用户程序,或暂停执行低优先级的中断程序,来处理相应的诊断中断功能模块(OB40)。

2.2 S7—300的PLC模块

2.2.1 S7—300模块的元件面板

S7—300有20种不同型号的CPU模块,分别适用于不同等级的控制要求。有的CPU模块集成了数字量I/O,有的同时集成了数字量I/O和模拟量I/O。

CPU内的元件封装在一个牢固而紧凑的塑料机壳内,面板上有状态与故障指示LED、模式选择开关和通信接口。大多数CPU还有后备电池盒,存储器插槽可以插入多达数兆字节的Flash EPROM微存储器卡(简称为MMC),用于掉电后程序和数据的保存。

图2-4是新型号的CPU 31XC模块的面板图,新型号的CPU模块必须有微存储器卡MMC才能运行,新面板横向的宽度只是原来的一半。图2-4 CPU 31XC的面板(1)状态与故障显示LED

CPU模块面板上的LED(发光二极管)的意义如下所述。

① SF(系统出错/故障显示,红色):CPU硬件故障或软件错误时亮。

② BATF(电池故障,红色):电池电压低或没有电池时亮。

③ DC 5 V(+5 V电源指示,绿色):CPU和S7 300总线的5 V电源正常时亮。

④ FRCE(强制,黄色):至少有一个I/O被强制时亮。

⑤ RUN(运行方式,绿色):CPU处于RUN状态时亮;重新启动时以2 Hz的频率闪亮;HOLD(单步、断点)状态时以0.5 Hz的频率闪亮。

⑥ STOP(停止方式,黄色):CPU处于STOP、HOLD状态或重新启动时常亮;请求存储器复位时以0.5 Hz的频率闪亮;正在执行存储器复位时以2 Hz的频率闪亮。

⑦ BUSF(总线错误,红色):PROFIBUS—DP接口硬件或软件故障时亮,集成有DP接口的CPU才有此LED。集成有两个DP接口的CPU有两个对应的LED(BUS1F和BUS2F)。(2)CPU的运行模式

CPU有4种操作模式:STOP(停机)、STARTUP(启动)、RUN(运行)和HOLD(保持)。在所有的模式中,都可以通过MPI接口与其他设备通信。

① STOP模式。CPU模块通电后自动进入STOP模式,在该模式下不执行用户程序,但可以接收全局数据和检查系统。

② RUN模式。执行用户程序,刷新输入和输出,处理中断和故障信息服务。

③ HOLD模式。如果在启动或RUN模式执行程序时遇到调试用的断点,则所执行的用户程序被挂起(暂停),定时器被冻结。

④ STARTUP模式。启动模式,可以用钥匙开关或编程软件启动CPU。如果钥匙开关在RUN或RUN-P位置,则通电时自动进入启动模式。(3)模式选择开关

CPU的模式选择开关(模式选择器)是一种钥匙开关,操作时需要插入钥匙,用来设置CPU当前的运行方式。钥匙拔出后,就不能改变操作方式。这样可以防止未经授权的人员非法删除或改写用户程序。钥匙开关各位置的意义如下所述。

① RUN-P(运行-编程)位置。CPU不仅执行用户程序,在运行时还可以通过编程软件读出和修改用户程序,以及改变运行方式。在这个位置不能拔出钥匙开关。

② RUN(运行)位置。CPU执行用户程序,可以通过编程软件读出用户程序,但是不能修改用户程序,在这个位置可以取出钥匙开关。

③ STOP(停止)位置。不执行用户程序,通过编程软件可以读出和修改用户程序,在这个位置可以取出钥匙开关。

④ MRES(清除存储器)。MRES位置不能保持,在这个位置松手时开关将自动返回STOP位置。将钥匙开关从STOP状态扳到MRES位置,可复位存储器,使CPU回到初始状态。(4)通信接口

所有的CPU模块都有一个多点接口MPI,有的CPU模块有一个MPI和一个PROFIBUS—DP接口,还有的CPU模块有一个MPI/DP接口和一个DP接口。(5)电池盒

电池盒是安装锂电池的盒子,在PLC断电时,锂电池用来保证实时钟的正常运行,并可以在RAM中保存用户程序和更多的数据,其保存的时间为1年。有的低端CPU(如312FM与313)因为没有实时时钟,所以没有配备锂电池。(6)电源接线端子

电源模块的L1和N端子接交流220 V电源,电源模块的接地端子和M端子一般用短路片短接后接地,机架的导轨也应接地。

电源模块上的L+和M端子分别是直流24 V输出电压的正极和负极。用专用的电源连接器或导线连接电源模块和CPU模块的L+和M端子。(7)实时时钟与运行时间计数器

CPU3121FM与CPU313由于没有锂电池,只有软件实时时钟,PLC断电时停止计时,恢复供电后从通电瞬时的时刻开始计时。有后备锂电池的CPU有硬件实时时钟,可以在PLC电源断电时继续运行,运行时间计数器的计数范围为0~32767 h。2.2.2 S7—300的CPU模块简介

S7—300的CPU模块集成了过程控制功能,用于执行用户程序。每个CPU模块都有一个编程用的RS—485接口,有的还带有集成的现场总线PROFIBUS—DP接口或PtP(点对点)串行通信接口。S7—300不需要添加任何硬件、软件和编程,就可以建立一个MPI(多点接口)网络,如果有PROFIBUS—DP接口,可以建立一个DP网络。

S7—300有多种不同型号的CPU模块,大体有4个系列。

1.标准型CPU系列

标准型CPU包括CPU313、314、315、315—2 DP、316—2DP。(1)CPU模块(CPU313)

CPU313是具有更大程序存储器、低成本的解决方案,适用于对速度要求较高、程序较大的小型应用领域。CPU313内置12 KB的RAM,其装载存储器为内置20 KB的RAM,可用存储卡扩充装载存储器,最大容量为256 KB,指令执行速度为600 ns/二进制指令。扩展模块只能装在一个机架上,最大扩展128点数字量和32路模拟量。

CPU313采用的也是软件时钟,它给用户提供了一个工作时间定时器。该定时器可用来计量CPU或所连接设备的工作时间长短。(2)CPU模块(CPU314)

CPU314适用于要求高速处理和中等I/O规模的任务。它可以装载中等规模的程序,并具有中等的指令执行速度。CPU314内置24 KB的RAM,其装载存储器为内置40 KB的RAM,可用存储卡扩充装载存储器,最大容量可为512 KB,指令执行速度为300 ns/二进制指令。最大可扩展512点数字量I/O或64路模拟量通道。CPU314内装硬件实时时钟。

CPU314的操作系统是事件驱动的用户程序扫描过程。CPU响应事件,操作系统自动调用该事件的组织块(OB)。例如,CPU314可调用128个功能块(FB,0~127)、128个功能调用块(FC,0~127)、127个数据块(DB,1~127,0保留),OB、FB、FC、DB的容量均不大于8 KB。此外,有34个系统功能块(SFC)集成在操作系统中供用户调用,有9个系统数据块(SDB)装载S7—300的系统参数,这些参数可用STEP 7组态软件输入。(3)CPU模块(CPU315/CPU315—2DP)

CPU315是具有中到大容量程序存储器和大规模I/O配置的CPU。CPU315—2DP是具有中到大容量程序存储器和PROFIBUS—DP主/从接口的CPU模块,用于包括分布式及集中式I/O的任务中。CPU315/CPU315—2DP具有48/64 KB、内置80/96 KB的装载存储器RAM,可用存储卡扩充装载存储器,最大容量为512 KB,指令执行速度为300 ns/二进制指令,最大可扩展1 024/2 048点数字量或128/256个模拟量通道。其他特性与CPU314相同。

CPU315—2DP是带现场总线(PROFIBUS)SINEC L2—DP接口的CPU模块,其他特性与CPU315相同。(4)CPU模块(CPU316—2DP)

CPU316—2DP是具有大容量程序存储器和PROFIBUS—DP主/从接口及大规模I/O点配置的功能强大的CPU模块,用于包括分布式及集中式I/O的任务中。CPU316—2DP具有128 KB的工作存储量。CPU316-2DP可调用257个功能块(FB,0~256),513个功能调用块(FC,0~512),511个数据块(DB,1~511,0保留)。

2.户外型CPU模块

户外型CPU可以在恶劣的环境下使用,处理速度快,具有中等规模的I/O配置,适用于要求具有中等规模程序和中等运行速度的系统。(1)CPU模块(CPU312 IFM)

CPU312 IFM是用于小型设备的不采用模拟技术的紧凑型CPU模块,模块上的数字I/O端口允许直接与过程相连。CPU312 IFM内置6 KB(或约2 K条指令)的RAM,其装载存储器为内置的20 KB的RAM2和20 KB的EPROM,指令执行速度为600 ns/二进制指令。

在CPU312 IFM上集成有10个数字输入端。其中,I124.6、I124.7、I125.1、I125.2这4个端口提供中断输入、计数器及频率计等特殊功能。在额定输入直流电压24 V下,标准输入延迟的曲型/最大时间为3/5 ms,中断输入最大延迟时间为50 μs,计数灵敏器最大输入延迟时间为50 μs。CPU312 IFM上集成有6个数字量输出端,额定负载电压为直流24 V,额定负载电流为0.5 A。

CPU312 IFM上有1个带4个输入端的32位(含符号位)的高速计数器,计数频率为10 kHz。

有1个频率测量通道,最高测量频率为10 kHz,门控时间为0.1 s、1 s、10 s。

CPU312 IFM的S7—300扩展模块只能装在一个机架上,最大扩

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