第2ç« S7-300系列中型可编程控制器

接 口96.0100.0104.0108.0112.0116.0120.0124.0机 架 3模 块至至至至至至至至IM36199.7103.7107。7111.7115.7119.7123.7127.7接 口64.068.072.076.080.084.088.092.0机 架 2模 块至至至至至至至至IM36167.771.775.779.783.787.791.795.7接 口32.036.040.044.048.052.056.060.0机 架 1模 块至至至至至至至至IM36135.739.743.747.751.755.759.763.7机 架 0CPU电 源接 口模 块IM3600.0至3.74.0至7.78.0至11.712.0至15.716.0至19.720.0至23.724.0至27.728.0至31.7图 2.4S7—300 数 字 I/O 默 认 地 址接 口640656672688704720736752机 架 3模 块至至至至至至至至IM361655671687703719735751767接 口512528544560576592608624机 架 2模 块至至至至至至至至IM361527543559575591607623639接 口384400416432448464480496机 架 1模 块至至至至至至至至IM361399415431447463479495511机 架 0接 口256272288304320336352368CPU电 源模 块IM360至271至287至303至319至335至351至367至383图 2.5 S7—300 模 拟 I/O 默 认 地 址根 据 机 架 上 模 块 的 类 型 , 地 址 可 以 为 输 入 (I) 或 输 出 (O)。 数 字 I/O 模 块 每 个 槽 划 分为 4Byte( 等 于 32 个 I/O 点 )。 模 拟 I/O 模 块 每 个 槽 划 分 为 16Byte( 等 于 8 个 模 拟 量 通 道 ),48

最 大 数 字 量 I/O点 数144( 包 括 集 成 在CPU 板 上 的 10 个 输入 点 和 6 个 输 出 点 )128 512 1024最 大 模 拟 量I/O 通 道 数 32 32 64 128最 大 配 置 一 个 机 架 ,8 块 模 块 一 个 机 架 ,8 个 模 块 4 个 机 架 ,32 个 模块4 个 机 架 ,32 个 模块时 钟 软 件 时 钟 软 件 时 钟 硬 件 时 钟 硬 件 时 钟定 时 器 64 128 128 128计 数 器 32 64 64 64位 存 储 器 1024 2048 2048 2048可 调 用 块 :组 织 块 OB功 能 块 FB功 能 调 用 FC数 据 块 DB系 统 数 据 块 SDB系 统 功 能 块 SFC系 统 功 能 块 SFB3323263625213128128127634—13128128127934—13/14128128127937/40—1. CPU312IFMCPU312IFM 内 置 6KB RAM, 其 装 载 存 储 器 为 内 置 的 20KB RAM 和 20KB 的 EEPROM,指 令 执 行 速 度 为 每 执 行 1000 条 ( 二 进 制 ) 指 令 约 需 0.7ms。 图 2.7 是 CPU312IFM 的 面 板 布置 图 和 接 线 图 。SFDCSVFRCERUNSTOPRUN-PRUNSIEMENSI124.0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I125.0STOPMRESI125.1Q124.0Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5图 2.7CPU312 IFM 面 板 结 构 与 接 线 图50

在 其 CPU 板 上 集 成 有 10 个 数 字 输 入 点 , 其 中 I124.6,I124.7,I125.0,I125.1 四 个 口 提供 中 断 输 入 、 计 数 器 及 频 率 计 等 特 殊 功 能 。 在 额 定 输 入 电 压 24V DC 下 , 标 准 输 入 时 延 50S。CPU312IFM 板 上 还 集 成 有 6 个 开 关 量 输 出 点 , 额 定 负 载 电 压 为 24V DC, 额 定 电 流 0.5A。需 要 特 别 注 意 的 是 CPU312IFM 模 块 不 带 反 向 极 性 的 保 护 , 如 果 输 出 点 极 性 接 反 了 , 将破 坏 集 成 在 板 上 的 输 出 点 , 但 CPU 并 不 因 此 停 机 , 输 出 指 示 发 光 二 极 管 LED 仍 亮 , 即 不 指示 该 种 错 误 。CPU312IFM 的 S7—300 扩 展 模 块 只 能 装 在 一 个 机 架 上 , 最 大 扩 展 数 字 量 输 入 点 128+10,最 大 扩 展 数 字 量 输 出 点 128+6, 最 大 模 拟 量 通 道 32 个 。CPU312IFM 的 时 钟 是 软 件 时 钟 , 不带 后 备 电 池 。 在 用 户 程 序 中 可 以 用 系 统 功 能 调 用 SFC0“SET-CLK”, SFC1“READ-CKK”以 设 定 或 读 出 当 前 时 钟 信 息 , 也 可 以 借 助 STEP7 软 件 设 定 或 读 出 时 间 信 号 。2. CPU313CPU313 具 有 12KB 的 RAM,20KB(RAM) 的 装 载 存 储 器 , 可 用 存 储 卡 扩 充 装 载 存 储器 容 量 最 大 到 256KB, 每 执 行 1000 条 二 进 制 指 令 约 需 0.7ms, 扩 展 模 块 只 能 装 在 一 个 机 架 上 ,最 大 扩 展 128 点 数 字 量 I/O 和 32 路 模 拟 量 通 道 , 其 面 板 布 置 图 如 图 2.8 所 示 。SIEMENSCPU313LED 状 态 和 出 错 指 示方 式 选 择 开 关SFDCSVFRCERUNSTOPRUN-PRUNSTOPMRES存 储 器 卡 插 座电 池 盒跨 接 线( 可 卸 掉 )用 于 电 源 和 功 能地 的 端 子ML+MMPI 口图 2.8 CPU313 面 板 结 构 图CPU313 采 用 的 也 是 软 件 时 钟 , 它 给 用 户 提 供 一 个 工 作 时 间 计 时 器 。 该 计 时 器 可 用 来 计量 CPU 或 所 连 接 设 备 的 工 作 时 间 长 度 。 在 用 户 程 序 中 用 系 统 功 能 调 用 SFC2“SET_RTM”,SFC3“CTRL_RTM” 和 SFC4“READ_RTM” 以 编 制 工 作 时 间 计 时 器 的 程 序 。3. CPU314CPU314 具 有 24KB RAM,40KB(RAM) 的 装 载 存 储 器 , 可 用 存 储 卡 扩 充 装 载 存 储器 容 量 最 大 到 512KB, 每 执 行 1000 条 二 进 制 指 令 约 需 0.3ms。 最 大 可 扩 展 512 点 数 字 量 I/O51

或 64 路 模 拟 量 通 道 。CPU314 内 装 硬 件 实 时 时 钟 , 如 安 装 后 备 电 池 , 则 在 电 源 关 掉 时 CPU的 时 钟 仍 继 续 工 作 。 时 钟 的 设 置 、 读 出 方 法 同 CPU312IFM。 工 作 时 间 计 时 器 同 CPU313。CPU314 的 操 作 系 统 是 事 件 驱 动 的 用 户 程 序 扫 描 过 程 。CPU 响 应 哪 些 事 件 , 操 作 系 统自 动 调 用 该 事 件 的 组 织 块 OB。 例 如 , 用 于 循 环 扫 描 的 OB1; 用 于 再 启 动 的 OB100; 时 间 /日 期 中 断 OB10; 延 时 中 断 (1~6000ms)OB20; 硬 件 中 断 OB35; 诊 断 中 断 OB82 及 错 误 /故 障 组 织 块 OB80,OB81,OB85,OB87,OB121,OB122 等 。CPU314 可 调 用 128 个 功 能块 FB(0~127); 128 个 功 能 调 用 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 8KB。 除 此 以 外 , 有 34 个 系 统 功 能 SFC 集 成 在 操 作 系 统 中 供用 户 调 用 , 有 九 个 系 统 数 据 块 SDB 装 载 S7—300 的 系 统 参 数 , 如 表 2.2 所 示 , 这 些 参 数 可用 STEP7 组 态 软 件 输 入 。表 2.2 CPU314 系 统 数 据 块 参 数SDB内 容SDB0中 央 处 理 单 元 CPU314 的 参 数SDB1中 央 处 理 单 元 CPU 自 动 进 入 S7-300 实 际 结 构SDB2中 央 处 理 单 元 CPU314 的 缺 省 参 数 值SDB5在 S7-300 结 构 中 用 于 MPI 结 点 的 通 信 参 数SDB100在 机 架 0 中 的 信 号 模 块 的 参 数SDB101在 机 架 1 中 的 信 号 模 块 的 参 数SDB102在 机 架 2 中 的 信 号 模 块 的 参 数SDB103在 机 架 3 中 的 信 号 模 块 的 参 数SDB210用 全 局 数 据 通 信 的 参 数4. CPU315/CPU315-2 DPCPU315 和 CPU315-2 DP 具 有 48KB 的 RAM,80KB 的 装 载 存 储 器 , 可 用 存 储 卡 扩 充装 载 存 储 器 容 量 最 大 到 512KB, 每 执 行 1000 条 二 进 制 指 令 约 需 0.3ms, 最 大 可 扩 展 1024 点数 字 量 或 128 个 模 拟 量 通 道 。 其 它 特 性 与 CPU314 相 同 。CPU315-2 DP 是 唯 一 带 现 场 总 线 (PROFIBUS)SINEC L2-DP 接 口 的 CPU 模 块 , 其 它特 性 与 CPU315 完 全 相 同 , 有 关 现 场 总 线 的 概 念 将 在 后 续 章 节 中 介 绍 。2.2.2 CPU 模 块 的 方 式 选 择 开 关 和 状 态 指 示 二 极 管S7—300 的 CPU312 IFM/313/314/315/315-2 DP 模 块 的 方 式 选 择 开 关 都 一 样 , 有 四 种 工作 方 式 , 通 过 可 卸 的 专 用 钥 匙 控 制 :(1)RUN-P: 可 编 程 运 行 方 式 。CPU 扫 描 用 户 程 序 , 既 可 以 用 编 程 装 置 从 CPU 中 读 出 ,也 可 以 由 编 程 装 置 装 入 CPU 中 。 用 编 程 装 置 可 监 控 程 序 的 运 行 。 在 此 位 置 钥 匙 不 能 拔 出 。(2)RUN: 运 行 方 式 。CPU 扫 描 用 户 程 序 , 可 以 用 编 程 装 置 读 出 并 监 控 PLC CPU 中 的 程序 , 但 不 能 改 变 装 载 存 储 器 中 的 程 序 。 在 此 位 置 可 以 拔 出 钥 匙 , 以 防 程 序 在 正 常 运 行 时 被 改变 操 作 方 式 。(3)STOP: 停 机 方 式 。CPU 不 扫 描 用 户 程 序 , 可 以 通 过 编 程 装 置 从 CPU 中 读 出 , 也 可 以下 载 程 序 到 CPU, 在 此 位 置 可 以 拔 出 钥 匙 。(4)MRES: 该 位 置 瞬 间 接 通 , 用 以 清 除 CPU 的 存 储 器 。CPU312 IFM/313/314/315 面 板 上 有 六 个 LED 指 示 灯 , 显 示 运 行 状 态 和 故 障 , 表 2.3 列出 了 用 于 状 态 和 故 障 显 示 的 发 光 二 极 管 LED 的 含 义 。52

表 2.3 LED 用 于 状 态 和 故 障 显 示 的 含 义发 光 二 极 管 LED 含 义 说 明SF( 红 色 ) 系 统 错 误 / 故 障 下 列 事 件 引 起 灯 亮 :硬 件 故 障固 件 出 错编 程 出 错参 数 设 置 出 错算 数 运 算 出 错定 时 器 出 错存 储 器 卡 故 障 ( 只 在 CPU313/314 上 )电 池 故 障 或 电 源 接 通 时 无 后 备 电 池 ( 只 用 在 CPU313/314 上 )输 入 / 输 出 的 故 障 或 错 误 ( 只 对 外 部 I/O)用 编 程 装 置 读 出 诊 断 缓 冲 器 中 的 内 容 , 以 确 定 错 误 / 故 障 的 真 正原 因BATF( 红 色 , 只在 CPU313/314 上有 )电 池 故 障 如 果 电 池 有 下 列 情 况 , 灯 亮 :失 效未 装 入DC.5V( 绿 色 ) 用 于 CPU 和 S7-300如 果 内 部 的 5V 直 流 电 源 正 常 , 则 灯 亮总 线 的 5V DC 电 源FRCE( 黄 色 ) 保 留 专 用CPU315-2/DP 模 块 除 具 有 上 述 6 个 指 示 灯 外 , 还 有 另 外 两 个 指 示 灯 SF DP 和 BUS-DF,用 于 指 示 现 场 总 线 及 DP 接 口 的 错 误 。2.2.3 CPU 模 块 的 测 试 和 信 息 功 能CPU 模 块 的 测 试 功 能 见 表 2.4。 编 程 器 在 程 序 执 行 过 程 中 可 显 示 信 号 状 态 , 可 改 变 与 用户 程 序 无 关 的 变 量 、 输 出 存 储 器 堆 栈 中 的 内 容 。“ 状 态 变 量 ” 测 试 功 能 用 于 监 视 用 户 程 序 执行 过 程 变 量 的 数 值 。“ 状 态 块 ” 测 试 功 能 与 “ 状 态 变 量 ” 测 试 功 能 的 作 用 类 似 , 只 不 过 监 视的 对 象 不 同 。“ 强 制 变 量 ” 测 试 功 能 可 以 给 所 选 定 的 过 程 变 量 强 制 赋 值 , 强 制 改 变 用 户 程 序的 执 行 条 件 。表 2.4 中 央 处 理 单 元 CPU 的 测 试 功 能测 试 功 能作 用在 规 定 的 点 ( 循 环 开 始 / 结 束 , 从 RUN 到 STOP 转 变 时 ) 监 视 选 定 的 过 程状 态 变 量变 量 ( 输 入 、 输 出 、 位 存 储 器 、 定 时 器 、 计 数 器 、 数 据 块 )在 规 定 的 点 ( 循 环 开 始 / 结 束 , 从 RUN 到 STOP 转 变 时 ) 给 选 定 的 过 程 变强 制 变 量量 赋 值 。 同 样 地 , 可 强 制 改 变 用 户 程 序 的 执 行 条 件监 视 一 个 和 程 序 顺 序 有 关 的 块 , 用 来 支 持 启 动 和 故 障 诊 断 。状 态 块状 态 块 提 供 在 指 令 执 行 中 监 视 某 一 内 容 的 可 能 性 , 如 累 加 器 、 地 址 寄 存 器 、状 态 寄 存 器 、DB 寄 存 器 等CPU 单 元 提 供 的 信 息 功 能 见 表 2.5。 通 过 编 程 器 可 给 用 户 提 供 有 关 存 储 器 容 量 、CPU 操作 状 态 以 及 正 在 使 用 的 工 作 和 输 入 存 储 器 的 信 息 , 当 前 循 环 类 型 和 诊 断 缓 冲 区 内 容 等 。 信 息53

功 能 主 要 用 于 显 于 CPU 的 通 信 状 态 、 实 时 时 间 、 循 环 时 间 和 CPU 的 一 些 基 本 数 据 , 特 别 是通 过 信 息 功 能 可 以 读 出 诊 断 寄 存 器 的 内 容 , 并 据 此 判 断 所 发 生 的 事 件 。表 2.5 CPU 模 块 的 信 息 功 能信 息 功 能作 用通 信 显 示 :所 有 通 信 链 路 的 数 目信 息 容 量通 过 多 点 接 口 MPI 的 传 输 率留 给 操 作 面 板 的 通 信 链 路留 给 编 程 器 的 通 信 链 路尚 未 使 用 的 通 信 链 路时 间 系 统 显 示 :中 央 处 理 单 元 的 时 间中 央 处 理 单 元 的 日 期时 间 系 统校 正 系 数同 步 信 息 的 循 环循 环 时 间 显 示 :监 控 时 间最 短 的 保 证 循 环 时 间最 长 循 环 的 持 续 时 间最 短 循 环 的 持 续 时 间最 后 一 个 循 环 的 持 续 时 间读 出 诊 断 暂 存 器 的 内容显 示 :诊 断 事 件 的 日 期 和 时 间诊 断 事 件 的 说 明有 关 诊 断 事 件 的 详 细 信 息 , 如 在 访 问 出 错 时 错 误 的 数 据 块 调 用 情 况中 央 处 理 单 元 的 数 据 指 示 有 关 CPU 的 如 下 信 息 :S7 的 类 型 ,CPU 的 类 型 和 CPU 的 版 本 号CPU 的 RAM 和 装 载 存 储 器 的 容 量装 载 存 储 器 的 最 大 配 置输 入 、 输 出 、 定 时 器 、 计 数 器 和 位 存 储 器 的 数 量 和 范 围本 地 数 据 的 范 围中 央 处 理 单 元 的 系 统 响 应2.3 S7—300 PLC 数 字 量 模 块S7—300 有 多 种 型 号 的 数 字 量 I/O 模 块 供 选 择 。 本 节 主 要 介 绍 数 字 量 输 入 模 块 SM321,54

数 字 量 输 出 模 块 SM322, 数 字 量 I/O 模 块 SM323 等 模 块 的 技 术 性 能 和 基 本 原 理 。2.3.1 SM321 数 字 量 输 入 模 块数 字 量 输 入 模 块 将 现 场 过 程 送 来 的 数 字 信 号 电 平 转 换 成 S7—300 内 部 信 号 电 平 。 数 字量 输 入 模 块 分 为 直 流 输 入 方 式 和 交 流 输 入 方 式 。 对 现 场 输 入 元 件 , 仅 要 求 提 供 开 关 触 点 即 可 。输 入 信 号 进 入 模 块 后 , 一 般 都 经 过 光 电 隔 离 和 滤 波 , 然 后 才 送 至 输 入 缓 冲 器 等 待 CPU 采 样 。采 样 时 , 信 号 经 过 背 板 总 线 进 入 到 输 入 映 像 区 。数 字 量 输 入 模 块 SM321 有 四 种 型 号 模 块 可 供 选 择 , 即 直 流 16 点 输 入 、 直 流 32 点 输 入 、交 流 16 点 输 入 、 交 流 8 点 输 入 模 块 , 输 入 模 块 的 技 术 特 性 如 表 2.6 所 示 。 模 块 的 每 个 输 入点 有 一 个 绿 色 发 光 二 极 管 显 示 状 态 , 输 入 开 关 闭 合 即 有 输 入 电 压 时 , 二 极 管 亮 。表 2.6 数 字 量 输 入 模 块 SM321 技 术 特 性SM321 数 字 输 入 模 直 流 16 点 输 入 模 块 直 流 32 点 输 入 模 块 交 流 16 点 输 入 模 块 交 流 8 点 输 入 模 块块输 入 点 数 16 32 16 8额 定 负 载 电 压 L+ 24V DC 24V DC负 载 电 压 范 围 20.4~28.8V 20.4~28.8V额 定 输 入 电 压 24V DC 24V DC 120V AC 120/230V AC输 入 电 压 “1” 范 围 13~30V 13~30V 79~132V 79~264V输 入 电 压 “0” 范 围 —3~+5V —3~+5V 0~20V 0~40V输 入 电 压 频 率 47~63Hz 47~63Hz隔 离 ( 与 背 板 总 线 ) 光 耦 光 耦 光 耦 光 耦输 入 电 流 (“1” 信 7mA 7.5mA 6mA 6.5mA/11mA号 )最 大 允 许 静 态 电 流 1.5mA 1.5mA 1mA 2mA典 型 输 入 延 迟 时 间 1.2~4.8ms 1.2~4.8ms 25ms 25ms消 耗 背 板 总 线 最 大 25mA 25mA 16mA 29mA电 流消 耗 L+ 最 大 电 流 1mA — — —功 耗 3.5W 4W 4.1W 4.9W2.3.2 SM322 数 字 量 输 出 模 块SM322 数 字 量 输 出 模 块 将 S7—300 内 部 信 号 电 平 转 换 过 程 所 要 求 的 外 部 信 号 电 平 , 可直 接 用 于 驱 动 电 磁 阀 、 接 触 器 、 小 型 电 动 机 、 灯 和 电 动 机 启 动 器 等 。 按 负 载 回 路 使 用 的 电 源不 同 分 为 : 直 流 输 出 模 块 、 交 流 输 出 模 块 和 交 直 流 两 用 输 出 模 块 。 按 输 出 开 关 器 件 的 种 类 不同 又 可 分 为 : 晶 体 管 输 出 方 式 、 可 控 硅 输 出 方 式 和 继 电 器 触 点 输 出 方 式 。 晶 体 管 输 出 方 式 的模 块 , 只 能 带 直 流 负 载 , 属 于 直 流 输 出 模 块 ; 可 控 硅 输 出 方 式 属 于 交 流 输 出 模 块 ; 继 电 器 触点 输 出 方 式 的 模 块 属 于 交 直 流 两 用 输 出 模 块 。 从 响 应 速 度 上 看 , 晶 体 管 响 应 最 快 , 继 电 器 最慢 ; 从 安 全 隔 离 效 果 及 应 用 灵 活 性 角 度 看 , 以 继 电 器 触 点 型 最 佳 。数 字 量 输 出 模 块 SM322 有 七 种 型 号 输 出 模 块 可 供 选 择 , 即 16 点 晶 体 管 输 出 、32 点 晶体 管 输 出 、16 点 可 控 硅 输 出 、8 点 晶 体 管 输 出 、8 点 可 控 硅 输 出 和 16 点 继 电 器 输 出 模 块 ,输 出 模 块 的 技 术 特 性 见 表 2.7。 模 块 的 每 个 输 出 点 有 一 个 绿 色 发 光 二 极 管 显 示 输 出 状 态 , 输出 逻 辑 “1” 时 , 二 极 管 发 光 。55

SM322 模块表 2.7 数 字 量 输 出 模 块 SM322 技 术 特 性16 点 晶 体 管 32 点 晶 体 管 16 点 可 控 8 点 晶 体 管 8 点 可 控 硅 8 点 继 电硅器16 点 继电 器输 出 点 数 16 32 16 8 8 8 16额 定 电 压 24V DC 24V DC 120V DC 24V DC 120/230VDC额 定 电 压范 围与 总 线 隔离 方 式最 大 输 出电 流“1” 信 号“0” 信 号最 小 输 出电 流 “1”信 号触 电 开 关容 量触 点 开 关频 率 :阻 性 负 载20.4~28.8V 20.4~28.8V 93~132V 20.4~28.8VDCDC DC DC93~264VDC光 耦 光 耦 光 耦 光 耦 光 耦 光 耦 光 耦0.5A 0.5A 0.5A 2A1A0.5mA 0.5mA 1mA 0.5mA 2mA5mA 5mA 10mA 5mA 10mA2A 2A100Hz 100Hz 10Hz 100Hz 10Hz 2Hz 2Hz0.5Hz 0.5Hz 0.5Hz 0.5Hz 0.5Hz 0.5Hz 0.5Hz100Hz 100Hz 1Hz 100Hz 1Hz 2Hz 2Hz感 性 负 载灯 负 载触 电 使 用寿 命10 次 10 次短 路 保 护 电 子 保 护 电 子 保 护 熔 断 保 护 电 子 保 护 熔 断 保 护诊 断红 色 LED红 色 LED指 示指 示最 大 电 流80mA90mA184mA40mA100mA40mA100mA消 耗 :120mA200mA3mA60mA2mA——从 背 板 总线 从 L+功 率 顺 损 4.9W 5W 9W 6.8W 8.6W 2.2W 4.5W耗在 选 择 使 用 何 种 模 块 时 , 因 每 个 模 块 的 端 子 共 地 情 况 不 同 , 不 仅 要 考 虑 输 出 类 型 , 还 要考 虑 现 场 输 出 信 号 负 载 回 路 的 供 电 情 况 。 例 如 , 现 场 需 输 出 4 点 信 号 , 但 每 点 用 的 负 载 回 路电 源 不 同 , 此 时 8 点 继 电 器 输 出 模 块 将 是 最 佳 的 选 择 , 选 用 别 的 输 出 模 块 将 增 加 模 块 的 数 量 。晶 体 管 型 输 出 模 块 没 有 反 极 性 保 护 措 施 , 输 出 具 有 短 路 保 护 功 能 , 适 用 于 驱 动 电 磁 阀 和直 流 接 触 器 。继 电 器 输 出 模 块 的 额 定 负 载 电 压 较 宽 , 直 流 可 以 从 24V 到 120V, 交 流 可 以 从 48V 到56

230V, 继 电 器 触 点 容 量 与 负 载 电 压 有 关 , 电 压 越 高 触 点 容 量 越 低 。 当 电 源 切 断 后 约 200ms内 电 容 器 仍 蓄 有 能 量 , 在 这 段 时 间 内 用 户 程 序 还 可 以 暂 时 地 是 继 电 器 动 作 。可 控 硅 输 出 型 模 块 上 有 红 色 LED 指 示 故 障 或 错 误 , 当 用 于 输 出 短 路 保 护 的 保 险 丝 熔 断或 负 载 电 源 一 端 (L1/N) 没 接 时 可 使 LED 变 红 。 为 了 进 行 逻 辑 运 算 或 者 扩 大 输 出 功 率 , 可以 将 同 一 组 内 的 两 个 点 并 联 输 出 。 该 模 块 适 用 于 驱 动 交 流 电 磁 阀 、 接 触 器 、 电 机 起 动 器 和 灯 。2.3.3 SM323 数 字 量 I/O 模 块SM323 模 块 有 8 个 共 地 的 输 入 端 和 8 个 共 地 的 输 出 端 , 图 2.9 是 该 模 块 的 端 子 连 接 图 ,端 子 1~10 用 于 输 入 , 端 子 11~20 用 于 输 出 。I/O 额 定 负 载 电 压 24V DC, 输 入 电 压 “1” 信号 电 平 为 11~30V,“0” 信 号 电 平 为 -3~+5V,I/O 通 过 光 耦 与 背 板 总 线 隔 离 。 在 额 定 输 入 电 压下 , 输 入 延 迟 为 1.2~4.8ms。 输 出 具 有 电 子 短 路 保 护 功 能 。1 2 387112345678900123456723456789101M1L++-651111111112123456789001234567111213141516171819202M2L++-41— 模 板 主 体 ;2— 模 板 盖 板 ;3— 输 入 接 口 说 明 图 ;4— 输 出 接 口 说 明 图 ;5— 输 出 位 信 号 状 态 指 示 灯 ;6— 输 出 位 接 线 端 子 ;7— 输 入 位 信 号 状 态 指 示灯 ;8— 输 入 位 接 线 端 子图 2.9 SM323 (DI8/DO8×DC24V) 数 字 量 模 板 接 口 示 意 图2.4 S7—300 PLC 模 拟 量 模 块57

本 节 阐 述 S7—300 中 模 拟 量 值 的 表 示 方 法 、 测 量 方 法 、 测 量 范 围 和 输 出 范 围 , 介 绍 模拟 量 模 块 与 传 感 器 、 负 载 或 执 行 装 置 连 接 的 方 法 , 并 具 体 介 绍 模 拟 量 输 入 模 块 ( 模 入 模 块 )SM331、 模 拟 量 输 出 模 块 ( 模 出 模 块 )SM332、 模 拟 量 I/O 模 块 SM334 的 原 理 、 性 能 参 数等 内 容 。2.4.1 模 拟 量 值 的 表 示 方 法S7—300 的 CPU 用 16 位 的 二 进 制 补 码 表 示 模 拟 量 值 。 其 中 最 高 位 为 符 号 位 S,“0” 表示 正 值 ,“1” 表 示 负 值 。 被 测 值 的 精 度 可 以 调 整 , 取 决 于 模 拟 量 模 块 的 性 能 和 它 的 设 定 参 数 。对 于 精 度 小 于 15 位 的 模 拟 量 值 , 低 字 节 中 幂 项 低 的 位 不 用 , 表 2.8 表 示 了 S7—300 模 拟 量值 所 有 可 能 的 精 度 , 标 有 “×” 的 位 就 是 不 用 的 位 , 一 般 填 入 “0”。表 2.8 模 拟 量 值 可 能 的 精 度以 位 数 表 示 的 精 度 单 位 模 拟 值( 非 符 号 位 ) 十 进 制 十 六 进 制 高 字 节 低 字 节891286480H40HS 0 0 0 0 0 0 0S 0 0 0 0 0 0 01×××××××01××××××103220H001×××××S 0 0 0 0 0 0 0111610H0001××××1213141584218H4H2H1HS 0 0 0 0 0 0 0S 0 0 0 0 0 0 0S 0 0 0 0 0 0 0S 0 0 0 0 0 0 000001×××000001××0000001×00000001S7—300 模 拟 量 模 块 的 输 入 测 量 范 围 很 宽 , 它 可 以 直 接 输 入 电 压 、 电 流 、 电 阻 、 热 电 偶等 信 号 , 下 面 就 用 表 格 的 形 式 给 出 了 各 种 模 拟 量 输 入 范 围 的 数 字 化 表 示 。 表 2.9 列 出 了 对 称电 压 、 电 流 模 拟 量 输 入 的 数 字 化 表 示 。 表 2.10 列 出 了 非 对 称 电 压 、 电 流 以 及 测 量 范 围 在 150Ω,300Ω 和 600Ω 的 电 阻 型 传 感 器 的 测 量 值 的 数 字 化 表 示 ; 表 2.11 给 出 温 度 传 感 器 (Pt100/Ni100)的 标 准 温 度 范 围 的 测 量 值 的 数 字 化 表 示 ; 表 2.12 给 出 K,N,J,E 型 热 电 偶 温 度 传 感 器 测 量 范 围的 测 量 值 和 数 字 化 表 示 。S7—300 的 模 拟 量 输 出 模 块 可 以 输 出 0~10V,1~5V,±10V,0~20mA,40Ma,±20mA 等 模 拟 信 号 。 表 2.13 给 出 了 数 字 量 与 不 同 的 模 拟 输 出 范 围 间 的 对 应 关 系 。表 2.9 模 拟 量 输 入 模 块 对 称 电 压 、 电 流 测 量 值 的 数 字 化 表 示量 程数 字 化 范 围±80mV ±250mV ±500mV ±1V ±2.5V ±5V ±10V ±20mV 结 果 十±10mV进 制 ( 十六 进 制 )≥94.074 ≥293.98 ≥587.96 ≥1.176 ≥2.9398 ≥5.8796 ≥11.759 ≥23.515 32767(7 上 溢FFFH)94.071…293.97…587.94…1.175…2.9397…5.8794…11.7589…23.515…32511(7FFFH)超 过范 围80.003 250.01 500.02 1.0004 2.5001 5.0002 10.0004 20.0007…27649(6C00H)80.000 250.00 500.00 1.000 2.500 5.00 10.00 20.000 27648 标 称58

60.000187.50375.000.7501.8753.757.5014.988( 6C00范 围……………………H)-60.000-187.50-375.00-0.750-1.875-3.75-7.50-14.98827036-80.000-250.00-500.00-1.000-2.5-5.00-10.00-20.000(5100H)…27036(5100H)27648(6C00H)-80.003…-250.01…-500.02…-1.0004-2.5001…-5.0002…-10.0004…-20.0007…-27649(93FF小 于范 围-94.074-293.98-587.96…2.93398-5.8796-11.759-23.516H)-1.175…-32512(8100H≤-94.07≤-293.99 ≤-588.98 ≤-1.17≤-2.935 ≤-5.88 ≤-11.76 ≤-23.517 -32568下 溢76(8000H)表 2.10 模 拟 量 输 入 模 块 非 对 称 电 压 、 电 流 和 电 阻 测 量 值 的 数 字 化 表 示0~2V 1~5V 0~20mV量 程4~20V 150Ω 300Ω 600Ω数 字 化 结 果十 进 制 ( 十六 进 制 )≥2.3516 ≥5.7037 ≥23.516 ≥22.815 ≥176.398 ≥352.778 ≥705.556 32767范 围上 溢(7FFFH)2.3515…5.7036…23.515…22.810…176.383…352.767…705.534…32511(7EFFH)超 过 范围2.000075.000120.00720.0005150.005300.011600.022…27649(6C01H)2.00001.49985.0004.00020.00014.99820.00016.000150.000112.500300.00225.00600.000450.00027648(6C00H)标 称 范围…………………2703601.0000.0004.0000.0000.0000.000(5100H)59

…0(0H)-0.00007…-0.9999…-0.0007…3.9995…-1(FFFFH)…小 于 范围-0.3518-0.2963-3.51851.1852-4864(ED00H)≤-0.3519 ≤-0.296 ≤-3.5185 ≤1.1852 -32768下 溢(8000H)表 2.11模 拟 量 输 入 模 块 ( 标 准 温 度 范 围 ,Pt100/Ni100) 测 量 值 的 数 字 化 表 示Pt100,850°C Ni100,250°C 范 围标 准 温 度 范 围数 字 化 结 果标 准 温 度 范 围数 字 化 结 果十 进 制 ( 十 六 进 制 )十 进 制 ( 十 六 进 制 )≥1000.1 32767(7FFFH) ≥295.1 32767(7FFFH) 上 溢1000.010000(2710H)295.02950(B86H)超 过…………范 围850.18501(2135H)250.12051(9C5H)850.08500(2134H)250.02500(9C4H)标 称…………范 围-200.0-2000(F682H)-60.0-600(FDA8H)-200.1-2001(F82FH)-60.1-601(FDA7H)小 于…………范 围-243.-2430(F682H)-105.0-1050(FBE6H)≤-243.1 -32768(8000H) ≤-105.1 -32768(8000H) 下 溢表 2.12 模 拟 量 输 入 模 块 热 电 偶 测 量 值 的 数 字 化 表 示J 型 热 电 偶 E 型 热 电 偶 K 型 热 电 偶 N 型 热 电 偶 范围温 度 数 字 化 结 果 温 度 数 字 化 结 果 温 度 数 字 化 结 果 温 度 数 字 化 结 果范 围十 进 制范 围十 进 制范 围十 进 制范 围十 进 制(°C )( 十 六 进 制 )(°C )( 十 六 进 制 )(°C )( 十 六 进 制 )(°C )( 十 六 进 制 )≥1451 32767(7FFFH)≥1201 32767(7FFFH)≥1623 32767(7FFFH)≥1551 32767(7FFFH)上溢1450…120114500(38A4H)…12010(2EEBH)1200„100112000(2EEOH)…10010(271AH)1622…137316220(3F5CH)…13730(35A2H)1550…130115500(3C8CH)…13010(32D2H)超过范围60

1200…-210.012000(2EE0H)…-2100(F7CCH)1000„-27010000(2710H)…-2700(F574H)1372…-27013720(35A2H)…-2700(F574H)1300…-27013000(32C8H)…2700(F574H)≤-211 -2110(F7C2H ≤271 -2710(F56AH ≤-271 -2710(F56AH ≤-271 v-2700(F56AH))))若 接 线 错 误 或 传 感 器 在 负 值 区 出 错 , 模 入 模 块 在 低 于 F0C5H 时 下 溢 并 输 出 8000H标称范围小于范围下溢表 2.13 数 字 量 与 不 同 的 模 拟 量 输 出 范 围 间 的 对 应 关 系数 字 量模 拟 量 输 出十 进 制 十 六 进 制 0~10V 1~5V ±10V 0~20mA 4~20mA ±20mA 量 程≥32512 ≥7F00H 0 0 0 0 0 0 上 溢32511 7EFFH 11.7589 5.8794 11.7589 23.515 22.81 23.515 超 过 范 围……………………276496C01H10.00045.000210.000420.000720.00520.0007276486C00H10.00005.000010.000020.000020.00020.0000标 称 范 围……………………0001.0000004.0000……0( 下 溢 )0.9999…0( 下 溢 ) 3.9995…-6912E500H…( 小 于 范-10.0000( 小 于 范-20.0000-6913E4FFH围 )围 )…………-276489400H00-2764993FFH0( 下 溢 )-10.00040( 下 溢 ) -20.0007小 于 范 围……………-32512 8100H-11.7589-23.515≤-32513 ≤80FFH 0( 下 溢 ) 0( 下 溢 ) 下 溢2.4.2 模 拟 量 输 入 模 块 SM331模 拟 量 输 入 (AI) 模 块 SM331 目 前 有 两 种 规 格 型 号 : 一 种 是 8×12 位 模 块 , 另 一 种 是 2×12位 模 块 。 前 者 是 8 通 道 的 输 入 模 块 , 后 者 是 2 通 道 的 输 入 模 块 。 除 了 通 道 数 不 一 样 外 , 其 工作 原 理 、 性 能 、 参 数 设 置 等 各 方 面 都 完 全 一 样 , 图 2.10 是 SM331 8×12 位 模 入 模 块 的 端 子 接线 图 。 下 面 以 8×12 位 模 块 介 绍 S7—300 的 模 拟 量 输 入 模 块 。61

热 电 偶电 压 测 量电 流 测 量电 阻 测 量1L+24VL+24V0123VAM0+M0-CH0M0+M0-CH02345VAM1+M1-CH1IC0+IC0-4567VAM2+M2-CH2M1+M1-CH26789VAM3+M3-CH3IC1+IC1-10COMP+COMP+COMP11MANACOMP-/MANACOMP-/MANA012312131415VAVAM4+M4-M5+M5-CH4CH5M2+M2-IC2+IC2-CH4451617VAM6+M6-CH6M3+M3-CH667181920VAM7+M7-MCH7MIC3+IC3-MM图 2.10 SM331 AI 8×12 位 模 块 的 接 线 图1. SM331 概 述SM331 模 入 模 块 主 要 由 A/D 转 换 部 件 、 模 拟 切 换 开 关 、 补 偿 电 路 、 恒 流 源 、 光 电 隔 离部 件 、 逻 辑 电 路 等 组 成 。A/D 转 换 部 件 是 模 块 的 核 心 , 其 转 换 原 理 采 用 积 分 方 法 , 积 分 时 间直 接 影 响 到 A/D 转 换 时 间 和 A/D 转 换 的 精 度 。 被 测 模 拟 量 的 精 度 是 所 设 定 的 积 分 时 间 的 正函 数 , 也 即 积 分 时 间 越 长 , 被 测 值 的 精 度 越 高 。SM331 可 选 四 档 积 分 时 间 :2.5ms,16.7ms,20ms,100ms, 相 对 应 的 以 位 表 示 的 精 度 为 :9,12,12,14 位 。 每 一 种 积 分 时 间 有 一 个 最 佳的 噪 声 抑 制 频 率 f, 以 上 四 种 积 分 时 间 分 别 对 应 400Hz,60Hz,50Hz,10Hz. 例 如 A/D 的 积 分 时间 设 定 为 20ms, 则 它 的 转 换 精 度 为 12 位 , 此 时 对 频 率 为 50Hz 的 噪 声 干 扰 有 很 强 的 抑 制 作用 。 在 我 国 为 了 抑 制 工 频 及 其 谐 波 的 干 扰 , 一 般 采 用 20ms 的 积 分 时 间 。SM331 的 转 换 时 间 包 括 由 积 分 时 间 决 定 的 基 本 转 换 时 间 和 用 于 电 阻 测 量 、 断 线 监 视 的62

附 加 转 换 时 间 。 对 应 上 述 四 种 积 分 时 间 的 基 本 转 换 时 间 分 别 为 3ms,17ms,22ms,102ms, 电 阻 测量 的 附 加 转 换 时 间 为 1ms, 断 线 监 视 的 附 加 转 换 时 间 为 10ms, 电 阻 测 量 和 断 线 监 视 都 有 的附 加 转 换 时 间 为 16ms。SM331 的 8 个 模 拟 量 输 入 通 道 共 用 一 个 积 分 式 A/D 转 换 部 件 , 即 通 过 模 拟 切 换 开 关 ,各 输 入 通 道 按 顺 序 一 个 接 一 个 地 转 换 。 某 一 通 道 从 开 始 转 换 模 拟 量 输 入 值 开 始 , 一 直 持 续 到再 次 开 始 转 换 的 时 间 称 模 入 模 块 的 循 环 时 间 , 它 是 模 块 中 所 有 活 动 的 模 拟 量 输 入 通 道 的 转 换时 间 的 总 和 。 实 际 上 , 循 环 时 间 是 对 外 部 模 拟 量 信 号 的 采 样 间 隔 。 为 了 缩 短 循 环 时 间 , 应 该使 用 STEP 7 组 态 工 具 屏 蔽 掉 不 用 的 模 拟 量 通 道 , 使 其 不 占 用 循 环 时 间 。 对 于 一 个 积 分 时 间设 定 为 20ms,8 个 输 入 通 道 都 接 有 外 部 信 号 且 都 需 断 线 监 视 的 SM331 模 块 , 其 循 环 时 间 为(22+10)×8=256ms。 因 此 , 对 于 采 样 时 间 要 求 更 快 的 一 些 场 合 , 优 先 选 用 二 输 入 通 道 的SM331 模 块 。SM331 的 每 两 个 输 入 通 道 构 成 一 个 输 入 通 道 组 , 可 以 按 通 道 组 任 意 选 择 测 量 方 法 和 测量 范 围 。 模 块 上 需 接 24V DC 的 负 载 电 压 L+, 有 反 极 性 保 护 功 能 ; 对 于 变 送 器 或 热 电 偶 的输 入 具 有 短 路 保 护 功 能 。 模 块 与 S7—300CPU 及 负 载 电 压 之 间 是 光 电 隔 离 的 。 其 它 性 能 见表 2.14。表 2.14 SM331 模 块 部 分 性 能 参 数>70dB用 于 f=n×(f1±10%۪) 的 噪 声 抑 制 :>40dB共 模 噪 声 (Upp

使 用 S7 组 态 工 具 设 定 时 , 应 使 CPU 处 于 STOP 状 态 , 当 CPU 转 换 到 RUN 方 式 之 后 ,CPU将 这 些 参 数 传 送 到 各 个 模 拟 量 模 块 。 各 种 参 数 的 缺 省 设 置 、 值 域 、 参 数 特 性 和 设 置 对 象 见表 2.15。 设 置 对 象 是 指 该 参 数 是 以 整 个 模 块 还 是 以 通 道 组 作 为 一 个 单 元 进 行 设 置 。表 2.15 SM331 8×12 位 模 拟 量 输 入 模 块 参 数 设 置参 数 值 域 缺 省 设 置 参 数 特 征 设 置 对 象基 本 设 置 :Yes/NoNo动 态模 块限 幅 中 断 允 许诊 断 中 断 允 许Yes/NoNo限 幅 : 上 限 幅32511~3251232767动 态通 道 组下 限 幅-32512~-32511-32768诊 断 : 输 出 允 许Yes/NoNo静 态通 道 组断 线 检 查Yes/NoNo测 量 :2.5,16.7,20,10020动 态通 道 组积 分 时 间 (ms)撤 除电 压测 量 方 法电 压±10V测 量 范 围4 线 变 送 器…±80mV ,±10mV由 上 表 可 知 , 可 以 使 用 STEP7 来 决 定 是 否 输 出 诊 断 信 息 和 输 出 哪 些 通 道 的 诊 断 信 息 。在 “ 诊 断 ” 参 数 块 中 只 有 “ 允 许 的 ” 才 被 执 行 。SM331 2×12 位 模 入 模 块 , 只 有 一 个 带 限 幅监 视 的 通 道 即 通 道 0;SM331 8×12 位 模 入 模 块 有 两 个 带 限 幅 监 视 的 通 道 , 即 通 道 0 和 通 道 2。通 过 设 置 限 幅 参 数 块 可 以 使 其 发 挥 作 用 。2.4.3 模 拟 量 输 出 模 块 SM332SM332 有 2×12 位 和 4×12 位 两 种 形 式 的 模 块 。 前 者 是 2 通 道 的 模 拟 量 输 出 模 块 (AO),后 者 是 4 通 道 的 模 拟 量 输 出 模 块 。 除 了 输 出 通 道 数 不 同 外 , 两 种 模 块 的 工 作 原 理 , 特 性 、 参数 等 都 完 全 一 样 , 图 2.11 是 SM332 4×12 位 模 块 的 端 子 接 线 图 。(1) 模 拟 量 输 出 通 道 的 转 换 、 循 环 和 响 应 时 间模 出 模 块 的 转 换 时 间 包 括 内 部 存 储 器 传 送 数 字 化 输 出 值 的 时 间 和 数 模 转 换 的 时 间 。 模拟 量 输 出 各 通 道 的 转 换 是 循 序 进 行 的 。 模 块 的 循 环 时 间 是 所 有 活 动 的 模 拟 量 输 出 通 道 的 转 换时 间 的 总 和 。 模 出 的 响 应 时 间 是 一 个 比 较 重 要 的 指 标 , 响 应 时 间 就 是 在 内 部 存 储 器 中 出 现 数字 量 输 出 值 开 始 到 模 拟 输 出 达 到 规 定 值 所 用 时 间 的 总 和 。 它 和 负 载 特 性 有 关 。 负 载 不 同 ( 如容 性 、 阻 性 和 感 性 负 载 ), 响 应 时 间 也 不 一 样 。(2) SM332 与 负 载 / 执 行 装 置 的 连 接SM332 可 以 输 出 电 压 , 也 可 以 输 出 电 流 。 在 输 出 电 压 时 , 可 以 采 用 2 线 回 路 和 4 线 回路 两 种 方 式 与 负 载 相 连 。 采 用 4 线 回 路 能 获 得 比 较 高 的 输 出 精 度 。 检 测 线 S+ 和 S- 直 接 接 到负 载 上 。 这 样 , 在 负 载 端 直 接 测 量 和 校 准 电 压 。 采 用 2 线 回 路 时 ,S+ 和 S- 可 以 保 持 开 路 ,但 是 输 出 精 度 不 如 4 线 回 路 高 。 在 电 流 输 出 方 式 时 , 将 负 载 连 接 到 Q1 和 MANA 上 即 可 。QI和 QV 实 际 上 是 同 一 个 端 子 。(3) SM332 4×12 位 模 块 的 特 性 和 技 术 规 格 说 明SM332 4×12 位 模 块 上 有 4 个 通 道 , 每 个 通 道 都 可 单 独 编 程 为 电 压 输 出 或 电 流 输 出 , 输出 精 度 12 位 , 模 块 对 CPU 背 板 总 线 和 负 载 电 压 都 有 光 电 隔 离 。64

电 流 输 出电 压 输 出1L+24VL+24VL+013QI0QV02345CH0S0+S0-CH046MANAMANA57QI1QV168S1+79CH1S1-CH110MANAMANA11QI2QV2012121314MANACH2S2+S2-MANACH2315QI3QV3451617CH3S3+S3-CH3618MANAMANA720MMMMM图 2.11SM332 AO 4×12 位 模 块 的 端 子 接 线 图(4) SM332 4×12 位 模 块 的 参 数 设 定使 用 STEP7 组 态 工 具 或 SFC 系 统 功 能 调 用 , 可 以 设 定 诊 断 中 断 允 许 、 输 出 诊 断 、 输出 类 型 、 输 出 范 围 及 L+ 掉 电 或 模 块 故 障 后 的 替 代 值 等 参 数 , 如 表 2.16 所 示 。 输 出 模 块 的 一个 通 道 组 即 一 个 通 道 。 如 果 模 块 中 的 一 个 通 道 不 使 用 , 则 可 以 通 过 设 定 输 出 类 型 , 撤 除 该 通道 , 并 让 输 出 保 持 开 路 。65

表 2.16 SM332 模 出 模 块 参 数 设 定参 数 值 域 缺 省 设 定 参 数 特 征 设 置 对 象诊 断 中 断 允 许 Yes/No No 动 态 模 块输 出 诊 断 :配 置 或 参 数 设 置 档短 路断 线Yes/No No 静 态 通 道 组无 负 载 电 压替 代 值 :保 持 最 后 值Yes/No0Yes/No0动 态动 态通 道 组通 道 组固 定 值输 出 类 型撤 除电 压电 压 动 态 通 道 组电 流输 出 范 围 ±10V0~10V 动 态 通 道 组0~10V1~5V±20mA0~20mA4~20mA在 模 拟 量 模 块 具 有 诊 断 能 力 和 赋 有 适 当 参 数 的 情 况 下 , 故 障 和 错 误 产 生 诊 断 中 断 , 板 上的 SF LED 灯 闪 烁 。SM 332 能 对 电 流 输 出 型 作 断 线 检 测 , 对 电 压 输 出 作 短 路 检 测 。2.4.4 模 拟 量 I/O 模 块SM334 是 4 模 入 /2 模 出 的 模 拟 量 模 块 , 其 输 入 、 输 出 精 度 为 8 位 。 输 入 测 量 范 围 为 0~10V或 0~20mA。 输 出 范 围 为 0~10V 或 0~20mA。I/O 测 量 范 围 的 选 择 是 通 过 恰 当 的 接 线 而 不 是通 过 组 态 软 件 编 程 设 定 。 与 其 它 模 拟 量 板 不 同 ,SM334 没 有 负 的 测 量 范 围 , 且 精 度 比 较 低 。SM334 的 通 道 地 址 见 表 2.17。表 2.17 SM334 通 道 地 址 表通 道地 址输 入 通 道 0模 块 的 起 始 地 址输 入 通 道 1模 块 的 起 始 地 址 +2Byte 的 地 址 偏 移 量输 入 通 道 2模 块 的 起 始 地 址 +4Byte 的 地 址 偏 移 量输 入 通 道 3模 块 的 起 始 地 址 +6Byte 的 地 址 偏 移 量输 入 通 道 0输 入 通 道 1模 块 的 起 始 地 址模 块 的 起 始 地 址 +4Byte 的 地 址 偏 移 量2.5 S7-300 系 列 PLC 软 件 系 统66

2.5.1 SIMATIC STEP7 软 件 平 台STEP7 是 西 门 子 SIMATIC 工 业 软 件 的 组 成 部 分 , 是 西 门 子 S7-300 PLC 的 组 态 和 编 程 标准 软 件 平 台 。STEP7 中 集 成 了 多 种 编 程 语 言 , 编 程 语 言 和 语 言 表 达 式 符 合 IEC61131-3 标 准 。推 荐 的 STEP7 软 件 的 安 装 运 行 环 境 为 奔 腾 Ⅲ 以 上 处 理 器 及 Windows2000、Windows NT 或Windows XP 操 作 系 统 。 其 窗 口 设 置 、 菜 单 功 能 和 操 作 方 式 与 其 它 流 行 的 Windows 应 用 软 件完 全 一 致 , 这 里 不 再 详 细 介 绍 。 下 面 以 组 态 一 个 [STAMATIC 300] 站 为 例 , 说 明 硬 件 组 态 的过 程 。(1) 放 置 机 架 (Rail)。 操 作 方 法 : 在 [Hardware Catalog] 窗 口 中 , 选 择 [SIMATIC300]→[RACK-300]→[Rail], 并 双 击 ( 或 用 鼠 标 拖 [Rail] 到 [HW-Config] 窗 口 的 空 白 工 作 区 ),则 会 出 现 相 应 的 内 容 。 显 示 的 表 格 即 代 表 机 架 (Rail), 表 格 中 的 序 号 代 表 模 块 化 PLC 的 槽号 。(2) 放 置 电 源 (PS)。 操 作 方 法 : 先 在 代 表 机 架 的 表 格 中 选 中 ( 用 鼠 标 点 蓝 )1 号 栏 ,再 从 [Hardware Catalog] 窗 口 中 选 出 与 实 际 电 源 型 号 ( 如 PS 307 5A) 相 同 的 电 源 (PS),双 击 或 用 鼠 标 拖 到 1 号 栏 内 。(3) 放 置 CPU。 操 作 方 法 同 上 一 步 , 将 选 中 的 CPU( 如 CPU 314,6ES7-1AE0-0AB0) 放在 表 格 2 号 栏 内 。(4) 放 置 SM、FM、CP。 操 作 方 法 同 上 。 无 论 是 放 置 SM、FM、CP 3 种 模 板 中 的 哪 一 种 ,都 要 从 4 号 栏 开 始 放 置 。 放 置 的 内 容 与 实 际 PLC 相 对 应 。 在 操 作 中 , 如 果 发 现 放 置 的 位 置 不正 确 , 可 以 用 “ 拖 动 ” 的 操 作 方 法 进 行 调 整 。注 意 :1、2、3 号 栏 相 当 于 1、2、3 号 槽 , 分 别 对 应 的 模 块 式 PS、CPU、IM, 位 置 具 有 专 属性 。 对 于 单 机 架 结 构 的 PLC 来 说 , 无 须 放 置 接 口 模 板 , 因 此 该 栏 应 为 空 。组 态 完 成 后 , 关 闭 [HW-Config] 窗 口 并 保 存 , 则 项 目 结 构 被 自 动 建 立 起 来 , 在 第 三 层 会 自 动创 建 一 个 “CPU 314” 的 文 件 夹 , 在 第 四 层 会 自 动 创 建 一 个 “S7 Program(1)” 文 件 夹 。(5) 插 入 程 序 块 。 当 项 目 结 构 创 建 好 以 后 , 就 可 以 根 据 自 己 的 需 要 编 写 程 序 了 。 在 项目 结 构 中 的 [Blocks] 文 件 夹 中 插 入 所 要 编 写 的 FB、FC 等 。 其 中 ,OB1 是 已 经 存 在 的 空 块 。当 需 要 对 某 个 块 进 行 编 辑 时 , 双 击 即 可 打 开 它 , 同 时 也 就 进 入 了 程 序 编 辑 器 , 可 以 对 其 进 行编 辑 ( 录 入 或 编 写 程 序 )。2.5.2 符 号 表 (Symbols)在 创 建 项 目 时 , 在 [S7 Program] 文 件 夹 内 会 自 动 生 成 一 个 空 的 [Symbols]( 符 号 表 )。 该表 用 于 存 放 用 户 定 义 的 符 号 地 址 。1. 绝 对 地 址绝 对 地 址 是 STEP 7 分 配 给 各 个 数 据 存 储 单 元 的 标 示 符 , 它 由 “ 字 母 + 数 字 ” 构 成 。 例 如 ,I0.0、Q4.2、M10.0、FB1 等 。 对 于 绝 对 地 址 , 用 户 只 可 使 用 , 不 可 改 变 , 但 用 户 可 以 根 据需 要 给 绝 对 地 址 赋 予 符 号 名 , 即 符 号 地 址 。2. 符 号 地 址符 号 地 址 是 用 户 根 据 自 己 的 编 程 需 要 , 为 了 增 加 程 序 的 可 读 性 , 对 其 所 使 用 的 绝 对 地 址赋 予 的 符 号 名 。 符 号 地 址 既 可 以 用 英 文 、 德 文 表 示 , 也 可 以 用 中 文 表 示 。 用 户 对 绝 对 地 址 定义 符 号 地 址 的 过 程 是 在 符 号 表 中 进 行 的 , 定 义 完 成 后 , 要 保 存 才 能 生 效 。对 于 用 户 定 义 过 的 绝 对 地 址 , 在 程 序 中 可 以 用 符 号 地 址 的 方 式 显 示 出 来 , 从 而 增 加 了 程序 的 可 读 性 。 当 然 , 在 程 序 中 , 地 址 是 以 绝 对 地 址 方 式 显 示 还 是 以 符 号 地 址 的 方 式 显 示 , 是可 以 通 过 命 令 菜 单 来 设 置 的 。 但 前 提 必 须 是 在 符 号 表 中 已 经 定 义 过 的 相 应 的 符 号 地 址 , 否 则 ,只 能 以 绝 对 地 址 方 式 显 示 。 符 号 地 址 并 不 会 通 过 下 载 操 作 下 载 到 CPU 中 , 即 CPU 并 不 实 际 执67

行 符 号 地 址 ,CPU 只 执 行 绝 对 地 址 。3. 符 号 表 中 允 许 使 用 的 地 址 及 其 数 据 类 型在 整 个 符 号 表 中 只 能 使 用 一 套 属 于 同 一 标 准 的 助 记 符 。STEP 7 为 用 户 准 备 了 两 套 助 记符 : 一 套 是 IEC 标 准 的 ; 另 一 套 是 SIMATIC 自 己 的 标 准 。 在 操 作 中 用 户 究 竟 采 用 哪 一 种 标 准 ,可 以 自 己 通 过 命 令 设 定 。 操 作 方 法 如 下 :⑴ 在 [SIMATIC Manager] 窗 口 中 , 单 击 [Options]→ [Customize] 命 令 , 后 者 用 组 合 键[Ctrl+Alt+E]。⑵ 在 打 开 的 窗 口 [Customize] 中 , 选 择 [Language] 标 签 , 在 [Mnemonics] 选 项 中 , 选 择自 己 需 要 的 语 言 , 用 户 可 以 通 过 此 种 方 法 在 SIMATIC( 德 语 ) 和 IEC( 英 语 ) 两 套 助 记 符 之 间进 行 切 换 。 助 记 符 内 容 及 说 明 如 表 2.18 所 示 。表 2.18 助 记 符 内 容 及 说 明IEC SIMATIC 说 明 数 据 类 型 范 围I E Input bit 输 BOOL 0.0~65535.7入 位IB EB Input Byte BYTE,CHAR 0.0~65535输 入 字 节IW EW Input Word WORD,INT,S5TIME 0.0~65534输 入 字ID ED Input DWORD,DINT,REAL,TOD,TIME 0.0~65532DoubleWord 输 入双 字Q A Output bit BOOL 0.0~65535.7输 出 位QB AB Output Byte BYTE,CHAR 0.0~65535输 出 字 节QW AW Output WORD,INT,S5TIME 0.0~65534Word 输 出字QD AD Output DWORD,DINT,REAL,TOD,TIME 0.0~65532DoubleWord 输 出双 字M M Memory bit BOOL 0.0~65535.7存 储 位MB MB Memory BYTE,CHAR 0.0~65535Byte 存 储 字节MW MW Memory WORD,INT,S5TIME 0.0~65534Word 存 储字MD MD MemoryDoubleWord 存 储DWORD,DINT,REAL,TOD,TIME 0.0~6553268

双 字PIB PEB Peripheral BYTE,CHAR 0.0~65535Input Byte外 设 输 入 字节PQB PAB Peripheral BYTE,CHAR 0.0~65535output Byte外 设 输 出 字节PIW PEW Peripheral WORD,INT,S5TIME 0.0~65534Input Word外 设 输 入 字PQW PAW Peripheral WORD,INT,S5TIME 0.0~65532OutputWord 外 设输 出 字PID PED Peripheral DWORD,DINT,REAL,TOD,TIME 0.0~65532Input doubleWord 外 设输 入 双 字PQD PAD Peripheral DWORD,DINT,REAL,TOD,TIME 0.0~65535outputDoubleWord 外 设输 出 双 字T T Timer 定 时 TIMER 0.0~65535器C Z Counter 计 COUNTER 0.0~65535数 器FB FB Function FB 0.0~65535Block 功 能块OB OB Organization OB 1~65535Block 组 织块DB DB Data Block OB,FB,SFB,UDT 1~65535数 据 块FC FC Function 功 FC 0.0~65535能SFB SFB System SFB 0.0~65535FunctionBlock 系 统功 能 块SFC SFC System SFC 0.0~6553569

Function 系统 功 能VAT VAT VariableTable 变 量表UDT UDT User-defineData Type用 户 自 定 义数 据 类 型0.0~65535UDTD 0.0~655352.5.3 S7-300 系 列 PLC 的 程 序 结 构S7—300 PLC 的 编 程 语 言 是 STEP7。STEP7 继 承 了 STEP5 语 言 结 构 化 程 序 设 计 的 优 点 ,用 文 件 块 的 形 式 管 理 用 户 编 写 的 程 序 及 程 序 运 行 所 需 的 数 据 。 如 果 这 些 文 件 块 是 子 程 序 , 可以 通 过 调 用 语 句 , 将 它 们 组 成 结 构 化 的 用 户 程 序 。 这 样 ,PLC 的 程 序 组 织 明 确 , 结 构 清 晰 ,易 于 修 改 。通 常 , 用 户 程 序 由 组 织 块 (OB)、 功 能 块 (FB,FC)、 数 据 块 (DB) 构 成 。 其 中 ,OB 是 系 统 操 作 程 序 与 用 户 应 用 程 序 在 各 种 条 件 下 的 接 口 界 面 , 用 于 控 制 程 序 的 运 行 。OB块 根 据 操 作 系 统 调 用 的 条 件 ( 如 时 间 中 断 、 报 警 中 断 等 ) 分 成 几 种 类 型 , 这 些 类 型 有 不 同 的优 先 级 , 高 优 先 级 的 OB 可 以 中 断 低 优 先 级 的 OB。 每 个 S7CPU 包 含 一 套 可 编 程 的 OB 块 ( 随CPU 而 不 同 ), 不 同 的 OB 块 执 行 特 定 的 功 能 。OB1 是 主 程 序 循 环 块 , 在 任 何 情 况 下 , 它 都是 需 要 的 。 根 据 过 程 控 制 的 复 杂 程 度 , 可 将 所 有 程 序 放 入 OB1 中 进 行 线 性 编 程 , 或 将 程 序用 不 同 的 逻 辑 块 加 以 结 构 化 , 通 过 OB1 调 用 这 些 逻 辑 块 。 图 2.12 所 示 是 一 个 STEP7 调 用 实例 。除 了 OB1, 操 作 系 统 可 以 调 用 其 它 的 OB 块 以 响 应 确 定 事 件 。 其 它 可 用 的 OB 块 随 所用 的 CPU 性 能 和 控 制 过 程 的 要 求 而 定 。共 享 DBFB/SFBFC/SFC操作系统OB1背 景FB/SFBDB共 享 DBFC/SFC背 景DB图 2.12 STEP 7 调 用 结 构功 能 块 (FB,FC) 实 际 是 用 户 子 程 序 , 分 为 带 “ 记 忆 ” 的 功 能 块 FB 和 不 带 “ 记 忆 ”的 功 能 块 FC。 前 者 有 一 个 数 据 结 构 与 该 功 能 块 的 参 数 表 完 全 相 同 的 数 据 块 (DB) 附 属 于 该功 能 块 , 并 随 功 能 块 的 调 用 而 打 开 , 随 功 能 块 的 结 束 而 关 闭 。 该 附 属 数 据 块 叫 做 背 景 数 据 块(Instance Data Block ), 存 放 在 背 景 数 据 块 中 的 数 据 在 FB 块 结 束 时 继 续 保 持 , 也 即 被“ 记 忆 ”。 功 能 块 FC 没 有 背 景 数 据 块 , 当 FC 完 成 操 作 后 数 据 不 能 保 持 。数 据 块 (DB) 是 用 户 定 义 的 用 于 存 取 数 据 的 存 储 区 , 也 可 以 被 打 开 或 关 闭 。DB 可 以70

是 属 于 某 个 FB 的 情 景 数 据 块 , 也 可 以 是 通 用 的 全 局 数 据 块 , 用 于 FB 或 FC。S7 CPU 还 提 供 标 准 系 统 功 能 块 (SFB,SFC), 它 们 是 预 先 编 好 的 , 经 过 测 试 集 成 在S7 CPU 中 的 功 能 程 序 库 。 用 户 可 以 直 接 调 用 它 们 , 高 效 地 编 制 自 己 的 程 序 。 由 于 它 们 是 操作 系 统 的 一 部 分 , 不 须 将 其 作 为 用 户 程 序 下 载 到 PLC. 与 FB 块 相 似 ,SFB 需 要 一 个 背 景 数据 块 , 并 须 将 此 DB 块 作 为 程 序 的 一 部 分 安 装 到 CPU 中 。 不 同 的 CPU 提 供 不 同 的 SFB、SFC功 能 。系 统 数 据 块 (SDB) 是 为 存 放 PLC 参 数 所 建 立 的 系 统 数 据 存 储 区 。 用 STEP7 组 态 软 件可 以 将 PLC 组 态 数 据 和 其 它 操 作 参 数 存 放 于 SDB 中 。2.5.4 S7—300 PLC 的 存 储 区S7—300 CPU 有 三 个 基 本 存 储 区 , 如 图 2.13 所 示 , 其 中 :(1) 系 统 存 储 区 :RAM 类 型 , 用 于 存 放 操 作 数 据 (I/O、 位 存 储 、 定 时 器 、 计 数 器 )。(2) 装 载 存 储 区 : 物 理 上 是 CPU 模 块 的 部 分 RAM, 加 上 内 置 的 EEPRROM 或 选 用 的 可 拆卸 FEPROM 卡 , 用 于 存 放 用 户 程 序 。(3) 工 作 存 储 区 : 物 理 上 占 用 CPU 模 块 中 的 部 分 RAM, 其 存 储 内 容 是 CPU 运 行 时 , 所 执行 的 用 户 程 序 单 元 ( 逻 辑 块 和 数 据 块 ) 的 复 制 件 。CPU 工 作 存 储 区 也 为 程 序 块 的 调 用 安 排 了 一 定 数 量 的 临 时 本 地 数 据 存 储 区 或 称 L 堆 栈 。L 堆 栈 中 的 数 据 在 程 序 块 工 作 时 有 效 , 并 一 直 保 持 , 当 新 的 块 被 调 用 时 ,L 堆 栈 重 新 分 配 。图 2.13 也 表 明 ,S7 CPU 还 有 两 个 累 加 器 、 两 个 地 址 寄 存 器 、 两 个 数 据 块 地 址 寄 存 器 和一 个 状 态 字 寄 存 器 。CPU 程 序 所 能 访 问 的 存 储 区 为 系 统 存 储 区 的 全 部 、 工 作 存 储 区 的 数 据 块 DB、 暂 时 局 部数 据 存 储 区 、 外 设 I/O 存 储 区 (P) 等 , 其 功 能 见 表 2.19。CPU 利 用 外 设 (P) 存 储 区 直 接读 写 总 线 上 的 模 块外 设 I/O 存 储 区P这 些 系 统 存 储 区 的 大 小由 CPU 的 型 号 决 定输 出输 入位 存 储 区定 时 器计 数 器QIMTC系 统 存 储 区累 加 器 32 位累 加 器 1(ACCU1)累 加 器 2(ACCU2)地 址 寄 存 器 32 位地 址 寄 存 器 1(AR1)地 址 寄 存 器 2(AR2)可 执 行 用 户 程 序 ;1. 逻 辑 块 (OB,FB,FC)2. 数 据 块 (OB )临 时 本 地 数 据 存 储 区(L 堆 栈 )工 作 存 储 区数 据 块 地 址 寄 存 器32 位打 开 的 共 享 数 据 块 号DB打 开 的 共 享 数 据 块 号 DB(DI)动 态 装 载 存 储 区 (RAM):存 放 用 户 程 序状 态 字 寄 存 器状 态 位16 位可 选 的 固 定 装 载 存 储 区(FEPROM): 存 放 用 户 程 序装 载 存 储 区图 2.13S7—300 存 储 区 示 意 框 图71

表 2.19 程 序 可 访 问 的 存 储 区 及 功 能名 称 存 储 区 存 储 区 功 能输 入 (I) 过 程 输 入 映 像 表 扫 描 周 期 开 始 , 操 作 系 统 读 取 过 程 输 入 值 并 录 入 表 中 , 在 处 理 过程 中 程 序 使 用 这 些 值每 个 CPU 周 期 , 输 入 存 储 区 在 输 入 映 像 表 中 所 存 放 的 输 入 状 态值 , 它 们 是 外 设 输 入 存 储 区 头 128Byte 的 映 像输 出 (O) 过 程 输 出 映 像 表 在 扫 描 周 期 中 , 程 序 计 算 输 出 值 并 存 放 在 该 表 中 , 在 扫 描 周 期 结束 后 , 操 作 系 统 从 表 中 读 取 输 出 值 , 并 传 送 到 过 程 输 出 口 , 过 程输 出 映 像 表 是 外 设 输 出 存 储 区 头 128Byte 的 映 像位 存 储 区 (M) 存 储 位 存 储 程 序 运 算 的 中 间 结 果外 设 输 入 (PI)外 设 输 出 (PQ)I/O: 外 设 输 入I/O: 外 设 输 出外 设 存 储 区 允 许 直 接 访 问 现 场 设 备 ( 物 理 的 或 外 部 的 输 入 和 输出 )外 设 存 储 区 可 以 字 节 , 字 和 双 字 格 式 访 问 , 但 不 可 以 位 方 式 访 问定 时 器 (T) 定 时 器 为 定 时 器 提 供 存 储 区计 时 时 钟 访 问 该 存 储 区 中 的 计 时 单 元 , 并 以 减 法 更 新 计 时 值定 时 器 指 令 可 以 访 问 该 存 储 区 和 计 时 单 元计 数 器 (C) 计 数 器 为 计 数 器 提 供 存 储 区 , 计 数 指 令 访 问 该 存 储 区临 时 本 地 数 据本 地 数 据 堆 栈(L 堆 栈 )在 FB、FC 或 OB 运 行 时 设 定 、 在 块 变 量 声 明 表 中 声 明 的 暂 时 变量 存 在 该 存 储 区 中 , 提 供 空 间 以 传 送 某 些 类 型 参 数 和 存 放 梯 形 图中 间 结 果 。 块 结 束 执 行 时 , 临 时 本 地 存 储 区 再 行 分 配 。 不 同 的CPU 提 供 不 同 数 量 的 临 时 本 地 存 储 区数 据 块 (DB) 数 据 块 DB 块 存 放 程 序 数 据 信 息 , 可 被 所 有 逻 辑 块 公 用 (“ 共 享 ” 数 据 块 )或 被 FB 特 定 占 用 “ 背 景 ” 数 据 块外 设 输 入 (PI) 和 外 设 输 出 (PQ) 存 储 区 除 了 和 CPU 的 型 号 有 关 外 , 还 和 具 体 的 PLC应 用 系 统 的 模 块 配 置 相 联 系 , 其 最 大 范 围 为 64KB。CPU 可 以 通 过 输 入 (I) 和 输 出 (Q) 过 程 映 像 存 储 区 ( 映 像 表 ) 访 问 I/O 口 。 输 入 映 像表 128Byte 是 外 设 输 入 存 储 区 (PI) 首 128Byte 的 映 像 , 是 在 CPU 循 环 扫 描 中 读 取 输 入 状态 时 装 入 的 。 输 出 映 像 表 128Byte 是 外 设 输 出 存 储 区 (PQ) 的 首 128Byte 的 映 像 。CPU 在写 输 出 时 , 可 以 将 数 据 直 接 输 出 到 外 设 输 出 存 储 区 (PQ), 也 可 以 将 数 据 传 送 到 输 出 映 像 表 ,在 CPU 循 环 扫 描 更 新 输 出 状 态 时 , 将 输 出 映 像 表 的 值 传 送 到 物 理 输 出 。2.5.5 CPU 单 元 的 参 数 设 置S7—300PLC 可 以 使 用 STEP7 软 件 包 开 发 工 具 设 置 CPU 模 块 的 参 数 , 改 变 CPU 单 元 的运 行 方 式 和 性 能 , 可 以 设 置 的 部 分 参 数 介 绍 如 下 :(1) 时 钟 存 储 器时 钟 存 储 器 是 位 存 储 器 ,CPU 按 照 预 先 设 定 的 频 率 , 以 1:1 的 脉 冲 占 空 比 改 变 它 们 的72

二 进 制 状 态 , 即 输 出 一 定 周 期 的 方 波 信 号 , 用 户 可 以 在 程 序 中 使 用 该 信 号 。S7—300 有 8 个时 钟 存 储 器 , 每 个 频 率 都 不 一 样 。 实 际 上 是 用 存 储 单 元 的 一 个 字 节 的 8 位 来 做 8 个 时 钟 存 储器 , 这 一 个 字 节 的 存 储 单 元 称 时 钟 存 储 器 字 节 , 图 2.14 列 出 了 由 时 钟 存 储 器 字 节 表 示 的 时钟 周 期 和 对 应 的 频 率 。 如 果 用 户 要 使 用 时 钟 存 储 器 , 则 必 须 首 先 设 置 “Clock Memory=Yes”,可 以 在 0~127( 对 CPU312 IFM) 或 0~255( 对 CPU313/314/315/315-2 DP) 范 围 内 定 义 任 一 字节 为 时 钟 存 储 器 字 节 。CPU 的 缺 省 设 定 为 不 设 置 时 钟 存 储 器 , 即 “Clock Memory=No”.位7 6 5 4 3 2 1 00.1s 相 当 于 10Hz0.2s 相 当 于 5Hz( 闪 烁 )0.4s 相 当 于 2.5Hz( 快 速 闪 亮 )0.5s 相 当 于 2Hz0.8s 相 当 于 1.25Hz( 闪 亮 )1s 相 当 于 1Hz1.6s 相 当 于 0.625Hz( 暗 闪 光 )2s 相 当 于 0.5Hz图 2.14 时 钟 存 储 器 字 节 表 示(2) 启 动 特 性 参 数启 动 特 性 参 数 主 要 包 括 两 部 分 : 一 部 分 是 确 定 加 电 后 是 否 测 试 RAM; 另 一 部 分 是 设置 CPU 测 试 各 信 号 模 块 的 发 送 时 间 和 回 响 时 间 。如 果 选 择 “Self-test during complete startup=Yes”, 则 在 每 次 通 电 后 CPU 都 要 自 检 内 部RAM, 缺 省 设 置 为 “Yes”。电 源 接 通 之 后 ,CPU 把 系 统 组 态 参 数 发 送 到 机 架 上 的 所 有 模 块 , 并 等 待 各 模 块 回 送的 ‘ 准 备 好 ’ 信 号 。 发 送 时 间 的 可 调 范 围 为 1~10000ms, 缺 省 设 定 为 100ms。 回 响 时 间 是 从系 统 加 电 到 接 收 到 所 有 模 块 发 回 的 ‘ 准 备 好 ’ 信 号 的 时 间 间 隔 , 其 范 围 为 :1~65000ms, 缺 省设 定 值 为 65000ms.(3) 系 统 诊 断 参 数系 统 诊 断 就 是 对 PLC 中 出 现 的 故 障 进 行 识 别 、 评 估 和 通 报 , 并 对 诊 断 结 果 进 行 备 份 。例 如 通 过 系 统 诊 断 可 以 发 现 用 户 程 序 中 的 错 误 、 模 块 的 故 障 、 传 感 器 和 执 行 装 置 的 开 路 故 障问 题 。如 果 在 “ 扩 充 诊 断 备 份 ” 选 项 中 选 用 “Extended diagnostics entries=Yes”, 那 么 CPU不 仅 输 入 故 障 信 息 , 还 将 所 有 组 织 块 的 调 用 也 输 入 诊 断 的 备 份 中 , 其 缺 省 值 设 定 为 “No”。如 果 在 “ 诊 断 信 息 传 递 ” 选 项 中 选 定 “Transfer of diagnostics messages…=Yes”, 那么 CPU 将 造 成 停 机 的 原 因 或 用 户 的 诊 断 项 目 通 过 多 点 接 口 MPI 送 到 登 录 的 节 点 ( 编 程 装 置或 操 作 员 面 板 )。 此 诊 断 信 息 是 诊 断 备 份 中 的 最 新 纪 录 。 缺 省 设 定 为 “Yes”.(4) 保 持 区 参 数在 电 源 掉 电 或 从 RUN 转 变 为 STOP 方 式 后 , 存 储 区 的 内 容 仍 被 保 持 , 则 该 存 储 区 就是 保 持 存 储 区 , 简 称 保 持 区 。 内 存 标 志 寄 存 器 、 定 时 器 、 计 时 器 数 据 区 都 可 以 设 定 为 保 持 区 。非 保 持 区 内 的 内 存 标 志 寄 存 器 、 定 时 器 和 计 时 器 在 掉 电 或 从 RUN 转 到 STOP 后 被 清 零 。 保73

持 区 参 数 设 定 见 表 2.20。表 2.20 保 持 区 参 数 块参 数 值 域 缺 省312IFM 313 314/315/315-2DP 设 置说 明存 储 器 0~72 0~256 0~256 16 输 入 的 参 数 值 是 从 存 储 器 字 节 0 算 起的 可 保 持 存 储 器 的 字 节 数定 时 器0( 没 有可 保 持的 )0~36 0~12 0 输 入 的 参 数 值 是 从 定 时 器 0 开 始 的 可保 持 定 时 器 的 数 量 ( 每 个 定 时 器 占2Byte)计 数 器 0~32 0~36 0~64 8 输 入 的 参 数 值 是 从 计 数 器 0 开 始 的 可保 持 S7 计 数 器 的 数 量 ( 每 个 计 数 器占 2Byte)Yes/NoYes/NoYes/NoNo如 果 输 入 “Data Block=Yes”, 就 必 须1~631~1271~1271设 置 数 据 块 的 个 数 、 数 据 块 的 字 节数 、 数 据 块 的 起 始 地 址数 据 块 :数 据 块 的 个 数数 据 块 的 字 节 数数 据 字 节 的 地 址( 数 据 区 的 起 始地 址 )0~72 0~72 0~4095 00~6143 0~8191 0~8191 0CPU314: 可 以 有 8 个 保 持 的 数 据 块DB, 总 共 4096Byte,数 据 区 的 起 始 地 址 加 上 数 据 的 字 节数 必 须 不 超 过 8192ByteCPU313: 可 以 有 8 个 保 持 的 数 据 块DB, 总 共 72Byte,数 据 区 的 起 始 地 址 加 上 数 据 的 字 节数 必 须 不 超 过 8192ByteCPU312 IFM: 可 以 有 1 个 保 持 的 数 据块 DB, 总 共 72Byte, 数 据 区 的 起 始 地址 加 上 数 据 的 字 节 数 必 须 不 超 过6143Byte所 有 保 持 数 据 的 72 72 4544 字 节 数 (Byte)总 数保 持 区 的 保 持 特 性 与 后 备 电 池 没 有 关 系 。 即 使 未 装 后 备 电 池 , 在 电 源 中 断 和 从 RUN 转变 为 STOP 方 式 之 后 , 在 保 持 区 参 数 中 所 定 义 的 区 域 仍 是 保 持 的 。 总 的 保 持 区 域 的 大 小 ( 位存 储 器 、 计 时 器 等 ) 不 能 超 过 表 中 给 出 的 供 所 有 参 数 用 的 可 保 持 数 据 的 总 和 。CPU313/314/315/315-2 DP 安 装 后 备 电 池 后 , 其 所 有 的 数 据 块 都 是 保 持 的 , 它 不 受 任 何设 定 参 数 的 影 响 , 且 装 载 存 储 区 和 工 作 存 储 区 都 成 为 保 护 存 储 区 , 这 样 , 用 户 程 序 (OB,FB,FC,DB) 就 可 得 到 可 靠 的 保 护 。(5) 实 时 时 钟 及 日 期 - 时 间 (Time-of-day) 中 断 参 数CPU314/315/315-2DP 内 含 有 硬 件 实 时 时 钟 , 可 以 通 过 设 定 其 校 正 系 数 来 补 偿 24 小 时内 的 实 时 时 钟 误 差 。 例 如 : 如 果 在 24 小 时 之 内 时 钟 慢 4ms, 则 输 入 的 校 正 系 数 为 +4ms, 设 定范 围 -1000~+1000ms。 缺 省 值 设 定 为 0。CPU314/315/315-2 DP 可 以 产 生 “ 日 期 - 时 间 ” 中 断 OB10, 以 满 足 程 序 用 户 的 需 要 。 例74

如 , 在 某 一 个 特 定 时 刻 或 以 某 个 固 定 时 间 间 隔 来 设 定 日 期 - 时 间 中 断 , 执 行 用 户 特 定 的 程 序 。日 期 - 时 间 间 隔 有 分 钟 、 小 时 、 日 、 周 、 月 和 年 。(6) 循 环 中 断 参 数CPU314/315/315-2 DP 提 供 了 一 个 以 固 定 间 隔 中 断 用 户 程 序 的 组 织 块 OB35, 其 优先 级 固 定 为 12, 不 能 改 变 。 循 环 中 断 间 隔 的 缺 省 设 定 值 为 100ms, 可 在 1~60000ms 内 选 定 ,但 必 须 比 运 行 用 户 程 序 需 要 的 时 间 长 。(7) 扫 描 循 环 特 性 参 数扫 描 循 环 特 性 主 要 包 括 通 信 负 荷 、 最 长 循 环 时 间 、 自 检 引 起 的 扫 描 循 环 负 荷 等 三 项 参数 。 通 信 负 荷 是 指 CPU 采 用 多 点 接 口 MPI 通 信 的 循 环 负 荷 , 以 百 分 比 表 示 , 缺 省 设 定 为 29%,调 整 范 围 为 10%~50%。 为 了 避 免 由 于 通 信 的 原 因 使 执 行 程 序 变 慢 , 应 该 定 出 最 大 循 环 负 荷 ,但 这 有 可 能 影 响 CPU 与 其 它 CPU 或 CPU 与 编 程 器 的 通 信 速 率 。最 长 循 环 时 间 的 缺 省 设 定 值 为 150ms, 可 在 1~6000ms 之 间 调 整 。 如 果 循 环 超 负 荷 、 中断 数 量 增 加 、 通 信 超 负 荷 、 用 户 程 序 死 循 环 等 故 障 使 得 CPU 循 环 时 间 超 过 “Cyclic self-test”的 缺 省 值 为 0。CPU312 IFM 不 能 改 变 其 缺 省 设 定 , 即 CPU312 IFM 不 能 扫 描 循 环 自 检 。CPU313 和CPU314 可 以 在 0~65000ms 内 调 整 , 只 要 不 为 0 则 增 加 的 扫 描 循 环 时 间 为 设 定 值 乘 以 10.(8) 多 点 接 口 MPI 参 数S7—300 可 以 通 过 MPI 接 口 联 网 , 联 网 前 必 须 设 置 两 个 参 数 , 一 个 是 MPI 的 最 高 地 址 ,一 个 是 CPU 的 MPI 地 址 。MPI 的 最 高 地 址 的 缺 省 设 定 为 15,31,63,126 四 个 选 项 ;CPU的 MPI 地 址 缺 省 设 定 为 2, 可 在 1~126 范 围 内 选 择 , 通 过 多 点 接 口 MPI 端 口 联 网 的 每 一 个站 点 必 须 有 一 个 地 址 , 该 地 址 在 网 络 中 必 须 是 唯 一 的 。MPI 参 数 有 一 个 特 点 , 即 掉 电 或 清 除存 储 器 ( 运 行 方 式 开 关 拨 到 MRES 位 置 ) 之 后 , 参 数 值 仍 然 保 留 。(9) 内 置 的 I/O 参 数只 有 在 给 CPU312 IFM 编 制 程 序 时 , 才 需 要 设 定 内 置 的 I/O 参 数 , 并 用 于 中 断 输 入 、计 数 器 和 频 率 计 。I124.6,I124.7,I125.0,I125.1 分 别 对 应 中 断 输 入 1,2,3,4。 每 个 中 断输 入 都 可 设 定 由 上 升 沿 还 是 下 降 沿 来 触 发 中 断 。 中 断 的 触 发 脉 冲 至 少 有 50s 宽 。75