s7-300系统采用采用模板式结构,用搭积木的方式组成系统。各模板安装在标准din机架上,每个机架上按电源模板ps、cpu模板、接口模板im、信号模板sm和功能模板fm(1个机架上最多安装8个)的组合次序安装系统内各个模板,所有的模板都通过背板总线连接器级联。
s7-300各模板安装与扩展机架
当需要的信号模板sm超过8个,可通过接口模板im连接安装扩展机架,一个s7-300系统最多可安装3个扩展机架,32个信号模板。
一、电源模板
电源模板ps型号是ps307,用于将120v/230v交流电压转换为24v直流电压,根据输出电流值有2a、5a、10a等3种规格可供选择。电源模板安装位置在机架最左端的插槽上。
电源模板ps307面板
二、cpu模板
1.标准型cpu系列
标准型cpu模板为cpu31x系列,其面板见图。面板上有各类控制开关、状态指示灯、插槽及电源端口等。
s7-300的cpu面板
1)状态指示灯
不同颜色的led指示灯表示了cpu的各种运行状态。
sf—红色,系统故障指示;
bf(或batf)—红色,后备电池故障指示,没有电池或电池电压不足时亮;
dc5v—绿色,表示内部5v工作电压正常;
frce—黄色,强制(force),表示至少有一个输入或输出被强制;
run—绿色,在cpu起动(start up)时闪烁,在运行时长亮;
st0p—橙色,在停止模式下长亮,慢速闪烁(0.5hz)表示请求复位,快速闪烁(2hz)表示正在复位。
2)模式选择开关
run—运行模式。开关在此位置时,编程器可以监控cpu的运行,也可以读程序;但不可以命令cpu run或stop,不可以改写程序,在此位置可以拔出钥匙;
stop—停止模式。cpu不扫描用户程序,开关在此位置时,编程器可以读写程序,可以拔出钥匙;
mres—存储器复位模式(memory reset)。开关不可以自然停留在此位置上,一旦松手,开关自动弹回stop位置。
3)微存储器卡槽
旧型号的cpu面板上有feprom插槽,新型号cpu面板取消了电池和feprom插槽,代之以微存储器(mmc)卡,由于mmc存储容量大(64kb~8mb),不仅可以存程序,甚至可以存整个项目(project)。
4)接口与端口
mpi—multi-point interface,也称编程口。可以接入编程器或其它设备;
dp(ptp)—profibus dp网络的接口或p点对点连接(oint to point)接口。该接口是否存在,或是哪种接口,取决于cpu的型号;
电池盒—可以装入锂电池,在停电时保存程序和部分数据。
2.cpu型号
s7-300的cpu型号很多且不断更新,所以只列出cpu3x系列部分型号的技术参数,见表。其中cpu3x-2dp表示该cpu模板上集成有现场总线(profibus-dp)通信接口。
标准型cpu模板主要技术特性表
型号
cpu313
cpu314
cpu315
cpu315-2dp
cpu316
cpu318-2dp
装载存储
器(kb)
ram
20
40
80
96
192
64
e2prom
最大256
最大512
最大512
最大512
最大512
最大4096
工作存储器(kb)ram
12
24
48
64
128
512
指令执行时
间(mm)
位操作
0.6
0.3
0.3
0.3
0.3
0.1
字操作
2
1
1
1
1
0.1
定点加
3
2
2
2
2
0.1
浮点加
60
50
50
50
50
0.6
最大数字i/o点数
128
512
1024
1024
1024
8192
最大模拟i/o通道数
32
64
128
128
128
128
最大配置
1个机架
8块模板
4个机架
32块模板
4个机架
32块模板
4个机架
32块模板
4个机架
32块模板
4个机架
32块模板
定时器
128
128
128
128
128
512
计数器
64
64
64
64
64
512
位存储器
2048
2048
2048
2048
2048
8192
3.集成型cpu系列
集成型cpu模板为cpu31xifm系列,在标准型cpu模板上集成了部分i/o接口、高速计数器和部分控制功能,目前有cpu312ifm和cpu314ifm两种型号。
4.紧凑型cpu系列
紧凑型cpu模板为cpu31xc系列,是在cpu31xifm系列基础上推出的功能更强、结构更紧凑的cpu模板。该cpu模板配置有mmc卡(micro memory cart,微存储卡)和9针mpi(multi point interface,多点通信接口),有的还配置了9针dp(decentral peripherals分散外围设备)接口,或15针ptp(point to point点对点)接口。
5.故障安全型cpu系列
故障安全型cpu模板为cpu31xf系列,是具有更高可靠性的cpu模板,主要有cpu315f和cpu317f-2dp两种型号。
三、接口模板
接口模板im用于s7-300系列plc的中央机架到扩展机架的连接。
1.接口模板im365
im365用于连接中央机架与1个扩展机架,由两块模板组成,中央机架上插入一块,通过1m的连接电缆和另一块插入扩展机架的im365相连接。
2.接口模板im360/361
当扩展机架超过1个时,将接口模板im360插入中央机架,扩展机架上均插入接口模板im361,相互之间通过连接电缆相连。机架扩展时,相邻机架间隔距离一般为4cm~6cm。
四、数字量信号模板
1.数字量输入模板sm321
数字量输入模板(di)将现场的数字信号电平转换成plc内部信号电平,经过光电隔离和滤波后,送到输入缓冲区等待cpu采样,采样后的信号状态经过背板总线进入输入映像区。根据输入信号的极性及其端子数,sm321共有14种数字量输入模板,常用的4种见表。
常用sm321数字量输入模板技术特性表
技术特性
直流16点
输入模板
直流32点
输入模板
交流8点
输入模板
交流32点
输入模板
输入端子数
16
32
8
32
额定负载电压(v)
dc24
dc24
负载电压范围(v)
20.4~28.8
20.4~28.8
额定输入电压(v)
dc24
dc24
ac120
ac120
输入电压为1的范围
13~30
13~30
79~132
79~132
输入电压为0的范围
-3~+5
-3~+5
0~20
0~20
输入电压频率(hz)
47~63
47~63
隔离(与背板总线)方式
光耦合器
光耦合器
光耦合器
光耦合器
输入电流为1的信号(ma)
7
7.5
6
21
最大允许静态电流(ma)
1.5
1.5
1
4
典型输入延迟 (ms)
1.2~4.8
1.2~4.8
25
25
背板总线最大消耗电流(ma)
25
25
16
29
功率损耗(w)
3.5
4
4.1
4.0
数字量输入模板sm321(直流16点)的每个输入点有1个绿色发光二极管显示输入状态,输入开关闭合时有输入电压,二极管亮。
直流16点数字量输入模板sm321外观图
2.数字量输出模板sm322
数字量输出模板(do)将s7-300内部信号电平转换成现场外部信号电平,可直接驱动电磁阀线圈、接触器线圈、微型电动机、指示灯等负载。根据负载回路使用电源的要求,数字量输出模板可分为直流输出模板(晶体管输出方式)、交流输出模板(晶闸管输出方式)和交直流两用输出模板(继电器输出方式)等。
3.数字量输入输出模板sm323
数字量输入输出模板(di/do)在一块模板上同时具有数字量输入点和输出点。sm323有两种模板,一种带有8个共地输入端和8个共地输出端;另一种带有16个共地输入端和16个共地输出端,两种模板的输入输出特性相同:i/o额定负载电压dc24v、输入电压“1”时信号电平为11~30v、“0”时信号电平为-3~+5v、额定输入电压下输入延迟为1.2~4.8ms、与背板总线通过光耦合器隔离。