跟廖常初学PLC:S7-300 CPU的元件和CPU面板功能

2016/9/8 19:14:08 人评论 次浏览 分类:PLC应用  文章地址:http://www.textrasoft.com/tech/1068.html

S7-300有20种CPU,分别适用于不同等级的控制要求。廖常初在本文介绍S7-300 CPU的状态与故障显示LED、运行模式、模式选择开关、微存储器卡、通信接口、电池盒、电源接线端子、实时种与运行时间计数器和I/O方面的专业知识。

S7-300的CPU模块的元件
S7-300有20种不同型号的CPU,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,面板上有状态和故障指示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(检查MMC),用于掉电后程序和数据的保存。CPU 318-2的面板如图所示。
西门子S7-300 PLC面板
1、状态与故障显示LED
CPU模块面板上的LED的意义如下:
①SF(系统出错/故障显示,红色):CPU硬件故障或软件错误时亮。
BATF(电池故障,红色):电池电压低或没有电池时亮。
DC5V(+5V电源指示,绿色):CPU和S7-300总线的5V电源正常时亮。
FRCE(强制,黄色):至少有一个I/O被强制时亮。
RUN(运行方式,绿色):CPU处于RUN状态时亮;重新启动时以2Hz的频率闪亮;HOLD状态时以0.5Hz的频率闪亮。
STOP(停止方式,黄色):CPU在STOP、HOLD状态或重新启动时常亮;请求存储器复位时以0.5Hz的频率闪亮,正在执行存储器复位时以2Hz的频率闪亮
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
①CPU有4中操作模式: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。
STOP模式:CPU模块通电后自动进入STOP模式,在该模式不执行用户程序,可以接收全局数据和检查系统。
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北京快3APP。
HOLD模式:在启动和RUN模式执行程序时遇到调试用的断点,用户程序的执行被挂起(暂停),定时器被冻结。
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,通电时自动进入启动模式。

3、模式选择开关
有的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,用来设定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变用户程序。还可以使用多级口令来保护整个数据库,使用户有效地保护其北京快3APP机密,防止未经允许的复制和修改。钥匙开关各位置的意义如下:
①RUN-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或修改用户程序,以及改变运行方式。在这个位置不能拔出钥匙开关。
RUN(运行位置)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。
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。
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。工作存储器、RAM装载存储器中的用户程序和地址区被清除,全部存储器位、定时器、计数器和数据块均被删除,即复位为零,包括有保持功能的数据。CPU检测硬件,初始化硬件和系统程序的参数,系统参数、CPU和模块的参数被恢复为默认设置,MPI(多点接口)的参数被保留。如果快闪存储器卡,CPU在复位后将它里面的用户程序和系统参数复制到工作存储区。

复位存储器按下述顺序操作:PLC通电后将钥匙开关从STOP位置扳到MRES位置,STOP LED熄灭1s,再熄灭1s后保持亮。放开开关,使它回到STOP位置,然后又回到MRES,STOP LED以2Hz的频率至少闪动3s,表示正在执行复位,最后STOP LED一直亮,可松开模式开关。

存储器卡被取掉或插入时,CPU发出系统复位请求,STOP LED以0.5Hz的频率闪动。此时应将模式选择开关扳到MRES位置,执行复位操作。

4、微存储器卡
Flash EPROM为存储卡(MMC)用于在断电时保存用户程序和某些数据,它可以扩展CPU的存储器容量,也可以将有些CPU的操作系统保存在MMC中,这对于操作系统的升级是非常方便的。MMC用作装载存储器或便携式保存媒体。MMC的读写直接在CPU内进行,不需要专用的编程器。由于CPU 31xC没有安装集成的装载存储器,在使用CPU时必须插入MMC,CPU与MMC是分开订货的。

如果在写访问过程中拆下SIMATIC微存储卡,卡中的数据会被破坏。在这种情况下,必须将MMC插入CPU中并删除它,或在CPU中格式化存储卡。只有在断电状态或CPU处于STOP状态时,才能取下存储卡。

5、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、有的CPU模块有一个MPI/DP接口和一个DP接口。

MPI用于PLC与其他西门子PLC、PG/PC(编程器或个人计算机).OP(操作员接口)通过MPI网络的通信。CPU通过MPI接口或PROFIBUS-DP接口在网络上自动地广播它设置的总线参数(即波特率),PLC可以自动地“挂到”MPI网络上。

PROFIBUS-DP的传输速率最高12Mbit/s,用它与其他西门子带DP接口的PLC、PG/PC、OP和其他DP主站和从站的通信。

6、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,保存的时间为1年,有的低端CPU(例如312IFM与313)因为没有实时钟,没有配备锂电池。

7、电源接线端子
电源模块的L1、N端子接AC220V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DC4V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。

8、实时钟与运行时间计数器
CPU 312 IFM与CPU313因为没有锂电池,只有软件实时钟,PLC断电时停止计时,恢复供电后从断电瞬时的时刻开始计时,有后备锂电池的CPU有硬件实时钟、可以在PLC电源断电时继续运行,运行小时计数器的计数范围为O-32767h。

9、CPU模块上的集成I/O
西门子S7-300的CPU右侧是模拟量输入端子和模拟量输出端子。

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