S7-300PLC简介(模块组成) 教学设计

S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。

SIMATIC S7-300 可编程序控制器是模块化结构设计。

各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。

一.系统组成：中央处理单元 (CPU)各种 CPU 有各种不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有输入/输出点，有的 CPU 上集成有 PROFIBUS-DP 通讯接口等。

信号模块 (SM)用于数字量和模拟量输入/输出通讯处理器 (CP)用于连接网络和点对点连接功能模块 (FM)用于高速计数，定位操作 (开环或闭环定位) 和闭环控制。

负载电源模块 (PS)用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 伏交流电源，或 24/48/60/110 伏直流电源。

接口模块 (IM)用于多机架配置时连接主机架 (CR) 和扩展机架 (ER)。

S7-300 通过分布式的主机架 (CR) 和 3 个扩展机架 (ER)，可以操作多达 32 个模块。

运行时无需风扇。

SIMATIC S7-300 适用于通用领域：高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。

PLC控制系统示意图SIMATIC-S7-300实物模拟图S7-300 有两种类型：标准型温度范围从 0℃到 60℃环境条件扩展型温度范围从 -25℃到 +60℃更强的耐受振动和污染特性。

二.功能SIMATIC S7-300 的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和维护高速的指令处理0.6~0.1μs的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。

浮点数运算用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算方便用户的参数赋值一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。

人机界面 (HMI)方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内。

因此人机对话的编程要求大大减少。

SIMATIC人机界面 (hmi) 从 S7-300 中取得数据，S7-300 按用户指定的刷新速度传送这些数据。

第七章 S7-300 PLC概述第一节 S7-300 系列PLC的硬件系统SIMATIC S7-300是一种通用型的PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。

模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置以及易于掌握等特点，使得S7-300在各种工业领域中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

SIMATIC S7-300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：(1) 高速的指令处理。

0.1～0.6 us的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。

(2) 人机界面(HMI)。

方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，因此人机对话的编程要求大大减少。

(3) 诊断功能。

CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件。

(4) 口令保护。

多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。

一、 SIMATIC S7-300系列PLC系统基本构成1. SIMATIC S7-300的组成SIMATIC S7-300系列PLC是模块化结构设计，各种单独模块之间可进行广泛组合和扩展。

其系统构成如图7.1所示。

它的主要组成部分有导轨(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)等。

它通过MPI网的接口直接与编程器PG、操作员面板OP和其它S7 PLC图7.1 S7-300系列PLC系统构成框图2.S7-300的扩展能力S7-300是模块化的组合结构，根据应用对象的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一机架(导轨)或多个机架上。

与CPU312 IFM和CPU313配套的模块只能安装在一个机架上。

除了电源模块、CPU 模块和接口模块外，一个机架上最多只能再安装8个信号模块或功能模块。

西门子S7-300模块化结构
一、S7-300/400 模块化结构与小型plc（如西门子S7-200）不同，大中型PLC 最大的特点就是采用模块化控制系统，来满足中等或高性能要求的应用。

在大中型PLC 系统中，各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展，由于点数基本上不受太多的限制，其灵活性就非常高。

基本的模块化硬件结构结构包括机架、电源、处理器CPU、输入输出I/O 模块、编程或通讯用接口，图
1 表示了一个模块化控制器是如何由模块化硬件部件一一组成的。

图1 模块化控制器的组成部分
其中机架是用来安装处理器和I/O 模块、特殊模块的，所有模块都可以很容易地沿着导轨插入到机架。

不同类型的PLC 系统其机架槽数不太一样，可以互联的机架数也不尽相同。

大中型PLC 系统在配置时，其机架数可以有很多，机架之间的关系可以用图2 来表示。

图2 机架网络
二、西门子S7－300 PLC 1、模块化结构S7-300 为节省空间的模块化结构设计，可以适配用户现有的各种机械控制任务，不需要考虑槽位规则。

在运行时，无需风扇。

除模块外，只需要DIN 标准的导轨，就可以将模块旋转到位，安装在导轨上并用螺钉紧固。

这种结构形式非常牢固并且有很高的电磁兼容性。

S7- 300 的背板总线集成在模块上，通过将模块插入到总线连接器进行装配。

如图
3 所示为S7-300 模块化结构安装现场。

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4.2.3 计数器指令S7中的计数器用于对RLO正跳沿计数。

加计数器计数器的种类减计数器可逆计数器1.计数器的组成在CPU中保留一块存储区作为计数器计数值存储区，每个计数器占用两个字节，称为计数器字。

计数器字中的第0至11位表示计数值（二进制格式），计数范围是0到999。

当计数值达到上限999时，累加停止。

计数值到达下限0时，将不再减小。

累加器1低字的内容计数值1272.计数器指令LAD指令STL指令功能说明C no.－(SC) <预置值> SC C no.计数器置初始值该指令为计数器置初始值,其中no.为计数器编号,数据类型为COUNTER;<预置值>的数据类型为WORD,可用存储区为I、Q、M、D、L,也可为常数;STL指令的初始值在累加器1中.C no. --(CU) CU C no. 加计数执行指令时,RLO每有一个正跳沿计数值加1.若达上限999,则停止累加.C no. --(CD) CD C no. 减计数执行指令时,RLO每有一个正跳沿计数值减1.若达下限0,则停止减。

FR C no. 允许计数器再启动若RLO为1，则初始值再次装入，它不是计数器正常运行的必要条件。

当计数大于0时在输出Q上的1信号状态检查产生结果1；当计数等于0时，信号状态检查产生结果0。

3. 计数器的梯形图方块指令参数数据类型存储区说明N0. COUNTER 计数器标识号CU BOOL I,Q,M,D,L 加计数输入CD BOOL I,Q,M,D,L 减计数输入S BOOL I,Q,M,D,L 计数器预置输入PV WORD I,Q,M,D,L 计数初始值(0至999)R BOOL I,Q,M,D,L 复位计数器输入Q BOOL I,Q,M,D,L 计数器状态输出CV WORD I,Q,M,D,L 当前计数值输出(整数格式)CV_BCD WORD I,Q,M,D,L 当前计数值输出(BCD格式)4.计数器应用举例例一计数器扩展为定时器当定时器不够用时,可以用计数器扩展为定时器.程序中使用了CPU的时钟存储器,设置MB100为时钟存储器,则M100.0的变化周期为0.1s。

西门子S7-300 PLC简介2.1 PLC技术的概念及发展过程2.1.1 PLC技术的概念PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

2.1.2 PLC技术的发展历史长期以来，计算机控制和传统PLC控制一直是工业控制领域的两种主要控制方法，PLC自1969年问世以来，以其功能强、可靠性高、使用方便、体积小等优点在工业自动化领域得到迅速推广，成为工业自动化领域中极具竞争力的控制工具。

但传统的PLC体系结构是封闭的，各个PLC厂家的硬件体系互不兼容，编程语言及指令系统各异，用户选择了一种PLC产品后，必须选择与其相应的控制规程，学习特定的编程语言，不利于终端用户功能的扩展。

近年来，工业自动化控制系统的规模不断扩大，控制结构更趋于分散化和复杂化，需要更多的用户接口。

同时，企业整合和开放式体系的发展要求自动控制系统应具有强大的网络通讯能力，使企业能及时地了解生产过程中的诸多信息，灵活选择解决方案，配置硬件和软件。

此外为了扩大控制系统的功能，许多新型传感器被加装到控制单元上。

我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。

目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。

工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

2.1.3 PLC的发展趋势1、功能向增强化和专业化的方向发展，针对不同行业的应用特点，开发出专业化的PLC产品。

以此来提高产品的性能和降低产品的成本，提高产品的易用性和专业化水平。

2、规模向小型化和大型化的方向发展，小型化是指提高系统可靠性基础上，产品的体积越来越小，功能越来越强；大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场，应用的规模从几十点扩展到上千点，应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。

plcs7-300课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握PLCS7-300的基本原理、配置和编程方法，培养学生具备实际应用能力和创新精神。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解PLCS7-300的结构和工作原理；（2）熟悉PLCS7-300的硬件和软件配置；（3）掌握PLCS7-300的编程方法和技巧。

2.技能目标：（1）能够熟练操作PLCS7-300设备；（2）能够独立完成PLCS7-300的编程和调试；（3）具备分析和解决实际问题的能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对自动化技术的兴趣和热情；（2）培养学生团队合作精神和责任感；（3）培养学生具备创新意识和持续学习的能力。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.PLCS7-300的基本原理：介绍PLCS7-300的结构、工作原理和性能特点。

2.PLCS7-300的配置：讲解PLCS7-300的硬件和软件配置方法，包括输入/输出模块、通信模块、电源模块等。

3.PLCS7-300的编程：教授PLCS7-300的编程方法，包括指令的使用、程序的结构、编程技巧等。

4.实例分析：分析实际应用案例，让学生了解PLCS7-300在工业自动化领域的应用。

三、教学方法为了实现课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解PLCS7-300的基本原理、配置和编程方法。

2.案例分析法：分析实际应用案例，让学生了解PLCS7-300在工业自动化领域的应用。

3.实验法：安排实验课程，让学生动手操作PLCS7-300设备，提高实际应用能力。

4.讨论法：学生进行小组讨论，培养团队合作精神和创新意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。

S7300系列PLC应用系统设计1. 系统概述S7300系列PLC应用系统是一种基于模块化设计的自动化控制系统，广泛应用于工业自动化领域。

该系统包含了多个PLC模块，可以根据不同的应用场景进行配置和组合，支持多种输入输出信号的采集和控制。

系统结构如下：•多个PLC模块•输入信号模块•输出信号模块•通信模块•人机界面模块其中，PLC模块是系统的核心部分，负责控制各种工业设备的运行状态。

输入信号模块负责采集各种传感器和检测器的信号，输出信号模块负责向执行器和控制器发送指令和控制信号，通信模块负责与其他设备进行数据交换，人机界面模块负责提供用户友好的操作界面和数据显示。

2. 系统硬件设计2.1 PLC模块S7300系列PLC应用系统采用多个PLC模块的组合来实现不同的功能，每个模块具有完整的处理器和存储器单元。

根据具体的应用场景需要，可以选择不同数量和类型的PLC模块并组成一个整体系统。

PLC模块的主要参数如下：•CPU型号：S7-300•内存容量：通常为128KB或256KB，根据需求扩展至512KB•I/O点数：根据需求选择，最多支持2560个输入/输出点•通信接口：支持以太网通信和串口通信•电源输入：通常为24V DC2.2 输入信号模块输入信号模块主要用于采集各种传感器和检测器的信号，包括温度、湿度、压力、流量、速度等等。

这些信号通过输入信号模块上传至PLC模块中进行处理，从而实现对各种工业设备的精确控制。

输入信号模块的主要参数如下：•输入点数：根据需求选择，最多支持1024个输入点•输入类型：可选择数字输入、模拟输入等多种输入类型•输入电压：通常为24V DC•通信接口：支持以太网通信和串口通信2.3 输出信号模块输出信号模块主要用于向执行器和控制器发送指令和控制信号，并控制各种工业设备的运行状态。

输出信号模块可以搭配PLC模块使用，实现精准的控制和调度。

输出信号模块的主要参数如下：•输出点数：根据需求选择，最多支持1024个输出点•输出类型：可选择数字输出、模拟输出等多种输出类型•输出电压：通常为24V DC•通信接口：支持以太网通信和串口通信2.4 通信模块通信模块主要用于与其他设备进行数据交换，例如与计算机进行数据通信、与其他PLC进行数据同步等。