S7-300-PLC-五層電梯控制系統(tǒng)-設(shè)計方案2013

濟南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計方案題目基于S7-300PLC的五層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 電升11Q1 學(xué)生 賽佳 學(xué) 號 20113024045 指導(dǎo)教師 至聰 二0一三年四月二日學(xué)院 泉城學(xué)院 專業(yè) 電氣工程及其自動化學(xué)生 H佳 學(xué)號學(xué)113024045論文題目 基于S7-300PLC的五層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計一、選題背景與意義.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平：在經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪幸粋€不可缺少的組成部分。一個國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場 .O上世紀80年代以來，隨著經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大?？傏厔菔巧仙?，已經(jīng)進入了“第三次浪潮”，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了 61萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠未達到飽和白^程度。全世界平均 1000人有1臺電梯，我國如果要達到這個水準，還需要增加 70萬臺。到那時候，全國在用電梯將達到 130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。至IJ2005年，中國電梯的年產(chǎn)量達到13.5萬臺，與1980年相比，25年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長17.8%。2005年安裝驗收電梯124465臺，截至2010年底，我國的在用電梯總數(shù)已達651794臺.。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺！我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強的生產(chǎn)能力。 興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、同本三菱、 、東芝、富士達等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額達到了 74%”。先進技術(shù)和先進管理的引進對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強大的推動作用。 蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自 1985年我國參加了國際標準化組織 ISO/TC178以來，先后等同或等效采用了一批國際標準和先進國家的標準。標準的高起點使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，微型計算機在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在電梯控制上采用微型計算機，取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式越來越受到人們的重視。使用微型計算機控制，它成本低，體積小，可靠性高，使用壽命長，簡化了安裝調(diào)試工作，使得電梯控制系統(tǒng)體積減小，節(jié)省能源、可靠性提高?？删幊淌轨`活性增大。更突出的優(yōu)點是微型計算機具有算術(shù)運算功能和靈活的邏輯運算功能，因此可以實現(xiàn)更完善的自動控制，例如對于電梯平層可以實現(xiàn)自適應(yīng)控制，便平層情況達到最佳狀態(tài)。目前，交流調(diào)壓調(diào)速電梯技術(shù)已趨成熟，一些企業(yè)都有成功的產(chǎn)品。微機控制電梯是電梯技術(shù)的方向，?些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結(jié)合，相繼推出了微機控制的電梯新機型，使控制功能得到增強，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。除了合資企業(yè)外，也有其他廠家開發(fā)出了變頻調(diào)速電梯新產(chǎn)品。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機型對單梯進行控制還是有前途的。有些生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、防火廳門、地震控制、自檢測以及語言合成等電梯新功能；對機械系統(tǒng)采用了新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)和新工藝”。總之，與國外先進技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進水平。中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達 l萬臺左右，約占亞洲市場的1／50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻“。。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標志之一。隨著時代的發(fā)展，對人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對電梯進行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或深海景象：進而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào)，在扶梯的周圍種植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂，用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預(yù)報、新聞等，同時綠色電梯也是將來發(fā)展的一個放心方向，要求電梯的智能化、安全水平、視覺協(xié)調(diào)、消除電磁輻射、舒適感等都要達到一定的要求。.選題的目的及意義：電梯是垂直運行的電梯，通常簡稱電梯；傾斜方向運行的自動扶梯；傾斜或水平方向運行的自動人行道德總稱。電梯已成為現(xiàn)代生活中廣泛使用的運輸工具，對電梯的安全性，舒適性，高效性等的不斷追求推動了電梯技術(shù)的進步。目前，有可編程序控制器和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高，維護方便，開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并且有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，已成為電梯控制的發(fā)展方向，，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)的?？删幊炭刂?ProgremmableController)系統(tǒng)是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令。通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程，通過可編程控制器可以實現(xiàn)由繼電器實現(xiàn)的邏輯控制功能，而且最主要的是可編程控制器“可編程”功能，使得當(dāng)改變電梯的控制功能時，只要更改程序即可，而不需要像繼電器一樣需要更改硬件和接線。通過本課題的研究，使學(xué)生了解電梯控制系統(tǒng)的工作原理 ,掌握PLC的硬件及軟件的設(shè)計，達到用PLC控制電梯按要求工作的目的。鍛煉學(xué)生綜合運用基本理論知識解決工程設(shè)計問題的能力，使實際動手能力得到進一步的提高 ;培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究所具有的勇于探索刻苦鉆研精神。二、設(shè)計內(nèi)容（1）熟悉基于 s7-300的電梯控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容和基本原理。2）熟悉 STEP7編程環(huán)境，并掌握編寫梯形圖的方法。3）熟悉該控制系統(tǒng)中所應(yīng)用到的器件，如：可編程控制器 PLC、變頻器、拽引機等。4）掌握現(xiàn)場總線技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計和面向?qū)ο笤O(shè)計的一般方法。5）利用現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成速度環(huán)的同時，通過變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數(shù)，由此確定電梯位置。6）利用PLC擴展功能模塊 D／A模塊實現(xiàn)的，事先將數(shù)字化的理想速度曲線存入PLC寄存器，程序運行時，通過查表方式寫入D／A，由 D／A轉(zhuǎn)換成模擬量后將理想曲線輸出。7）通過位置信號檢測，軟件實時計算以下位置信號：電梯所在樓層位置、快速換速點、中速換速點、門區(qū)信號和平層位置信號等。主要指標及技術(shù)參數(shù)：電梯控制系統(tǒng)的位移控制，速度控制，樓層計數(shù)，快速換速，脈沖信號故障檢測。采用 s7—300PLC系統(tǒng)來處理接近開關(guān)信號、按鈕信號以及電梯的控制開關(guān)和樓層顯示等。具體要求：1）學(xué)習(xí)并掌握西門子 S7-300PLC的使用及STEP7開發(fā)環(huán)境編制程序。2）掌握人機界面組態(tài)軟件 WinCC的使用。3）通過對現(xiàn)場總線技術(shù)的學(xué)習(xí)，以及對微機控制系統(tǒng)知識的了解。4）掌握現(xiàn)場總線技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用方法。三、設(shè)計方案不斷的關(guān)注近期國內(nèi)外 PLC電梯控制系統(tǒng)的研究狀況，多閱讀和PLC電梯控制系統(tǒng)有關(guān)的書籍和網(wǎng)頁，結(jié)合本科階段所學(xué)的專業(yè)知識進行實際可行、安全可靠的設(shè)計，在PLC對控制系統(tǒng)現(xiàn)狀、要求等很了解的基礎(chǔ)上制定出自己所需要設(shè)計的高層電梯設(shè)計方案。多結(jié)合實際、做到理論和實物渾然一體，多收集和 PLC電梯有關(guān)的數(shù)據(jù)。變頻器的選擇隨著變頻器性能價格比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。目前有為電梯控制而設(shè)計的專用變頻器早已問世，其功能較強，使用靈活，但價格相對較貴。因此，本設(shè)計沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器通過合理的配置、設(shè)計和編程，同樣可以達到專用變頻器的控制效果。這是本設(shè)計的特點之一。目前，市場流行的通用變頻器的種類繁多，而電梯行業(yè)中使用的變頻器的品牌也不少，其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不盡相同，但其總的控制思想?yún)s是大同小異。變頻器的分類變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對變頻器分類（1）按變換頻率的方法分 ：（1）（2）交一直一交變頻器交一交變頻器（2）按主電路工作方式分 ：（1）電壓型變頻器電壓型變頻器（2）電流型變頻器電流型變頻器（3）按變頻器調(diào)壓方法的不同分：（1）PAM變頻器（2）PWM變頻器（4）按工作原理分類 ：（1）U/f控制變頻器（2）VC控制變頻器（3）SF控制變頻器（5）按照用途分類 ：（1）通用變頻器通用變頻器2）高性能專用變頻器3）高頻變頻器簡述通用變頻器概況通用變頻器的發(fā)展上個世紀80年代初，通用變頻器實現(xiàn)了商品化。在近 20年的時間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用IGBT兩個大發(fā)展過程：容量不斷擴大80年代初采用的BJT的PWM變頻器實現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT通用變頻器的容量達到了600KVA,400KVA以下的已經(jīng)系列化。前幾年主開關(guān)器件開始采用IGBT，僅二、四年的時一間，IGBT變頻器的單機容量已達 1800KVA,隨著IGBT容量的擴大，通用變頻器的容量也將隨之?dāng)U大。結(jié)構(gòu)的小型化變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路 （LSI）和全數(shù)字控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用“平面安裝技術(shù)”等一系列措施，促進了變頻電源裝置的小型化。另外，一種混合式功率集成器件，采用厚薄膜棍合集成技術(shù)，把功率電橋、驅(qū)動電路、檢測電路、保護電路等封裝在一起，構(gòu)成了一種“能電力模塊”（IntelligentModule）這種器件屬于絕緣金屬基底結(jié)構(gòu)，所以防電磁干擾能力強，保護電路和檢測電路與功率開關(guān)間的距離盡可能的小，因而保護迅速可靠，傳感信號也十分迅速。多功能和智能化電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展。特別是微機的應(yīng)用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。人們總結(jié)了交流調(diào)速電氣傳動控制的大量實踐經(jīng)驗，并不斷融入軟件功能。日益豐富的軟件功能使通用變頻器的多功能化和高性能化為用戶提供了一種可能，即可以把原有生產(chǎn)機械的工藝水平“升級”，達到以往無法達到的境界，使其變成一種具有高度軟件控制功能的新機種。應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)?；旌峡刂疲钡饺珨?shù)字控制的演變，逐步地實現(xiàn)了多功能化和高性能化，進而使之對各類生產(chǎn)機械、各類生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性不斷增強。最初通用變頻器僅用十風(fēng)機、泵類負載的節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機協(xié)調(diào)運行等，到目前為止，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了相當(dāng)?shù)臄U展。如搬運機械，從反抗性負載的搬運車輛、帶式運輸機到位能負載的起重機、提升機、立體倉庫、立體停車廠等都已采用了通用變頻器 ;金屬加工機械，從各類切削機床直到高速磨床乃至數(shù)控機床、加工中心超高速伺服機的精確位置控制都已應(yīng)用通用變頻器;在其它方面，如農(nóng)用機械、食品機械、木工機械、印刷機械、各類空調(diào)、各類家用電器甚至街心公園噴水池，可以說其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣闊，并巨還將繼續(xù)擴大。VS-616G5型通用變頻器電梯的調(diào)度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動態(tài)性能外，他的舒適度指標往往是選擇中的一項重要內(nèi)容。本設(shè)計中拖動調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運行，以改善電梯運行的舒適感；另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視?？紤]以上各種因素，本設(shè)計選用安川VS-616G5型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補償、負載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進功能，可以最大限度地提高電機功率因數(shù)和電機效率，同時降低了電機運行損耗，特別適合電梯類負載頻繁變化的場合。另外，VS-616G5變頻器的啟動、制動具有可任意調(diào)節(jié)的S曲線和零頻仍可輸出150%力矩的特點，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器， 控制精度可達0.01?0.02%使得電梯運行舒適感好， 零速抱閘，平層精度高。無須配專用電機，可自學(xué)習(xí)所配電機的各個參數(shù)，精確控制任何品牌的電機。采用高性能IGBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個不失真的正弦流波形，使電機始終運行于靜噪音狀態(tài)。VS-616G5型變頻器是安川電機公司面向世界推出的21世紀通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速圍。VS-616G5變頻器的特點如下 :包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。保護功能完善、維修性能好。通過LCD操作裝置，可提高操作性能。變頻器的參數(shù)設(shè)置由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLC通訊時采用開關(guān)量而不用模擬量。⑴VS-616G5變頻器的參數(shù)616G5變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有牛I定的含義。常用參數(shù)如表 1所示。表1VS-616G5變頻器的參數(shù)AB組選擇運行功能C組確定加減速時間及轉(zhuǎn)矩補償時間D組選擇頻率E組確定運行壓頻曲線F組保護設(shè)置G組確定偏差標準(2)參數(shù)設(shè)計的原則：①減小啟動沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時間常數(shù)宜大些。提高了運行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車擊。零速一般設(shè)計為0Hz,速抱閘功能將影響舒適感。變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機銘牌數(shù)據(jù)直接輸入即可。3.2PLC的選擇PLC的定義1982年，國際電工委員會(InternationalElectricalCommitteeIEC)頒布了PLC標準草案，1985年提交了第2版，1987年的第3版對PLC作了如下的定義：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸人和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設(shè)計。上述的定義表明，PLC是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置， 它有與其他順序控制裝置不同的特點。PLC的主要功能和應(yīng)用PLC的主要功能和應(yīng)用如下：(1)開關(guān)邏輯和順序控制這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現(xiàn)各種簡單或十分復(fù)雜的控制要求。(2)模擬控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由許多連續(xù)變化的物理量需要進行控制，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制的廣泛要求，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能。 特別是在系統(tǒng)中模擬量控制點數(shù)不多，同時混有較多的開關(guān)量時， PLC具有其他控制裝置所無法比擬的優(yōu)勢。另外某些PLC產(chǎn)品還提供了典型控制策略模塊，如PID模塊，從而可實現(xiàn)對系統(tǒng)的PID等反饋或其他模擬量的控制運算。定時控制PLC具有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時與計數(shù)器。其定時時間間隔可以由用戶加以設(shè)定。對于計數(shù)器，如果需要對于頻率較高的信號進行計數(shù)，可以選擇高速計數(shù)器。數(shù)據(jù)處理新型 PLC都具有數(shù)據(jù)處理的能力，它不僅能進行算術(shù)運算，數(shù)據(jù)傳送，而還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能，有些 PLC還可以進行浮點運算、函數(shù)運算。信號連鎖系統(tǒng)信號連鎖是安全生產(chǎn)所需的。在信號連鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的PLC是安全生產(chǎn)的要求。對安全要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和連鎖系統(tǒng)，而對其中的邏輯運算等，可采用冗余的PLC實現(xiàn)。通信把PLC作為下位機，與上位機或同級的可編程序控制器進行通信，完成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的信息控制和管理，因此PLC是實現(xiàn)工廠自動化的理想工業(yè)控制器。PLC的選型在工程應(yīng)用中可選用的PLC機型很多，比如三菱公司的FX系列、OMRON公司的C系列、西門子等，它們功能都差不多，在工程應(yīng)用中各有千秋，至于要選擇哪種機型，就要根據(jù)自己的設(shè)計需要及應(yīng)用水平。因為根據(jù)轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計數(shù)器。又因為電梯是雙向運行的，所以PLC還需具有可逆計數(shù)器。就本次四層電梯的設(shè)計而言，上述三種機型都行，但根據(jù)課本學(xué)習(xí)和熟悉程度，本次設(shè)計采用西門子 SIMATICS7-300系列PLC機型。SIMATICS7系列PLC是德國西門子公司在 S5系列PLC基礎(chǔ)上于1995年陸續(xù)推出的性能價格比較高的PLC系統(tǒng)。其中，小型白^有SIMATICS7-200系列，最小配置為8DI/6DO,可擴展2?7個模塊，最大 I/O點數(shù)為64DI/DO、12AI/4AO；中小型的有 SIMATICS7-300系列；中高檔性能的有S7-400系列。SIMATICS7系列PLC都采用了模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)且具有易于用戶掌握等特點，使得S7系列PLC成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品。S7-300的大量功能能夠支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護，其主要功能如下：高速的指令處理0.1?0.6us的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。人機界面(HMI)方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，因此人機對話的編程要求大大減少。診斷功能CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件?？诹畋Ｗo多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。操作方式選擇開關(guān)操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時，就不能改變操作方式。這樣就能防止非法刪除或改寫用戶程序。（6）方便用戶的參數(shù)賦值一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓(xùn)的費用。（7）浮點數(shù)運算用此功能可以有效的實現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運算。SIMATICS7-300系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成SIMATICS7-300系列PLC是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，模塊化，無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點使得 S7-300成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟的解決方案。 SIMATICS7-300有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，主要包括：紡織機械、各種機床、通用機械工程應(yīng)用、電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。多種性能遞增的 CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的 I/O擴展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴大并且愈加復(fù)雜時，可隨時使用接口模塊對 PLC進行擴展。S7-300是模塊化的組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用對象的不同，可選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機架（導(dǎo)軌）或多個機架上。除了電源模塊、 CPU模塊和接口模塊外，一個機架上最多只能再安裝8個信號模塊或功能模塊。 CPU314/315/315-2DP最多可擴展4個機架，IM360/IM361接口模塊將S7-300背板總線從一個機架連接到下一個機架， SIMATICS7-300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴展。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖 2.1所示。它的主要組成部分有導(dǎo)軌（RACK）、電源模塊（PS）、中央處理單元模塊（CPU）、接口模塊（IM）、信號*II塊（SM）、功能模塊（FM）等。它通過MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、操作員面板OP和其它S7PLC相連。圖1S7-300系列PLC系統(tǒng)構(gòu)成框圖S7-300系歹1」PLC模塊性能簡介CPU模塊S7-300有CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU314IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不同的中央處理單元可供選擇。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有現(xiàn)場總線擴展功能。CPU以梯形圖LAD、功能塊FBD或語句表STL進行編程。信號模塊數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成 S7-300內(nèi)部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點即可。輸入信號進入模塊后，一般都經(jīng)過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時，信號經(jīng)過背板總線進入到輸入映像區(qū)。數(shù)字量輸入模塊 SM321有四種型號模塊可供選擇，即直流 16點輸入、直流 32點輸入、交流16點輸入、交流 8點輸入模塊。數(shù)字量輸出模塊數(shù)字量輸出模塊 SM322將S7-300內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅(qū)動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機啟動器等。晶體管輸出模塊只能帶直流負載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸點輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。從響應(yīng)速度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效果及應(yīng)