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S7-300的CPU模塊分為哪幾種

S7-300的CPU模塊分為緊湊型、標(biāo)準(zhǔn)型、技術(shù)功能型和故障安全型等。

??1. 緊湊型CPU

??S7-31xC有6種緊湊型CPU(見表2-1)，它們均有集成的數(shù)字量輸入/輸出(DI/D0)，有的有集成的模擬量輸入/輸出(AI/AO)。它們還有集成的高速計數(shù)、頻率測量、脈沖輸出、閉環(huán)控制和定位等技術(shù)功能，脈寬調(diào)制頻率高為2.5kHz。I/0地址區(qū)為1024B/1024B，I/O過程映像區(qū)為128B/128B。CPU314C-2DP和CPU314C-2PtP有定位控制功能。

??CPU312C有軟件實時鐘，其余的均有硬件實時鐘。CPU模塊的個通信接口是內(nèi)置的RS-485接口，沒有隔離，默認(rèn)的傳輸速率為187.5kbit/s。該接口有MPI的PG/OP通信功能和全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)通信功能。

??2.標(biāo)準(zhǔn)型CPU

??標(biāo)準(zhǔn)型CPU的技術(shù)參數(shù)見表2-2。

??型號中帶有PN的CPU有集成的工業(yè)以太網(wǎng)接口，可以在PROFINET網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)基于組件的自動化，組成分布式智能系統(tǒng)。它們可以作PROFINET代理，或者作PROFINETI/O控制器，用于在PROFINET上運行分布式IO。

??CPU315-2DP和CPU315-2PN/DP的參數(shù)基本上相同，CPU317-2DP和CPU317-2PN/DP的參數(shù)基本上相同，其區(qū)別在于第二個通信接口是DP接口還是PROFINET(PN)通信接口。

??CPU319-3PN/DP具有智能技術(shù)/運動控制功能，是S7-300系列中性能高的CPU(見表2-2)，它集成了1個MPI/DP接口、1個DP接口和1個PROFINET接口，提供PRO-FIBUS接口的時鐘同步功能，可以連接256個I/O設(shè)備。

??CPU312有軟件實時鐘，其余的均有硬件實時鐘。它們有8個時鐘存儲器位，有一個運行小時計數(shù)器，有實時鐘同步功能。

??3. 技術(shù)功能型CPU

??CPU315T-2DP和CPU317T-2DP分別具有標(biāo)準(zhǔn)型CPU315-2DP和CPU317-2DP的全部功能。CPU317T-2DP執(zhí)行每條二進(jìn)制指令的時間約100ns，每條浮點數(shù)指令的執(zhí)行時間約2μs。對于雙字指令和32位數(shù)運算具有的處理速度。

??技術(shù)功能型CPU用于對PLC性能以及運動控制功能具有較高要求的設(shè)備。除了準(zhǔn)確的單軸定位功能以外，還適用于復(fù)雜的同步運動控制，例如與虛擬或?qū)嶋H的主軸耦合、減速器同步、電子凸輪控制和印刷標(biāo)記點修正等。它們可以用于3軸到8軸控制，采用S7Technol-ogy V2.0和HW Release 02時大為32軸。

??技術(shù)功能型CPU有兩個集成的PROFIBUS接口一個是DP/MPI接口，可組態(tài)為MPI或DP接口(主站或從站)一個是DP(DRIVE)接口，用于連接帶PROFIBUS接口的驅(qū)動系統(tǒng)。該接口通過PROFIdrive行規(guī)V3認(rèn)證，其等時特性可以實現(xiàn)高速生產(chǎn)過程的控制。因此特別適合管理快速以及對時間要求苛刻的過程控制。除了驅(qū)動系統(tǒng)外，在特定的條件下，DP從站可以在DP(DRIVE)上運行。

??技術(shù)功能型CPU還有本機(jī)集成的4點數(shù)字量輸入和8點數(shù)字量輸出，以用于工藝功能，例如輸入BERO接近開關(guān)的信號或進(jìn)行凸輪控制。

??技術(shù)功能型CPU使用標(biāo)準(zhǔn)的編程語言編程，無需的運動控制系統(tǒng)語言。可選軟件包S7-Technology提供符合PLCopen標(biāo)準(zhǔn)的功能塊(FB)，對運動控制進(jìn)行組態(tài)和編程。由于這些標(biāo)準(zhǔn)功能塊直接集成在固件中，占用的CPU工作存儲器很少?？梢苑奖愕卣{(diào)用STEP7的運動控制庫中的這些功能塊。除了通常的SIMATIC診斷功能以外，S7-Technology還提供一個控制面板和實時跟蹤功能，可以顯著減少調(diào)試和優(yōu)化的時間。

??4. 故障安全型CPU

??故障安全型CPU用于組成故障安全型自動化系統(tǒng)，以滿足安全運行的需要。

??CPU315F-2DP和CPU317F-2DP有一個MPI/DP接口和一個DP接口。CPU315F-2PN/DP和CPU317F-2PN/DP有一個PROFINET接口和一個MPI/DP接口。

??5. SIPLUS戶外型CPU

??SIPLUS CPU包括 SIPLUS 緊湊型CPU、SIPLUS 標(biāo)準(zhǔn)型CPU 和 SIPLUS 故障安全型CPU。這些模塊可以在環(huán)境溫度-25~70℃的環(huán)境運行，允許短時的冷凝。它們適用于特殊的環(huán)境，例如空氣中含有氯和硫的場合。除了SIPLUSCPU模塊外，SIPLUS還有配套的SIPLUS 數(shù)字量I/O模塊和SIPLUS模擬量I/O模塊。

西門子S7-200系列PLC支持的通訊口類型

1）PPI協(xié)議：西門子專為S7-200開發(fā)的通訊協(xié)議

2）MPI協(xié)議：不*支持，只能作從站

3）自由口模式：由用戶自定義的通訊協(xié)議，用于與其他串行通訊設(shè)備通訊（如串行打印機(jī)等）。

S7-200編程軟件Micro/WIN提供了通過自由口模式實現(xiàn)的通訊功能：

訊功能：

1）USS指令庫：用于S7-200與西門子變頻器（MM4系列、SINAMICS G110和老的MM3系列）

2）Modbus RTU指令庫：用于與支持Modbus RTU主站協(xié)議的設(shè)備通訊
S7-200CPU上的兩個通訊口基本一樣，沒有什么特殊的區(qū)別。它們可以各自在不同的模式、通訊速率下工作；它們的口地址甚至也可相同。分別連接到CPU上兩個通訊口上的設(shè)備，不屬于同一個網(wǎng)絡(luò)。S7-200CPU不能充當(dāng)網(wǎng)橋的作用

功能與設(shè)計

CPU單元設(shè)計

集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU224XP，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫?fù)載電源。

不同的設(shè)備類型

CPU 221~226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。

本機(jī)數(shù)字量輸入/輸出點

CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點，CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點，CPU224具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 224XP具有14個輸入點和10個輸出點，CPU226具有24個輸入點和16個輸出點。

本機(jī)模擬量輸入/輸出點

CPU 224XP具有2個輸入點，1個輸出點。

中斷輸入

允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應(yīng)。

高速計數(shù)器

-CPU 221/222

4個高速計數(shù)器（30KHz），可編程并具有復(fù)位輸入，2個立的輸入端可同時作加、減計數(shù)，可連接兩個相位差為90°的A/B相增量編碼器

-CPU 224/224XP/226

6個高速計數(shù)器（30KHz），具有CPU 221/222相同的功能。

模擬電位器

CPU 221/222 1個

CPU 224/224XP/226 2個

2路高頻率脈沖輸出（大20KHz），用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實現(xiàn)定位任務(wù)。

實時時鐘

例如為信息加注時間標(biāo)記，記錄機(jī)器運行時間或?qū)^程進(jìn)行時間控制。

EEPROM存儲器模塊（選件）

可作為修改與拷貝程序的快速工具（無需編程器），并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。

電池模塊

用于長時間數(shù)據(jù)后備。用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時器，計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長存貯時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。

編程

STEP 7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件可以對所有的CPU221/222/224/224XP/226功能進(jìn)行編程。同時也可以使用STEP 7-Micro/WIN16V2.1軟件包，但是它只支持對S7-21x同樣具有的功能進(jìn)行編程

?在PLC程序中，為了進(jìn)行數(shù)學(xué)運算、設(shè)定定時器時間、設(shè)定計數(shù)器計數(shù)值等，都需要使用各種數(shù)據(jù)。

??程序中的各種數(shù)據(jù)(如常數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)、浮點數(shù)、時間、數(shù)組等)都必須是PLC所允許的類型與可識別的格式，即：PLC對數(shù)據(jù)有"類型"與"格式"兩方面的要求。

??S7系列PLC根據(jù)數(shù)據(jù)的字長，允許使用的類型有基本數(shù)據(jù)、復(fù)合數(shù)據(jù)、參數(shù)三大類。注意：三大數(shù)據(jù)類型覆蓋了S7全系列PLC，實際上某些型號的PLC(如S7-200)只能使用其中的某一種類型，或者某類型中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，在實際使用時必須注意區(qū)別，編程時應(yīng)參照說明書中的有關(guān)內(nèi)容。

??①基本數(shù)據(jù)

??基本數(shù)據(jù)是指字長在2個字(32位)以下的數(shù)據(jù)，包括二進(jìn)制位(bit)、字節(jié)(Byte)、字(Word)、雙字(DoubleWord)、ASCII字符、整數(shù)(Integer)、雙字長整數(shù)(DoubleInteger)等，這些數(shù)據(jù)符合IEC1131-3的規(guī)定。

??基本數(shù)據(jù)在PLC存儲器中有固定的長度。如：二進(jìn)制位為1位，字節(jié)為8位，字為16 位，雙字為32位等。

??當(dāng)PLC使用符號地址時，在符號表或地址聲明表的"類型(Type)"欄必須填寫數(shù)據(jù)的"類型代號"，以明確所使用數(shù)據(jù)的格式與所占的字長。

??在S7系列PLC中，基本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型代號與輸入范圍如表3-4所示。

??表中所說的 ASCII(American Strand Code for InformationInterchange，美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換編碼)是利用7位二進(jìn)制(00～7F)來代表1個字符的Zui普遍的編碼方式，常用于串行通信。7位二進(jìn)制(00～7F)與字符的對應(yīng)關(guān)系見表3-5。S7可以使用的代碼范圍為31～7E、"DEL"(代碼7F)不可以使用。

??②復(fù)合數(shù)據(jù)

??復(fù)合數(shù)據(jù)是指字長大于2個字(32位)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以通過基本數(shù)據(jù)組合而成。S7可以使用的復(fù)合數(shù)據(jù)包括以下幾類。

??a.數(shù)組。所謂數(shù)組(類型代號ARRAY)，是將同類型的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行組合而形成的單元數(shù)據(jù)，如表格數(shù)據(jù)等。

??b.結(jié)構(gòu)。所謂結(jié)構(gòu)(STRUCT)，是將不同類型的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行組合而形成的單元數(shù)據(jù).c.字符串。所謂字符串(STRING)，是多個相同或不同字符(如ASCII碼)的組合。字符串的默認(rèn)長度為256字節(jié)，其中2字節(jié)用于存放字頭，實際字符Zui大可以到254個d.日期與時間。日期與時間(DATE-AND-TIME)用于存儲實時時間，格式為年-月-日-時-分秒;占用4個字長(8個字節(jié))，使用BCD碼。其中，年、月、日、時、分、秒各為2位(占1個字節(jié));毫秒為3位(占1.5個字節(jié))。

??例如，2006年11月15日8點30分58秒的存儲格式為：06-11-15-08：30：58.000。e.用戶定義數(shù)據(jù)。編程人員可以將S7的以上各種數(shù)據(jù)類型進(jìn)行重新組合，生成新的數(shù)據(jù)類型，這一數(shù)據(jù)類型稱為"用戶定義數(shù)據(jù)(UserDefined Data Types)"，數(shù)據(jù)類型代號為UDT。

??③參數(shù)

??在SIEMENS公司的S7系列PLC中，在邏輯塊之間進(jìn)行相互傳遞的數(shù)據(jù)稱為參數(shù)。S7的參數(shù)分為“形式參數(shù)”與“實際參數(shù)”兩類。

??在結(jié)構(gòu)化編程時，為了使得某一功能塊能夠成為可以在同一PLC循環(huán)內(nèi)多次調(diào)用的通用功能塊，功能塊中所使用的信號與數(shù)據(jù)不可以是“juedui地址”或“juedui數(shù)值”，它們只能以“符號地址”或“符號數(shù)據(jù)”的形式出現(xiàn)。調(diào)用通用功能塊時，可以通過對這些“符號地址"或"符號數(shù)據(jù)"的不同賦值，在每次調(diào)用同一功能塊時，得到不同的結(jié)果。

??被調(diào)用的功能塊中所使用的“符號”稱為形式參數(shù)(FormatParameter)，而在調(diào)用塊中對“符號”所賦予的實際地址或?qū)嶋H數(shù)值稱為實際參數(shù)(Actual Parameter)。

??如圖3-22所示，圖中的start、stop、run為形式參數(shù)，而l0.1、l0.2、Q0.1則為實際參數(shù)。

??在每次調(diào)用功能塊前，必須用實際參數(shù)對塊中所使用的形式參數(shù)賦值。實際參數(shù)與形式參數(shù)的數(shù)據(jù)類型必須一致，例如，當(dāng)功能塊中的形式參數(shù)定義的數(shù)據(jù)類型為"字(word)"時，則賦值的實際參數(shù)必須為字格式，如MWO、IWO、QWO等，而不能用M0.1、10.1、Q0.1或MB0、IB0、QB0等進(jìn)行賦值。

??S7中可以使用的參數(shù)類型有表3-6所示的幾種。