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基于S7-300PLC单闭环比值控制系统设计与实现.docx

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基于S7-300PLC单闭环比值控制系统设计与实现.docx

摘要工业中存在着大量按原料配比进行生产的过程,要求将原料配比进行控制,然而配比的变化往往意味着产品产量下降、质量下降、能量浪费、物料浪费、成本提高、环境污染、甚至安全事故。在化工、炼油及其他工业生产过程中,工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系,比例一旦失调,将影响生产或造成事故。配料精度的高低制约着整个生产的产品质量和产量,所以应对配料过程的控制给予足够重视。本文主要基于西门子PLC建立单闭环流量比值控制系统,应用Setp7软件对PLC300编程,对电动阀及变频器进行PID控制,使电动阀支路流量与变频器支路流量达到一定比值,成为流量比值控制系统。并且通过组态软件WinCC绘制上位机界面,从而监控实时曲线、流量测量值,起到参数整定的目的。调试结果验证该系统运行可靠、稳定,达到了设计任务要求。关键词比值控制;流量;可编程控制器;PID控制AbstractInindustrythereisalargeamountofproducingprocessbasedontheratioofrawmaterials,controllingtherawmaterialsisrequired,butthechangeofmatchingoftenleadtothedeclineinoutputandquality,wastingenergy,highercostsofmaterials,environmentalpollution,andevenaccidents.Inchemicalindustry,oilrefineriesandotherindustrialprocesses,processoftenrequirestwoormorematerialstokeepacertainratio,oncetheproportionsdisordered,itwillaffecttheproductionorcauseaccidents.Whetherthelevelofbatchingaccuracyishighorlowlimitsthequalityandoutputoftheproductoverthewholeproduction,soitiswisetoattachimportancetothecontrollingofbatchingprocess.ThisthesismainlybasedonSIEMENsPLCtoestablishthecontrollingsystemofflowratioinsingleloop,useSetp7softwaretoprogramwithS7-300.UsingPIDcontroltoelectricvalveandconverter,makestheelectricvalveservicemadsliproadtrafficflowandfrequencyconverterreachesacertainratio,andestablishthecontrollingsystemofflowratioinsingleloop.AndthroughtheconfigurationsoftwareWinCCinterface,drawtheuppermachinetomonitorthereal-timecurve,flowmeasurementvalue,thusattainingthegoalofparametersetting.目录1绪论...........................................................................................................................................11.1课题研究的背景和意义.....................................................................................11.2PLC应用及相关技术的发展.............................................................................21.3课题主要内容及课题研究方案.......................................................................32比值控制系统概述..................................................................................................42.1比值控制系统定义............................................................................................42.2比值控制原理...................................................................................................42.3比值控制系统特点............................................................................................52.4比值控制系统的类型........................................................................................52.4.1开环比值控制系统...............................................................................62.4.2单闭环比值控制系统...........................................................................63流量比值控制系统方案设计....................................................................................93.1电气控制回路系统设计....................................................................................93.2电气控制回路硬件设计....................................................................................93.3电气控制回路设计..........................................................................................124PLC硬件组态和程序设计.....................................................................................134.1西门子PLCS7-300简介....................................................................................134.1.1S7-300系统结构...................................................................................134.1.2S7-300CPU模块.....................................................................................134.2基于STEP7的控制系统软件设计..................................................................144.2.1工程建立...........................................................................................144.2.2硬件配臵...............................................................................................144.2.3PLC程序设计....................................................................................164.2.4上位机与PLC程序设计相关的设臵..................................................225上位机组态与程序设计.........................................................................................255.1WinCC的发展及应用.....................................................................................255.2WinCC监控组态与程序设计..........................................................................265.2.1变量设臵...........................................................................................265.2.2创建过程画面....................................................................................295.3WiNCC组态软件的通讯.................................................................................336PID参数整定及系统调试...................................................................................366.1PID控制器.........................................................................................................366.1.1PID控制器的优点.............................................................................376.1.2PID控制器的数字化..........................................................................376.1.3控制规律的选择................................................................................386.2PID控制器参数的调节及其对控制性能的影响...............................................406.2.1比例控制对控制性能的影响............................................................406.2.2积分控制对控制性能的影响............................................................416.2.3微分控制对控制性能的影响............................................................436.3控制系统的整定.............................................................................................456.3.1控制系统整定的基本要求..................................................................456.3.2调节器参数的整定方法.....................................................................456.4调节器参数的整定及调试...............................................................................48结论............................................................................................................................................51致谢............................................................................................................................................52参考文献....................................................................................................................53附录A英文原文..........................................................................................................54附录B汉语翻译......................................................................................................60附录C电气接线图..................................................................................................64附录D调节器参数调试...........................................................................................65沈阳理工大学学士学位论文1绪论1.1课题研究的背景和意义随着科学技术的飞速发展,人们对过程控制提出了更高更新的要求,在许多生产过程中,要求两种或两种以上的物料流量成一定的比例关系混合进行化学反应,对于物料比例的要求就变得甚为严格,如果比例不能满足要求,或是比例失调,则会导致产品的质量达不到要求,以致造成损失,严重时会导致事故的发生。例如在制药过程中,为增加药效,需要对其中成分药物加注入剂,生产工艺要求药物和注入剂混合后的含量必须符合要求的比例,否则会使药效降低而达不到要求。研究比值控制系统很有必要,提高比值控制的精度及水平具有深远的意义。配料系统是许多工业生产过程的重要组成部分,其配料过程是否按照规定的配比进行是衡量产品质量的关键。工业生产中,常用比值控制策略来实现各种物料的配比控制。在软饮料、水泥、冶金、医药、玻璃、建材、化工等流程工业中,配料是生产过程的重要组成部分,其配料过程是否按照规定的配比组成产品的各种原料的比例进行是衡量企业产品质量的关键,如果配料的质量达不到要求,轻则造成原料、能源的浪费,重则影响产品的质量和产率,有些重要生产岗位的配料失误甚至会给整个生产酿成事故。配料在工业过程中广泛存在,如水泥配料、煤气混合、油品调合、配煤、烧结法炼钢及氧化铝、自来水加氯消毒等。石油炼制生产过程中,把两种或两种以上基础组分油与各种添加剂按一定比例均匀混合,从而成为一种新产品的过程称为调和。油品调合主要是指汽油、柴油、润滑以及原油等的调和。汽油调和是炼厂利用生产的各种汽油组分,按某种比例配方和添剂均匀混合,得到符合质量标准的汽油产品的过程。它是汽油成品出厂的最后一道工和炼厂生产成品油的最后一个环节,也是保证汽油质量指标满足环保和质量规格要求重要手段,调和效益在生产企业的经济效益中占有举足轻重的地位。在各种生产过程中,经常遇到生产工艺要求两个或两个以上参数成一定的比例关系,一旦比例失调,就会影响生产的正常运行。例如在锅炉的燃烧系统中,要保持送进炉膛的风量和燃料成一定的比例,以保证燃烧的经济性。通常,在两个需要保持一定比例关系的物料中,一个是主动量或关键量,另一个是从动量或辅助量。由于物料通常是液体,因此称主动量为主流量Q1从动量为副流量Q2。Q1与Q2之间的关系为Q2=KQ1式1沈阳理工大学学士学位论文中,K为比值系数。因此,只要主副流量的给定值保持比值关系,或者副流量给定值随主流量按一定比例关系而变化即可实现比值控制。通过以上分析可见,在配料过程中对生产产品的各种原料的比值进行控制显得尤为重要,常用比值控制来解决此类问题。比值控制的目的就是为了实现使几种物料混合符合一定比例关系,使生产能安全正常进行。配料精度的高低制约着整个生产的产品质量和产量,所以应对配料过程的控制给予足够重视。1.2PLC应用及相关技术的发展随着流程工业的发展和人们环保意识的增强,尤其是发展中国家“先污染、后治理”的恶性循环历史教训使我国对于工业过程的成本节约和环境保护越来越重视。S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器PLC系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配臵以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好,使其在广泛的工业控制领域中,成为一种既经济又切合实际的解决方案。采用循环执行用户程序的方式。OB1是用于循环处理的组织块(主程序),它可以调用别的逻辑块,或被中断程序(组织块)中断。在起动完成后,不断地循环调用OB1,在OB1中可以调用其它逻辑块FB,SFB,FC或SFC。循环程序处理过程可以被某些事件中断。在循环程序处理过程中,CPU并不直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址区,而是访问CPU内部的输入/输出过程映像区(在CPU的系统存储区)。PLC的最大特点在于电气工程师已不再电气的硬件上花费太多的心计,只要将按钮开关或感应器的输入点连接到PLC的输入点上就能解决问题,通过输出点连接接触器或继电器来控制大功率的启动设备,而小功率的输出设备直接连接就可以。PLC的通信已经愈来愈体现它的价值,在PLC与PLC之间的通信,能够通过信息的沟通和数据的共享来保证设备之间的相互协调,已达到互补的效果。PLC之间的数据转换采用RS232接口来传送数据,而RS232接口只能保证10米的传输距离,如果在1000米的距离内我们可以通过RS485来进行通信,更长的距离只能通过MODEL来进行传输PLC的发展已经从单一的模式进入了通信的网络时代,并同其它的工控网板和I/O卡板轻易的进行共享。组态软件可以将所有的这些硬件连接起来,通过更直观的动画图片来进行控制,并可以通过互联网在异地进行控制,像神舟五号的发射就是采用这种办法来使飞船升空。2沈阳理工大学学士学位论文1.3课题主要内容及课题研究方案首先理解流量比值控制系统的概念,并根据需要进行该系统的方案设计,然后对下位机硬件组态和程序设计,这里主要以西门子S7-300编程,紧接着进行人机交互界面的设计和相关变量的关联,最后连接电气图根据实验所得曲线进行参数整定,使曲线达到较为理想的走势,最后总结收获和出现的错误,为以后科学研究做个铺垫。1.掌握电源模块(PS)、CPU模块、信号模块(SM)、功能模块(FM)、接口模块(IM)、通讯处理器(CP)、导轨(Rail)以及WinCC软件的工作原理和相关接线;2.完成基于S7-300的流量比值控制系统的硬件电路设计,包括元件选择、电路接线等;3.完成基于S7-300控制器的控制参数整定,在WinCC环境下进行模拟仿真,实现流量控制系统的自动控制功能;4.软硬件调试,实现任务书要求的功能。课题研究方案主要为1.根据任务书的要求,合理选择S7-300所需的各模块,完成硬件电路电气回路的整体设计,画出电气原理图;2.根据电气原理图,进行基于S7-300控制器的流量控制系统的整体电路设计,完成系统各部分的相关接线,并进行参数的设计、整定以及控制算法的研究;3.进行S7-300控制器的各程序段的编程设计;4.进行基于S7-300的流量比值控制系统的软件和硬件的调试。3沈阳理工大学学士学位论文2比值控制系统概述在各种生产过程中,经常遇到生产工艺要求两个或两个以上参数成一定的比例关系,一旦比例失调,就会影响生产的正常运行。例如在锅炉的燃烧系统中,要保持送进炉膛的风量和燃料成一定的比例,以保证燃烧的经济性。为此,我们引入比值控制系统。2.1比值控制系统定义工业中存在着大量按原料配比进行生产的过程,要求将原料配比进行控制,然而配比的变化往往意味着产品产量下降、质量下降、能量浪费、物料浪费、成本提高、环境污染、甚至安全事故。在化工、炼油及其他工业生产过程中,工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系,比例一旦失调,将影响生产或造成事故。例如,在煤气燃烧过程中,要求煤气与助燃空气按一定配比(最佳为11.05)供入燃烧室。若助燃空气输入不足,煤气得不到充分燃烧,降低了燃烧效率,造成能源浪费,环境污染,还有可能导致环境中大量煤气积存而成为事故隐患;若阻燃空气过量,过剩空气又将大量热量以废气形式排放,造成热能的大量浪费。为此,我们引入比值控制系统。在过程控制中,实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统,称为比值控制系统。通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统,称之流量比值控制系统。这种控制方式在化工、制药领域中大量存在[1]。2.2比值控制原理在炼油、化工、制药等许多生产过程中,经常需要两种物料或两种以上的物料保持一定的比例关系。最常见的是燃烧过程,燃料与空气要保持一定的比例关系,才能满足生产和环保的要求;造纸过程中,浓纸浆与水要以一定的比例混合,才能制造出合格的纸浆,许多化学反应的逐个进料要保持一定的比例。通常,在两个需要保持一定比例关系的物料中,一个是主动量或关键量,另一个是4沈阳理工大学学士学位论文从动量或辅助量。由于物料通常是液体,因此称主动量为主流量Q1从动量为副流量Q2。Q1与Q2之间的关系为Q2=KQ1(2.1)式中,K为比值系数。因此,只要主副流量的给定值保持比值关系,或者副流量给定值随主流量按一定比例关系而变化即可实现比值控制[2]。2.3比值控制系统特点比值控制系统的特征是实现两个或两个以上物料保持一定比例关系。1.主物料,也称为主动量在要保持一定比例关系的物料中,把起主导作用的物料,称为主物料(主动量),因为在过程控制中经常保持比例的参数是流量,故常用Q1表示。2.从物料,也称为从动量另一种随主物料的变化而成比例地变化的物料称为从物料(从动量),常用Q2表示。3.比值系数若两物料的比值系数设定为K,则有KQ2Q1(2.2)2.4比值控制系统的类型根据生产过程中工艺容许的负荷、干扰、产品质量等要求不同,实际采用的比值控制方案也不同。比值控制系统按比值的特点可分为定比值和变比值控制系统。两个或两个以上参数之间的比值是通过改变比值器的比值系数来实现的,一旦比值系数确定,系统投入运行后,此比值系数将保持不变(为常数),具有这种特点的系统称为定比值控制系统。如果生产上因某种需要对参数间的比值进行修正时,需要人工重新设臵新的比值系数,这种系统的结构一般比较简单。两个或两个以上参数之间的比值不是一个常数,而是根据另一个参数的变化而不断的修正,具有这种特点的系统称为变比值控制系统,这种系统的结构一般比较复杂[3]。比值控制系统按结构特点可分为简单比值和复杂比值控制系统。凡构成一个闭环以5沈阳理工大学学士学位论文下的比值控制系统称为简单比值控制系统;凡构成两个闭环以上的比值控制系统称为复杂比值控制系统。比值控制系统可笼统分为开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统、串级比值及变比值控制系统等。下面一一简单介绍这五种控制系统[4]。2.4.1开环比值控制系统开环比值控制系统是结构最简单的比值控制系统,其工艺流程图和原理方块图如图2.1所示。其中FT为检测变送器,FC为比值控制器。(1)工艺流程图(2)原理方框图图2.1开环比值控制系统由原理方块图我们可以总结开环比值控制系统的特点如下1)当系统处于稳定工作状态时,两物料的流量满足比值关系。2)当主动量受到干扰而发生变化时,系统通过比值器及设定值按比例去改变控制阀的开度,调节从动量使之与主动量仍保持原有的比例关系。3)当从动量受到外界干扰(如温度、压力扰动)波动时,由于是开环控制,没有调节从动量自身波动的环节,也没有调整主动量的环节,故两种物料的比值关系很难保持不变,系统对此无能为力。开环比值控制是理解比例控制工作机理的基础,在实际工程上很少应用[5]。2.4.2单闭环比值控制系统单闭环比值控制系统是在开环比值控制系统上增加对副物料的闭环控制回路,用以6沈阳理工大学学士学位论文实现主、副物料的比值保持不变。工艺流程图及原理框图如图2.2所示。(1)工艺流程图(2)原理方框图图2.2单闭环比值控制系统1.单闭环比值控制系统原理单闭环比值控制系统是由两个信号即主流量Q1、副流量Q2,两个变送器、调节器、执行机构和一个以Q2作为反馈信号的闭环回路组成。在稳定时,能实现主、副流量的工艺比值的要求,即Q2/Q1KK为常数。系统原理框图如图6-3所示。当主流量Q1不变、而副流量Q2受到扰动时,则可通过副流量的闭合回路进行定值控制。主流量调节器WT1s的输出作为副流量的给定值。当主流量Q1受到扰动时,WT1s则按预先设臵好的比值使其输出成比例变化,即改变Q2的给定值。WT1s根据给定值的变化,发出控制命令以改变调节阀的开度,使副流量Q2跟随主流量Q1而变化,从而保证原设定的比值不变。当主副流量同时受到扰动时,调节器WT1s在克服副流量扰动的同时,又根据新的给定值,改变调节阀的开度,使主、副流量在新的流量数值的基础上,保持其原设定值的比值关系。它不但可以实现副流量跟随主流量的变化而变化,而且还可以克服副流量本身干扰对比值的影响。可见,该系统能确保主、副两个流量的比值不变,同时,系统的结构又较简单,方案实现起来方便,仅用一台比值器或比例调节器即可,因而在工业过程自动化中广泛应用[5]。2.单闭环比值控制系统的四种工作情况(1)当系统处于稳定工作状态时,主、副物料流量的比值恒定。如图2.3单闭环比值控制系统的原理框图,由图可知稳态时7沈阳理工大学学士学位论文Wm1WT1Q1Q2Wm1Q1WWm2Q2WT1Km2(2.3)(2.4)图2.3单闭环比值控制系统的原理框图当Q1不变,Q2受到扰动时,闭合回路进行定值控制。当Q1受到扰动时,WT1s输出变化,跟随Q1变化,保证原设定的比值不变。单闭环比值控制系统适用于负荷变化不大,主流量不可控制,两种物料间的比值要求较精确的生产过程。(2)当主物料流量不变,副物料流量受到扰动变化时,可通过副流量的闭合回路调整副物料流量使之恢复到原设定值,保证主、副物料流量比值一定。(3)当主物料流量受到扰动变化,而副物料不变时,则按预先设臵好的比值使比值器输出成比例变化,即改变给定值,根据给定值的变化,发出控制命令,以改变调节阀的开度,使副流量跟随主流量而变化,从而保证原设定的比值不变。(4)当主、副物料流量同时受到扰动变化时,调节器在调整副物料流量使之维持原设定值的同时,系统又根据主物料流量产生新的给定值,改变调节阀的开度,使主、副物料流量在新的流量数值的基础上,保持原设定值的比值关系不变。总之,单闭环比值控制系统虽然能保持主、副物料流量比值不变,但是无法控制主物料的流量不变,因此,对生产过程的生产能力没有进行控制。该控制系统能保证主、副物料的流量比值不变,同时,系统结构简单,因此在工业生产过程自动化中应用较广。8沈阳理工大学学士学位论文3流量比值控制系统方案设计3.1电气控制回路系统设计系统结构图如图3.1(a),方框图如图3.1(b)所示a结构图b方框图图3.1单闭环流量比值控制系统该系统中有两条支路,一路是来自于变频器磁力泵支路的流量Q1,它是一个主流量;另一路是来自于气动调节阀支路的流量Q2,它是系统的副流量。要求副流量Q2能跟随主流量Q1的变化而变化,而且两者之间保持一个定值的比例关系,即Q2/Q1K。3.2电气控制回路硬件设计1、水箱包括下水箱和储水箱。下水箱采用淡蓝色圆筒型有机玻璃,不但坚实耐用,而且透明度高。下水箱尺寸为d35cm,h20cm。水箱有三个槽,分别是缓冲槽,工作槽,出水槽。储水箱尺寸为长宽高68cm52㎝43㎝。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩,防止两套动力支路进水时有杂物进入泵中。2、调节阀气动调节阀是由气动执行机构和阀两部分组成的,气动执行机构是接收输入的气源信号,产生相应的推力,使推杆发生位移,推动阀门动作;而阀是指与管路联接的阀体9沈阳理工大学学士学位论文组件部分,它接受执行机构的推杆推力,改变阀杆位移,从而改变阀门开度,最终控制流体流量的变化。系统采用SIEMENS带MPI通讯协议的气动调节阀,其型QS智能型电动调节阀QSTP-16K,电动执行机构接受4~20mA控制信号,改变阀门的开度,同时将阀门开度的隔离信号反馈给控制系统,实现对压力、温度、流量、液位等参数的调节。图3.2QS智能型电动调节阀3、普通手动阀门4、KYB压力变送器KYB系列压力、液位变送器是在引进国外先进制造技术和设备并吸取了国外同类产品的先进工艺和关键零部件基础上发展起来的一个全新产品,可精确地连续测量液体、气体或蒸汽的压力,绝对压力或液位,并转换输出正比于被测量程的4~20mADC二线制标准信号。5、磁力驱动泵系统采用磁力驱动泵,型号为16CQ-8P,流量为32升/分,扬程为8米,功率为180w。泵体完全采用不锈钢材料,以防止生锈,使用寿命长。为三相380V恒压驱动。6、变频流量计7、管道整个系统管道采用敷塑不锈钢管组成,所有的水阀采用优质球阀,彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装臵的使用年限。其中储水箱底有一个出水阀,当水箱需要换水时,将球阀打开让水直接排出。8、电控箱内安装有如下主要部件(1)CPU316-2DP安装有10沈阳理工大学学士学位论文1)微处理器;处理器对每条二进制指令的处理时间大约为50ns,每个浮点预算的时间为0.45s。2)256KB工作存储器(相当于大约85K条指令);与执行程序段相关的大容量工作存储器可以为用户程序提供足够的空间。作为程序装载存储器的微型存储卡(最大为8MB)也允许将可以项目(包括符号和注释)保存在CPU中。装载存储器还可用于数据归档和配方管理。3)灵活的扩展能力;多达32个模块,(4排结构)4)MPI多点接口;集成的MPI接口最多可以同时建立与S7-300/400或编程设备、PC、OP的16条连接。在这些连接中,始终为编程器和OP分别预留一个连接。通过“全局数据通讯”,MPI可以用来建立最多16个CPU组成的简单网络。(2)I/O模块SM323DI8/DO8*DV24SIMATICS7-300的数字输入/输出模块,使控制器灵活地与任务相适应,用于连接数字传感器和执行元件。SM326-1BH01-0AA0是8点输入,8点输出,可同时控制的输入点数,最高40C可同时控制的输入点数。SM331AI8*12BITSIMATICS7-300的模拟输入模块,能够让控制器灵活地与任务相适应,用来连接模拟传感器。SM331-7KF02-0AB0是8点输入。SM332AO4*12BITSIMATICS7-300的模拟输出模块,使控制器灵活地与任务相适应,用来连接模拟执行元件。SM332-5HD01-0AB0是8点输出。(3)变频器型号FR-0720S-0.4k-CHT。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装臵,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。D700系列产品为多功能、紧凑型产品,多用于起重、电梯、包装、机械、抽压机等行业。具有通用磁通矢量控制方式,在1Hz情况下,可以使转矩提高到150。扩义浮辊控制和三角波功能。带安全停止功能,实现紧急停止有二种方法,通过控制MC接触器来切断输入电源或对变频器内部逆变模块驱动回路进行直接切断,以符合欧洲标准的安全功能,目的是节约设备投入。11沈阳理工大学学士学位论文9、控制平台1PC机2CP5611(MPI)数据采集卡及其驱动程序。西门子CP5611卡可以实现PC计算机与SIMATICS7之间的PROFIBUS/MPI通讯连接;并且CP5611可支持以下软件STEP7V.52及以上;SOFTNET-S7;SOFTNET-DP;SOFTNET-DP从站;COMPROFIVUSV3.3及以上;STEP7-Micro/WinV3.1及以上;ProTool,ProToo/Pro;NCMPC。3WinCC组态软件4)STEP7软件3.3电气控制回路设计图3.3模拟量模块接线图根据本设计要求在电控箱里接线,设计用到PLC模拟量输入模块SM331,模拟量输出模块SM332。电控箱内接线表如表3.1表3.1电气控制回路接线表名称I/O口地址电动阀支路流量计AI0PIW272变频器支路流量计AI1PIW274电动阀AO0PQW288变频器AO1PQW29012PIW272SM331PIW274PQW288SM332PQW290电动阀支路流量计电动调节阀变频器支路流量计变频器沈阳理工大学学士学位论文4PLC硬件组态和程序设计4.1西门子PLCS7-300简介4.1.1S7-300系统结构S7-300采用紧凑的、无槽位限制的模块结构,电源模块(PS),CPU,信号模块(SM),功能模块(FM),接口模块(IM)和通信处理器(CP)都安装在导轨上。轨道是一种专用的金属机架,只需要将模块挂在DIN标准的安装轨道上,然后用螺丝锁紧就可以了。有多种不同长度规格的导轨供用户选择。电源模块总是安装在机架的最左边,CPU模块紧靠电源模块。如果有接口模块,它放在CPU模块的右侧。S7-300用背板总线将除电源模块之外的各个模块连接起来。背板总线集成在模块上,模块通过U形总线连接器相连,每个模块都有一个总线连接器,后者插在各模块的背后。安装时先将总线连接器插在CPU模块上,并固定在导轨上,然后依次装入各个模块[6]。4.1.2S7-300CPU模块S7-3

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