西门子中央控制器6ES7 314-6EH04-0AB0
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S7-300
模块化微型PLC系统，满足中、小规模的性能要求
各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
方便用户和简易的无风扇设计
当控制任务增加时，可自由扩展
大量的集能使它功能非常强劲 
根据指令语句表画出对应的梯形图的方法及举例 画出下列指令语句表对应的梯形图。 ① LD 00000 OR 00001 AND-NOT 00002 OR 00003 LD 00004 AND 00005 OR 00006 AND-LD OR 00007 OUT 10000 将指令语句转换成梯形图时，首先应将以LD指令为起点的电路块找出来，然后根据两个电路块后面的指令确定其相互关系。 ① 图所示。 使用位处理技术，可开发出一个用户定义的键盘 当按下一个数字键时，其值被加入存储在单个数据字中的数据串中。这个程序可以对0到9999的数字进行操作。如果过大限值，则高位溢出、丢失。每个新近输入位放置在数据串的“单元”位置。经处理，输入的数字输出，给一个7段显示DSP1，表示当前输入数据串是什么。 程序通过对位数据找(首地址M110>左移4位(SFTL,指令)，把输入数字加到当前串。为实现这个目的，“空”数据值被移入到位元件M110, 11, 12和13。当键入的数据值移入到寄存器D010后，D010内容与位数据找(首地址M110 )通过WOR相连结。因为D010的内容是1个数字(一个按粗输入)，即一个4位模式，可以说，D010的前4位被复制到位数据栈的预先“置空”区域中，此区域也为4位。 接着位数据找的内容被直接移出到一个7段显示的输出。同时使用BIN指令处理同一个位栈，其结果存在D000中。这是一个直接读取当前数字串的过程。
西门子S7-200PLC的RS485通信口易损坏的原因分析和解决办法
一、 S7-200PLC内部RS485接口电路图：电路图见附件
图中R1、R2是阻值为10欧的普通电阻，其作用是防止RS485信号D+和D-短路时产生过电流烧坏芯片，Z1、Z2是钳制电压为6V，大电流为10A的齐纳二极管，24V电源和5V电源共地未经隔离，当D+或D-线上有共模干扰电压灌入时，由桥式整流电路和Z1、Z2可将共模电压钳制在±6.7V，从而保护RS485芯片SN75176（RS485芯片的允许共模输入电压范围为：-7V～+12V）。该保护电路能承受共模干扰电压功率为60W，保护电路和芯片内部没有防静电措施。
二、常发生的故障现象分析：
当PLC的RS485口经非隔离的PC/PPI电缆与电脑连接、PLC与PLC之间连接或PLC与变频器、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生，较常见的损坏情况如下：
R1或R2被烧断，Z1、Z1和SN75176完好。这是由于有较大的瞬态干扰电流经R1或R2、桥式整流、Z1或Z1到地，Z1、Z2能承受大10A电流的冲击，而该电流在R1或R2上产生的瞬态功率为：102×10=1000W，当然会将其烧断。
SN75176损坏，R1、R2和Z1、Z2完好。这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于Z1、Z2的动作速度造成的，静电无处不在，仅人体模式也会产生±15kV的静电。
Z1或Z2、SN75176损坏，R1和R2完好。这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将Z1或Z2和SN75176击穿，由于电流较小和发生时间较短因而R1、R2不至于发热烧断。
由以上分析得知PLC接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成，产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂，如由于PLC内部24V电源和5V电源共地，24V电源的输出端子L+、M为其它设备混合供电可能导致地电位变化，从而造成共模电压出允许范围。所以EIA-485标准要求将各个RS485接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地电位相等，消除地线环流！
当带电插拔未隔离的连接电缆时，由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件，插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。
连接在RS485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入到PLC，总线上连接的设备站点数越多，产生瞬态过电压的因素也越多。
当通信线路较长或有室外架空线时，雷电必然会在线路上造成过电压，其能量往往是巨大的，常有用户沮丧地说：“联网的几十台PLC全部遭打坏了！”。
三、 解决办法：
1、从PLC内部考虑：
采用隔离的DC/DC将24V电源和5V电源隔离，分析了三菱、欧姆龙、施耐德PLC以及西门子的PROFIBUS接口均是如此。
选用带静电保护、过热保护、输入失效保护等保护措施完善的高挡次RS485芯片，如：SN65HVD1176D、MAX3468ESA等，这些芯片价格一般在十几元至几十元，而SN75176的价格仅为1.5元。
采用响应速度更快、承受瞬态功率更大的保护器件TVS或BL浪涌吸收器，如P6KE6.8CA的钳制电压为6.8V，承受瞬态功率为500W，BL器件则可抗击4000A以上大电流冲击
内装型PLC的特点和结构 内装型PLC从属于CNC装置，PLC与CNC装置之间的信号传送在CNC装置内部即可实现。PLC与数控机床之间则通过CNC输入／输出接口电路实现信号传送（如图1所示）。 内装型PLC具有如下特点 (1)内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能。一般作为CNC装置的基本功能提供给用户。 (2)内装型PLC系统的硬件和软件整体结构十分紧凑，且PLC所具有的功能针对性强，技术指标合理、实用，尤其适用于单机数控设备的应用场合。 (3)内装型PLC可与CNC共用CPU，也可以单独使用一个CPU；硬件控制电路可与CNC装置的其他电路制作在同一块印刷电路板上，也可以单独制成一块附加电路板；内装型PLC一般不单独配置输人／输出接口电路，而是使用CNC系统本身的输入／输出电路；PLC所用电源由CNC装置提供，不需另备电源。 图6-1 图1 内装型PLC的CNC系统框图 (4)采用内装型PLC结构，CNC系统可以具有某些高级控制功能。如梯形图编辑和传送功能，在CNC内部直接处理大量信息等。 世界的CNC系统厂家在其生产的CNC产品中，大多开发了内装型PLC功能。
R1和R2采用正温度系数的自恢复保险PTC，如JK60-010，正常情况下的电阻值为5欧，并不影响正常通信，当受到浪涌冲击时，大电流流过PTC和保护器件TVS（或BL），PTC的电阻值将骤然增大，使浪涌电流迅速减小。
2、从PLC外部考虑：
使用隔离的PC/PPI电缆，尽量不用廉价的非隔离电缆（特别是在工业现场）。西门子公司早期出产的PC/PPI电缆（6ES7 901-3BF00-0xA0）是不隔离的，现在也改成隔离的电缆了！
PLC的RS485口联网时采用隔离的总线连接器.
与PLC联网的第三方设备，如变频器、触摸屏等的RS485口均使用RS485隔离器BH-485G进行隔离，这样各RS485节点之间就无“电”的联系，也无地线环流产生，即使某个节点损坏也不会连带其它节点损坏。
RS485通信线采用PROFIBUS总线屏蔽电缆，保证屏蔽层接到每台设备的外壳并后接大地。
对于有架空线的系统，总线上好设置专门的防雷击设施。
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找到了解决S7-200通讯口损坏的办法了
在我们单位众多的S7-200PLC中，不时有通讯口损坏，致使不能连接PC或不能进行通讯，在对PLC解体时发现，在PLC通讯口出有一芯片－－75176，这就是通讯接口芯片，在芯片周围有5个FB，标识FB1~FB5，这其实就是5个保险，在通讯连不上时，一般就是这5个保险中的某个烧毁了，可用同等型号的保险代替，也可用导线直接短路。一般就能解决问题。不过更换时要注意，由于元件时贴片的，十分小，空间也小，所以焊接时注意不要短路。
概述
S7-300
模块化微型 PLC ，中、小规模的性能要求
各种性能的模块可以非常好地和适应自动化控制任务
简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
操作方便，设计简单，不含风扇
任务时可顺利扩展
大量的集能，使它功能非常强劲
S7-300F
故障型自动化，可工厂日益的需求
基于 S7-300
可连接配有型模块的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行相关通信
模块另外也可用于非相关应用
产品目录 ST 70：
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应用
S7-300
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC ，可中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括：
特殊机械，
纺织机械，
包装机械，
一般机械设备制造，
控制器制造，
机床制造，
安装，
电气与电子工业及相关产业。
多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：
具有高电磁兼容性和抗震性，可限度地用于工业领域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障自动化可使用在对要求较高的设备中。其可对立即停车进行控制，因此不会对人身、造成损害。
S7-300F 下列要求：
要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
类别 1 - 4 符合 EN 954-1
另外，模块还可用在 S7-300F 及故障模块中。因此它可以创建一个全集成的控制，在非相关和相关任务共存的工厂中使用。使用相同的工具对整个工厂进行组态和编程。
设计
S7-300
一般步骤
S7-300自动化采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以地组合使用。
一个包含下列组件：
CPU：
不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。
根据要求，也可使用下列模块：
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
接口模块 (IM)，用于多层配置时连接控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。
SIPLUS 模块可用于扩展的条件：
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于：
安装模块：
只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。
集成的背板总线：
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码，更换极为容易：
更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接：
对于模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接：
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接提供预组装接线另外还可直接在模块上接线。
规定的安装深度：
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
模块和通信处理器可以不受地以任何连接。可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则可对 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）进行扩展：
控制器和3个扩展机架多可连接32个模块：
共可将 3 个扩展装置（EU）连接到控制器（CC）。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
通过接口模板连接：
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在控制器上它是在 CPU 旁边的插槽中，并自动处理与扩展装置的通信。
通过 IM 365 扩展：
1 个扩展装置远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。
通过 IM 360/361 扩展：
3 个扩展装置， CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的远距离为 10m。
单独安装：
对于单独的 CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离：长达 10m。
灵活的安装选项：
CC/EU 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以限度空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口：
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线的通信处理器。
用于点到点连接的通信处理器
多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
是一种经济有效的方案，可以同时连接编程器/PC、人机界面和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化。
PROFIBUS DP进行通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化，并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。
以下设备可作为主站连接：
SIMATIC S7-300
（通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
SIMATIC S7-400
（通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
SIMATIC C7
（通过带 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，带IM 308
SIMATIC 505
出于性能原因，每条线路上连接的主站不得过 2 个。
以下设备可作为从站连接：
ET 200 分布式 I/O 设备
S7-300，通过 CP 342-5
CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
现场设备
虽然带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通过 PROFINET IO 进行通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化，并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看，PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：
SIMATIC S7-300
（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
SIMATIC ET 200
（使用配备 PROFINET 接口的 CPU）
SIMATIC S7-400
（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
可将下列设备作为 IO 设备进行连接：
ET 200 分布式 I/O 设备
ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
SIMATIC S7-300
（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
现场设备
通过 AS-Interface 进行通信
S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备（AS-Interface 从站）。
更多信息，请参见通信处理器。
通过 CP 或集成接口（点对点）进行数据通信
通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议：
20 mA (TTY)（仅 CP 340/CP 341）
RS 232C/V.24（仅 CP 340/CP 341）
RS 422/RS 485
PLC主要有哪些应用？ PLC经过不断地发展，一般都具有“开关I/0、模拟I/0、网络通信”功能；然而，工程师们只需要使用开关I/O、少量的模拟I/O、以及简单的编程技巧，就可开发出约80%的工业应用。 ①(单机独立完成)开关量的采集与控制 如：电动机的启停、定时控制，电磁阀的开阀、关阀控制，仓库门的开门、关门控制，产品的计数控制，机械手、生产线、组合机床、电梯等设备的运行控制，等等。 ②(单机独立完成)模拟量的采集与控制 如：温度、压力、流量等过程量的采集与PID控制，位移、速度等运动量的采集与控制。 ③(与上位机连网)作为高级系统(如集散型控制系统DCS)现场端的采集器和控制器 1-n台PLC与上位机(工控机IPC、人机界面HMI等)连网通信，由上位机实现“集中管理”，由PLC实现“分散采集+分散控制”/或“集中采集+集中控制”。 1985年，国际电工委员会(IEC)对PLC作出如下定义： 可编程控制器PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻缉运算、顺序控制、定时、计数与算术运算等操作指令，并通过数字、模拟式的输入、输出，控制各种类型的机械或生产过程；可编程控制器及其有关外围设备的设计，都要按照“易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充功能的原则”进行。 由该定义可知：PLC是一种由“事先存贮的程序”来确定控制功能的工控类计算机。 20世纪60年代，汽车生产线的自控系统基本上由继电器控制装置构成。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期变短，因而继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，这不仅费时、费工、费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，希望用新的控制装置来取代继电器控制装置，并提出了以下10项招标指标： ①编程方便，现场可修改程序； ②维修方便，采用模块化结构； ③可靠性高于继电器控制装置； ④体积小于继电器控制装置； ⑤数据可直接送入起管理作用的(上位)计算机； ⑹成本可与继电器控制装置竟争； ⑺输入可以是交流115V(注：我们是AC220V)； ⑻输出为(交流115V，2A以上)，能直接驱动电磁阀、接触器等； ⑼在扩展时，原系统只需要进行很小的变更； ⑽用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。 1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出台PLC，并在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了。这种的工控装置，以其体积小、可变性好、可靠性高、使用寿命长、简单易懂、操作维护方便等一系列优点，很快就在美国的许多行业里得到推广应用。到1971年，已经地应用于食品、饮料、冶金、造纸等行业。 这一的工控装置的出现，受到世界上许多的高度重视。1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了他们的第1台PLC。1973年，西欧也研制出他们的第1台PLC。我国从1974年始研制，到1977年开始应用于工控领域。 早期的PLC，一般称为“可编程逻辑控制器”(Programmable Logic Controller)。这时的PLC基本上是(硬)继电器控制装置的替代物，主要用于实现原先由继电器完成的顺序控制、定时、计数等功能。它在硬件上以“准计算机”的形式出现，在I/O接口电路上做了改进以适应工控现场要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，并采用磁芯存储器。另外，还采取了一些措施，以提高抗干扰能力。在软件编程上，采用类似于电气工程师所熟悉的继电器控制线路的方式——梯形图(Ladder)语言。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点是简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障显示、能重复使用等。其中PLC特有的编程语言——梯形图语言一直沿用至今。 20世纪70年代，微处理器的出现使PLC发生了巨变。美国、日本、德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的CPU(中央处理单元)，这样使PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持原有的逻缉运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理、网络通信、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块，并扩大了存储器的容量，而且还提供一定数量的数据寄存器。 到了20世纪80年，由于大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。早期的PLC一般采用8位的CPU，现在的PLC一般采用16位或32位的CPU。另外，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂还纷纷研制开发出的逻辑处理芯片，这就使得PLC的软、硬件功能有了巨变。 目前，世界上约有200家PLC生产厂商，其中，美国的Rockwell、GE，德国的西门子(Siemens)，法国的施耐德()，日本的三菱、欧姆龙(Omron)，他们掌控着全世界80%以上的PLC市场份额，他们的系列产品从只有几十个点(I/O点数)的微型PLC到有上万个点的巨型PLC，应有尽有。 经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，但尚未形成颇具规模的生产能力，国内PLC应用市场仍然以国外产品为主，如：Siemens的S7-200小系列、S7-300中系列、S7-400大系列，三菱的FX小系列、Q中大系列，0mron的CPM小系列、C200H中大系列等。 值得一提的是，湖北黄石的科威自控公司(www.kwzk.com)的创新产品——“嵌入式PLC”。 小系统用户希望在数据处理上像DCS、可靠性上像PLC、价格上像单片机嵌入系统。嵌入式PLC正好满足用户的这些愿望。嵌入式PLC是指“将支持PLC(梯形图)编程语言的内核EasyCore以小板芯的形式”嵌入到特定的控制装置中，使该装置除了具有自身的功能之外，还具有PLC的基本功能；开发人员能够在该PLC编程语言平台上，轻而易举地设计出通用型PLC、客户型PLC、以及各种特型控制板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的自动化仪表技术、现场总线技术和10多年的自动化工程项目经验，在华中科技大学、武汉理工大学的协作下，经过3年多的努力攻关，的。由于嵌入式PLC的社会及经济价值十分巨大，2005年被列为攻关计划。迄今为止，科威公司的嵌入式PLC产品——通用型PLC、(按照客户要求定制的)客户型PLC、特型控制板，已在纺织机械、工业窑炉、塑料机械、印刷包装机械、食品机械、数控机床、恒压供水设备、环保设备等行业中应用，并且在窑炉自动化系统的应用中占有明显的技术优势。 长期以来，PLC始终是工业自动化的主角，并且与DCS(集散控制系统)及IPC(工控机)形成三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是IPC所带来的冲击。微型化、网络化、IPC化、开放性是PLC未来发展的主要方向。PLC依然前途无限。
