西门子CPU314

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上海隆彦自动化科技有限公司
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• 无风扇设计的结构，使用户的维护更加简便
• 当控制任务增加时，可自由扩展
• 大量的集成功能使它功能非常强劲

2、PLC选型匹配较复杂，请客户务必确认核实好型号参数货期等问题后在进行采购，

     卖家不承担因买家选型误差造成的任何损失。

3、选型提示：目前西门子规定S7-300部分CPU和扩展模块需要连同前联接器一同销售，具体型号以

     西门子规定为准，网上报价均不含前联接器价格，需要连同销售的另加前连器价格。

4、特别提示：S7-300系列PLC型号升级换代较快，所以产品图片为示例图片，参数属性为大体概述，

     故仅供参考，具体以西门子选型样本对应产品参数描述和西门子实物为准。.

所有产品为西门子原装*，全新未开封，质保一年。型号太多，无法一一列出，详情请。
SIMATIC S7-300 系列
PS307 电 源 模 块
6ES7307-1BA00-0AA0 120/230VAC输入，24VDC输出， 2A
6ES7307-1EA00-0AA0 120/230VAC输入，24VDC输出， 5A
6ES7307-1KA01-0AA0 120/230VAC输入，24VDC输出， 10A

中 央 处 理 单 元 CPU
6ES7312-1AE13-0AB0 CPU312，32K工作内存，位操作时间0.2μs，DI/DOzui大256点，AI/AOzui大64点

6ES7312-5BE03-0AB0 CPU312C，32K工作内存，位操作时间0.2μs，集成10DI/6DO,2通道高速计数，2通道PWM输出，2通道频率测量，PID调节；DI/DOzui大256点，AI/AOzui大64点，1个40针前连接器（另购）

6ES7313-5BF03-0AB0 CPU313C，64K工作内存，位操作时间0.1μs，集成24DI/16DO，4AI/2AO,3通道高速计数，2通道PWM输出，2通道频率测量，PID调节；DI/DOzui大1016/1008点，AI/AOzui大253/250点，2个40针前连接器（另购）

6ES7313-6BF03-0AB0 CPU313C-2PtP，64K工作内存，位操作时间0.1μs，RS485点对点接口，集成16DI/16DO，3通道高速计数，2通道PWM输出，2通道频率测量，PID调节；DI/DOzui大1008点，AI/AOzui大248点，1个40针前连接器（另购）

6ES7313-6CF03-0AB0 CPU313C-2DP，64K工作内存，位操作时间0.1μs，PROFIBUS-DP主/从接口，集成16DI/16DO，3通道高速计数，2通道PWM输出，2通道频率测量，PID调节；DI/DOzui大1008点，AI/AOzui大248点，1个40针前连接器（另购）

6ES7314-1AG13-0AB0 CPU314，96K工作内存，位操作时间0.1μs，DI/DOzui大1024点，AI/AOzui大256点

6ES7314-6BG03-0AB0 CPU314C-2PtP，96K工作内存，位操作时间0.1μs，RS485点对点接口，集成24DI/16DO，4AI/2AO，4通道高速计数，4通道PWM输出，4通道频率测量，PID调节，一轴定位功能；DI/DOzui大1016/1008点，AI/AOzui大253/250点，2个40针前连接器（另购）

6ES7314-6CG03-0AB0 CPU314C-2DP, 96K工作内存，位操作时间0.1μs，PROFIBUS-DP主/从接口，集成24DI/16DO，4AI/2AO,4通道高速计数，4通道PWM输出，4通道频率测量，PID调节，一轴定位功能；DI/DOzui大1016/1008点，AI/AOzui大253/250点，2个40针前连接器（另购）

6ES7315-2AG10-0AB0 CPU315-2DP, 128K工作内存，位操作时间0.1μs，PROFIBUS-DP主/从接口,DI/DOzui大16384点(集中式1024点)，AI/AOzui大1024点（集中式256点）

6ES7315-2EH13-0AB0 CPU315-2PN/DP， 256K工作内存，位操作时间0.1μs，PROFIBUS-DP主/从接口,PROFINET接口 DI/DOzui大16384点(集中式1024点)，AI/AOzui大1024点（集中式256点）

6ES7317-2AJ10-0AB0 CPU317-2DP，512K工作内存，位操作时间0.05μs，PROFIBUS-DP主/从接口,DI/DOzui大65536点(集中式1024点)，AI/AOzui大4096点（集中式256点）

6ES7317-2EK13-0AB0 CPU317-2PN/DP，512K工作内存，位操作时间0.05μs，PROFIBUS-DP主/从接口,PROFINET接口DI/DOzui大65536点(集中式1024点)，AI/AOzui大4096点（集中式256点）

数 字 输 入/输 出 模 块SM
6ES7321-1BH02-0AA0 DI/16 24VDC，光电隔离，20pin前连接器
6ES7321-1BH50-0AA0 DI/16 24VDC，光电隔离，20pin前连接器
6ES7321-1BH10-0AA0 DI/16 24VDC，光电隔离，20pin前连接器
6ES7321-7BH01-0AB0 DI/16 24VDC，光电隔离，20pin前连接器
6ES7321-1BL00-0AA0 DI/32 24VDC，光电隔离，40pin前连接器
6ES7321-1FH00-0AA0 DI/16 110/230VAC，光电隔离，20pin前连接器
6ES7321-1FF01-0AA0 DI/8  110/230VAC，光电隔离，20pin前连接器
6ES7322-1BH01-0AA0 DO/16 24VDC ，0.5A，可控硅输出，光电隔离，20pin前连接器
6ES7322-1BF01-0AA0 DO/8 24VDC，2A，晶体管输出，光电隔离，20pin前连接器
6ES7322-1BL00-0AA0 DO/32 24VDC ，0.5A，晶体管输出，光电隔离，40pin前连接器
6ES7322-1FF01-0AA0 DO/8 110/230V，1A，可控硅输出，光电隔离，20pin前连接器
6ES7322-1FH00-0AA0 DO/16 120/230V, 1A，可控硅输出，光电隔离，20pin前连接器
6ES7322-1HF01-0AA0 DO/8 继电器，24VDC/230VAC,3A, 继电器输出，光电隔离，20pin前连接器
6ES7322-1HF10-0AA0 DO/8 继电器，24VDC/230VAC,5A, 继电器输出，光电隔离，40pin前连接器
6ES7322-1HH01-0AA0 DO/16 24-120VDC/24-230VAC,2A, 继电器输出，光电隔离，20pin前连接器
6ES7323-1BH01-0AA0 DO/8，DI/8，光电隔离，20pin前连接器
6ES7323-1BL00-0AA0 DO/16，DI/16，光电隔离，40pin前连接器
模 拟 量 输 入/输 出 模 块SM
6ES7331-1KF01-0AB0 AI/8，电压、电流、电阻、PT100，光电隔离，40pin前连接器
6ES7331-7KB02-0AB0 AI/2，电压、电流、电阻、PT100，光电隔离，20pin前连接器
6ES7331-7KF02-0AB0 AI/8，电压、电流、电阻、热电阻、热电偶，光电隔离，20pin前连接器
6ES7331-7PF01-0AB0 AI/8 电阻，热电阻，光电隔离，40pin前连接器
6ES7331-7PF11-0AB0 AI/8 热电偶，光电隔离，40pin前连接器
6ES7331-7NF00-0AB0 AI/8 电压、电流，光电隔离，40pin前连接器
6ES7331-7NF10-0AB0 AI/8 电压、电流，光电隔离，40pin前连接器
6ES7332-5HB01-0AB0 AO/2通道，电压、电流，光电隔离，20pin前连接器
6ES7332-5HD01-0AB0 AO/4通道，电压、电流，光电隔离，20pin前连接器
6ES7332-5HF00-0AB0 AO/8通道，电压、电流，光电隔离，40pin前连接器
通 讯 处 理 器CP
6ES7340-1AH02-0AE0 CP340，标准串行通讯模块，RS232C接口，zui高19.2kbit/s,9针Sub-D接口
6ES7340-1BH02-0AE0 CP340，标准串行通讯模块，RS422/485接口，zui高19.2kbit/s,9针Sub-D型接口
6ES7340-1CH02-0AE0 CP340，标准串行通讯模块，20mA /TTY接口，zui高19.2kbit/s,15针 D型接口
6ES7341-1AH01-0AE0 CP341，标准串行通讯模块，RS232C接口，zui高76.8kbit/s,9针Sub-D型接口,可加载ModbusRTU及DataHighway驱动
6ES7341-1CH01-0AE0 CP341，标准串行通讯模块，RS422/485接口，zui高76.8kbit/s,15针D型接口,可加载ModbusRTU及DataHighway驱动
6ES7870-1AA01-0YA0 :ModbusRTU主站，包含软件和单*
6ES7870-1AA01-0YA1 :ModbusRTU主站，单*，不包含软件
6ES7870-1AB01-0YA0 :ModbusRTU从站，包含软件和单*
6ES7870-1AB01-0YA1 :ModbusRTU从站，单*，不包含软件
6GK7342-5DA02-0E0 :CP342-5 PROFIBUS-DP主站/从站通讯处理器
6GK7342-5DF00-0E0 :CP342-5 FO PROFIBUS-DP主站/从站通讯处理器，光纤接口
6GK7343-1EX30-0E0 :CP343-1 工业以太网通讯处理器10/100Mbit/s, 支持PROFINET，2个RJ45接口
功 能 模 块FM
6ES7338-4BC01-0AB0 SM 338 编码器位置输入模块，3个SSI，支持等时模式，20pin前连接器
6ES7350-1AH03-0AE0 FM350-1单通道高速计数模块，zui高500KHz，2DO，20pin前连接器
6ES7350-2AH00-0AE0 FM350-2，8通道高速计数模块，zui高20KHz，8DO，40pin前连接器
6ES7351-1AH01-0AE0 :FM351，快速进给/爬行定位模块，以双速电机实现闭环定位，8DI/8DO，15针D型编码器接口，20pin前连接器
6ES7355-0VH10-0AE0 :FM355C，4回路闭环控制模块，8DI/DO，4AI，2个20pin前连接器
6ES7355-1VH10-0AE0 :FM355S，4回路闭环控制模块，8DI/8DO，4AI，2个20pin前连接器
接 口 模 块 IM及 接 口 模 块 连 接 电 缆
6ES7360-3AA01-0AA0 IM360,接口模块，用于主机架，可扩展3个机架
6ES7361-3CA01-0AA0 IM361，接口模块，用于扩展机架
6ES7365-0BA01-0AA0 IM365，接口模块，包括两个模块，一个用于主机架，一个用于扩展机架，包括连接电缆
6ES7368-3BB01-0AA0 IM360/361连接电缆， 1M
6ES7368-3BC51-0AA0 IM360/361连接电缆， 2.5M
6ES7368-3BF01-0AA0 IM360/361连接电缆， 5M
6ES7368-3CB01-0AA0 IM360/361连接电缆， 10M
安 装 导 轨
6ES7390-1AB60-0AA0 安装导轨，160 mm
6ES7390-1AE80-0AA0 安装导轨，480 mm
6ES7390-1AF30-0AA0 安装导轨，530 mm
6ES7390-1AJ30-0AA0 安装导轨，830 mm
前 连 接 器
6ES7392-1AJ00-0AA0 20针前连接器，螺钉型
6ES7392-1AM00-0AA0 40针前连接器，螺钉型
存 储 卡 及 后 备 电 池
6ES7953-8LF20-0AA0 MMC微存储卡64K用于S7-300/C7/ET200S IM151 CPU,3.3V NFLASH
6ES7953-8LG11-0AA0 MMC微存储卡128K用于S7-300/C7/ET200S IM151 CPU,3.3V NFLASH
6ES7953-8LJ20-0AA0 MMC微存储卡512K用于S7-300/C7/ET200S IM151 CPU,3.3V NFLASH
6ES7953-8LL20-0AA0 MMC微存储卡2M用于S7-300/C7/ET200S IM151 CPU,3.3V NFLASH
6ES7953-8LM20-0AA0 MMC微存储卡4M用于S7-300/C7/ET200S IM151 CPU,3.3V NFLASH
6ES7953-8LP20-0AA0 MMC微存储卡8M用于S7-300/C7/ET200S IM151 CPU,3.3V NFLASHPLC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。PLC还采用了冗余技术等，进一步增强了PLC的可靠性。
3、编程简单、使用方便
PLC在基本控制方面采用梯形图语言进行编程，这种梯形图是与继电器控制电路图相呼应的，形式简单、直观性强，广大电气人员容易接受。用梯形图编程出错率比汇编语言低得多。梯形图、流程图、语句表之间可以有条件的相互转换，使用极其方便。
4、模块化结构、安装简单、调试方便
PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化结构设计，由机架和电缆将各模块连接起来，由于配置灵活，使扩展、维护更加方便。另外，PLC的接线十分方便，只需将输入信号的设备（如按钮、开关等）与PLC的输入端子相连，将接受控制的执行元件（接触器、电磁阀等）与输出端子相连即可。调试工作大部分是室内调试，用模拟开关模拟输入信号，其输入状态和输出状态可以观察PLC上相应的发光二极管，可以根据它进行测试、排错和修改[2]。
2.3 西门子S7-300 PLC
2.3.1 S7-300的系统结构
S7-300 PLC是模拟式中小型PLC，电源、CPU和其他模块都是独立的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300的标准轨道上。每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后。电源模块总是安装在机架的zui左边，CPU模块紧靠电源模块。CPU的右边是可以选择的IM接口模块，如果只用主架导轨而没有使用扩展支架可以不选择IM接口模块。
S7编程软件组态主架导轨硬件时，电源，CPU和IM分别放在导轨的1号槽、2号槽和3号槽上。一条导轨共有11个槽号：1号槽至11号槽，其中4号槽至11号槽可以随意放置除电源、CPU和IM以外的其他模块。如：DI（数字量输入）、DO（数字量输出）、AI（模拟量输入）、AO（模拟量输出）、FM（功能模块）和CP（通信模块）等[3]。
2.3.2 S7-300 CPU模块
CPU模块是控制系统的核心，负责系统的*控制责任，存储并执行程序，实现通信功能，为U形总线提高5V电源。
CPU有4种操作模式：STOP（停机），STARTUP（启动），RUN（运行）和HOLD（保持）。在所有的模式中，都可以通过MPI接口与其他设备通信。
S7-300的CPU模块大致可以分为以下几类：
1、6种紧凑型CPU，带有集成的功能和I/O：CPU 312C、313C、313C-PtP、313C-2DP、314C-PtP和314C-2DP。
2、革新的标准型CPU：CPU 312、314和315-2DP。
3、5种标准的CPU：CPU 313、314、315、315-2DP和316-2DP。
4、户外型CPU：CPU 312 IFM、314 IFM、314户外型和315-2DP。
5、大容量型CPU：317-2DP和CPU 318-2DP。
6、主从接口安全型CPU：CPU 315F-2DP[3]。
2.3.3 S7-300的模拟量输入模块
在生产过程中有大量的连续变化的模拟量需要用PLC来测量或控制。有的是非电量，例如温度、压力、流量物体的成分和频率等。有的是强电量，例如发电机组的电流、电压、有功功率和无功功率等。变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换成标准的量程的直流电流和直流电压信号，例如DC1~5V和DC4~20mA。
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成部分是A/D转换器。模拟量输入模块的输入信号一般都是模拟量变送器输出的标准量程的直流电压，直流电流信号。
模拟量输入/输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用16位二进制补码来表示zui高位为符号位。模拟量输入模块的模拟值与百分数表示的模拟量之间的对应关系为：双极性模拟量量程的上下限(*和-*)分别对应模拟值27648和-27648。单极性模拟量量程的上下限(*和0%)分别对应于模拟值27648和0[3]。
2.4 程序设计功能模块
本程序的设计主要是针对水箱液位的在线控制而设计的，利用PID控制方式，使下水箱液位达到控制要求。本人设计了两套系统，一个是单闭环的一个是三闭环的，对其控制效果进行比较，得出两系统优缺点。下面对本程序的设计作详细介绍。在本程序中，使用的主要模块有：OB35，DB41，DB42, DB43，DB44，DB1，OB1和FB41。
2.4.1 OB35模块
S7 CPU提供循环中断OB，可用于按一定间隔中断循环程序的执行，循环中断按间隔触发，间隔的时间是从STOP状态到RUN时开始计算。
时间间隔不能小于5ms，如果时间间隔过短，还没有执行完循环中断程序又开始调用它，将会产生时间错误事件。在本程序中，使用循环中断OB35，其默认的时间间隔为100ms，程序运行后每隔100ms将自动调用一次OB35，周期性地执行闭环控制系统的PID运算程序[3]。
2.4.2 FB41模块
FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，其功能是S7-300提供的标准的已经为用户编制好程序模块，用户可以直接调用它们，以便高效地编制自己的程序，但不能修改这些功能块。系统功能块有存储功能，其变量保存在给它的背景数据块中。FB41的框图如图2.1所示。图2.1 FB41的框图
（1） 对设定值、过程变量和误差的处理
设定值的输入：浮点数格式的设定值用变量SP_INT（内部设定值）输入。 过程变量的输入：可以用两种方式输入过程变量（即反馈值）：
1、用PV_IN（过程输入变量）输入浮点格式的过程变量，此时开关量PVPER_ON（外围设备过程变量ON）应为0状态。
2、用PV_PER（外围设备过程变量）输入外围设备（I/O）格式的过程变量，即用模拟量输入输出的数字值作为PID调节的过程变量，此时开关量PVPER_ON应为1状态。
外围设备过程变量转换为浮点数：外围设备（即模拟量输入模块）正常范围的zui大输出值（100.0%）为27648（6C00H），功能CRP_IN将外围设备输入值转换为-100.0%至100.0%之间的浮点数格式的数值，CPR_IN的输出（以%为单位）用下式计算：
PV_R=PV_PER*100/27648
（2.1）
外围设备过程变量的标准化：PV_NORM功能用下面的公式将CPR_IN的输出PV_R格式化：
 PV_NORM的输出=PV_R*PV_FAC+PV_OFF （2.2）
式中：PV_FAC —— 过程变量的系数，默认值为1.0；
PV_OFF —— 过程变量的偏移量，默认值为0.0。 PV_FAC和PV_OFF用来调节过程输入的范围。
如果设定值有物理意义，实际值（即反馈量）也可以转换为该物理值。 （2） 手动模式
参数MAN_ON（手动值ON）为1时为手动模式，为0时为自动模式。在手动模式中，控制变量（Manipulated Variable，即控制器的输出值）被手动选择的值MAN（手动值）代替。
在手动模式时如果令微分分项为0，将积分部分（INT）设置为LMN-LMN_P-DISV，可以保证手动到自动的无忧切换，即切换时控制器的输出值不会突变，DISV为扰动输入变量。 （3） 输出限幅
LMNLIMIT（输出量限幅）功能用于将控制器输出值（Manipulated Value）限幅。 LMNLIMIT功能的输入量超出控制器输出值的上极限LMN_HLM时，信号位QLMN_HLM（输出超出上限）变为1状态；小于下极限值LMN_LLM时，信号位QLMN_LLM（输出超出下限）变为1状态。 （4） 输出量的格式化处理
LMN_NORM（输出量格式化）功能用下述公式来讲功能LMNLIMIT的输出量LMN_LIM格式化：
LMN=LMN_LIM×LMN_FAC+LMN_OFF （2.3）
式中：LMN —— 格式化后浮点数格式的控制器输出值；
LMN_FAC —— 输出量的系数，默认值为1.0； LMN_OFF —— 输出量的偏移量，默认值为0.0； LMN_FAC和LMN_OFF用来调节控制器输出量的范围。 （5） 输出量转换为外围设备（I/O）格式

NPN、PNP传感器的接线方式

1、首先了解下PLC输入端的类型

西门子PLC输入端源型和漏型的定义：源型、漏型是根据PLC接线端子上I点的电流流向来区分的（西门子PLC与三菱PLC的定义相反，三菱PLC定义：源型、漏型是根据COM端电流流向来区分）

源型：电流从I点流出时，意为电流源头；漏型：电流从I点流入时，意为电流流向处；

2、NPN传感器接入PLC（对于西门子PLC来说是源型输入接法）

电流走向：24V+----COM端----I0.0（电流从I点流出）----传感器out端----传感器0V端----0V，如下图：

3、PNP传感器接入PLC（对于西门子PLC来说是漏型输入接法）

电流走向：24V+---传感器24V----传感器out端----I0.0（电流流入I点）----COM----0V，如下图：

2、S7-200原是非西门子产品，其后被归入西门子产品。所以，与西门子嫡传产品S7-300并没有可比性。

3、S7-300与S7-200各有自己的指令系统与程序结构。S7-300与S7-400、S7-1200为一个编程体系。而S7-200比较特殊。

   S7-300的编程语言较为丰富，除了梯形图、语句表和功能块图以外，还支持结构化语言（SCL）、顺序功能图（SFC）等。 S7-200的指令简单，通常用梯形图就可以完成工控所需要的功能。

   zui大的不同编程中S7-300出现了子程序块FB，FC，丰富和优化了编程环境，提高了对具备类似功能自动化对象的编程与开发效率，对多款其他品牌的PLC提供了通信接口模块。而S7-200就只支持梯形图，程序设计不灵活，PPI的点对点得通信方式，导致它的在有通信需要的应用范围比较狭小，通常它可以作为子站挂到主站上面，或者上位机上面。