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西门子S7-300/400   四大常用闭环控制模块简介

1、FM 355 闭环控制模块
     FM 355 有4个闭环控制通道，用于压力、流量、液位等控制，有优化温度控制算法和PID算法。FM 355C 是有4个模拟量输出断的连续控制器，FM 355 S 是有8个数字量输出点的步进或脉冲控制器。CPU停机或出现故障后FM 355 人能继续运行，控制程序存储在模块中。
     FM 355 的4个模拟量输入端用于采集模拟量数值和前馈控制值，附加的一个模拟量输入端用于热电偶的温度补偿。可以使用不同的传感器，例如热电偶、Pt100热电阻、电压传感器和电流传感器。FM 355 有4个单独的闭环控制通道，可以实现定制控制、串级控制、比例控制和3分量控制，几个控制器可以集成到一个系统中使用。有自动、手动、安全、跟随、后背这几种操作方式。12为分辨率时的采样时间为20~100ms，14位分辨率时为100~500ms。
     自优化温度控制算法存储在米快中，当设定点变化大于12%时自动启动自由化；可以使用组态软件包对PID控制算法进行优化。
     CPU有故障或CPU停止运行是控制器可以独立地继续控制。为此在：“后备方式”功能中设置了可调的安全设定点或安全调节变量。可以读取和修改模糊温度控制器的所有参数，或在线修改其他参数。

2、FM 355-2 闭环控制模块
   FM 355-2 是适用于温度闭环控制的4通道闭环控制模块，可以方便实现在线自动化温度控制，包括加热、冷却控制，以及加热、冷却的组合控制。FM 355-2C 是有4个模拟量输出端的连续控制器，FM 355-2S 是有8个数字量输出端的步进或脉冲控制器。CPU停机或出现故障后FM 355-2 仍能继续运行。

3、FM 455 闭环控制模块
     12位分辨率使得采样时间为20~180ms,14位时100~1700ms(与实际使用的模拟量输入的数量有关)，有16点数字量输入。

4、FM 458-1DP 应用模块
     FM 458-1DP是为自由姿态闭环控制设计的，又包含300个功能块的库函数和CFC连续功能图图形化组态软件，带有PROFIBUS-DP接口。
     FM 458-1DP的基本模块可以执行计算、开环和闭环控制，通过扩展模块可以对I/O和通信进行扩展。
     EXM 438-1 I/O扩展模块是FM458-1DP 的可选插入式扩展模块，用于读取和输出有时间要求的信号。有数字量/模拟量输入/输出模块，可连接增量式和式编码器，有4个12位模拟量输出。
EXM 448 通信扩展模块是FM 458-1DP 的可选插入扩展模块。可以使用PROFIBUS-DP或SIMOLINK进行高速通信，带有一个备用插槽，可以插入MASTERDRIVES可选模式、用于建立SIMOLINK光纤通信。
FM 458-1DP 还有一些附件接口模块，包括数字量输入、数字量输出和程序存储模块。

西门子 PLC S7-300/400 学习笔记

简介】

1.S7-300硬件结构

S7-300或者S7-400的PLC是模块式的PLC，各种模块式相互独立的，分别安装在机架上。硬件结构如图：

DI：数字量输入模块，DO：数字量输出模块，AI：模拟量输入模块，AO：模拟量输出模块

2.S7-CPU模块

S7-CPU模块可分为紧凑型、标准型、革新型、户外型、故障安全型、特种型CPU。CPU312C表示是紧凑型CPU；CPU313C-2DP表示集成了PROFIBUS-DP协议的紧凑型CPU；CPU314-2PtP表示集成了点到点协议的紧凑型CPU；CPU313表示标准型CPU；CPU312IFM表示户外型CPU；CPU317-2DP表示集成了PROFIBUS-DP协议的特种型CPU；

3.CPU的运行模式

1）RUN-P：可编程运行模块，在此模式下，可以让用户调试运行程序。2）RUN：运行模式，在此模式下，仅能运行程序，不能修改程序。3）STOP：停机模式，在此模式下，CPU不执行用户程序，但是装有STEP7的计算机可以读出或者修改用户程序。4）MRES：存储器复位模式。当开关在此位置释放时会自动返回到STOP位置，该位置不可保存。

4.S7-300PLC功能

1）高速的指令处理。2）人机界面（HMI）。3）诊断功能。4）口令保护。

5.S7-300模块（多机架图）

MPI 是多点接口(Multi Point Interface)的简称，是西门子公司开发的用于PLC之间通讯的保密的协议。MPI通讯是当通信速率要求不高、通信数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通讯方式。MPI通信可使用PLC S7-200/300/400、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡，如CP5512/CP5611/CP5613等进行数据交换。MPI网络的通信速率为19.2Kbps~12Mbps，最多可以连接32个节点，最大通讯距离为50m，但是可以通过中继器来扩展长度。

6.S7-300数字量模块地址的确定

1）数字I/O模块每个槽占4B（等于32个I/O点），如槽1的地址为0.0~3.7；数字量模块中的输入点和输出点的地址由字节部分和位部分组成，如I0.0，可以参考下图理解：

2）模拟I/O模块每个槽占16B（等于8个模拟量通道），每个模拟量输入通道、输出通道的地址总是一个字地址，如槽1-模拟量1的地址为00~01，槽1-模拟量2的地址为：02~03，槽1-模拟量8的地址为：14~15。

【创建一个简单的完整项目实例】

1.需求分析：本次的项目是对楼宇循环供水的控制，整个项目需要完成压力、压差、温度等的获取及显示、同时完成电机的控制。

2.设计：使用西门子的Step7工具进行梯形图编程，完成自动化控制。使用西门子的WinCC5.5进行自动化人机界面的设计实现。

3.Step7进行编程的步骤：1）进行硬件组态，由于西门子的设备型号已经选定好，故根据实物的型号，*行硬件组态，组态结果图如下：

注：1.本图需和现场的实物连接图**。2.本项目使用的是MPI/DP方式进行与柜子的通信，在此需按如下图方式设置一下MPI/DP后，才可以通过右键-”添加主站系统“进行柜子的添加。

2）编程：OB块：组织块，有中断组织块，启动组织块，各种错误组织块等，OB1是主程序，是用来存放用户编写的主程序然后循环扫描。FB块：功能块，FB有自己的DB。FC块：功能。DB块：数据块，分为背景数据块，共享数据块和用户定义数据块，背景数据块相当于FB的存储区，共享数据块里定义的数据所有逻辑块都可以访问，用户定义数据块是以UDT为模板创建的，需先定义数据类型UDT。

3）与PLC连接：A. 在“控制面板”-"设置PG/PC接口“设置上位机与下位机通讯的接口方式，本项目设置为”Intel（R)82583V Gigabit Network Connection.TCPIP.Auto.1(Active)方式，该方式上位机和下位机通讯即可以采用TCP/IP方式，也可以采用ISO方式。如下图：

B.Step7 通讯模块设置，CP343-1模块右键-“对象属性”，常规-接口-属性设置以太网参数，如下图：

“设置MAC地址/使用ISO协议"勾选上，则PLC可以通过MAC地址采用ISO协议进行通讯了。

C.往PLC上下载编好的程序，如下图：

4.WinCC与PLC中的程序连接：在内部变量中，添加”SIMATIC S7 PROTOCOL SITUE"驱动程序，在此下面可以选择Industrial Ethernet或者TCP/IP下面新建连接后，建立变量。

A使用Industrial Ethernet方式建立Wincc与PLC的连接：

在testIEth下面新建变量，同时给变量选择地址（该地址为step7编好的程序中，自动生成的地址）

B.使用TCP/IP方式连接PLC：

TCP/IP中新建设置变量与Industrial Ethernet中的一样。

上述为使用西门子PLC进行开发的整体角度的使用介绍。

西门子S7-1500 PK S7-300/400，它的优势在哪里?

2012年，西门子推出了的SIMATIC S7-1500系列PLC，其优异的性能让初次使用的工程人员爱不释手。那么，相对于西门子传统的SIMATIC S7-300/400系列PLC，S7-1500系列PLC都有哪些优势呢？以下为我的一点经验之谈。

首先，它的外观设计更人性化，选用时更容易被工程现场人员所接受。S7-1500模块大小比S7-300稍大，机架类似于S7-300，前连接器安装时具有接线位置，并提供专门的电源元件和屏蔽支架及线卡，使接线更方便，可靠性更高；尤其让工程人员心动的是CPU上配置有LED显示屏，可方便显示CPU状态和故障信息等。

其次，从硬件方面来说，S7-1500PLC的处理速度更快，联网能力更强，诊断能力和安全性更高，不仅可节省成本，提高生产效率，而且安全可靠，维护简单方便，真正成为工厂客户和现场维护人员的控制器。例如，相对于S7-300/400，S7-1500 PLC采用新型的背板总线技术，采用高波特率和高传输协议，使其信号处理速度更快；S7-1500所有CPU集成1-3个PROFINET接口，可实现低成本快速组态现场级通信和公司网络通信，而S7-300/400PLC只有个别型号CPU才集成有PROFINET接口；S7-1500 PLC的模块集成有诊断功能，诊断级别为通道级，无需进行额外编程，当发生故障时，可快速准确地识别受影响的通道，减少停机时间，这是S7-300/400PLC所无法比拟的。

S7-1500PLC的组态和编程效率更高，信息采集和查看更方便，这也是工程设计人员的福音。由于S7-1500PLC是无缝集成到TIA博途软件中，无论是硬件组态、网络连接和上位组态，还是软件编程，其操作均简单快捷。

而S7-300/400PLC组态编程软件为经典STEP7，上位组态软件为WinCC，相对于TIA博途软件，某些操作显得繁琐（例如对于各个程序块需要每个单独存盘，当有语法错误时，则无法执行保存操作）。对于S7-1500，可通过Internet浏览器、内置CPU显示屏、TIA博途和HMI设备随时查看CPU状态、过程变量和故障信息等，而对于S7-300/400 PLC，则没有CPU显示屏，信息采集和查看也没有S7-1500PLC方便。

相对于S7-300/400PLC，S7-1500PLC支持的数据类型更广泛。S7-1500PLC的基本数据类型的长度最大到64位，而S7-300/400 PLC支持的基本数据类型长度最大为32位；S7-1500PLC支持Pointer、Any和Variant三种类型指针，S7-300/400PLC只支持前两种。这些特点，均使S7-1500PLC的编程更加灵活。

另外，S7-1500 PLC无需使用其它模块即可实现运动控制功能。通过PLCopen 技术，控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive 的各种驱动装置；此外，S7-1500 PLC还支持所有CPU 变量的TRACE 功能，提高了调试效率，优化了驱动和控制器的性能。

总之，S7-1500 PLC的功能不仅涵盖了绝大多数S7-300/400PLC，而且有过之而无不及，适用范围广泛，加之其具有上述的优点，使其在今后的发展中，必将广泛应用于各个工程领域之中。

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