西門子PLC模塊6ES7338-4BC01-0AB0

SMIATICS7-300是模塊化微型PLC,滿足中、小規模的性能要求模塊化與無風扇設計，易于實現
分布式結構以及用戶友好的操作,使得SIMATICS7-300成為中小規模應用中各種不同控制任務的
經濟、方便的解決方案。SIMATICS7-300的應用領域包括：機床,紡織機械,包裝機械,通用
機械工程,控制器制造,機床,樓宇自動化,電氣與電子工業及相關產業。一系列具有不同功率范圍的C
PU，以及具有很多用戶友好功能的一系列擴展模塊，可以使用戶根據不同的應用情況選擇相應的
模塊。 如果控制任務需要擴展，可以隨時使用附加模塊對控制系統進行擴展。SIMATICS7-300
是一個通用的控制器。高等級的電磁兼容性以及高等級的抗震性，使得它具有*的工業控制能
力。S7-300采用模塊化結構設計。含有多種模塊，可進行單獨組合。一個系統包含下列組件：中
央處理單元（CPU）：各種CPU可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O和對應功能的CPU以
及具有集成PROFIBUS DP、PROFINET和點對點接口的 CPU。用于數字量和模擬量輸入/輸出
的信號模塊(SM)用于連接網絡和點對點連接的通訊處理器 (CP)。用于高速計數、定位控制以及
閉環控制的功能模塊（FM）。根據客戶需要，還可以使用以下設備：用于將SIMATICS7-300
連接到120/230VAC電源的負載電源模塊(PS)。接口模塊(IM)，用于多機架配置時連接*控

制器(CC)和擴展機架(ER)。S7-300通過分布式*控制器(CC)和3個擴展單元EU可以操作多
達32個模塊。所有模塊都是密封的，運行時無需風扇。SIPLUS模塊擴展的環境條件下使用：適
用于-25至+60°C的溫度范圍高濕度、結露以及有霧的環境條件防直接日曬、雨淋或水濺，在防
護等級為IP20機柜內使用時,可直接用于車載或室外使用。不需要全天候防護的機柜和IP65機柜
保護。設計簡單的結構使得S7-300使用靈活且易于維護:安裝模塊只需簡單地將模塊掛在DIN安
裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘。集成的背板總線： 背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連
接器相連，總線連接器插在機殼的背面。模塊具有機械編碼，更換極為容易：更換時只需松開模
板上的緊固螺釘。 按下鎖緊機構，拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器
錯插到其他的模塊上。可靠的連接系統:對于信號模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子。

TOP連接：為采用螺絲端子或彈簧端子連接的1線-3線連接系統提供預組裝接線。可以替代直接在
信號模塊上接線。確定的安裝深度：所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護因
此所有的模塊都有確定的安裝深度無插槽規則:信號模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何
一個槽上。系統自行組態。擴展如果用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或CP模塊插槽
時，則 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）可以擴展：

*控制器和3個擴展機架zui多可連接32個模塊：zui多可將3個擴展機架（EU）連接到*控制
器（CC）。每個CC/EU可插8個模塊。通過接口模板連接：每個CC/EU都有自己的接口模塊。
在*控制器上它總是被插在CPU旁邊的模塊插槽中，并自動處理與擴展單元的通信

輸入單元

輸入單元是PLC與被控設備相連的輸入接口，是信號進入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。

輸出單元

輸出單元也是PLC與被控設備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設備，即將*處理器送出的弱電信號轉換成電平信號，驅動被控設備的執行元件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門輸出。

PLC除上述幾部分外，根據機型的不同還有多種外部設備，其作用是幫助編程、實現監控以及網絡通信。常用的外部設備有編程器、打印機、盒式磁帶錄音機、計算機等。

當可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。

輸入采樣

可編程邏輯控制器(2)在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應的單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶程序執行

在用戶程序執行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。

即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

在程序執行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區別。

輸出刷新

當掃描用戶程序結束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。

PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC 
2、PLC的基本結構 
PLC實質是一種于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖所示：
a. *處理單元(CPU)
*處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，zui后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統，或采用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。
b、存儲器
存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
C、電源 
PLC的電源在整個系統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術
當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程序執行階段
在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段
當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。
比較下二個程序的異同：
程序1：
程序2：
這兩段程序執行的結果*一樣，但在PLC中執行的過程卻不一樣。
※ 程序1只用一次掃描周期，就可完成對%M4的刷新；
※ 程序2要用四次掃描周期，才能完成對%M4的刷新。
這兩個例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區別了。
一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執行、輸出刷新等所有時間的總和。
二. PLC的I/O響應時間
為了增強PLC的抗干擾能力，提高其可*性，PLC的每個開關量輸入端都采用光電隔離等技術。
為了能實現繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計算機的運行方式(掃描技術)。
以上兩個主要原因，使得PLC得I/O響應比一般微型計算機構成的工業控制系統滿的多，其響應時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。
所謂I/O響應時間指從PLC的某一輸入信號變化開始到系統有關輸出端信號的改變所需的時間。其zui短的I/O響應時間與zui長的I/O響應時間如圖所示： 
第(n-1)個
掃描周期
zui短I/O響應時間：
zui長I/O響應時間
SIEMENS PLC在中國的產品，根據規模和性能的大小，主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產品的一些特性。
S7-200
針對低性能要求的摸塊化小控制系統，它zui多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網絡聯接有RS-485通訊接口和Profibus兩種，可通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設備。
其中的擴展模塊（EM）有以下幾種：數字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數字量輸出（DO）——24VDC 和 繼電器；模擬量輸入模塊（AI）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。  還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執行器接口），通過AS-接口的從站可以控制多達248個設備，這樣就可以顯著的擴展S7-200的輸入和輸出點數小結

根據上述過程的描述，可以對PLC工作過程的特點小結如下：

①PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，這種方式減少了外界干擾的影響。

②PLC的工作過程是循環掃描的過程，循環掃描時間的長短取決于指令執行速度、用戶程序的長度等因素。

③輸出對輸入的影響有滯后現象。PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，當采樣階段結束后，輸入狀態的變化將要等到下一個采樣周期才能被接收，因此這個滯后時間的長短又主要取決于循環周期的長短。此外，影響滯后時間的因素還有輸入濾波時間、輸出電路的滯后時間等。

④輸出映像寄存器的內容取決于用戶程序掃描執行的結果。

⑤輸出鎖存器的內容由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器中的數據決定。

⑥PLC當前實際的輸出狀態有輸出鎖存器的內容決定

功能
數字量輸入模塊把從過程發送來的外部數字信號電平轉換成PLC內部信號電平。
數字量輸入訂貨數據 訂貨號
SM 321 數字量輸入模塊
包括標簽條和總線連接器
16點輸入，24V DC 6ES7 321-1BH02-0AA0
16 點輸入，24V DC，低態有效 6ES7 321-1BH50-0AA0
32點輸入，24V DC 6ES7 321-1BL00-0AA0
16 點輸入，24-48V DC 6ES7 321-1CH00-0AA0
16 點輸入，48-125V DC 6ES7 321-1CH20-0AA0
16 點輸入，24V DC，用于等時線模式下運行 6ES7 321-1BH10-0AA0
32 點輸入，120V AC 6ES7 321-1EL00-0AA0
8 點輸入，120/230V AC 6ES7 321-1FF01-0AA0
8 點輸入，120/230V AC, single root 6ES7 321-1FF10-0AA0
16 點輸入，120/230V AC 6ES7 321-1FH00-0AA0
16 點輸入，24 V DC，用于等時線模式下運行；具有診斷能力 6ES7 321-7BH01-0AB0


概述
數字量輸出
用于連接電磁閥、接觸器、小功率電機、燈和電機啟動器
應用
數字量輸出模塊用于從控制器向過程變量輸出數字量信號。數字量輸出模塊把 S7-300 的內部信號電平轉換成過程所要求的外部信號電平。用于連接電磁閥、接觸器、小功率電機、燈和電機啟動器。
設計
數字量輸出模塊具有以下特性：
設計緊湊：
• 綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態
• 通過前蓋保護的前連接器的插槽
• 前蓋上的標簽區。
安裝方便：
沒有插槽規則；輸入地址由插槽決定。
沒有插槽規則。通過插槽確定輸出地址。當在ET200M中與總線模塊一起使用時，可以熱插拔。
用戶友好的接線
RC 濾波器 （用于繼電器模塊 6ES7 322-1HF20）：
繼電器模塊 6ES7 322-1HF20-0AA0 的特點是有一個可切換的 RC 衰減網絡（300 Ω/0.1 μF），在切換大感應負荷（功率因子 = 0.4）時可降低觸點電弧。其結果是：
• 對于制造等級 5 的 NEMA 電機的起動器，觸點壽命從 100,000 增加到
200,000 次切換操作
功能
數字量輸出模塊把 PLC 的內部信號電平轉換成過程所要求的外部信號電平。
在與低漏電流的電路（例如，IEC I 型輸入電路）一道使用時，網絡可以斷開，不會發出假的 ON 狀態信號。
數字量輸出訂貨數據 訂貨號
SM 322 數字量輸出模塊
包括標簽條和總線連接器
8點輸出，24 V DC，2 A 6ES7 322-1BF01-0AA0
16點輸出，24 V DC，0.5 A 6ES7 322-1BH01-0AA0
16點輸出，24 V DC，0.5 A，高速 6ES7 322-1BH10-0AA0
32點輸出，24 V DC，0.5 A 6ES7 322-1BL00-0AA0
8 outputs, 24 V DC, 0.5 A, diagnostics-capable 6ES7 322-8BF00-0AB0
16點輸出，24/48 V DC，0.5 A 6ES7 322-5GH00-0AB0
8點輸出，48-125 V DC，1.5 A 6ES7 322-1CF00-0AA0
8點輸出，120/230 V DC，1 A 6ES7 322-1FF01-0AA0
8點輸出，120/230 V DC，2 A 6ES7 322-5FF00-0AB0
16點輸出，120/230 V DC，1 A 6ES7 322-1FH00-0AA0
32點輸出，120 V AC，1 A 6ES7 322-1FL00-0AA0
8點輸出，繼電器，2A 6ES7 322-1HF01-0AA0
8點輸出，繼電器，** 6ES7 322-1HF10-0AA0
8 outputs, relay contacts, 5 A, with RC filter, overvoltage protection 6ES7 322-5HF00-0AB0
16點輸出，繼電器，8A 6ES7 322-1HH01-0AA0