西門子PLC模塊221-1BH22-0XA8

上海慶惜自動化設備有限公司

：周澤濤（） ：（同步）

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西門子PLC模塊221-1BH22-0XA8

S7-300是德國西門子公司生產的可編程序控制器(PLC)系列產品之一。其模塊化結構、易于實現分布式的配置以及性價比高、電磁兼容性強、抗震動沖擊性能好，使其在廣泛的工業控制領域中，成為一種既經濟又切合實際的解決方案。
西門子PLC S7-300系列及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用西門子PLC應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統，西門子PLC S7-300的系統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。本文下面就為您介紹一下西門子PLC S7-300系列的選型方法，供您在配置過程中參考。
二、西門子PLC S7-300選型
一、機型的選擇
(一)西門子PLC S7-300的類型西門子PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類;按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數選型。整體型西門子PLC的I/O點數固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統;模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統的I/O點數，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統。
(二)輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統一。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點;可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應*?？筛鶕靡?，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本?？紤]是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。
(三)存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術的發展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。

(四)冗余功能的選擇1.控制單元的冗余(1)重要的過程單元：CPU(包括存儲器)及電源均應1B1冗余。(2)在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構成的熱備冗余系統、2重化或3重化冗余容錯系統等。2.I/O接口單元的冗余(1)控制回路的多點I/O卡應冗余配置。(2)重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3)根據需要對重要的I/O信號，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。二、控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。為減輕CPU通信任務，根據網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現場總線、工業以太網)通信處理器。三、輸入輸出(I/O)點數的估算I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。四、存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數(16位為一個字)，另外再按此數的25%考慮余量。三、小結綜上所述，用戶可以在使用西門子PLC S7-300系列時，參考本文提供的內容進行配置，從而設計出完整合理的自動化控制系統，并保證其穩定運行。如果需要更多的了解西門子PLC及其模塊的相關用法，請，我們會更好的提供相關。

一、硬件區別： 
（1）zui主要地區別就是S7-300更模塊化了，S7-200系列是整體式的，CPU模塊、I/O模塊和電源模塊都在一個模塊內，稱為CPU模塊；而S7-300系列的，從電源，I/O，CPU都是單獨模塊的。但是這么說容易讓人誤解200系列不能擴展，實際上200系列也可以擴展，只不過買來的CPU模塊集成了部分功能，一些小型系統不需要另外定制模塊，200系列的模塊也有信號、通信、位控等模塊。 （2）200系列的對機架沒有什么概念，稱之為導軌；為了便于分散控制，300系列的模塊裝在一根導軌上的，稱之為一個機架，與*機架對應的是擴展機架，機架還在軟件里反映出來。 （3）200系列的同一機架上的模塊之間是通過模塊正上方的數據接頭的；而300則是通過在底部的U型總線連接器連接的。 （4）300系列的I/O輸入是接在前連接器上的，前連接器再接在信號模塊上，而不是I/O信號直接接在信號模塊上，這樣可以更換信號模塊而不用重新接線。 （5）300系列2DP的部分CPU帶有profibus接口。 硬件的區別，一句話：西門子PLC系統越大智能化越高，越方便維護。

二、軟件區別： 
（1）200系列用的STEP7-Micro/WIN40sp6軟件；300使用的是STEP7軟件，帶了Micro和不帶的區別是相當的明顯啊。 
（2）200系列的編程語言有三種--語句表（STL）、梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）；300系列的除了這三種外，還有結構化控制語言（SCL）和圖形語言（S7 graph），其中SCL就是一種高級語言，以前用慣了LAD，現在還沒有適應，也沒有時間來學習。 
（3）300軟件zui大的特點就是提供了一些數據塊來對應每一個功能塊（Function Block-FB），稱之為Instance，nnd，看起來要向C＋＋看齊。 （4）300再也不能隨意的自定義Organization Block、sub-routine和Interrupt routine了，現在OB1惟我獨尊了，沒事系統只能調用它了，其它的什么東東則變成了FB－Function Block和FC－Function，其它的也是預定義成了系統的了，System的S給它們（SFB、SFC）定義了自己的身份。

軟件的區別，一句話總結：編程理念不一樣。

三、應用區別

如果你看了上面的書面形式的介紹，不看這個的話，恭喜，你錯過了zui重要的區別---應用方面的區別。 200在西門子的PLC產品類里屬于：小型PLC系統，適合的控制對象一般都在256點以下的； 300在西門子的PLC產品類里屬于：中型PLC系統，適合的控制對象一般都在256點以上，1024點以下的

3　本系統軟件
掌握體系在WIN98環境下運行，組態軟件為STEP7 V5。0及Kingview5。0。
體系運用組態軟件Kingview5。0的驅動順序與下位S7－300PLC進行數據通信，包含數據采集和發送數據或指令；下位S7－300PLC則通過MPI卡與上位盤算機替換數據，每一個驅動順序都是一個COM對象，這種方法使通信順序和組態軟件形成一個*的體系，保障了體系高效力地運行。
4    完結語
該體系自投運以來，在消費正常的狀況下，熱值穩固在6。0左右、壓力穩固在13。5Kpa左右，*滿意了用戶的請求，同時變頻運行于30～40Hz左右，泄放閥個別處于封閉的狀況，大大增添了泄放煤氣量和凈焦煤氣量，到達了預期的平安消費、進步產品德量、節能降耗的目標。體系的掌握思緒和方法非常新鮮、奇特，是太鋼乃至全國各大鋼廠均未采取過，這些奇特的掌握方法為一切鋼廠的煤氣混雜加壓站供給了新思緒，也為節能、降耗的完成建立了*。工業自動化就是工業生產中的各種參數為控制目的，實現各種過程控制，在整個工業生產中，盡量減少人力的操作，而能充分利用動物以外的能源與各種資訊來進行生產工作，即稱為工業自動化生產，而使工業能進行自動生產之過程稱為工業自動化。工業自動化是機器設備或生產過程在不需要人工直接干預的情況下，按預期的目標實現測量、操縱等信息處理和過程控制的統稱。自動化技術就是探索和研究實現自動化過程的方法和技術。它是涉及機械、微電子、計算機、機器視覺等技術領域的一門綜合性技術。工業革命是自動化技術的助產士。正是由于工業革命的需要，自動化技術才沖破了卵殼，得到了蓬勃發展。同時自動化技術也促進了工業的進步，如今自動化技術已經被廣泛的應用于機械制造、電力、建筑、交通運輸、信息技術等領域，成為提高勞動生產率的主要手段。工業自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術，對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術，包括工業自動化軟件、硬件和系統三大部分。 工業自動化技術作為20世紀現代制造領域中zui重要的技術之一，主要解決生產效率與*性問題。無論高速大批量制造企業還是追求靈活、柔性和定制化企業，都必須依靠自動化技術的應用。 自動化系統本身并不直接創造效益，但它對企業生產過程起著明顯的提升作用：
 
（1）提高生產過程的安全性；
 
（2）提高生產效率；
 
（3）提高產品質量；
 
（4）減少生產過程的原材料、能源損耗。
 

在工業自動化系統中，西門子PLC是控制系統中*的模塊，它的正常穩定運行非常重要，能保證整套控制系統穩定可靠的運轉。為了保證西門子PLC的正常運行，工程師需要定期對西門子PLC進行維護，本文下面針對西門子PLC的維護方法做一個介紹，為用戶在維護過程中進行參考。
二、西門子PLC維護方法
（一）、保養規程、設備定期測試、調整規定
1、每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發現松動的地方及時重新堅固連接;
2、對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓;
（二）、設備定期清掃的規定
1、每六個月或季度對PLC進行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內衛生;
2、每三個月更換電源機架下方過濾網;
（三）、檢修前準備、檢修規程
1、檢修前準備好工具;
2、為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護裝置及認真作防靜電準備工作;
3、檢修前與調度和操作工好，需掛檢修牌處掛好檢修牌;
（四）、設備拆裝順序及方法
1、停機檢修，必須兩個人以上監護操作;
2、把CPU前面板上的方式選擇開關從“運行”轉到“停”位置;
3、關閉PLC供電的總電源，然后關閉其它給模坂供電的電源;
4、把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下，然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲，電源機架就可拆下;
5、CPU主板及I/0板可在旋轉模板下方的螺絲后拆下;
6、安裝時以相反順序進行
（五）、檢修工藝及技術要求
1、測量電壓時，要用數字電壓表或精度為1%的*表測量
2、電源機架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下;
3、在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數據不混亂;
4、在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮時取下模塊PAM內容將丟失;p;
5、輸入/輸出板取下前也應先關掉總電源，但如果生產需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下，但CPU板上的QVZ(超時)燈亮;95
6、撥插模板時，要格外小心，輕拿輕放，并運離產生靜電的物品;
7、更換元件不得帶電操作;;
8、檢修后模板安裝一定要安插到位;
三、總結綜上所述，為了使得由西門子PLC組成的控制系統穩定可靠的運行，用戶需要對西門子PLC進行維護，維護的方法可以參考本文提供的內容。如果用戶需要更多的了解和使用西門子PLC系列，我們也會更好的提供相關。西門子PLC有多種類型，例如：西門子PLC S7-300系列和西門子PLC S7-400系列等，他們廣泛的應用在各種工業自動化領域。本文下面介紹一下西門子PLC的工作原理，為用戶更好的理解西門子PLC的操作和使用。
二、西門子PLC原理西門子PLC是一種專業應用于企業的計算機，全名為可編程控制器。在西門子PLC投入運行時，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，西門子PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。*處理器是西門子PLC正常工作的神經中樞，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。
其次是存儲器。存儲器是存放系統軟件的稱之為系統程序存儲器；存放應用程序的存儲器則被我們成為是用戶成粗存儲器。其三是電源。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。

革新后的體系形成龐雜，僅調理閥就有九個，此外還要增添變頻器，由盤算機掌握切換調理三臺風機轉速；增添熱值儀，串級調理高焦配比。采取德國西門子S7－300 PLC可編程控制器和 中國臺灣研華IPC 610工控機形成DCS體系。西門子S7－300PLC可編程控制器作為下位來完成一切信號的采集、運算、調理，其優點是：模塊化、無排風構造、易于完成散布、運行牢靠、性價比高。CP5611卡為S7300PLC與西門子工控機的通信接口卡。RS485物理構造和187。5K的波特率，傳輸間隔可達50m，運用中繼器可達9100m。2　掌握原理本體系含四個調理回路：2。1　熱值調理熱值是用戶氣源的重要質量指標之一。冷軋煤氣混雜加壓站以高爐煤氣為主氣，它不可掌握，取決于用戶用量；焦爐煤氣為輔氣，請求掌握其兩道閥門，使高、焦配比約4：1，折合熱值1300大卡。2。2　混壓調理混壓調理外表上看來于用戶的請求“無關“，實踐中卻表演非常重要的角色，它既影響熱值、又影響加壓機后壓力?？梢哉f，混壓調理不好，則熱值調理、加壓機后壓力調理都無從談起。

選型指南 SelectionData

西門子S7-300系列產品

S7-300 CPU312 CPU313/C CPU314/C-2DP CPU315-2DP/PN

CPU315T/CPU315F CPU317F/CPU317T CPU319

SM321 SM322 SM323 SM331 SM332 SM334 307電源

IM361 IM360 IM365 FM350 CP340 CP341 CP343 FM355
S7-200是一種小型的可編程控制器，適用于各行各業，各種場合中的檢測、監測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制功能。因此S7-200系列具有*的性能/價格比。

西門子S7-200CPU系列產品
CPU221 CPU222 CPU224 CPU224XP CPU226
EM221 EM222  EM223  EM231  EM232 EM253 

6ES7 321-1BH02-0AA0 開入模塊（16點，24VDC）

6ES7 321-1BH10-0AA0 開入模塊（16點，24VDC）

6ES7 321-1BH50-0AA0 開入模塊（16點，24VDC，源輸入）

6ES7 321-1BL00-0AA0 開入模塊（32點，24VDC）

6ES7 321-7BH01-0AB0 開入模塊（16點，24VDC，診斷能力）

6ES7 321-1EL00-0AA0 開入模塊（32點，120VAC）

6ES7 321-1FF01-0AA0 開入模塊（8點，120/230VAC）

6ES7 321-1FF10-0AA0 開入模塊（8點，120/230VAC）

6ES7 321-1FH00-0AA0 開入模塊（16點，120/230VAC）

6ES7 321-1CH00-0AA0 開入模塊（16點，24/48VDC）

6ES7 321-1CH20-0AA0 開入模塊（16點，48/125VDC）

6ES7 322-1BH01-0AA0 開出模塊（16點，24VDC）

6ES7 322-1BH10-0AA0 開出模塊（16點，24VDC）高速

6ES7 322-1CF00-0AA0 開出模塊（8點，48-125VDC）

6ES7 322-8BF00-0AB0 開出模塊（8點，24VDC）診斷能力

6ES7 322-5GH00-0AB0 開出模塊（16點，24VDC，獨立接點，故障保護）

6ES7 322-1BL00-0AA0 開出模塊（32點，24VDC）

6ES7 322-1FL00-0AA0 開出模塊（32點，120VAC/230VAC）

6ES7 322-1BF01-0AA0 開出模塊（8點，24VDC，2A）

6ES7 322-1FF01-0AA0 開出模塊（8點，120V/230VAC）

6ES7 322-5FF00-0AB0 開出模塊（8點，120V/230VAC，獨立接點）

6ES7 322-1HF01-0AA0 開出模塊（8點,繼電器,2A）

6ES7 322-1HF10-0AA0 開出模塊（8點,繼電器,5A，獨立接點）

6ES7 322-1HH01-0AA0 開出模塊(16點,繼電器)

6ES7 322-5HF00-0AB0 開出模塊（8點,繼電器,5A，故障保護）

6ES7 322-1FH00-0AA0 開出模塊（16點，120V/230VAC）

6ES7 323-1BH01-0AA0 8點輸入，24VDC；8點輸出，24VDC模塊

6ES7 323-1BL00-0AA0 16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊

6ES7331-7HF01-0AB0

SIMATIC S7-300，模擬量輸入SM 331，電隔離，8 AI，14 BIT，0.052MS/通道，電流，電壓，中斷，診斷，20針，

6ES7331-7KB02-0AB0

SIMATIC S7-300，模擬量輸入SM 331，光電隔離，2 AI，9/12/14位分辨率，U/I/熱電偶/電阻，中斷，診斷，20針，

6ES7331-7KF02-0AB0

SIMATIC S7-300，模擬量輸入SM 331，光電隔離，U/I/熱電偶/電阻中斷，診斷；分辨率9/12/14位，8AI

6ES7331-7NF00-0AB0

SIMATIC S7-300，模擬量輸入SM 331，光電隔離，8 AI；+/-5/10V，1-5 V，+/-20MA，0/4至20MA，16 BIT（55 MS），1 公共點（50 V COM.），

6ES7331-7NF10-0AB0

SIMATIC S7-300，模擬量輸入SM 331，光電隔離，8 AI；+/-5/10V，1-5 V，+/-20MA，0/4至20MA，16 BIT，1 公共點（60 V COM.），

6ES7331-7PE10-0AB0

SIMATIC S7-300，模擬量輸入模板 SM 331，單獨隔離 AC250V，6 AI 熱電偶，B，E，J，K，L，N，R，S，T 型，電壓： +/-25MV BIS +/-1V 16 位，50 ms，40 針

6ES7331-7PF01-0AB0

SIMATIC S7-300，模擬量輸入SM 331，OPT. ISOL，光電隔離，2/3/4線制，8AI，電阻，PT100/200/1000NI100/120/200/500/1000，CU10，以及依照特性曲線的

6ES7331-7PF11-0AB0

SIMATIC S7-300，模擬量輸入SM 331，光隔離，8 AI 熱電偶，類型 B，E，J，K，L，N，R，S，TTXK/TXK（L）

CPU模塊

各種CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有數字量和模擬量輸入/輸出點，有的CPU集成有PROFIBUS－DP等通信接口。CPU前面板上有狀態故障指示燈、模式開關、24V電源端子、電池盒與存儲器模塊盒（有的CPU沒有）

信號模塊（SM）
 

數字量輸入模塊：24V DC，120/230V AC

數字量輸出模塊：24V DC，繼電器

模擬量輸入模塊：電壓，電流，電阻，熱電偶

模擬量輸出模塊：電壓，電流

功能模塊 (FM)
 

功能模塊主要用于對時間要求苛刻、存儲器容量要求較大的過程信號處理任務。

-計數：計數器模塊

-定位：快速/慢速進給驅動位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進電動機定位模塊、伺服電動機定位模塊等

-閉環控制：閉環控制模塊

-工業標識系統：接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等。

接口模塊 (IM)
 

接口模塊用于多機架配置時連接主機架（CR）和擴展機架（ER）。S7－300通過分布式的主機架和3個擴展機架，zui多可以配置32個信號模塊、功能模塊和通信處理器

連接：

IMS 360發送、IMR 361接收；對于雙層組態，常用硬連線的IM 365 接口模塊

距離：

采用IM 365 、兩層機架，電纜zui大長度可達1米；采用IM 360 / 361 、多層機架，機架之間電纜zui大長度10米

電源模板

6ES7307-1BA00-0AA0  升級為：6ES7307-1BA01-0AA0

6ES7307-1EA00-0AA0  升級為：6ES7307-1EA01-0AA0

6ES7307-1KA01-0AA0  升級為：6ES7307-1KA02-0AA0

CPU

6ES7312-1AE13-0AB0  升級為：6ES7312-1AE14-0AB0

6ES7312-5BE03-0AB0  升級為：6ES7312-5BF04-0AB0

6ES7313-5BF03-0AB0  升級為：6ES7313-5BG04-0AB0

6ES7313-6BF03-0AB0  升級為：6ES7313-6BG04-0AB0

6ES7313-6CF03-0AB0  升級為：6ES7313-6CG04-0AB0

6ES7314-1AG13-0AB0  升級為：6ES7314-1AG14-0AB0

6ES7314-6BG03-0AB0  升級為：6ES7314-6BH04-0AB0

6ES7314-6CG03-0AB0  升級為：6ES7314-6CH04-0AB0

6ES7315-2AG10-0AB0  升級為：6ES7315-2AH14-0AB0

6ES7315-2EH13-0AB0  升級為：6ES7315-2EH14-0AB0

6ES7317-2AJ10-0AB0  升級為：6ES7317-2AK14-0AB0

6ES7317-2EK13-0AB0  升級為：6ES7317-2EK14-0AB0

6ES7318-3EL00-0AB0  升級為：6ES7318-3EL01-0AB0