深入浅出西门子s7-300plc

基于PROFIBUS的分布式与本地I/O的组态采用了统一的方式，因此，用户在编程时无须分辨I/O类型，可以像使用本地I/O一样方便地使用分布式I/O。

(3)系统中集成的路由功能

TIA中的各种网络可以进行互联。TIA中集成的路由功能可以方便地实现跨网络的下载、诊断等，使整个系统的安装调试更加容易。

(4)集成的系统诊断和报告功能

TIA系统集成了自动诊断和错误报告功能，诊断和故障信息可以通过网络自动发送的相关设备而不需要编程。

1.1.3 TIA的开放性

TIA是一个高度集成和统一的系统，同时它也是一个具有高度开放性的系统。TIA的开放性体现在以下几个方面。

1．对所有类型的现场设备开放

通过PROFIBUS,TIA对范围极广的现场设备开放。目前，该总线已经实现了在防爆环境的应用和与驱动设备同步。开关类产品和安装设备还可以通过AS-Interface。总线接入自动化系统，作为PROFIBUS总线的扩展。楼宇自动化与生产自动化的连接也可以通过instabus EIB实现。

2．对办公系统开放并支持Internet

以太网通过TCP/IP协议将TIA与办公自动化应用及Internet/ Intranet世界相连接。TIA采用OPC作为访问过程数据的标准接口，通过该接口，可以很容易地建立所有基于PC的自动化系统与办公应用之间的连接，而不论它们所处的物理位置如何。Internet技术使在任意位置对工厂进行远程操作和监视成为可能。

3．对新型自动化结构开放

自动化领域当中的一个明显的技术趋势就是系统的模块化程度大大提高，即由带有智能功熊的技术模块组成的自动化结构。这些模块可以预先进行组态、启动和测试。这样，实现整个工厂的投运要快得多，更改系统也不会影响到生产运行。通过PROFInet,TIA使用与厂商无关的通讯、自动化和工程标准，使系统使用智能仪表（甚至不同厂家）非常容易，不必管它们是否与PROFIBUS或者以太网相连接。通过新的工程工具，TIA实现了对这种结构的简单而集成化的组态。

1.2 SIMATIC可编程控制器概述（家族系列）

1.2.1 选择SIMATIC可编程控制器的理由

不管在机器制造领域还是过程工程领域，想要经济并且柔性地实现工厂自动化，对于任何一种应用都必须有一个最适宜的方案。SIMATIC的控制器有许多种，为什么选择SIMATIC ? 如何选择才是优化的、合适的、高效的、面向未来的？下面将通过对SIMATIC可编程控制器

第2 章   S7-300 硬件和安装

在本章中，将介绍SIMATIC S7-300 硬件系统的安装步骤，并解释其基本规则。安装一个S7 系统的步骤如图2-1 所示。

图2-1 安装一个SIMATIC S7系统

鉴于S7 系统应用范围十分广泛，本章只能阐述一些有关其电气结构的基本规则。如果希望S7 系统无故障运行，则应遵守这些基本规则。

2.1 S7-300 的模块

一个S7-300 系统由多个模块组成，图2-2 所示为一种可行组态，由两台S7-300 PLC 组成。

编程器PG 用来为S7-300 PLC 编制程序。使用编程电缆连接编程器和CPU 。

通过PROFIBUS 电缆可以实现S7-300 CPU 之间的通讯，以及与其他SIMATIC S7 PLC 进行通讯。一根PROFIBUS 总线电缆可以连接多个S7-300 。

可以从大量的模块中进行选择，来安装和调试S7-300 PLC 。表2-1 列出了主要模块及其功能。

图2-2 S7-300模块

表2-1 S7-300模块

2.2.1 基本原理

一台S7-300 PLC 由一个主机架和（如果需要的话）一个或多个扩展机架组成。如果主机架的模块数量不能满足应用要求，可以使用扩展机架，安装有CPU的模块机架用作主机架。安装有模块的模块机架可以用作扩展机架，与系统的主机架相连。

在使用扩展机架时，除了另需模块机架和接口模块（IM）以外，可能还需要另加电源模块。

S7-300的模块机架是一种导轨。可以使用该导轨，安装S7-300 系统的所有摸块s7-300 既可以水平安装，也可以垂直安装。 要注意其允许的环境温度为：

垂直安装：O～40℃ 

水平安装：O～60℃ 

CPU 和电源必须安装在左侧（水平安装）或底部（垂直安装）。

应配合模块的安装宽度选择不同长度导轨，不同模块的宽度参见订货样本，模拟I/O 模块和数字I/O 模块的宽度一般为40mm。

必须保持如图2-3 所示的间隙，以提供模块安装空间，确保模块散热良好。

对于安装在多个模块机架上的S7-300 系统，如图2-3 所示，规定了模块机架以及相邻组件、电缆导轨和机柜柜壁等之间的间隙。

图2-3 安装间隙

2.2.2 单机架或多机架上安排模块

是使用一个机架还是使用多个机架，取决于具体应用情况。

1．使用单机架安装

● 结构紧凑、需要节约空间的模块应用

● 集中式的模块应用

● 所需处理的信号量少

● CPU 312、CPU 312 IFM、CPU 312C 和CPU 313 只能用于单机架模块配置

2．使用单机架模块安装

● 在CPU 右边可以安装不超过八个模块（SM、FM、CP )

● 一个单机架上的全部模块的背板总线上电流不超过以下数值：

-1.2A（除安装有CPU 312、CPU 312C 和CPU 312 IFM 以外）

-0.8A （安装有CPU 312、CPU 312C 和CPU 312 IFM )

● 模块的耗电量可参见《S7-300 模块规范参考手册》上的技术数据

3．使用多机架安装

● 所需处理的信号量大

● 没有足够的插槽

如需将S7-300 装在多个机架上，则需要接口模块（Interface Module）。接口模块的作用是将S7-300 背板总线从一个机架连接到下一个机架。处理单元CPU 总是在O 号机架上。接口模块又分如下两种（如表2-2所列）。

表2-2 接口模块概述

4．使用多机架模块安装

● 接口模块总是位于3 号槽（槽1：电源；槽2: CPU；槽3：接口模块），第一个信号模块的左边。

● 每个机架上不能超过8个信号模块（SM、FM、CP），这些模块总是位于接口模块的右边。

● 能插入的模块数（SM、FM、CP）受到S7-300 背板总线所提供电流的。每个机架总线上的耗电量不应超过1.2A（见“模块技术数据”)。

图2-4显示了一台S7-300可编程序控制器的模块在4个模块机架上是如何安排的。

图2-4 安装举例

2.2.3 机柜的选型和安装

对于大型设备的运行或安装环境中有干扰或污染时，应该将S7-300 安装在一个机柜中。在选择机柜时，应注意以下事项：

● 机柜安装位置处的环境条件（温度、湿度、尘埃、化学影响、爆炸危险）决定了机柜所需的防护等级（IP xx ) 

● 模块机架（导轨）间的安装间隙

● 机柜中所有组件的总功率消耗

在确定S7-300 机柜安装尺寸时，应注意以下技术参数：

● 模块机架（导轨）所需安装空间

● 模块机架和机柜柜壁之间的最小间隙

● 模块机架之间的最小间隙

● 电缆导管或风扇的所需安装空间

● 机柜固定位置

2.2.4 参考电位接地或浮动参考电位的S7-300 安装

在一个参考电位接地的S7-300 组态中，所产生的干扰电流将通过接地导线或接地消除。根据使用的CPU，可通过一根跳线或接点滑块实现。

对于大型设备，由于需要短路接地监控，必须采取浮动参考电位来安装S7-300。例如，用于化工厂或电厂。

图2-5 所示为参考电位接地的结构（用跨接线实现）。

图2-5 参考电位（Ｍ）接地的S7-300 组态

注意  如果要实现参考电位接地，则一定不能将跨接线从CPU上拆下。为了建立浮动参考电势，应将CPU 上的Ｍ 端子和接地上的跨接线去掉。

图2-6 所示为参考电位接地的结构（用接地滑块来实现）。

图2-6 参考电位（Ｍ）接地的结构

注意　如果要实现参考电位接地，则一定不能将接地滑块从CPU 上拆下。

如果没有安装跳线，那么S7-300 的参考电位（Ｍ）是通过RC 电路和导轨与保护性接地导休内部相连接的。这样将寄生的高频电流放电并将静电放掉。

为了实现浮动参考电位，可如图2-6 所示，用螺丝刀将CPU 上的接地滑块向前推动到位。

2.2.5 接地

1．搭接

低电阻接地连接可以减少发生短路或系统故障时的电击危险。低阻抗连接（大表面，大表面触点）可以降低干扰对系统的影响或干扰信号的发射。因此，有效的电缆和设备屏蔽非常重要。

2．电缆屏蔽接地

应将电缆屏蔽的两端连接至接地或功能性接地，这样可以很好的抑制高频干扰。

如果只将屏蔽的一端接地（单端屏蔽），只能衰减低频干扰。在以下情况下建议采用单端屏蔽连接：

● 不允许安装等电位导体时

● 传送模拟信号时（mA 或μA 信号）

● 使用静态屏蔽时

两个接地点之间的电位差可能会造成等电位电流流过两端连接的屏蔽层。在这种情况下，应在两接地点之间另外安装一个等电位导体。

3. CPU 31xC 供电示意图

图2-7 所示为使用一个三相五线制电源装配一台CPU 31xC S7-300。

图2-7 S7-300 与CPU 31xC的接地示例

在我国大多工矿企业中实行的是三相四线制，零线与地线不分。因此强烈建议，应该将PLC柜的接地单独敷设接地线路，尽量与供电线路中的零线分离，以降低干扰的可能性。接地线路的敷设也需符合国家规范。

PS 307 除了给CPU 供电外，还给24V 直流模块提供负载电流。

注意  所显示的布局只是一种示意图，可能与实际布局不一致。

4．除CPU 31xC 以外的CPU 供电示意图

图2-8 所示为使用一个三相五线制电源装配一台S7-300（不适用于CPU 31xC ）。PS 307 除了给CPU 供电外，还给24V 直流模块提供负载电流。

注意  所显示的布局只是一种示意图，可能与实际布局不一致。

图2-8 S7-300的接地示例（CPU 31xC除外）

2.3 安装

2.3.1 安装导轨

在安装导轨时，应留有足够的空间用于安装模块和散热。

注意  在导轨和安装表面（接地金属板或设备安装板）之间会产生一个低阻抗连接。如果在安装板表面涂漆或者经阳极氧化处理，应使用合适的接触剂或接触垫片。

2.3.2 将模块安装在导轨上

从左边开始，按照以下顺序，将模块安装在导轨上：

① 电源模块

② CPU

③ 信号模块、功能模块、通讯模块、接口模块

表2-3 说明了模块安装的步骤。

表2-3 模块安装步骤

模块安装完毕后，给各个模块指定槽号。如图2-9所示操作步骤在相应模块上插入槽号标签。槽号标签包括在CPU内。

图2-9 将槽号标签插入模块中

2.4 接线

2.4.1 保护接地导线和导轨的连接

连接保护接地导线至导轨，应使用M6保护导线螺栓。应保证保护接地导线的低阻抗连接。为此，可使用尽可能短的低阻抗电缆连接到一个较大的接触表面上。保护接地导线的最小截面积为10mm2。

检查电源模块上的电压选择开关是否设置为所需线路电压。图2-10描述的是连接电源模块和CPU 的操作步骤。

图2-10 连接电源模块和CPU

2.4.2 前连接器接线

前连接器用于将系统中的传感器和执行器连接至S7-300 PLC。将传感器和执行器连接到该前连接器，并插入模块中。

1.前连接器类型

前连接器按端子密度分有两种类型：20针和4O 针，如表2-4 所列。对于CPU 31xC和32 通道信号棋块，需要使用40 针前连接器。按联结方式又可分为弹簧负载型端子和螺钉型端子。

表2-4 前连接器类型

2．使用弹簧端子连接的提示

为了连接一个有弹簧负载端了的前连接器中的导线，通过红色开启机构将螺丝刀直接插入开口，然后将接线插入组合端子并撇走螺丝刀。

2.4.3 前连接器的插入

将前连接器插入模块的步骤如表2-5 所列。

表2-5 插入前连接器

模块I/O与系统传感器、执行器之间的分配，可以在标签条上进行记录。

连接屏蔽电缆时要注意在屏蔽端子和前连接器之间，应留有足够长的电缆，这可以使在断开前连接器时（例如维修时），不用打开屏蔽连接。

2.4.5 更换模块

1．解锁前连接器并取下模块

需要更换模块时，应先解锁前连接器，然后取下模块，如图2-11 所示。

2．从模块上拆卸前连接器的编码插针

在开始安装一个新的模块之前，应将前连接器的上平部编码插针从该摸块上取下来（如图2-12 所示）。这样做是因为该编码部件早已插入到已接线的前连接器，如不把它取下，会阻碍前连接器播回原位置。

图2-11 解锁前连接器并取下模块         图2-12 拆卸前连接器编码插针

2.5 寻址

2.5.1 模块通道寻址方式

模块通道的寻址选项有以下两种方式。

1．基于槽编址的寻址

基于槽编址的寻址为默认设置，亦即STEP 7 为每个槽号都指定有一个确定的模块起始地址。数字成模拟模块具有不同的地址，图2-13 所示为安装在4 个模块机架上的S7-30O系统及其模块起始地址。

2．用户定义寻址

使用用户定义寻址功能，可以从CPU所控制的地址这中自由分配任何所选择模块（SM、FM、CP）的地址。对于S7-300 PLC的用户定义寻址，只适用于CPU 315、CPU 315-2DP、CPU 316-2DP 和CPU 318-2DP以及 CPU 31xC。

用户定义寻址的优点：

● 因为在模块之间不会出现地址的空隙，可最优化利用编址区域

● 当生成标准软件时，可以编制于S7-300组态的地址程序

图2-13 S7-300槽和相应的模块起始地址

2.5.2 寻址信号模块

寻址信号模块的目的是为了能在用户程序里访问这些信号模块的通道。

1．数字量模块的地址

一个数字量模块的输入或输出地址由字节地址和位地址组成。

例如：I1.2，其中“I”表示输入；“1”表示字节地址，它取决于模块起始地址；“2”表示位地址，它是印在其模决上的数码。

图2-14所示为如何确定数宇量模块各个通道的地址。

如果一块数字量模块插在第4 槽里（例如：模块起始地址是0），那么该模块将会获得如下地址。在此例中没有接口模块，所以就槽号从4 开始组态。

图2-14 第4槽中数字量模块的I/O 地址

2．模拟量模块的地址

模拟量输入通道或输出通道的地址总是一个字地址。通道地址取决于模块的起始地址。一块模拟量输入/输出模块，它的输入通道和输出通道有相同的起始地址。例如：PIW256和PQW256。

模拟量模块寻址示例

图2-15 中的例子展示了一块插在第4 号槽的模拟量模块取得了怎样的默认通道地址。由图可知，模拟量输入/输出模块的输入和输出通道地址是从相同的模块起始地址向上编址的。

CPU 集成I/O集成的输入输出通道的地址参见《集成功能于册）。

图2-15第4槽中模拟量模块的I/O 地址

2.6 CPU模块机构介绍

2.6.1 操作员扩展和显示单元

图1-16所示为一个CPU的扩展和显示单元。对于某些CPU，单元的配置和数量不同。例如，CPU 312、CPU 314 和CPU 315-2DP就没有集成的I/O。

图2-16 CPU的单元和结构（以CPU 314C-2PtP为例）

图2-17 所示为CPU 31xC打开前面板后的集成数字和模拟I/O。“X1”和“X2”为CPU上的前连接器。

图2-17 CPU 31xC 的集成数字和模拟I/O

图中标号表示的集成I/O 如下所述。

● ①：模拟量输入和输出

● ②：8个数字量输入

● ③：8个数字量输出

1.CPU 之间的区别

表2-6 CPU31xC 和31x之间的区别

2.状态和故障显示

CPU按装有以下LED显示灯，如图2-18 所示。

图2-18 状态和故障显示

3．诊断

LED 诊断显示灯的使用，见《安装手册》“测试功能”中“诊断和故障排除”。

4. SIMATIC 微存储卡（MMC）插槽

CPU 使用SIMATIC 微型存储卡（MMC）作为存储器。MMC 可用作装载存储器或便携式存储媒介。由于这些CPU 都没有集成的装载存储器，因此，使用CPU 前必须插入MMC, 否则无法工作。

以下数据将保存在MMC 中：

● 用户程序（所有块）

● 归档和配方

● 组态数据（STEP7 项目）

● 操作系统更新和备份数据

5．模式选择开关

可使用模式选择开关设置当前的CPU 运行模式。开关有3个位置，其含义如表2-7 所列。

表2-7 模式选择开关的位置含义

关于CPU 操作模式的详细信息，见《STEP7 在线帮助》 及《安装手册》 “调试”“测试功能”和“诊断和故障排除”。

2.6.2 接口

1. MPI 接口

多点接口MPI (Multipoint Interface）是用于连接CPU 和PG/ OP 的接口，或用于MPI 子网中的通讯接口。一般（默认）传输速率为187.5 kbps。如果与S7-200 进行通讯，也可以指定19.2 kbps的传输速率。不能指定其他传输速率。

编程器可以自动侦测到CPU MPI 接口的正确参数，并建立连接。

注意  在“RUN”模式，只能将编程器连接至MPI 子网。其他站（例如OP、TP 等）在PLC 处于运行模式时，就不能连接至MPI 于网。否则，由于干扰，可能导致传送数据损坏或全局数据包丢失。

2. PROFIBUS-DP 接口

PROFIBUS-DP 接口主要用于连接分布式I/0。

PROFIBUS-DP，用于创建大型、扩展子网。例如：PROFIBUS-DP 接口既可组态为主站，也可组态为从站，传输速率可达12 Mbps。编程器也可以自动侦测到CPU DP 接口的正确参数，并建立连接。

3. PtP 接口

可在CPU 上使用PtP（点到点）接口，来连接外部设备至串口，例如条形码阅读器、打印机等。对于全双工模式（RS 422 )，波特率最大为19.2 kbps，对于半双工模式（RS485 )，波特率最大为38.4 kbps。在CPU PtP 的接口中安装有以下通讯驱动程序，其报文格式是公开的：

● ASCⅡ 驱动

● 39 (R）协议

● RK512（只适用于CPU 314C-2 PtP) 

这三种接口方式所适用的设备如表2-8 所列。

表2-8 接口使用设备

注：关于特定连接的详细信息，见《SIMATIC通讯手册》。关于PtP的详细信息，见《技术功能手册》。

2.6.3 存储区域

1. 存储器的分布

CPU存储器（也可以称之为内存区，以下同）可以分为三个区域，如图2-19所示。

图2-19 CPU 的存储区

2．装载存储器

装载存储器位于SIMATIC 微型存储卡（MMC）中。装载存储器的容量与MMC 的容量一致。用于保存程序指令块和数据块以及系统数据（组态、连接和模块参数等），也可以将项目的整个组态数据保存在MMC 中。

3．工作存储器（RAM ) 

RAM 集成在CPU 中，不能被扩展。它可用于运行程序指令，并处理用户程序数据。程序只能在RAM 和系统存储器中运行。

CPU 的RAM 都具有保持功能。

4．系统存储区

RAM 系统存储区集成在CPU 中，不能被扩展。它包括：

● 标志位、定时器和计数器的地址区

● I/0 的过程映像

● 局域数据

5．存储器的保持

CPU 数据的保持可以在MMC中以及CPU 中实现。

装载存储器（MMC）中的程序输据总是保持的。程序数据在下载时即写入MMC，电源故障和存储器复位都不能影响它。工作内存的数据在断电时均备份在MMC 中，因此数据块的内容总是被永久保持。在组态中（CPU 属性、保持性存储器选项），可以指定系统存储区里的标志位，定时器和计数器的哪一部分具有保持功能，或在重新启动（热启动）时使用“0”初始化。一般来说，诊断缓存器，MPI 地址（和传输速率）以及运行小时计数器数据都被写入具有保持功能的CPU 存储区中。MPI 地址和传输速率的保持功能确保了即使在掉电，存储器复位或通讯参数丢失时，CPU 也仍能进行通讯（例如拆除MMC 或通讯参数删除）。

(1) 通过编程器或PC机下载用户程序

所有用户程序数据都可通过MMC 从编程器中/PC机下载到CPU 中。如图2-20 所示。

图2-20 装载存储器和RAM

在所有块下载之前，不能运行程序。当下载和覆盖重写块或用户程序时，MMC 中相同名字下的所保存的数据将丢失。

(2) 删除块

在删除块时，将从装载存储器中删除。在STEP 7中，也可以使用用户程序删除块（例如：使用SFC 23“DEL_DB”删除数据块）该块原来占用的RAM 将被释放。

(3) 上载

与下载操作相比，上载定义为从CPU 到编程器或PC 机，传送某个块或整个用户程序。在这种情况下，块将包含上一次下载到MMC 时的数据。与运行时间相关的数据块例外，因为其实际数值也被传送。

在STEP 7中，从CPU 上载的块或用户程序不受CPU存储器分配影响。 

(4) 压缩

在压缩数据时，可以避免由于装入/删除操作所造成的存储时象之间的缝隙中。在连续块中，这可以重组装载存储器/RAM 中的空白空间。

在CPU 处于“STOP”或“RUN”模式下可以进行数据压缩。

在将RAM 中的内容复制到ROM 中时，数据块的实际数值将被从RAM 中传送到装载存储器，形成数据块的初始值。

6．存储器的复位

在插入或拆除一个微型存储卡后，CPU 存储器复位将定义使CPU 重新启动（热启动）的条件。

存储器复位将重新建立CPU 存储管理的范围。装载存储器中的块都可以保持。所有与运行相关的块都将再次从装载存储器传送到RAM 中。由此可初始化RAM 中的数据块，即将它们复位到其初始数值。

7．在MMC 中保存整个项目

使用“Save project to Memory Card （将项目保存在存储卡中）” 和“Retrieve project from Memory Card （从存储卡中检索项目）”，可以将所有项目数据保存到一个SIMATIC 微型存储卡中，以便以后进行维护。这里的项目数据是指包括符号表、程序注释、源程序的目录的压缩文件甚至是其他任何文件。请注意文件大小与MMC 容量的匹配。使用这个功能，无论何时都可以从MMC 中获得最后的归档文件。

8．地址区

S7 CPU 系统存储区被分为如表2-9 所列的地址区。在用户程序中使用相应的指令可以在相应的地址区内直接对数据进行寻址。

表2-9 系统存储区的地址区

9. I/0 过程映像

当用户程序寻址输入（I）和输出（Q）地址区时，不能查询数字量信号模块的信号状态。相反，它将访问系统存储区的一个存储区域。这一存储区域称为过程映像，它被分为两部分：输入的过程映像（PII）和输出的过程映像（PIQ）。

(1) 过程映像的优点

与直接I/0 访问相比，过程映像访问可以提供一个始终一致的过程信号映像，以用于循环程序执行过程中的CPU。如果在程序执行过程中输入模块上的信号状态发生变化，过程映像中的信号状态保持不变，直到下一个循环过程映像时再次刷新。另外，由于过程映像被保存在CPU 的系统存储区中，访问速度比直接访问信号模块显著加快。

(2) 过程映像刷新

操作系统可以定期刷新过程映像。图2-21 所示为该操作在一个循环内的操作步骤。

图2-21 过程映像刷断在一个箱环内的操作过程

10．局部数据

局部数据包括：

● 程序指令块的临时变里

● 组织块的启动信息

● 传送参数

● 中间结果

11．临时变量

当生成块时，可以声明临时变量( TEMP)。这些临时变量只在该块执行时有效，然后就被覆盖了。这些局部数据在每个组织块中的长度固定。在开始一个读操作之前，必须对它们进行初始化。每个组织块还需要20 字节的局部数据，用于其启动信息。对局部数据的访问比对数据块中的数据访问要快。

CPU 安装有可以保存当前执行块的临时变量（局部数据）的存储器。该存储区的大小取决于CPU。它被划分成相同大小的空间分配给各个优先级别，每个优先级别都具有其自己的局部数据区。

2.6.4 循环时间和响应时间

1．循环时间

对于一个过程来说，最重要的参数便是循环时间和响应时间。循环时间是指一个程序执行一周所占用的时间，例如一个OB1 周期。循环程序执行的顺序如表2-10所列。

表2-10 循环程序处理

每个用户程序循环的循环时间并不相同，可能会受如下情况影响而延长：

● 不同的程序路径

● 时控中断处理

● 过程中断处理（参见“中断响应时间”一章）

● 诊断和故障处理

● 通过所连接的CP（例如以太网、PROFIBUS-DP）与编程设备（PG）、操作员面板（OP ) 之间的通讯

● 测试和调试程序，例如变量的状态和控制或块状态功能

● 传送和删除块，压缩用户程序存储器

● 在用户程序中使用SFC82-84，写/读访问MMC

因此在用STEP7 监视循环时间都会有两个值：最大循环时间和最小循环时间。用户可以规定CPU 对最大循环时间超时错误的响应。

2．响应时间

响应时间是指从检测到一个输人信号至相应输出信号发生改变之间的时间。

物理响应时间介于最短响应时间和最长响应时间之间。当组态系统时，必须估算最长响应时间和最短响应时间，以便能获得理想的响应时间波动宽度。

响应时间取决于循环时间和以下因素：

● 信号模块或集成I/0 的输入和输出延迟（请参考手册）

● PROFIBUS-DP 网络中的其他DP 循环时间（只适用于CPU31xC-2DP)

● 在用户程序中的执行情况

① 最短响应时间由以下组成：

1×输入的过程映像传送时间＋1×输出的过程映像传送时间＋

1×程序执行时间＋1×SCC操作系统执行时间＋

I/O 延迟时间即循环时间总和再加上I/0 延达时问

② 最长响应时间由以下组成：

2×输入的过程映像传送时间＋2×输出的过程映像传送时间＋

2×操作系统执行时间＋2×程序执行时间＋

4×DP 伺服报文分段的运行时间（包括DP 从站中的执行时间）＋

I/0 延迟时间也就是等于两倍的循环时间＋

输入和输出延迟时间＋2×总线运行时间

(1) 减少响应时间

在用户程序中直接访问I/0，这将在指令运行期间执行。由此可获得较快的响应时间。比如使用一次或多次L PIB 或T PQW 指令替代L IB 或T QW。

使用过程中断，也可以获得较快的响应时间。

(2) 中断响应时间的定义

中断响应时间是中断信号开始发生到调用中断OB 的第一条指令之问的时间。当调用过程中断OB 40 时，即开始进行过程中断处理。在过程中断处理程序完成后，可以继续执行循环程序，或者调用、执行其他具有相同或较低优先级的中断OB。一般使用以下规则：优先级高的中断优先执行，这就意味着，较高优先级的中断OB 和具有相同优先级、但还没有执行的中断OB（已排入队列）的程序执行时间，会增加中断响应时间。

有关具体计算循环时间、响应时间、中断响应时间的例子可以参见手册。

2.6.5 性能数据举例

S7-300 的各款CPU 都有着非常详尽的性能数据表．这里摘抄CPU 325-2 DP 技术数据，如表2-11 所列。其他的CPU 也很相似，只是在数据上略有不同。但正是这些不同，决定了具体应用中CPU 的选型。其中最值得关注的CPU 的性能有以下五方面:

● I/0 扩展能力

● 指令执行速度

● 工作内存容量

● 通讯能力

● CPU 上的集成功能

其他在CPU 上的特殊功能可参见相关的手册。

表2-11 CPU315-2 DP 技术数据

2.6.6 集成I/0 布置和使用

CPU 31xC 的集成 I/0 可以用于工艺功能或作为标准 I/0 使用。图2-22 所示为CPU 313C/314C 中集成I/0 的布置图。集成I/0 的详细信息，可参见“技术功能”手册。

工艺功能和标准I/0 可以在特定的硬件配置时同时使用。可以对工艺功能使用的输入进行读访问，但不能对工艺功能使用的输出进行写访问。例如，不能将工艺功能使用的数字输入作为标准DI 使用。

所有CPU 31xC 的本机数字输入都可作为中断输入使用。

图2-22 CPU 313C/ CPU 313C-2/ CPU 314C-2；集成DI/DO的引出线（连接器X1和X2）