9、SIMATIC S7-300 PLC及指令系统 9.1 系统组成 9.2 系统配置 9.3 指令系统简介 9.4 程序结构

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1 9、SIMATIC S7-300 PLC及指令系统 9.1 系统组成 9.2 系统配置 9.3 指令系统简介 9.4 程序结构
9.1   系统组成 9.2   系统配置 9.3   指令系统简介 9.4   程序结构 9.5    S7 PLC的网络通信

2 9.3 指令系统简介 SIMATIC S7系列PLC用户程序的开发软件包：STEP 7 S7系列PLC的编程语言：
9.3 指令系统简介 SIMATIC S7系列PLC用户程序的开发软件包：STEP 7 S7系列PLC的编程语言： LAD（梯形图）、STL（语句表）*、 SCL（标准控制语言）、C for S7（C语言）等 用户可以选择一种语言编程，也可混合使用几种语言编程。

3 9.3.1 STL指令及其结构  有些语句指令不带操作数，它们操作的对象是唯一的。 定义要执行的功能 执行该操作所需要的信息
 有些语句指令不带操作数，它们操作的对象是唯一的。 定义要执行的功能 执行该操作所需要的信息 语句指令： 操作码 操作数 A I //对输入继电器 I 0.1 进行与操作 L MW //将字MW10装入累加器1 主标识符 辅助 标识符 标识参数 表示操作数在该存储区域内的具体位置 表示操作数位数长度（位X、字节B、字W、双字D等） 表示操作数存放区域，I(输入映像区)，Q(输出映像区)，M(位存储区)，PI(外部输入)，PQ(外部输出)，T(定时器)，C(计数器)，DB(数据块)等

4 7 6 5 4 3 2 1 位存储区的操作数表示方式 M 10.3 MB10 MW10 MB11 MB12 MD10 MB13 MB14
10.7 10.6 10.5 10.4 10.3 10.2 10.1 10.0 MB10 MW10 MB11 MB12 MD10 MB13 MB14 位存储区的操作数表示方式

5 存储区及其操作数表示方法 √ I IB IW ID Q QB QW QD M MB MW MD PIB PIW PID PQB PQW
存储区域 位 字节 字 双字 输入映像区（I） √ I IB IW ID 输出映像区（Q） Q QB QW QD 位存储区（M） M MB MW MD 外部输入存储区（PI） PIB PIW PID 外部输出存储区（PQ） PQB PQW PQD 数据块（用“OPN DB”打开） DBX DBB DBW DBD 数据块（用“OPN DI”打开） DIX DIB DIW DID

6 9.3.2 寻址方式 操 作 数——指令的操作或运算对象 寻址方式——指令得到操作数的方式。 立即寻址 直接寻址 存储器间接寻址
寻址方式 操 作 数——指令的操作或运算对象 寻址方式——指令得到操作数的方式。 立即寻址 直接寻址 存储器间接寻址 寄存器间接寻址 在指令中直接给出操作数的存储单元地址 A I //对输入位I0.0进行“与”逻辑操作 = M // 将RLO的内容传给位存储区中的位M115.4 L DB1 . DBD12 //把数据块DB1双字DBD12中的内容传送给累加器1 //双字表示32位，如浮点数为32为双字 对常数或常量的寻址方式，操作数本身包含在指令中 L //把整数27装入累加器1 L C# //把 BCD码常数0100装入累加器1 SET //把RLO （Result of Logic Operation）置“1”

7 存储器间接寻址 这些地址的表示方式有什么不同？ 字地址指针 双字地址指针 （用得不是很多） 直接寻址 存储器间接寻址 MW20
标识参数由一个存储器给出，存储器的内容对应该标识参数的值(该值又称为地址指针)， 该寻址方式能动态改变操作数存储器的地址，常用于程序循环 直接寻址 存储器间接寻址 A I 1.2 L MB10 L MD 12 …… A I [ DB1.DBD0 ] L MB [ MD16 ] L MD [ MW20 ] …… 如果： DB1.DBD0=P#1.2 如果： MD16=P#10.0 如果： MW20=12 这些地址的表示方式有什么不同？ 字地址指针 双字地址指针 MW20 DB1.DBD0 MD16

8 地址指针的描述 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
XXXX XXXX XXXX XXXX 字地址指针的描述 表示0～65535 双字地址指针描述 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX bbb bbbb bbbb bbbb bxxx 字节编号 位编号 0～65535 0～7 可描述范围：0.0～ 用双字格式访问字节、字、双字存储器，必须保证位编号为0。

9 实例 L 5 //将整数5装入累加器1 T MW0 //将累加器1的内容传送给存储字MW0，此时MW0内容为5
OPN DB[MW0] //打开由MW0指出的数据块，即打开数据块5（DB5） L P# //将地址指针2# 装入A1 T MD2 //将累加器1的内容P#8.6传送给位存储区中的MD2 L P#4.1 //将2# 装入A1 累加器1原内容（P#8.6）被装入累加器2 +I //将累加器1和累加器2内容整数相加，在累加器1中得到的“和”为 2# （P#12.7） T MD6 //将累加器1的当前内容传送MD6（12.7） A I[MD2] //对输入位I8.6进行“与”逻辑操作，结果存放在RLO中 = Q[MD6] //将RLO赋值给输出位Q12.7

10 寄存器间接寻址 在S7中有两个地址寄存器（AR1和AR2） 地址寄存器的内容 ＋ 偏移量 ＝ 地址指针
地址寄存器的内容 ＋ 偏移量 ＝ 地址指针 L P#8.6 LAR1 L P#10.0 LAR2 A I[AR1，P#1.0] = Q[AR2，P#4.1] //将P#8.6装入A 1 //将累加器1的内容传送至地址寄存器1 //将P#10.0装入A1 //将累加器1的内容传送至地址寄存器2 //AR1+偏移量(9.6) //AR2+偏移量(14.1) 为双字地址指针，地址格式参见存储器双字地址指针格式 这是区域内寄存器间接寻址（指令中给出存储区域标识）

11 这是区域内寄存器间接寻址——指令中给出存储区域标识
L P#8.6 LAR1 L P#10.0 LAR2 A I[AR1，P#1.0] = Q[AR2，P#4.1] //将P#8.6装入A 1 //将累加器1的内容传送至地址寄存器1 //将P#10.0装入A1 //将累加器1的内容传送至地址寄存器2 //AR1+偏移量(9.6) //AR2+偏移量(14.1) L P#I8.6 LAR1 L P#Q10.0 LAR2 A [AR1，P#1.0] = [AR2，P#4.1] //将指向I8.6的地址指针装入A 1 //将累加器1的内容传送至地址寄存器1 //将指向Q8.6的地址指针装入A 1 //将累加器1的内容传送至地址寄存器2 //AR1+偏移量(9.6) //AR2+偏移量(14.1) 等以后熟悉了再用 这是区域间寄存器间接寻址——存储区域的信息包含在地址指针中

12 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
寄存器地址指针的描述 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX z000 0rrr bbb bbbb bbbb bbbb bxxx 字节编号 位编号 存储区域标识符P.255 0：区域内间接寻址； 1：区域间间接寻址 P#8.6 P#I8.6 P#Q8.6 1 000 0 000 001 010

13 实例1 作用： 把地址为0.0开始的64个开关量输入信号采用循环方式逐个转存到DB1，存放位置由DB1.DBX10.0开始的64个位。
L P#0.0 LAR1 L P#10.0 LAR2 L n1: T #loopcounter OPN DB1 CLR A I [AR1,P#0.0] = DBX [AR2,P#0.0] L P#0.1 +AR1 +AR2 L #loopcounter LOOP n1 作用： 把地址为0.0开始的64个开关量输入信号采用循环方式逐个转存到DB1，存放位置由DB1.DBX10.0开始的64个位。 Loopcounter为整形临时变量 累加器A1减1，A1不为0，则循环到n1

14 实例2 作用： 把地址为256.0开始的32个模拟量输入信号采用循环方式逐个转存到DB2，存放位置由DB2.DBD200开始的32个浮点数。
L P#256.0 LAR1 L P#200.0 LAR2 L n1: T #loopcounter OPN DB2 L PIW [AR1,P#0.0] T # Dec _In CALL "SCALE" IN : =# Dec_in HI_LIM : = e LO_LIM : = e BIPOLAR : =FALSE RET_VAL : =#ret OUT : =#In_result L #In_result T DBD[AR2,P#0.0] L P#2.0 +AR1 L P#4.0 +AR2 L #loopcounter LOOP n1 作用： 把地址为256.0开始的32个模拟量输入信号采用循环方式逐个转存到DB2，存放位置由DB2.DBD200开始的32个浮点数。 如果不同量程如何处理？

15 9.3.3 状态字 状态字表示CPU执行指令时所具有的状态，用户程序可以访问和检测状态字，并可以根据状态字中的某些位决定程序的走向和进程。
状态字 状态字表示CPU执行指令时所具有的状态，用户程序可以访问和检测状态字，并可以根据状态字中的某些位决定程序的走向和进程。 15 8 7 6 5 4 3 2 1 ······ BR CC1 CC0 OS OV OR STA RLO FC 首次检测位 * 逻辑操作结果* 状态位 或位 溢出位 溢出状态保持位 条件码0 条件码1 二进制结果位

16 Result of Logic Operation
位置：状态字位 “0” 作用：决定对逻辑运算指令开关量操作数的存放位置 OMRON有 LD 和 LD NOT 位置：状态字位 “1” 作用：存储位逻辑指令或算术比较指令的结果 逻辑操作结果 RLO Result of Logic Operation 所有的逻辑运算结果均放在此处！！

17 RLO、FC的变化示例 = Q:0.0 A I:0.0 1 1 1 1 与 AN I:0.1 1 1 1 =Q1.0 1 语句表 实际状态
检测结果 RLO 说明 = Q:0.0 A I:0.0 1 1 1 1 与 AN I:0.1 1 1 1 检测结果与RLO运算，结果存RLO =Q1.0 1 I:0.0 I:0.1 Q:1.0

18 9.3.4 位逻辑运算指令 PLC中的触点包括常开触点(动合触点)和常闭触点(动断触点)两种形式。
位逻辑运算指令 PLC中的触点包括常开触点(动合触点)和常闭触点(动断触点)两种形式。 ※常开(动合)触点： “1”↔“动作”↔“闭合” “0”↔“不动作”↔“断开” ※常闭(动断)触点： “1”↔“动作”↔“断开” “0”↔“不动作”↔“闭合” 位逻辑运算指令主要包括： 与 －－ A 与非 －－ AN 或 －－ O 或非 －－ ON 异或 －－ XOR 赋值 －－ ＝ 置位 －－ S 复位 －－ R

19 ⑴串联逻辑 A、AN ( ) I0.0 I1.0 M2.1 Q4.0 “1” “0” A I0.0 A I1.0 AN M2.1 = Q4.0 I0.0为“1” 且 I1.0为“1” 且 M2.1为“0” → Q4.0为“1” 语句表 实际状态 检测结果 RLO 说明 下一条指令表示一新逻辑串的开始 A I0.0 1 A I1.0 检测结果与RLO “与”运算 RLO AN M2.1 = Q4.0

20 ⑵并联逻辑 O、ON ( ) I0.0 Q4.0 I1.0 M2.1 O I0.0 O I1.0 ON M2.1 = Q4.0 I0.0为“1” 或 I1.0为“1” 或 M2.1为“0” → Q4.0为“1” 语句表 实际状态 检测结果 RLO 说明 以下是新逻辑串的开始 O I0.0 1 O I1.0 检测结果与RLO运算，结果存RLO ON M2.1 = Q4.0

21 ⑶ 串并联的复合达式和先“与”后“或” A I0.2 A I0.2 ( ) I0.0 Q1.2 I0.4 I0.1 I0.3 I0.2
( ) I0.0 Q1.2 I0.4 I0.1 I0.3 I0.2 ( ) I0.0 Q1.2 I0.4 I0.1 I0.3 I0.2 A( ) O( ) A( ) A I0.0 A I0.1 AN I0.3 AN I0.4 = Q1.2 O I0.0 ON I0.3 O I0.1 ON I0.4 = Q1.2 O O( ) A( ) A I0.2 A I0.2 当逻辑串是串并联的复合组合时，CPU的扫描顺序是先“与”后“或”。

22 ⑷ 输出指令(＝) ⑸置位／复位指令 ( ) I0.0 Q1.2 Q1.3 A I0.0 = Q1.2 = Q1.3
( ) I0.0 Q1.2 Q1.3 A I0.0 = Q1.2 = Q1.3 ⑸置位／复位指令 若RLO的值为1，被寻址位的信号状态被置l或清0 若RLO是0，则被寻址位的信号保持原状态不变 指令格式 指令示例 说明 S <位地址> S Q0.2 R<位地址> R M1.2

23 9.4 程序结构 组织块OB 功能块 数据块 结构化编程的“块” STEP7 支持结构化编程 main() OB1块 其它OB块 中断函数
9.4 程序结构 主程序 函数(过程)1 函数(过程) n …… STEP7 支持结构化编程 main() OB1块 组织块OB 其它OB块 中断函数 FB块 用户定义函数 功能块 FC块 类似于子程序/过程 数据块 DB块 全局变量 STEP 7 C语言 SFB、SFC 库函数 结构化编程的“块”

24 9.4.1 数据块 PLC可定义的数据类型：bool、byte、int、dint、real、date、time等基本数据类型
数据块 PLC可定义的数据类型：bool、byte、int、dint、real、date、time等基本数据类型 以及数组、结构等复式数据类型 数据块定义的原则：·先定义后访问 ·允许建立不同大小的数据块，以序号 ·不同CPU对允许定义的数据块数量及数据总量有限制

25 ⑴ 数据块定义 有2种定义方式: ①用STEP 7开发软件包定义，使用前作为用户程序的一部分下载到CPU
②程序运行过程中通过系统函数动态定义数据块 (慎用，定义不当易崩溃)

26 ⑵ 数据块访问 ·直接访问，指令中写明数据块号、类型、位置 L DB1.DBD2 //块号——1，双字，数据块中2～5字节
A DB1.DBX //块号——1，位， 2字节第2位 L “Temp”·T //符号地址 · “先打开后访问” OPN DB 1 L DBD //访问DB1.DBD2 注： 数据块没有专门的关闭指令，在打开一个新块时，先前打开的块自动关闭

27 ⑶ 背景数据块和共享数据块 背景数据块：附属于某个FB块，数据块与某FB所要求的输入输出数据格式完全相符。背景数据库可以理解为某FB的输入实参体。 共享数据块：定义的数据可以被任何块读写访问 数据块在CPU的存储器中是没有区别的，只是由于打开方式不同，才在打开时有背景数据块和共享数据块之分。原则上，数据块都可以当作共享数据块使用。

28 9.4.2 逻辑功能块 ······ OB块不可以被调用 S7 PLC程序可以放在任何OB、FB、FC中
逻辑功能块 S7 PLC程序可以放在任何OB、FB、FC中 FB、FC可以被OB调用，也可以被其它FB、FC调用 FB、FC可以定义多个，以序号区分 OB 应用程序 FB FC SFB SFC 其它 FB/FC/ SFB/SFC call ······ 不超过8级 应用程序 OB块不可以被调用

29 (1)FC块 FC功能块由两个主要部分组成：一是变量声明表；二是应用程序 包括：in、out、in_out、temp 变量申明表 应用程序

30 (2)FB块 FB功能块由两个主要部分组成：一是变量声明表；二是应用程序 包括：in、out、in_out、temp、stat 变量申明表

31 (3)变量说明 in out in_out 实现调用块和被调用块间的数据传递。 在调用功能块时给出，实参的数据类型必须与形参一致。 stat
静态变量定义在背景数据块中 当被调用块运行时，能读出或修改背景数据块中的静态变量；被调用块运行结束后，静态变量保留在背景数据块中。 temp 临时变量仅在逻辑块运行时有效，逻辑块结束时存储临时变量的内存被操作系统另行分配。

32 (4)FC、FB的调用 FB块的调用： CALL FB4 , DB33 a1:= a2:= b1:= c1:=
DB33中的数据结构应与FB4中的变量申明表结构（除temp变量）完全相同 FC功能块没有背景数据块，调用时赋实参(数据类型相同)： CALL FC1 a1:= DB1.DBD0.0 a2:= DB2.DBW6.0 b1:= DB10.DBX5.6 c1:= MW12 S7CPU中可使用的B堆栈大小是有限制的，对于S7300 CPU可在B堆栈中存储8个块的信息，因此在控制程序中最多可同时激活8个块。

33 9.4.3 组织块及中断优先级 DB/FB/FC可以根据需要定义，以序号区分 同一类的块没有“贵贱”之别
OB块也可以根据需要定义，以序号区分 但不同的块功能不同，且有“优先级”之别 1. OB1是主循环块，任何S7PLC系统都需要OB1，所以优先级最低 2.其它每一个OB可以对应为一种中断，不同的OB对应有不同的优先级 问题：从过程控制的角度看，除了OB1之外，通常还需要哪些中断？

34 — 部分OB块的优先级： OB块 说明 优先级 OB1主循环r★★ 基本组织块，循环扫描 1（最低） OB10时间中断
根据设置的日期、时间定时启动 2 OB20延时中断 受SFC22控制启动后延时特定时间允许 3 OB35循环中断★★ 根据特定的时间间隔允许 12 OB40硬件中断 检测到外部模块的中断请求时允许 16 OB80～0B87异步错误中断★ 检测到模块诊断错误或超时错误时启动 26 OB100启动★ 当CPU从STOP状态到RUN状态时启动 27

35 注意事项 一个OB块形成一个程序链(OB调用FB/FC，FB/FC调其它FB/FC)
所有程序的临时变量存放在L堆栈中，L堆栈是有限的，供程序中的所有优 先级划分使用。如：CPU 314的L堆栈为1536Byte，允许每个优先级及所有 嵌套调用中激活块的自定义临时变量总数不能超过256Byte（其中有20B被 OB自己占用了），否则会导致CPU有RUN模式变为STOP模式。 问题：如果临时变量不够用怎么办？ 如：OB35 功能块或 系统功能块 优先级12 L堆栈 ≤256字节 如：OB1 优先级1 数据块 总共1536字节

36 3个常用组织块 OB100 OB1 OB35 (1) 初始化块（OB100） (2) 主循环块（OB1） (3)循环中断（OB 35）
当PLC从STOP切换到RUN状态后，CPU首先调用OB100（可预置参数，即初始化，只运行一次），OB100调用结束后，开始进入程序运行；如没有OB100，则系统不对任何参数进行初始化。 (2) 主循环块（OB1） OB1是最基本的组织块，当OB100调用结束后，操作系统开始周而复始地调用OB1，这称为扫描循环 扫描周期的长短，主要取决于OB1中的程序执行所需时间 OB1必须存在，但OB1中不一定需要放置代码。 为防止程序陷入死循环，可以设置确定主循环的最长时间。正常情况下，扫描周期小于该时间，如果扫描周期大于设定主程序最大允许循环行时间，操作系统调用OB80（循环时间超时），若OB 80中未编写程序，CPU将转入停止（STOP）状态。 (3)循环中断（OB 35） S7－300 PLC允许设计一个以固定间隔运行的定时中断组织块OB35，定时时间间隔可以在1ms～1min的范围内设置，当允许循环中断时，OB35以固定的间隔循环运行，但要求确保设置的定时时间间隔大于OB35的执行时间，否则将造成系统异常，操作系统将调用异步错误OB 80。

37 9.4.4 逻辑块的调用关系 共享DB 共享DB FB、SFB FC、SFC 操 作 OB1 系 统 背景DB FC、SFC 共享DB
OB35、OB10、OB20……

38 9.5 S7 PLC的网络通信（集成） 现代计算机控制系统已不再是自动化的“孤岛”，而是集过程控制、生产管理、网络通信、IT技术等为一体的综合自动化系统，系统最主要的结构特征表现为一个多层次的网络体系。 S7 PLC的网络功能很强，它可以适应不同控制需要的网络体系，也为各个网络层次提供互联模块或接口装置，通过通信子网把PLC、PG、PC、OP及其它控制设备互联起来。 S7 PLC可以提供：MPI——Multipoint Interface PROFIBUS－DP Industrial Ethernet 这3种通信方式都有各自的技术特点和不同的适应面。

39 通信子网 特征 MPI PROFIBUS-DP Industrial Ethernet 工业以太网 标准 SIEMENS EN50170 Vol.2 IEEE802.3 介质访问技术 令牌环令 令牌环＋主从式 CSMA/CD 传输速率 187.5Kbps 9.6Kbps～12Mbps 10Mbps / 100Mbps 常用传输介质 屏蔽2芯电缆 塑料光纤 玻璃光纤 屏蔽双绞线 屏蔽同轴电缆 最大站点数 32 127 ＞1000 拓扑结构 总线型、树型、星型、环型 通信服务 S7函数、GD S7函数、DP、FDL等 S7函数、TCP/IP等 适用范围 现场设备层、控制单元层 控制层、管理层

40 PLC控制系统需要集成哪些设备？ 扩展机架 上位机（监控） 其他SIEMENS PLC 其他总线系统（设备）

41 扩展机架的集成（扩展）

42 （1）PLC机架的三种通信（集成）方式 回顾：机架的设计

43 S7-200 EM 221 DI 8 x DC24V I.0 I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 Features • Modular small control system for the lowest performance range, • Performance-graded range of CPUs, • Extensive selection of modules, • Expandable with up to 7 modules, • Backplane bus integrated in the modules, • Can be networked with - RS 485 communication interface or - PROFIBUS, • Central PG connection with access to all modules, • No slot restrictions, • Own software, • “Total Package” with power supply, CPU, I/O in one unit, • "Micro PLC" with integrated functions.

44 S7-200: Modules EM CP EM Expansion • Digital input modules:
Modules (EM) V DC - 120/230V AC • Digital output modules: - 24V DC - Relais • Analog input modules: - Voltage - Current - Resistance - Thermocouple • Analog output modules: Communications The CP can be used to connect the S7-200 as Master to an AS-Interface. Processors (CP) As a result, up to 248 binary elements can be controlled via 31 AS-Interface Slaves. This significantly increases the number of inputs and outputs for the S7-200. Accessories Bus connector EM

45 S7-300 Features • Modular small control system for the lower performance range • Performance-graded range of CPUs • Extensive selection of modules • Expandable with up to 32 modules • Backplane bus integrated in the modules • Can be networked with - Multipoint interface (MPI), - PROFIBUS or - Industrial Ethernet. • Central PG connection with access to all modules • No slot restrictions • Configuration and parameter setting with the help of the "HWConfig" tool.

46 S7-300: Modules CPU IM (optional) SM: DI SM: DO SM: AI SM: AO FM:
- Counting - Positioning - Closed-loop control CP: - Point-to-Point - PROFIBUS - Industrial Ethernet PS (optional) Signal Modules • Digital input modules: 24V DC, 120/230V AC (SM) • Digital output modules: 24V DC, Relay • Analog input modules: Voltage, current, resistance, thermocouple • Analog output modules: Voltage, current Interface Modules The IM360/IM361 and IM365 make multi-tier configurations possible. (IM) They loop the bus through from one tier to the next. Dummy Modules The DM 370 dummy module reserves a slot for a signal module whose parameters (DM) have not yet been assigned. It can also be used, for example, to reserve a slot for installation of an interface module at a later date. Function Modules Perform "special functions": (FM) - Counting - Positioning - Closed-loop control. Communication Provide the following networking facilities: Processors (CP) - Point-to-Point connections - PROFIBUS - Industrial Ethernet. Accessories Bus connectors and front connectors

47 S7-400 Features • The Power PLC for the mid to upper performance range, • Performance-graded range of CPUs, • Extensive selection of modules, • Can be expanded by over 300 modules, • Backplane bus integrated in the modules, • Can be networked with - Multipoint interface (MPI), - PROFIBUS or - Industrial Ethernet, • Central PG connection with access to all modules, • No slot restrictions, • Configuration and parameter setting with the help of the "HWConfig" tool, • Multicomputing (up to 4 CPUs can be used in the central rack ).

48 S7-400: Modules CPU SM: DI SM: DO SM: AI SM: AO CP FM SM IM PS
Signal Modules • Digital input modules: 24V DC, 120/230V AC (SM) • Digital output modules: 24V DC, Relay • Analog input modules: Voltage, current, resistance, thermocouple • Analog output modules: Voltage, current. Interface Modules The IM460, IM461, IM463, IM467 interface modules provide the connection (IM) between various racks: • UR1 (Universal Rack) with up to 18 modules • UR2 (Universal Rack) with up to 9 modules • ER1 (Extension Rack) with up to 18 modules • ER2 (Extension Rack) with up to 9 modules. Function Modules Perform "special functions": (FM) • Counting • Positioning • Closed-loop control. Communication Provide the following networking facilities: Processors (CP) • Point-to-Point connections • PROFIBUS • Industrial Ethernet. PS

49 （1）PLC机架的三种通信（集成）方式 √ 优先考虑 控制室 PLC CR 现场 对象1 对象n
方法一、IM365/IM365——本地集成一 方法二、IM360/IM361——本地集成二 方法三、IM153——分布式IO（通过DP总线） √ 优先考虑 控制室 对象1 RIOU 对象n PLC CR Profibus-DP总线 现场

50 上位机（监控）

51 （2）PLC与上位机的三种通信方式 MPI通信 物理层符合RS485标准，是一种低成本的网络系统，用于连接多个不同的CPU或设备。
多数SIMATIC产品都集成有MPI接口 OS* S7 300 S7 400 PG OP MPI

52 MPI通信 一个MPI网最多允许连接32个网络站点，它的传输速率是187.5Kbps，因此，MPI子网主要适用于站点数不多、数据传输量不大的应用场合。 MPI连接距离有限，从第一个节点到最后一个节点最长距离仅为50m。对于一个要求较大区域的信号传输，采用两个中继器可以将MPI通信电缆最大长度延伸到1100m。 图7.46 MPI子网的扩展 ≤50米 ≤1000米 RS485转发器 （中继器） 适用于多数中小系统

53 Profibus－DP通信 说明： 1.CPU上需要有DP接口，可以是集成的，也可以式扩展的（如CP342－5） 2.最大站点数127
OS* S7 300 S7 400 Profibus-DP 说明： 1.CPU上需要有DP接口，可以是集成的，也可以式扩展的（如CP342－5） 2.最大站点数127 3.最大通信距离（不加中继器）1200米，与通信波特率有关 4.OS需要配置接口卡（如CP5611等) 5.OS需要软件支持

54 Ethernet通信 说明： 1.PLC上需要配置以太网扩展接口模块（如CP343－1等，P.271) 2.OS上可以用普通网卡
3.OS需要软件支持（如基于OPC的通信支持软件包）

55 （3）PLC与PLC的三种通信方式 MPI通信 物理层符合RS485标准，是一种低成本的网络系统，用于连接多个不同的CPU或设备。
多数SIMATIC产品都集成有MPI接口 OS* S7 300 S7 400 PG OP MPI

56 其他SIEMENS PLC

57 MPI通信 S7 300 S7 400 MPI GD通信，参见P268

58 Profibus－DP通信 S7函数通信 CALL "AG_RECV“ CALL "AG_SEND"
左边发送的数据即是右边接收的数据，发送方和接收方的数据长度要统一

59 √ DP coupler通信 DP/DP coupler 定义通信，需要通信的数据只需要在DP coupler上配置，即可实现自动通信
S7 400 －DP1 RIOU S7 300 －DP2 RIOU √ DP/DP coupler 定义通信，需要通信的数据只需要在DP coupler上配置，即可实现自动通信 发送方和接收方的数据长度要统一

60 其他总线系统（设备）

61 与RS232之间的通信 （4）PLC与其它协议的通信 CP340(6ES7 340-1AH02-0AE0)或
－DP2 RIOU RS232 仪表 节点

62 与RS422/RS485之间的通信 CP340(6ES7 340-1CH02-0AE0)或
－DP2 RIOU RS485 仪表 节点

63 SIMATIC Overview SIMATIC HMI SIMATIC PG SIMATIC PC SIMATIC NET SIMATIC
7 8 9 4 5 6 1 2 3 . D E F A B C I N S L H T P R K M O SIMATIC HMI SIMATIC PG SIMATIC PC SIMATIC NET PROFIBUS-DP Industrial Ethernet PROFIBUS MPI Network SIMATIC Controller Introduction The introduction of electronics has resulted in great changes in industrial control engineering. Together with automated machinery, whose application possibilities were expanded through electronic controls, these changes have also led to new technologies and branches. Controllers In addition to the energy supply, control elements are required for the operation of machines and processes in almost all areas of manufacturing. It must be possible to initiate, control and monitor the operation of any given machine or process. In the past, control tasks were solved with conventional control technology by individually - that is, dependent on the task - wiring contacts and relays. Today programmable logic controls are largely used to solve automation tasks. Totally Integrated In order for companies to remain competitive, it is not enough to isolatedly Automation automate only individual processing stations or machines. The demand for more flexibility with higher productivity can only then be fulfilled when the individual machines are integrated in the entire system. The information flow between all components is essential for the functioning of the entire system. Production processes are no longer seen as individual partial processes, but rather as integral components of an entire production process. Also, the entire process is also no longer structured centrally as hierarchical. Now the process is structured as distributed and autonomous individual elements. The total integration of the entire automation environment is today made possible with the help of: • common configuring and programming of individual partial systems • common data management • common communication between all participating automation components. ASI FM SV SIMATIC DP

64 作业：阅读以下程序，写出程序功能（文字描述或框图均可）
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