西門子電源模塊6ES7307-1BA00-0AA0說明:

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工作

西門子電源模塊6ES7307-1BA00-0AA0概述：

6ES7307-1BA01-0AA0 SIMATIC S7-300 穩壓電源 PS307 輸入： 120/230 V AC，輸出：  DC 24 V DC/2 A

S7-300

SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統，可滿足中、低端的性能要求。

模塊化、無風扇設計、易于實現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應用中各種不同任務的經濟、用戶友好的解決方案。

SIMATIC S7-300 的應用領域包括：

• 特殊機械，
• 紡織機械，
• 包裝機械，
• 一般機械設備制造，
• 控制器制造，
• 機床制造，
• 安裝系統，
• 電氣與電子工業及相關產業。

多種性能等級的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模塊，可允許用戶根據不同的應用選取相應模塊。任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。

SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器：

• 具有高電磁兼容性和抗震性，可zui大限度地用于工業領域。

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統可使用在對安全要求較高的設備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環境造成損害。

S7-300F 滿足下列安全要求：

• 要求等級 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
• 類別 1 - 4 符合 EN 954-1

另外，標準模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創建一個全集成的控制系統，在非安全相關和安全相關任務共存的工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態和編程。

S7-300

一般步驟

S7-300自動化系統采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統包含下列組件：

• CPU：
  不同的 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)。
• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計數、定位（開環/閉環）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時連接*控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
  通過分布式*控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴展的環境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、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，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調節的機柜和 IP65 外殼。

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 1 FM352-5高速布爾處理器簡介

FM352-5是一種現場可編程門陣列FPGA，FPGA包括輸入、輸出以及邏輯單元等可編輯元件用來實現一些基本的邏輯門電路, 如圖1所示：

圖1 FPGA 內部架構

通過編程，這些邏輯單元被分配一些如與、或、非、置位/復位等功能，系統設計師可以根據需要通過連接FPGA內部的邏輯單元和邏輯功能，就好像連接一個電路試驗板，完成所需要的特定功能。zui終程序將成為通過連接邏輯單元形式的硬件結構的一部分，這些硬件結構的程序組件好像通過連接的繼電器控制回路一樣并行執行，響應快速并且響應時間基于常數，FM352-5的掃描周期固定為1цs。
FM352-5模塊高速處理數字量輸入、輸出信號以及編碼器信號，從讀入數字量輸入信號、CPU程序處理到信號的輸出zui小周期不到10цs，適合邏輯簡單、要求快速響應的應用如速度測量、脈寬調制（zui小20цs可調）輸出等。由于FM352-5是布爾處理器，所以只能對布爾、字節、字、雙字等信號進行處理，而不能處理浮點信號。

2 FM352-5工作方式
FM352-5具有獨立的處理能力，安裝方式靈活，可以安裝于S7-300 PLC*機架、分布式I/O ET200M中（可以是非西門子主站）、也可以獨立安裝。如圖2所示：

圖2 FM352-5的安裝形式

獨立安裝時通過模塊集成的輸入、輸出信號對受控設備進行操作并讀出反饋狀態，由于沒有額外的通信接口而不能通過人機界面進行操作。安裝于S7-300 *機架中，CPU與FM352-5數據交換過程如圖3所示：

圖3 CPU與FM352-5數據交換示意圖

FM352-5模塊通過集成的輸入接口接收編碼器信號和數字量輸入信號，通過背板通信總線接收CPU發送的命令信號（圖中為輸出緩存，如果FM352-5獨立安裝，只能通過集成的接口接收輸入信號），經過FPGA(現場可編程門陣列)處理后直接通過模塊集成的輸出點輸出，運算數據也可以通過輸入緩存作為狀態信號反饋到CPU。CPU與FM352-5間的通信數據經過接口函數塊的處理后進入CPU的用戶數據區，FM352-5與CPU之間的數據交換也可以通過FM352-5的邏輯地址區直接通信。
普通CPU程序執行是以串行掃描的，FM352-5程序執行則是以并行掃描的，保證程序執行的快速性，由于程序從左到右并行執行，在不同程序行中對由同一信號產生的邏輯結果處理時，可能導致邏輯的先后次序錯誤，FM352-5使用連接器和多相時鐘的技術使具有競爭條件的時序延遲，保證信號的正確性。連接器的使用規則如下：
? 如果連接器的觸點在它的輸出線圈以前引用，那么觸點的值將取決于上個掃描結果。
? 如果連接器的觸點在它的輸出線圈以后引用，那么觸點的值將取決于當前掃描結果。
連接的使用如圖4所示：

圖4 FM352-5連接的使用

連接器使用的方式相當于中間變量，使用梯形圖編寫的FM352-5程序存儲于一個FB塊中，所有的變量使用在FB塊中定義的形參，連接器變量使用固定的形參格式
＃Conn.arrXcon，在圖2程序段1的程序中，連接器＃Conn.arrXcon[8]和＃Conn.arrXcon[9] 的觸點信號在輸出線圈＃Conn.arrXcon[8]以前引用，所以它們的值將取自線圈上個掃描結果。在程序段4的程序中，連接器＃Conn.arrXcon[8]和＃Conn.arrXcon[9]的觸點信號在它的輸出線圈＃Conn.arrXcon[8]以后引用，所以它們的值將取自線圈當前掃描結果。如果在不同程序段相對于連接器使用具有保持功能的指令塊如計數器、定時器、RS觸發器、沿檢測、位移寄存器等時（參考表8），模塊通過多相時鐘管理這些指令塊正確的時序，例子程序如圖5所示：

圖5 保持功能塊的多相定時

在程序段1中，連接器＃Conn.arrXcon[2] 的觸點信號在它的輸出線圈前引用，它的值將取自線圈上個掃描結果，所以RS觸發器＃FF.ThirdFF被看作相序1，在程序段2中，RS觸發器＃FF.MoreFFs[0] 相序為1，＃FF.MoreFFs[1] 相序為2，連接器線圈
＃Conn.arrXcon[2]在相序1后輸出。在程序段3中，通過連接器觸點＃Conn.arrXcon[2]將RS觸發器＃FF.MoreFFs[2]連接到程序段2的相序1后，同樣被看作為相序2，程序段3相當于程序段2的擴展部分，這樣程序執行相序圖（順序）如圖6所示：

圖6 12相序定時和I/O時序圖

從圖4中可以看到，＃FF.MoreFFs[0]為相序1zui先執行，＃FF.MoreFFs[2]和＃FF.MoreFFs[1] 同為相序2被同時執行。每一個程序段中zui多可以串連11個（相序）具有保持功能的指令塊，第十二個相序作為輸出，如果利用連接器擴展，如圖5中程序段2和程序段3中zui多只能連接11個指令塊，否則編譯時報錯。利用12相序的處理方式也保證FM352-5并行處理的穩定性——程序的執行周期固定為1цs。

3 輸入輸出端子接線
FM352-5集成zui多15個數字輸入，8個數字輸出和一路編碼器輸入信號。輸入輸出端子的定義參考表1所示：
表1 FM352-5輸入輸出端子定義

注1：
訂貨號為FM352-5AH00-0AE0模塊，管腳10為2M，作為2區輸入輸出電路公共端。
訂貨號為FM352-5AH10-0AE0模塊，管腳10為2L+，作為2區輸入輸出電路電源端。
注2：
訂貨號為FM352-5AH00-0AE0模塊帶有漏型（NPN）輸出。
訂貨號為FM352-5AH10-0AE0模塊帶有源型（PNP）輸出。
根據現場信號和工藝的要求選擇漏型或者源型輸出的FM352-5模塊，漏型比源型輸出的響應頻率高。

編碼器的端子定義參考表2所示：

表2 編碼器的端子定義

FM352-5模塊可以連接下列類型的編碼器：
• 5V RS422對稱脈沖串增量型編碼器
• 24V非對稱脈沖增量型編碼器
• 具有同步串行接口SSI的型值編碼器，模塊具有Master或Listen接口
通過模塊的硬件配置選擇連接編碼器的類型，同時只能連接一個編碼器。編碼器的使用將占用對應的輸入信號，例如，連接24V增量型編碼器時I9、I10、I11被占用。如果沒有連接編碼器，接收編碼器信號的端子可以作為數字量輸入信號，zui多15個數字輸入，其中包括3個差分輸入信號I12、I13和I14。

4 模塊的參數化
安裝FM352-5模塊軟件包后可以對模塊進行參數化，在SIMATIC Manager硬件配置界面插入FM352-5模塊，雙擊FM352-5的圖標，在彈出的對話框中點擊 “Parameters” 按鈕進入參數化界面如圖7所示：

圖7 FM352-5參數化界面

FM352-5模塊可配置的參數如下：

•® “Basic parameters ”
定義是否產生中斷，產生的中斷分為診斷中斷（OB82）和過程中斷（OB40）。
•® “Module Diagnostics Enable”
定義產生診斷中斷的條件，如 電源1L+、2L+掉電等。
•® “Output Diagnostics Enable”
定義輸出過載是否產生診斷中斷。
•® “Process Interrupts Enable”

定義FM352-5 生成的8個過程中斷，這些中斷需要通過在FM352-5中編程觸發（“Intr”形參）。產生中斷在CPU中調用相應OB塊，例如OB40，通過OB40形參
“0B40_POINT_ADDR”*個字節的8個位可以判斷FM352-5中產生中斷的事件。
“Module Diagnostics Enable”、“Output Diagnostics Enable ”、“Process Interrupts Enable ”中的參數是動態參數，在CPU中可以通過調用SFC55－寫數據記錄1進行配置和修改，數據記錄1中包含8個字節，數據格式參考表3。

表3 數據記錄區1的診斷數據

表3中參數含義如下：
MI L ：I L電源掉電。
M2L ：2L電源掉電。
ESSF ：編碼器電源故障。
M3L ：3L電源掉電。
SSIF ：SSI編碼器值溢出。
DBW ：差分輸入編碼器斷線。
O7～O0 ：輸出過載。
MMC ：MMC卡故障。
PAE ：8個過程中斷

表中每一個位表示一個生成中斷的信息，值為0時不產生中斷，值為1時激活中斷。沒有使用的位被保留，設置為0。修改的參數在CPU再次啟動時恢復模塊中的設置值。
•® “Input filter time constants”
定義輸入信號的濾波時間，選擇濾波時間長，采樣不易受到干擾，但響應慢；反之易受到干擾，響應快。
•® “Program properties”
選擇FM352-5是否可以獨立運行。選擇獨立運行時，FM352-5的程序通過PG或寫卡器
寫入MMC中。
•® “Encoder－ General”
選擇使用編碼器的類型，SSI、5V和24V編碼器，或者不連接編碼器。
•® “Encoder－ SSI”
如果連接SSI編碼器，在本欄中定義SSI編碼器的參數。
•® “Encoder －5V Differential and 24V single-ended encoder”
如果連接5V或24V編碼器，在本欄中定義編碼器的參數。
•® “Advanced Parameters”
參數“Module Diagnostics hardware support”、 “Output Diagnostics hardware support”、“Process Interrupts hardware support ”是“Module Diagnostics Enable”、 “Output Diagnostics Enable ”、“Process Interrupts Enable ”中選擇產生中斷條件的先決條件，如果在“Advanced Parameters”沒有選擇將不會產生任何中斷信息。FM352-5可使用的編程資源有限，所有配置的中斷都將占用FM352-5的資源，如果去掉沒有使用的中斷將節省模塊的資源，增加用戶程序的空間。
“Consistency check”檢查CPU與FM352-5的配置匹配性，如選擇“Module checks for consistency”，FM352-5參數修改后，編譯后的配置信息必須從新下載到CPU中。

5 編程
FM352-5模塊具有獨立的執行程序，與普通CPU編程方法類似，但是不能使用語句表編程，由于FM352-5是針對位信號進行處理，SIMATIC Manager中集成的一些指令不能使用，如圖8所示，由于時序的原因在位邏輯中不能使用單線圈的R/S觸發器及SAVE指令；在比較器和轉換器中不能使用涉及浮點運算的指令，計數器、定時器則需要使用FM352-5的函數庫。安裝FM352-5的參數化軟件后，在SIMATIC Manager中自動集成FM352-5的函數庫如圖9所示，函數庫中包含計數器、定時器、加減乘除函數塊、移位寄存器函數塊等，如果在FM352-5中使用非法的指令，在程序編譯時會報錯。FM352-5的執行程序只能存儲于一個函數塊FB中，執行程序中不能使用M、DB、I、Q、L、PIW 、PQW等數據區，也不能使用地址，必須使用FB中的形參進行程序的編寫，FB形參的是由IN、OUT及STAT接口區組成，可以是數組、結構及FB等數據類型。FM352-5使用的函數塊FB形參有固定的格式，有的形參可以添加修改，有的則不能做任何改動。函數塊FB輸入接口區的形參如表4所示。

圖8 FM352-5 不能使用的指令

圖9 FM352-5 函數庫

表4 FB輸入接口區的形參

輸入接口區的形參為集成的數字量輸入信號（2個字節）和CPU發送的命令信號（14個字節），形參使用符號名尋址，例如集成的*個輸入信號地址表示為Din[0]，而不能使用IX.X。函數塊FB輸出接口區的形參如表5所示：

表5 FB輸出接口區的形參

輸出接口區的形參為集成的數字量輸出信號（2個字節）和CPU發送的命令信號（14個字節）。函數塊FB靜態接口區的形參如表6所示：

表6 應用FB塊的靜態形參格式