中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第27页 Q 0.1 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
数字量输出 超温洒水 Q 0.2 Q 0.3 Q 0.4 Q 0.5 Q 0.6 Q 0.7 Q 1.0 Q 1.1 Q 1.2 Q 1.3 Q 1.4 Q 1.5 Q 1.6 Q 1.7 Q 2.0 Q 2.1 Q 2.2 Q 2.3 Q 2.4 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 数字量输出 CST启动/停止 CST急停 CST慢动 CST复位 张紧控制 CST急停指示灯 CST启动指示灯 给煤机启动指示灯 烟雾报警 堆煤报警 跑偏报警 拉线开关报警 纵撕报警 张力下降报警 电机定子超温报警 滚筒超温报警 皮带打滑报警 皮带断带报警 皮带超速报警 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第28页
3.3.2PLC的硬件配置
根据控制系统的要求及I/O点数的估算系统PLC选用SIEMENS公司
S7-300。 名称 CPU模块 电源框架 数字量输入模块 数字量输出模块 模拟量输入模块 模拟量输出模块 1. CPU 表3.3.2 PLC配置清单 规格 注释 CPU315-2DP CPU自带存储器 PS307-5A SM321 每个模块有32个输入点 SM322 每个模块有32个输出点 SM331 每个模块有8点输入 SM332 每个模块有8点输出 S7-300[21][22][27]CPU模块类型多种多样，有CPU312IFM、CPU313、CPU314、
CPU314 IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8种不同的中央处理单元可供选择。CPU312IFM、CPU314IFM是带有集成的数字和模拟输入/输出的紧凑型CPU，用于要求快速响应并具有许多特殊功能的装置。CPU313、CPU314、CPU315模块不带集成的I/O端口，其存储容量、指令执行速度、可扩展的点数、计数器/定时器数量、软件块数量等随序号的递增而增加[13]。315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有现场总线扩展的功能。因此我们考虑系统以后的扩展，可选择带总线扩展功能的CPU，考虑它们的性价比，最终我们选用315-2DP。
CPU315-2DP是具有中到大容量程序存储器和PROFIBUS-DP主/从接口的CPU，它用于包括分布式及集中式I/O的任务中。CPU315-2DP具有48KB的RAM，内置80KB的装载存储器（RAM），可用存储器卡扩充装载存储器，最大容量为512KB，指令执行速度为0.1ms/1000条，最大可扩展1024点数字量或128个模拟量通道，其他特性与CPU314相同。CPU315-2DP是带现场总线（PROFIBUS）SINEC L2-DP接口的CPU模块，其它特性与CPU315模块相同。 2. 电源框架
PS307是西门子S7-300的专配24V直流电源，这一系统共有2A、5A、10A三种不同额定输出电流的电源，其工作原理和备用参数均相同。在这个系统中，选择PS307 5A电源，它安装在导轨的1号槽，在CPU的左侧，用电源连接线连接到CPU上面。
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图3.3.1供电系统电气图
PS307 5A负载电源模块连接单相交流系统，将120或是220伏交流电压变为24伏直流工作电压。具有防短路和开路保护的功能。一个带有保护罩的开关可用来选择120伏或220伏交流线电压。安装一小型断路器，以保护电源模块的电源进线电缆，断路器指标应是：220VAC时额定电流是10A，跳闸特性为C类。当输出正常额定电压24V时，绿色LED灯亮；当输出电路过载时，则LED灯闪烁，输出电流长期在5到6.5A之间时，输出电压下降，缩短电源的使用寿命，当输出电流超过6.5A时，电压跌落，过后可以自动恢复；当输出短路时，则LED灯暗下来，输出电压为0V，短路故障排除后，电压可以自动恢复；当一次侧低电压时，LED灯暗下，电源自动切断，电压自动恢复；当一次侧发生过压时，LED灯熄灭，电源可能会被彻底毁坏。电源输入功率为138W，效率是87%，功率消耗为18W，输出电压额定值是24VDC，允许误差是24V×5%，上升时间最大为2.5S。PS307 2A的输人功率是58W，效率是83%[22]。
3. 数字量输入模块
根据计算，系统的数字量输入点数为23，为了系统留有余量，选用SM321数字量输入模块。该模块具有32点输入，电气隔离为16组，额定输入电压24VDC，适用于开关及2-/3-/4线接近开关。
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图3.3.2 SM321接线图及方框图 4. 数字量输出模块
SM322数字量输出模块的作用是将S7-300的输出信号传给外部负载（即用户输出设备），并将S7-300内部低电平信号转换成外部所需要电平的输出信号。因此每一个输出点的输出电路可等效为一个输出继电器，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电机、灯和电动机启动器。按负载回路使用电源的不同，可分为直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块三种。按输出开关器件的种类不同又可分为晶体管输出方式、可控硅输出方式和继电器触点输出方式三种。晶体管输出方式的模块只能带直流负载，属于直流输出模块；可控硅输出方式的模块只能带交流负载，属于交流输出模块；继电器触点输出方式的模块可带直流负载，也可带交流负载，属于交直流两用输出模块。从响应速度来看，晶体管响应最快，继电器最慢；从安全隔离效果和应用灵活性角度来看，以继电器触点输出型最佳。