西门子模块总代理商-南充

一、S7-300/400模块化结构
      与小型PLC（如西门子S7-200）不同，大中型PLC大的特点就是采用模块化控制系统，来满足中等或高性能要求的应用。在大中型PLC系统中，各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展，由于点数基本上不受太多的限制，其灵活性就非常高。 
      基本的模块化硬件结构结构包括机架、电源、处理器CPU、输入输出I/O模块、编程或通讯用接口，图1表示了一个模块化控制器是如何由模块化硬件部件一一组成的。
 

图1  模块化控制器的组成部分

     其中机架是用来安装处理器和I/O模块、特殊模块的，所有模块都可以很容易地沿着导轨插入到机架。不同类型的PLC系统其机架槽数不太一样，可以互联的机架数也不尽相同。大中型PLC系统在配置时，其机架数可以有很多，机架之间的关系可以用图2来表示。

 
图2  机架网络

二、西门子S7－300 PLC
      1、模块化结构
     S7-300为节省空间的模块化结构设计，可以适配用户现有的各种机械控制任务，不需要考虑槽位规则。在运行时，无需风扇。除模块外，只需要DIN标准的导轨，就可以将模块旋转到位，安装在导轨上并用螺钉紧固。这种结构形式非常牢固并且有很高的电磁兼容性。S7-300的背板总线集成在模块上，通过将模块插入到总线连接器进行装配。如图3所示为S7-300模块化结构安装现场。

 
图3  S7-300模块化结构安装现场

     S7-300是模块化的组合结构，根据应用对象的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一机架(导轨)或多个机架上，如图4所示。

 
PS：电源模块；IM：接口模块；SM：信号模块；FM：功能模块；PG：编程器；OP：操作面板
图4  S7-300系列PLC系统构成框图

      2、主要功能
     S7-300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：
       (1) 高速的指令处理。0.1～0.6us的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
       (2) 人机界面(HMI)。方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。
       (3)诊断功能。CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件。
       (4)口令保护。多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。

一．PLC发展的现状:

可编程序控制器(PLC)是在继电接触器控制和计算机控制基础上开发的工业自动控制装置,是计算机技术在工业控制领域的一种应用技术。进入二十世纪八十年代以来，随着微机技术和微电子技术的迅猛发展，极大推动了PLC在世界范围内的发展，其功能越来越强大，应用范围越来越广阔，已广泛应用在各种机械和生产过程的自动控制中。

我国在七十年代末期开始对PLC进行研究、生产和应用。在近十年来，取得了非常好的成绩。特别是在应用方面，随着国力的增强和生产力的提高，PLC已经渗透到了各个领域。在生产方面，为了提高生产效率和工业的自动化，我们引进了许多在世界上都处于技术的成套设备，如上海宝钢集团上马的期工程中，就采用了250台PLC，二期工程中有采用了180台。再如，总部坐落在北京的神华集团，其下属神东公司，其优质煤的日产量在世界，所使用的采煤设备是当前世界好的三家公司的新产品，大量地使用PLC等先进技术。还有三峡工程、秦川电站、天津开发区的康师傅方便面生产线等都用了PLC控制。现在PLC不但应用于冶金、矿业、机械、轻工等工业自动控制中，在其他领域它也有着广泛地应用。例如，市政建设中的水处理，沥青、混凝土的拌和；日常生活中的电梯、车库的自动化管理等、货物存取等；商业中的自动售货机，啤酒罐装及酿酒等；还在环保、娱乐业中也有应用。

以前PLC应用得比较少时，只需要有较少的技术人员掌握即可满足生产要求，随着PLC应用范围的扩展、功能的日益强大，PLC在生产中的地位越来越重要，只有少数技术人员懂得PLC的现状再也不能满足企业控制技术发展的要求了。现在招聘维修电工不但基本技术要扎实，还要懂得PLC技术、变频技术及微机技术的原理和故障鉴别等。而对于在生产线上的普通操作也应该懂得一些关于PLC、变频器等方面的基本知识，这样既可便于生产操作，又可以对生产和维修有很多帮助，如帮助维修人员明确故障的范围和现象，缩短故障维修时间，更好的保证生产的顺利进行。这也正好符合PLC当初的设计初衷，即：是操作人员使用方便，不存在计算机与传统电气控制间的“鸿沟”。

针对目前，中技电类毕业生毕业后主要面向企业的电气维修及操作人员分配的现状，笔者认为在中技层次的电类教学中开展PLC等新技术的教学是非常必要的。

二．目前中技教育的现状：

目前在进行维电的天津市各中技学校中，一般都具有了PLC等设备，只数量不同而已。它们现阶段主要服务于“工”或“技师”等比较高层次的技能培训中。而对于中技层次的培训，一般由于以下三方面的顾虑，使学校不敢把这些设备投入到中技的教学中来。

技校学生从初中开始学习底子较差，在技校的理论课学习中能容易形成抵触情绪，造成理论知识贫乏的恶性循环，而PLC的学习需要一定的电基础。如果基础太差会增加PLC教学的困难，影响教学质量，甚至造成高投入低产出的恶果 。

技校学生电基础本质较差，自我约束能力较差，加上学习的劲头在不足，就极易造成设备的损坏。而PLC等设备的价格较高，一般机型的单台价格均在2~3千元左右。一旦损坏必然要造成学校投入的不必要浪费。

现阶段天津市中技学校按照劳动局的要求实施教学制为三年，一般为理论课一年，实习课一年，第三年作为预分配和生产实践教学的模式。第二年实习的主要任务是取得中级工的技术等级，在这一年里学生需要掌握电工基本操作技能，照明、电动机、电力拖动及机床维修、电子技术的课题，需要引导学生从入门到具备中级技能，时间比较紧张。各个学校能够达到基本要求都已经很不容易。

三．解决方法：

PLC等课程在中技教学中实施比较困难，但PLC等先进技术在社会中已达到广泛应用，社会需要具备此项技术的人才。我们必须采取一些方法解决实施的问题。笔者认为，我们应从以下几方面来着手解决：

其一：劳动局直管部门协调，对一年级理论课教学大纲进行适当的调整。目前中技理论课教材中虽有PLC方面的课本，但一般学校就不作教学安排了。可以本着发展的眼光由劳动局直管部门协调，将PLC课程加入一年级理论的教学中，并对开展的学校予以适当鼓励。

其二：根据PLC课程教学的规律，可针对PLC教学实施一体化的教学方式。各学校可聘请PLC教师或相关实习教师担任PLC课程的教学工作。由于PLC课程本身就是微机原理的一门应用学科，决定了其理论教学与实训不可分割的特性，必须边学边练，只有这样才能有利于PLC知识的掌握，从而达到好的教学效果。

其三：根据中技学生的特点，在教学中多注意理论联系实际。为了引起学生的学习兴趣，我们可以在教学初期组织学生们到一些现代化的企业中进行参观活动，让他们了解PLC在实际生产生活中的应用，使他们知道学习PLC的重要性。在教学中也要尽可能多地联系实际，比如做一些霓红灯、交通工具控制、电梯控制等实际应用的课题，全力提高他们学习的积极性。

其四：在鼓励学习的严格加强设备的管理，建立健全的实践设备管理制度。在实训开始阶段就应帮助学生树立爱护设备的意识，逐步形成良好的设备使用习惯。严格要求学生，损坏东西应及时报告老师，老师可根据损坏情况帮助维修。否则发现损坏不报者就严格处罚。即实行“严格要求，人性化管理”的方法。

其五：努力培养学生的独立操作能力，注重能力的培养。笔者一直认为对于中技学生的教育不应只片面看重成绩。关键是一种能力的培养，使之具备一种能力，来满足未来社会的发展和自身生存的需要。在教学中加大实验实训的分量，力争使理论与实践的比例达到1:1， 甚至实践超过理论。在学习中注意鼓励每个学生都动手去做，动脑去想。

以上是我关于在中技培训中开展PLC教学的一点想法。值得欣慰的是我们学校走在了天津市中等职业教育的前列。我们学校由于比邻工程师范学院自动化系，众多教师是自动化系的毕业生，在源峰公司对PLC教学产品研发阶段就对PLC有了接触。经过教研组调研，一致认为PLC在未来几年中一定会成为工业设备控制的主流，企业对PLC操作控制和基本编程的人员的需求将大幅度增加。从开发新课题，扩宽学生就业渠道，提高学生技能水平来讲也是有利无害的。校领导及实训中心领导在听取教师汇报后马上意识到了PLC在未来工业控制中心的重要性，也认识到PLC不只是大专院校的专利，也会在中等职业技能培训中占有一席之地。我校从2002年开始着手PLC课题和设备的建设，到2004年已拥有松下FP030余台OMRON C28及C60十余台，基本满足实训教学的要求，且在天津市中技学校中处于较的地位。

我想只有通过大家一起努力才能逐步提高天津市技术工人的水平，使天津市工人素质与发达的社会生产力及先进的设备相配套，从而大限度地发挥设备的潜能，为我们生产力和综合国力的提升创造有利条件。