上海幕炎工控設備有限公司
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西門子S7-300可編程控制器
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西門子S7-300可編程控制器
S7-300
?模塊化微型PLC系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求
?各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應自動化控制任務
?簡單實用的分布式結構和多界面網絡能力，應用十分靈活
?方便用戶和簡易的無風扇設計
?當控制任務增加時，可自由擴展
?大量的集成功能使它功能非常強勁
S7-300F
?故障安全型自動化系統(tǒng)，滿足工廠日益增加的安全需求
?基于S7-300
?可連接配有安全相關模塊的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
?通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進行安全相關通訊
?此外，還有用于與安全無關應用的標準模塊
S7-300
SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統(tǒng)，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(tǒng)，
?電氣與電子工業(yè)及相關產業(yè)。
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，可最大限度地用于工業(yè)領域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)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(huán)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(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng)，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(tài)和編程。
S7-300
一般步驟
S7-300自動化系統(tǒng)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(tǒng)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(huán)/閉環(huán)）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中央控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
通過分布式中央控制器 (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(huán)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(huán)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(jié)的機柜和 IP65 外殼。
設計
簡單的結構使得 S7-300 使用靈活且易于維護：
?安裝模塊：
只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘。
?集成的背板總線：
背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
?模塊采用機械編碼，更換極為容易：
更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
?現場證明可靠的連接：
對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
?TOP 連接：
為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
?規(guī)定的安裝深度：
所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護。因此，所有模塊應有明確的安裝深度。
?無插槽規(guī)則:
信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。
擴展
若用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：
?中央控制器和3個擴展機架最多可連接32個模塊：
總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。
?通過接口模板連接：
每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。 - 通過 IM 365 擴展：
1 個擴展裝置最遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。
- 通過 IM 360/361 擴展：
3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的最遠距離為 10m。
?單獨安裝：
對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。
?靈活的安裝選項：
CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以最大限度滿足空間要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口：
?連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網總線系統(tǒng)的通信處理器。
?用于點到點連接的通信處理器
?多點接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
是一種經濟有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)。
PROFIBUS DP進行過程通信
SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。
從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。
以下設備可作為主站連接：
?SIMATIC S7-300
（通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
?SIMATIC S7-400
（通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
?SIMATIC C7
（通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
?SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
?SIMATIC 505
出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。
以下設備可作為從站連接：
?ET 200 分布式 I/O 設備
?S7-300，通過 CP 342-5
?CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
?C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
?現場設備
雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通過 PROFINET IO 進行過程通信
SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。
從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。
可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：
?SIMATIC S7-300
（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
?SIMATIC ET 200
（使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
?SIMATIC S7-400
（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
可將下列設備作為 IO 設備進行連接：
?ET 200 分布式 I/O 設備
?ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
?SIMATIC S7-300
（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
?現場設備
通過 AS-Interface 進行過程通信
S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現場設備（AS-Interface 從站）。
更多信息，請參見通信處理器。
通過 CP 或集成接口（點對點）進行數據通信
通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質支持不同的通信協(xié)議：
?20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
?RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
?RS 422/RS 485
可以連接以下設備：
?SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
?打印機
?機器人控制
?掃描器，條碼閱讀器，等
特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內。
使用多點接口 (MPI) 進行數據通信
MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網絡任務。
?MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
?全局數據：
“全局數據通信”服務可以在聯(lián)網的 CPU 間周期性地進行數據交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數據包交換數據，每個數據包含有 22 字節(jié)數據，可同時有 16 個 CPU 參與數據交換（使用 STEP 7 V4.x）。
例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數據通信。
?內部通信總線(C-bus)：
CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
?功能強大的通信技術： - 多達 32 個 MPI 節(jié)點。
- 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
- 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
- 數據傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
?靈活的組態(tài)選項：
可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據需求實現設計的最優(yōu)化調整。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間最多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。
通過 CP 進行數據通信
SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網總線系統(tǒng)。
可以連接以下設備：
?SIMATIC S7-300
?SIMATIC S7-400
?SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
?編程器
?PC 機
?SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
?數控裝置
?機器人控制
?工業(yè)PC
?驅動控制器
?其它廠商設備
S7-300F
S7-300F 能夠以兩種 I/O 設計的方式運行：
?ET 200M 中的 I/O 設計：
故障安全數字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
?ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設計：
故障安全數字量輸入和輸出模塊可用于分布式應用
S7-300
提供有大量功能，支持用戶的S7-300編程、調試和維護等工作。
?高速執(zhí)行指令：
指令執(zhí)行時間最低可達0.01 μs，為中低端性能設備開創(chuàng)了全新的應用方案。
?浮點數運算：
可以高效率地使用浮點運算甚至復數運算功能。
?用戶友好的參數賦值：
僅需一個帶有統(tǒng)一操作界面的軟件工具，就可以完成所有模塊的參數化工作。這降低了入職門檻和培訓費用。
?人機界面（HMI）：
S7-300的操作系統(tǒng)已經集成了用戶友好的人機界面服務。這些功能不再需要成本高昂的編程工作：SIMATIC HMI系統(tǒng)向SIMATIC S7-300請求過程數據， S7-300在期望的更新時間完成這些數據的傳輸工作。SIMATIC S7-300的操作系統(tǒng)可以自主地完成傳輸過程。并且完全使用相同的符號和數據庫。
?診斷功能：
CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)不斷地檢測系統(tǒng)的功能、記錄故障信息和特定的系統(tǒng)事件（例如，時間錯誤、模塊故障等）。采用環(huán)境緩沖區(qū)記錄事件信息，并帶有時間截，以利于今后的故障排除。
?口令保護:
使用密碼保護功能高效、可靠地保護用戶信息，以防受到非授權復制與更改。
SIMATIC S7-300符合的國家標準和國際標準有：
?DIN
?UL 認證
?CSA 認證
?FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C））
?ATEX 認證
?澳大利亞標志
?以下船級社資格認證 - 美國船級社
- 法國船級社
- 挪威船級社
- 德國船級社
- 英國勞氏船級社
- 日本船級社（NK）
?抗震
通訊
SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型：
?過程通訊：
對于通過總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實現循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行層調用過程通訊。
?數據通訊：
用于自動化系統(tǒng)間或多個自動化系統(tǒng)與HMI之間的數據交換。數據通信循環(huán)地進行，也可以基于事件驅動通過塊由用戶程序發(fā)起。
STEP 7的操作界面極為友好，顯著地簡化了用戶的通信功能組態(tài)工作。
數據通訊
SIMATIC S7-300擁有不同的數據通信機制：
?使用MPI，通過全局數據通信，實現聯(lián)網CPU之間的數據包循環(huán)交換。
?借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅動型通信。網絡連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現。
全局數據
借助“全局數據通信”服務，聯(lián)網CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數據（最多可達8 GD 數據包，每周期22個字節(jié)）。據此，可以實現，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數據、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進行全局數據交換。組態(tài)通過STEP 7的GD表完成。
通訊功能
使用系統(tǒng)已經集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務。
這些服務是：
?通過 MPI 進行 S7 基本通訊。
?通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網的 S7 通訊。
S7-300 可以用于： - 用作服務器時，使用MPI、C總線和PROFIBUS
- 用作服務器或客戶端時，使用集成式PROFINET接口
使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門子設備之間的通信服務。
這些服務是：
?通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網進行的 S5 兼容通訊。
?通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網進行的標準通訊（非西門子系統(tǒng)）。
與全局數據不同的是，對于通信功能，必須為其建立通信連接。
集成到 IT 領域中
借助自動化工程組態(tài)，使用S7-300，可以更加方便地接入現代化的信息技術世界。使用CP 343-1 Advanced，可以實現以下信息技術功能：
?IP 路由；
借助IP訪問列表，將IP V4報文以不低于Gigabit的速度轉發(fā)至受控PROFINET接口。
?WEB 服務器；
使用標準瀏覽器，可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網頁；通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數據
?標準診斷頁；
無需額外工具，就可以在工廠內完成插裝在安裝機架上的所有模塊的快速診斷工作。
?E-mail；
直接從用戶程序中發(fā)送認證電子郵件。電子郵件客戶端設計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。
?通過 FTP 進行通訊；
大多數操作系統(tǒng)平臺都可以使用的開放協(xié)議
?設計有30 MB RAM文件系統(tǒng)，可以用作動態(tài)數據的中間存儲器。
S7-300 PROFINET CPU集成有Web服務器。因此，標準Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息：
?CPU 一般信息
?診斷緩沖區(qū)的內容
?變量表
?標簽狀態(tài)
?模塊的狀態(tài)
?報文
?工業(yè)以太網的相關信息
?PROFINET 節(jié)點的拓撲結構
等時模式
使用系統(tǒng)功能“同步模式”，可以同步耦合
?分布式信號采集、
?PROFIBUS 信號傳輸和
?程序執(zhí)行
總線周期時間的程序運行。
創(chuàng)建了自動化解決方案，可以以固定間隔時間（常量總線周期時間）捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建了前后一致的部分過程圖像。
借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術，S7-300確?？梢跃_地重現規(guī)定的過程響應時間。
為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域的苛刻任務。
在分布式自動化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應用領域，并確?？梢垣@得最高的精度和可重現性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質產品不斷地擴大生產數量。
模塊的診斷和過程監(jiān)視
SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：
?信號采用的監(jiān)控（診斷）。
?監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）。
診斷
診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集（針對數字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于無故障狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數化和非參數化診斷消息：
?可參數賦值的診斷報文：
僅由合適的設定參數啟用之后才會發(fā)出診斷消息。
?不可參數賦值的診斷報文：
這些消息的發(fā)出是一個常規(guī)事件，即該過程與參數化無關。
如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入”），則模塊會發(fā)起一個診斷中斷（若已經為該診斷消息設置了參數，則僅在相應的參數化過程之后才會產生中斷）。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關的診斷中斷塊（OB 82）。
