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S7-300

提供有大量功能，支持用戶的S7-300編程、調(diào)試和維護等工作。

• 高速指令處理：
  指令執(zhí)行時間從 4 ns 起，開辟了中低端性能范圍內(nèi)的全新應用。
• 浮點運算：
  可以高效率地使用浮點運算甚至復數(shù)運算功能。
• 用戶友好的參數(shù)分配：
  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(shù)化工作。這降低了入職門檻和培訓費用。
• 操作員控制與監(jiān)視 (HMI)：
  用戶友好的 HMI 服務已集成在 S7-300 操作系統(tǒng)中。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(shù)據(jù)， S7-300 操作系統(tǒng)在期望的更新時間完成這些數(shù)據(jù)的自動傳輸工作。并且完全使用相同的符號和數(shù)據(jù)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、記錄錯誤信息和特定的系統(tǒng)事件（例如，時間錯誤、模塊故障等）。這些事件已加上時間標簽并儲存在循環(huán)緩沖器內(nèi)以用于將來故障排除。
• 密碼保護：
  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(quán)復制與更改。

SIMATIC S7-300 符合以下國內(nèi)和國際標準：

• CE 認證
• UL 認證
• CSA 認證
• cULus 認證
• cULus HAZ.LOC. 認證
• FM 認證
• ATEX 認證
• 澳大利亞標志
• IEC 61131
• 船級社認證
  
  • ABS（美國船級社）
  • BV（法國船級社）
  • DNV（挪威船級社）
  • GL（德國勞氏船級社）
  • LRS（英國勞氏船級社）
  • Class NK（日本船級社）

詳細信息，請參閱手冊《SIMATIC S7-300 可編程控制器 S7-300 模塊數(shù)據(jù)》中的一般技術(shù)數(shù)據(jù) / 1.1 標準與認證”。

通信

SIMATIC S7-300-CPU 支持以下通信類型：

• 過程通信：
  通過總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對 I/O 模塊進行循環(huán)尋址（交換過程映像）。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過程通訊。
• 數(shù)據(jù)通信：
  在自動化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個自動化系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信可循環(huán)進行，或在發(fā)生特定事件時通過塊從用戶程序調(diào)用。

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(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 支持不同的數(shù)據(jù)通信機制：

• 使用MPI，通過全局數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅(qū)動型通信。通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

全局數(shù)據(jù)

通過使用“全局數(shù)據(jù)通信”服務，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（最多 8 個 GD 數(shù)據(jù)包，每個循環(huán)各含 22 字節(jié)）。據(jù)此，可以實現(xiàn)，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進行全局數(shù)據(jù)交換。組態(tài)通過 STEP 7 的 GD 表完成。

通信功能

通過系統(tǒng)內(nèi)集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信服務。

這些服務包括：

• 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(wǎng)進行的 S7 通信。
  可以使用 S7-300：
  • 用作服務器時，使用MPI、C總線和PROFIBUS
  • 作為服務器或客戶端，通過集成的 PROFINET 接口通訊

通過可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信服務。

這些服務包括：

• 通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)進行S5兼容通訊
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的標準通訊（非西門子系統(tǒng)）

與全局數(shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實現(xiàn)通信功能。

集成到 IT 環(huán)境中

通過 SIMATIC S7-300，可以簡單地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動化工程環(huán)境相連。使用CP 343-1 Advanced，可以實現(xiàn)以下信息技術(shù)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(zhuǎn)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(wǎng)頁；通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)
• 標準診斷頁；
  無需額外工具，就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機架上的所有模塊的快速診斷工作。
• 電子郵件；
  發(fā)送直接從用戶程序認證的電子郵件。電子郵件客戶端設(shè)計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。
• 通過 FTP 進行通信； 
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺上都提供了開放協(xié)議
• 設(shè)計有30 MB RAM文件系統(tǒng)，可以用作動態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲器。

S7-300 PROFINET CPU 集成有一個 Web 服務器。因此，可以使用標準 Web 瀏覽器讀出 S7-300 站的信息：

• CPU 常規(guī)信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 變量狀態(tài)
• 模塊狀態(tài)
• 報警
• 有關(guān)工業(yè)以太網(wǎng)的信息
• PROFINET 節(jié)點拓撲

通過用戶定義的頁面，也可經(jīng)由該 Web 服務器對 S7-300 CPU 執(zhí)行寫訪問。

等時同步模式

使用系統(tǒng)功能“等時同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS/PROFINET 信號傳輸和
• 程序執(zhí)行

適合 PROFIBUS/PROFINET 恒定總線循環(huán)時間。

創(chuàng)建自動化解決方案，以恒定間隔時間（恒定總線周期時間）來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建一致的部分過程圖像。

通過分布式 I/O 的恒定總線周期和同步信號處理，S7-300 確保可精確重復和定義的過程響應時間。

提供了大量支持等時同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來處理運動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務。

在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-300 可開辟高速處理運算的重要應用領(lǐng)域，實現(xiàn)極高精度和可重復性。這意味著可在提供且恒定的質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量。

模塊的診斷和過程監(jiān)控

許多SIMATIC S7-300的輸入/輸出模塊具有智能功能：

• 監(jiān)控信號采集（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(shù)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(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：

• 可設(shè)置參數(shù)的診斷消息：
  僅當通過適當參數(shù)設(shè)置啟用之后，才會發(fā)送診斷消息。
• 不可設(shè)置參數(shù)的診斷消息：
  這些消息是自動發(fā)送的，即與參數(shù)設(shè)置無關(guān)。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無傳感器輸入”），則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應的參數(shù)設(shè)置之后才會觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。

硬件中斷

通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且可以觸發(fā)對信號變化的響應。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)具體參數(shù)設(shè)置，該模塊可在信號狀態(tài)變化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上為每個通道組觸發(fā)硬件中斷。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 40)。信號模塊可以每個通道緩沖一個中斷。
• 模擬量輸入模塊：
  通過設(shè)置上限值和下限值，可以定義工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些限值進行比較。若測量值違反其中任何一個限值，就會觸發(fā)硬件中斷。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 40)。若限值高于/低于過量程/欠量程值，則不進行進行比較。
  

S7-300F

工作模式

S7-300F 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并且位于故障安全信號模塊之內(nèi)。

信號模塊通過差異分析和測試信號注入來監(jiān)控輸出和輸入信號。

通過定期自檢、命令測試以及按時間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查，CPU 可檢查控制器的運行是否正常。此外，通過狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請求，還可以檢查 I/O 狀況。

若在系統(tǒng)中診斷出故障，則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。

編程

CPU 315F 與安全有關(guān)的程序采用 STEP 7 語言的梯形圖（LAD）和功能圖（FBD）編制。與運行有關(guān)的功能范圍和數(shù)據(jù)類型均限于在此處設(shè)置。編譯時使用特定的格式和參數(shù)，可以創(chuàng)建安全相關(guān)程序。在單個CPU中，標準程序可以同時與故障安全程序一起運行（共存），無任何限制。

該軟件包的另一個組件是F庫，配有TUV認可的安全相關(guān)功能的編程實例。這些編程實例可以更改，但更改必須再次認證。

S7 F分布式安全選項軟件包

編制安全相關(guān)的程序段時，必須使用選項軟件包“S7 F Distributed Safety”。該軟件包含有創(chuàng)建 F 程序所需要的全部功能和塊。運行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。