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S7-300

一般步驟

S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。

一個(gè)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(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點(diǎn)對點(diǎn)接口的 CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點(diǎn)對點(diǎn)連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計(jì)數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)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(fù)載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時(shí)連接中央控制器 (CC) 和擴(kuò)展裝置 (EU)。
  通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個(gè)擴(kuò)展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。所有模塊均在外殼中運(yùn)行，并且無需風(fēng)扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴(kuò)展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護(hù)等級為 IP20 機(jī)柜內(nèi)使用時(shí)，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機(jī)柜和 IP65 外殼。

設(shè)計(jì)

簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護(hù)：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)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(jī)械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時(shí)，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機(jī)構(gòu)，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(cuò)插到其他的模塊上。
• 現(xiàn)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(yù)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(nèi)，并有前蓋保護(hù)。因此，所有模塊應(yīng)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(kuò)展

若用戶的自動化任務(wù)需要 8 個(gè)以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時(shí)，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴(kuò)展：

• 中央控制器和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架多可連接32個(gè)模塊：
  總共可將 3 個(gè)擴(kuò)展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個(gè) CC/EU 可以連接八個(gè)模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個(gè) 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(kuò)展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴(kuò)展：
    1 個(gè)擴(kuò)展裝置遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米；電源電壓也通過擴(kuò)展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴(kuò)展：
    3 個(gè)擴(kuò)展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠(yuǎn)距離為 10m。
• 單獨(dú)安裝：
  對于單獨(dú)的 CC/EU，也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達(dá) 10m。
• 靈活的安裝選項(xiàng)：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以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(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器
• 多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時(shí)連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進(jìn)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(gòu)建一個(gè)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(shè)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(gè)。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)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(xiàn)場設(shè)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(jìn)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(gòu)建一個(gè)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(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)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(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)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(xiàn)場設(shè)備

通過 AS-Interface 進(jìn)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(xiàn)場設(shè)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(diǎn)對點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)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(jīng)濟(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)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(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)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(nèi)。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)：
  “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個(gè)數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪問另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)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(qiáng)大的通信技術(shù)：
  • 多達(dá) 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)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(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項(xiàng)：
  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(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的調(diào)整。例如，任意兩個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)之間多可以開啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

通過 CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)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(wǎng)總線系統(tǒng)。

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機(jī)
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機(jī)器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅(qū)動控制器
• 其它廠商設(shè)備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計(jì)的方式運(yùn)行：

• ET 200M 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應(yīng)用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用

• 通訊模塊通過點(diǎn)對點(diǎn)連接或總線系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

模板的范圍：

• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通訊處理器
• 用于連接AS-Interface的通訊處理器
• 用于連接PROFIBUS DP的通訊處理器
• 用于連接PROFIBUS FMS的通訊處理器
• 用于連接工業(yè)以態(tài)網(wǎng)的通訊處理器

• 用于簡便、快捷地對S7-300模板進(jìn)行接線

可提供下列內(nèi)容：

• 前連接器，當(dāng)更換模板時(shí)無需重新接線
• SIMATIC TOP Connect, 用于快速、無故障地連接傳感器和執(zhí)行器，連接距離可達(dá)30m
• 可以快速、直接地將SIMATIC S7-300連接到控制柜中的各個(gè)控制單元上。

S7-300/ET 200M 需要 24V DC 電源。

SITOP 負(fù)載電源把 120/230 VAC 線路電壓轉(zhuǎn)換到所需的 24 VDC 工作電壓。

這些模塊可利用外部電壓為S7-300/ET200M以及傳感器和執(zhí)行器供電。

負(fù)載電源模塊安裝在 CPU/IM 361/IM153（插槽1）左邊的 DIN 導(dǎo)軌上。

通過所提供的電源連接器連接到 CPU/IM 361/IM153 上。

該模板的前面板包括：

• 輸出電壓指示：
  一個(gè) LED 顯示 24 V DC 輸出電壓。
• 線電壓選擇開關(guān)：
  可以通過帶保護(hù)罩的開關(guān)選擇輸入電壓：120 VAC 或 230 VAC。
• 24 VDC 輸出電壓的 On/off 開關(guān)；

前面板上通過蓋板保護(hù)的還有：

• 端子:
  這些端子用于連接輸入電壓電纜、輸出電壓電纜和接地導(dǎo)線。

負(fù)載電源也可安裝在 35 mm 的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上（EN 50 022），這需要下述安裝適配器：

• PS 307-1B 和 PS 307-1E各需一個(gè)適配器
• PS 307-1K 需2個(gè)適配器

IM 360/IM 361 和 IM 365 允許多層配置 S7-300 自動化系統(tǒng)（CPU 313C,314 以上），由中央控制器和多 3 個(gè)擴(kuò)展單元機(jī)架組成。

各個(gè)機(jī)架通過接口模塊互相連接。

• IM 365：
  中央控制器和一個(gè)帶多8個(gè)模塊擴(kuò)展機(jī)架；距離： 1 m
• IM 360/IM 361：
  中央控制器和三個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，每個(gè)機(jī)架多8個(gè)模塊；相鄰兩個(gè)機(jī)架間的距離： 4 cm 至 10 m

STARTER 調(diào)試工具操作簡便，可用于：

• 調(diào)試
• 故障診斷

此軟件可作為獨(dú)立 PC 應(yīng)用軟件運(yùn)行，也可作為與 TIA 兼容的程序集成在 SIMATIC STEP 7 中或集成到 SCOUT 工程組態(tài)系統(tǒng)中（適用于 SIMOTION）。其基本功能和操作在兩種情況下是相同的。

除 SINAMICS 變頻器外，STARTER 還支持 MICROMASTER 4 設(shè)備。

使用項(xiàng)目向?qū)?，可以將?qū)動系統(tǒng)添加到項(xiàng)目結(jié)構(gòu)樹中。

面向解決方案的對話窗導(dǎo)航功能可以向初學(xué)者提供支持，同時(shí)，圖形化顯示功能可在設(shè)置驅(qū)動參數(shù)時(shí)幫助理解。

調(diào)試由向?qū)Чδ苓M(jìn)行引導(dǎo)，該向?qū)Э赏瓿沈?qū)動系統(tǒng)中的所有基本設(shè)置。因此，作為驅(qū)動器組態(tài)過程的一部分，只需設(shè)置一些參數(shù)，便可啟動和運(yùn)行電機(jī)。

所需的各個(gè)設(shè)置使用基于圖形的參數(shù)化界面，界面也可精確顯示驅(qū)動系統(tǒng)的運(yùn)行原理。

可獨(dú)立設(shè)置的示例包括：

• 如何使用端子
• 總線接口
• 設(shè)定值通道（例如，固定設(shè)定值）
• 閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制（例如，斜坡函數(shù)發(fā)生器、極限值等）
• BICO 互連
• 故障診斷

專家們可以使用專家列表明確、快速地隨時(shí)訪問單獨(dú)的參數(shù)。對常用參數(shù)的個(gè)別編輯可保存在專用的用戶列表和監(jiān)控表中。

此外，還有下列功能可用于：

• 控制器設(shè)置的自（取決于驅(qū)動設(shè)備）
• 設(shè)置和跟蹤記錄 ¹⁾
  用于記錄 2 × 8 個(gè)信號的功能
  • 測量光標(biāo)功能
  • 大量觸發(fā)功能
  • 多個(gè) Y 刻度
  • 當(dāng)前控制器周期時(shí)鐘內(nèi)的采樣時(shí)間

診斷功能提供以下信息：

• 控制/狀態(tài)字
• 參數(shù)狀態(tài)
• 運(yùn)行條件
• 通信狀態(tài)

性能特點(diǎn)

• 操作方便：進(jìn)行少量設(shè)置就可成功進(jìn)行調(diào)試：電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)
• 面向解決方案的對話框用戶引導(dǎo)功能可使調(diào)試過程得以簡化
• 自功能可減少手動所用的時(shí)間

系統(tǒng)要求

必須滿足以下低系統(tǒng)要求：

• 硬件
  • 采用 Pentium III 處理器的編程器或 PC，處理器速度至少 1 GHz（建議 > 1 GHz）
  • 工作存儲器 2 GB（建議 4 GB）
  • 屏幕分辨率 1024×768 像素，16 位色深
  • 可用硬盤空間：小 5 GB
• 軟件
  • Microsoft Internet Explorer V6.0 或更高版本
  • 32 位操作系統(tǒng)：
    Microsoft Windows 7 Professional SP1
    Microsoft Windows 7 Ultimate SP1
    Microsoft Windows 7 Enterprise SP1（標(biāo)準(zhǔn)安裝）
  • 64 位操作系統(tǒng)：
    Microsoft Windows 7 Professional SP1
    Microsoft Windows 7 Ultimate SP1
    Microsoft Windows 7 Enterprise SP1（標(biāo)準(zhǔn)安裝）
    Microsoft Windows Server 2008 R2 SP1
    Microsoft Windows 10 Pro
    Microsoft Windows 10 Enterprise

支持的虛擬化平臺：

STARTER（V4.5 SP1 及更高版本）可安裝在虛擬機(jī)中。為此，請選擇可使用下面指定版本或較新版本的虛擬平臺：

• VMware vSphere Hypervisor (ESXi) 6.0
• VMware workstation 11
• VMware player Pro 7.0

使用以下來賓操作系統(tǒng)，可以在所選的虛擬化平臺中安裝 STARTER：

• Windows 7 Professional/Ultimate/ Enterprise (32/64 位)
• Windows 10 Professional/Enterprise (64 位)

¹⁾ 取決于驅(qū)動裝置不支持 MICROMASTER 4、SINAMICS G110、SINAMICS G120（固件版本 <V4.4）、SINAMICS G110D 和 SINAMICS G120D（固件版本 < V4.5）。