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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(hù)等工作。

• 高速執(zhí)行指令：
  指令執(zhí)行時間低可達(dá)0.01 μs，為中低端性能設(shè)備開創(chuàng)了全新的應(yīng)用方案。
• 浮點數(shù)運算：
  可以高效率地使用浮點運算甚至復(fù)數(shù)運算功能。
• 用戶友好的參數(shù)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(shù)化工作。這降低了入職門檻和培訓(xùn)費用。
• 人機(jī)界面（HMI）：
  S7-300的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶友好的人機(jī)界面。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在期望的更新時間完成這些數(shù)據(jù)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(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(hù):
  使用密碼保護(hù)功能高效、可靠地保護(hù)用戶信息，以防受到非授權(quán)復(fù)制與更改。

SIMATIC S7-300符合的標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)有：

• DIN
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證
• FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C））
• ATEX 認(rèn)證
• 澳大利亞標(biāo)志
• 以下船級社資格認(rèn)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(xiàn)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(diào)用過程通訊。
• 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進(jìn)行，也可以基于事件驅(qū)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(shù)據(jù)通訊

SIMATIC S7-300擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：

• 使用MPI，通過全局?jǐn)?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。網(wǎng)絡(luò)連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現(xiàn)。

全局?jǐn)?shù)據(jù)

借助“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（多可達(dá)8 GD 數(shù)據(jù)包，每周期22個字節(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(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)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(jīng)集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信。

這些是：

• 通過 MPI 進(jìn)行 S7 基本通訊。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。
  S7-300 可以用于：
  • 用作器時，使用MPI、C總線和PROFIBUS
  • 用作器或客戶端時，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(shè)備之間的通信。

這些是：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通訊。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通訊（非西門子系統(tǒng)）。

與全局?jǐn)?shù)據(jù)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(lǐng)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(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。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 器；
  使用標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(rèn)證電子郵件。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(jìn)行通訊；
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺都可以使用的開放協(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Web器。因此，標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)容
• 變量表
• 標(biāo)簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
• PROFINET 節(jié)點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

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(shù)，S7-300確保可以精確地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)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(lǐng)域的苛刻任務(wù)。

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(yīng)用領(lǐng)域，并確?？梢垣@得高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地擴(kuò)大生產(chǎn)數(shù)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(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)化和非參數(shù)化診斷消息：

• 可參數(shù)賦值的診斷報文：
  僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。
• 不可參數(shù)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(shù)化無關(guān)。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入”），則模塊會發(fā)起一個診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷）。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）。

• 22個不同的CPU:
  • 7種標(biāo)準(zhǔn)型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
  • 6 個緊湊型 CPU（帶有集成技術(shù)功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP、 CPU 314C-2 PN/DP）
  • 5 個故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）
  • 3技術(shù)型CPU(CPU 315T-3 PN/DP,CPU 317T-3 PN/DP,CPU 317TF-3 PN/DP)
• 還提供了 25 個適用于寬環(huán)境溫度范圍和中等負(fù)荷的 CPU
• 具有不同性能等級，滿足不同的應(yīng)用要求。

確定動態(tài)過載能力

功能概述

允許在運行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流（大允許連續(xù)直流電流）。但是超過的程度和持續(xù)時間要受到特定的限制，這在下面進(jìn)行詳細(xì)說明。

過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續(xù)時間取決于過載電流的時間特性，以及該裝置的過載歷史，還取決于具體的設(shè)備情況。

每次過載都必定跟隨有欠載（過載相的負(fù)載電流小于額定直流電流）。一旦達(dá)到高允許過載持續(xù)時間，負(fù)載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。

通過對電源部分進(jìn)行熱監(jiān)視可以確定動態(tài)過載持續(xù)時間（I²t 監(jiān)視）。I²t 監(jiān)視使用實際負(fù)載電流的時間特性計算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下，要把具體的設(shè)備特性（例如熱阻和時間常數(shù)）加入到計算中。當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開時，計算過程從初始值開始，該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設(shè)置參數(shù)時必須把環(huán)境條件（環(huán)境溫度和安裝高度）考慮進(jìn)來。

計算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時，I²t監(jiān)視會發(fā)出響應(yīng)。作為響應(yīng)，有兩種選擇可以被參數(shù)化：

• 電樞電流設(shè)置值下降到額定直流電流報警，或
• 設(shè)備關(guān)機(jī)故障

可以禁用 I²t 監(jiān)視功能。在這種情況下，電樞電流高限制為額定直流電流。

動態(tài)過載能力的組態(tài)

組態(tài)單包含以下信息：

• 長負(fù)載持續(xù)時間t_an從低溫電源部分和指定恒定負(fù)載時算起，
• 長零電流間隔t_ab（長冷卻時間）直到電源部分達(dá)到“低溫”熱狀態(tài)，以及
• 極限特性的磁場，用于確定熱穩(wěn)定、過載間歇運行期間的過載能力（周期性工作循環(huán)）

備注：如果計算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%，則認(rèn)為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進(jìn)制可分配輸出查詢。

帶過載間歇運行時具有極限特性的磁場結(jié)構(gòu)

具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時間 300s 的間歇過載運行的負(fù)載循環(huán)。這種負(fù)載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負(fù)載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流）和過載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流）。

每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負(fù)載電流表示成針對小負(fù)載持續(xù)時間（極限基本負(fù)載電流）的過載系數(shù)（極限基本負(fù)載電流，按額定直流電流的 a% 計算）。對于負(fù)載循環(huán)的剩余持續(xù)時間，大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性，則要遵守針對下一個高過載系數(shù)的極限特性。

極限特性的勵磁對于 300s 負(fù)載循環(huán)有效。使用基本計算算法，負(fù)載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負(fù)載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)。現(xiàn)在使用兩個基本任務(wù)顯示。

基本任務(wù)1 和 2 的特性舉例

基本任務(wù) 1

• 已知：
  裝置、循環(huán)持續(xù)時間、過載系數(shù)、過載持續(xù)時間
• 求：
  （?。┗矩?fù)載持續(xù)時間和大基本負(fù)載電流

SINAMICS DC MASTER 裝置的并聯(lián)

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件：

在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。

多可以并聯(lián) 6 部設(shè)備。多部裝置并聯(lián)時，主裝置應(yīng)該放置在中間，以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度：15 m。

同樣，每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器（u_K 小 2 %），以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級（電流下降）運行，推薦公差 5% 或更好。

只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時，允許的輸出電流為（維持輔助條件時）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量

冗余運行（“（n+m）運行”模式）

SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中，作為特殊的并聯(lián)運行模式。在此運行模式下，如果一臺裝置故障（例如電源部分的保險燒斷），其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后，電樞電路和勵磁電路都可以冗余運行。

當(dāng)一個裝置故障時，其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運行、持續(xù)工作不會中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時，需要特別注意在冗余應(yīng)用中，只須滿足 n 個裝置的額定功率（而不是 n+m 個裝置）。

在發(fā)生故障時，主裝置的功能會自動轉(zhuǎn)移。這樣一來，無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障，系統(tǒng)都會繼續(xù)運行。（可以根據(jù)要求提供冗余運行時的 MTBF 數(shù)據(jù)。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時的電樞電路連接示意圖

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

(3) 裝置使用（8 針）屏蔽跳線（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 標(biāo)準(zhǔn)）連接，與 PC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同?？梢灾苯訌奈鏖T子購買標(biāo)準(zhǔn)的 5m 長線電纜（訂貨號：6RY1707-0AA08）。n 個裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設(shè)備上的總線終端。

(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設(shè)備上。

(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。

SIMOTION – 適用于運動控制應(yīng)用的可擴(kuò)展系統(tǒng)平臺

SIMOTION 系統(tǒng)為自動控制任務(wù)（尤其是運動控制應(yīng)用）構(gòu)建了一個可擴(kuò)展的系統(tǒng)平臺。

借助系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，可以實施經(jīng)濟(jì)的定制應(yīng)用。

模塊化的 SIMOTION 軟件可實現(xiàn)完美集成，并且為自動控制過程的各個階段提供簡單易用的功能。

SIMOTION – 用于運行、工程和調(diào)試的軟件

SIMOTION 軟件分為以下幾類：

運行軟件

SIMOTION Kernel – 基本功能
SIMOTION Kernel 提供基本功能，是所有 SIMOTION 設(shè)備的組件。

SIMOTION 技術(shù)包
SIMOTION 技術(shù)包支持通過模塊化方式進(jìn)行功能擴(kuò)展。

SIMOTION IT – 維修和診斷功能
支持簡單的診斷、維修或 HMI 應(yīng)用，無需使用 SIMOTION SCOUT。

配置軟件

• SIMOTION SCOUT 工程軟件（集成 STARTER 調(diào)試工具）
• CamTool 可選包（凸輪編輯器）
• 驅(qū)動控制圖 (DCC) 可選包

SCOUT 工程系統(tǒng)擁有多種高性能工具，可以為機(jī)器自動控制領(lǐng)域需要的所有工程步驟提供簡單而又佳的支持。

SIMOTION CamTool 作為可選包提供，可輕松創(chuàng)建凸輪信號。

借助可選的驅(qū)動控制圖包，可通過預(yù)定義的功能塊（驅(qū)動控制塊，DCB）以圖形化的方式輕松配置各種技術(shù)功能。 SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）沒有該功能。

SCOUT 組態(tài)系統(tǒng)可在 SIMATIC STEP 7 中使用，它具有集成數(shù)據(jù)管理和組態(tài)功能，或者可作為獨立組態(tài)工具使用。 SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）包含在 SCOUT 的供貨范圍中，可在 TIA Portal V13 或其更高版本中使用。

輔助軟件

除 SIMOTION 軟件外，為方便在操作面板、觸摸面板或多功能面板以及 Panel PC 或 PC 系統(tǒng)中為 HMI 進(jìn)行編程，還提供了其他標(biāo)準(zhǔn)軟件產(chǎn)品。

SIMATIC HMI 軟件

使用 SIMATIC WinCC（TIA 博途）和 SIMATIC WinCC 產(chǎn)品系列，SIMATIC HMI 提供整個 HMI 范圍的可視化和組態(tài)軟件。 
另見“自動化技術(shù)”、“SIMATIC HMI 操作控制和監(jiān)控系統(tǒng)”、“HMI 軟件”。

當(dāng)前可供貨的第二代精智面板和基本面板可以用作 SIMOTION 的 HMI 面板。

HMI 工程組態(tài)有三種不同的可能性：

• SIMATIC WinCC（TIA Portal - 移植）
  在 TIA Portal 中，全部組態(tài)工作的進(jìn)行全都基于 SCOUT TIA 和 SIMATIC WinCC。 為此，首先將在 STEP 7 V5.5 環(huán)境中用 SCOUT 創(chuàng)建的項目移植至 TIA 博途。 此后，全部后續(xù)組態(tài)步驟都采用集成式工程組態(tài)功能在這個 TIA Portal 項目中進(jìn)行。
• SIMATIC WinCC（TIA Portal - 部分移植） 
  采用部分移植時，如前所述，采用 SCOUT 在 STEP 7 V5.5 環(huán)境中完成 SIMOTION CPU 的組態(tài)。 此后，HMI 相關(guān)數(shù)據(jù)被提供給 TIA Portal 中的某個設(shè)備代理，因此，僅 HMI 組態(tài)是在 TIA Portal 中進(jìn)行。 SIMOTION CPU 的組態(tài)，如前所述，采用 SCOUT 在 STEP 7 V5.5 環(huán)境中進(jìn)行。 這要求 SCOUT/SCOUT TIA V4.4（或更高版本）和不低于 V4.3 的 SIMOTION C、P 或 D CPU。
• SIMATIC NET：用于在 Windows 環(huán)境中通過 OPC 實施 HMI。

其他可選 SIMATIC 軟件

• SIMATIC Logon：用于在項目中進(jìn)行用戶管理，支持驗證過程，可在制藥等行業(yè)應(yīng)用。
• SIMATIC Version Trail：用于輕松完成項目的版本控制（需要 SIMATIC Logon）。

SIMOTION Utilities & Applications

免費提供的 SIMOTION Utilities & Applications DVD 是對 SIMOTION 軟件的補充，其中包含各種面向 SIMOTION 應(yīng)用的有用信息和工具，以及 SIMOTION easyProject。

項目生成器 SIMOTION easyProject 支持將基本和模塊化的機(jī)器功能集成到 SCOUT 工程項目中。

經(jīng)濟(jì)地完成簡單 HMI 任務(wù)

對于數(shù)量結(jié)構(gòu)有限的簡單應(yīng)用，建議使用基本型 HMI，這種產(chǎn)品性價比高，運行快 ，操作直觀。

這些面板提供了明亮的顯示質(zhì)量和高性能可視畫面，可顯著簡化機(jī)器設(shè)備的操作。您還可以通過完整靈活的解決方案在安裝、調(diào)試和工程期間節(jié)省寶貴的時間。

SIMATIC HMI 按鍵型面板

按鍵式面板可方便地作為操作面板使用，由于采取裝配式結(jié)構(gòu)，易于安裝，可節(jié)省大量時間與。

所有帶燈按鈕均可自由配置，并配有五個彩色 LED（紅色、綠色、藍(lán)色、黃色和白色）。所有按鈕也可以防護(hù)等級 IP65 進(jìn)行輕松刻字。背面有用于連接執(zhí)行器和傳感器的集成式 IO 端子。

SIMATIC HMI 精簡面板

精簡面板非常適合經(jīng)濟(jì)有效地執(zhí)行機(jī)器級的簡易可視化任務(wù)?；咎匦耘c功能以及極具吸引力的價格使其成為理想入門級設(shè)備。

提供有以下模塊：

• 按鍵式面板
  • SIMATIC HMI KP8/KP8F/KP32F
• 基本面板
  • 第二代標(biāo)準(zhǔn)型面板
  • 第一代標(biāo)準(zhǔn)型面板