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*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*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*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*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*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*優(yōu)化調整,。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間*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*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,，聯網CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數據（*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,，并確保可以獲得*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）,。