S7-300

SIMATIC S7-300 是適合中低端性能范圍的小型 PLC 系統(tǒng)。

模塊化、無風扇設計、易于實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)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(jīng)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(chǎn)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(jù)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 可以通用：

• 具有很高電磁兼容性以及抗沖擊性和抗振性，因此擁有的工業(yè)適用性。
  

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。它可對立即停機不會給人員或環(huán)境帶來危險的過程進行控制。

S7-300F 符合以下安全要求：

• 要求等級 AK 1 至 AK 6，根據(jù) DIN V 19250/DIN V VDE 0801

• 安全要求等級 SIL 1 至 SIL 3，根據(jù) IEC 61508

• Cat1 至 Cat4，根據(jù) EN 954-1

另外，標準模塊也可在 S7-300F 中與故障安全模塊一起使用。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。可以使用相同的標準工具對整個工廠進行組態(tài)和編程。

S7-300

概述

S7-300 自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進行各種組合。

系統(tǒng)包含下列組件：

• A 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(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。

• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。

• 用于高速計數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)具體要求，也可使用下列模塊：

• 負載電源 (PS) 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源電壓。

• 接口模塊 (IM) 用于連接多層配置中的中央控制器 (CC) 和擴展單元 (EU)。
  SIMATIC S7-300 可通過跨 CC 和 3 個 EU 分布的最多 32 個模塊來操作。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。

• 適合擴展環(huán)境條件的 SIPLUS 模塊：
  適合溫度范圍 -25 至 +60 °C、較高濕度、冷凝和結(jié)霜負荷條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內(nèi)使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機柜和 IP65 外殼。

設計

S7-300 的簡單設計使其功能多樣，易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉(zhuǎn)動到位然后鎖緊螺釘。

• 集成背板總線：
  集成的背板總線；背板總線集成在模塊上。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(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。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

如果用戶需要使用 8 個以上插槽來安裝其自動化任務中的信號模塊、功能模塊或通信處理器模塊，則可以將 S7-300（CPU 312 和 CPU 312C 除外）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 進行擴展：
  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。

• 物理隔離安裝：
  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：最大 10 m

• 靈活的安裝選件：
  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(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。

• 用于點到點連接的通訊模塊。

• 多點接口 (MPI)，集成到 CPU 中；
  用于同時連接編程器/PC、HMI 系統(tǒng)和其它 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)的低成本解決方案。

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信模塊或配有集成式 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
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S7-400
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC C7
  （通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通過 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 和 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 通過通信模塊或配有集成式 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
  （通過帶有 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(xiàn)場設備

通過 AS-Interface 進行過程通信

S7-300 具有一個通信模塊 (CP 342-2)，適合連接 AS-Interface 總線的現(xiàn)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(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)濟有效地建立點到點連接。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

• 機械手控制裝置

• 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)。

通過多點接口 (MPI) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300-CPU 中的一個通信接口。可用來簡單地組網(wǎng)。

• 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(shù)據(jù)：
  “全局數(shù)據(jù)通信"服務可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進行數(shù)據(jù)交換。一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時有 16 個 CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，一個 CPU 可以訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數(shù)據(jù)通信。

• 內(nèi)部通信總線（C 總線）：
  CPU 的 MPI 直接與 S7-300 的 C 總線相連。這樣，通過 MPI，可直接從編程器來尋址帶有 C 總線接口的 FM/CP 模塊。

• 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(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s

• 靈活的配置選件：
  使用性能可靠的組件建立 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)需求實現(xiàn)設計的化調(diào)整。例如，任意兩個 MPI 節(jié)點之間最多可以串入 10 個中繼器以連接更大距離。

通過 CP 進行數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信模塊可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

可連接以下設備：

• SIMATIC S7-300

• SIMATIC S7-400

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設備

• PC

• SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)

• 數(shù)控

• 機械手控制裝置

• 工業(yè) PC

• 驅(qū)動控制裝置

• 其它廠商的設備

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(shù)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(shù)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(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*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"1.一般技術數(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。全局數(shù)據(jù)通信只能通過 MPI 進行。使用 STEP 7 中的 GD 表進行組態(tài)。

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 web 瀏覽器，可以瀏覽大至 30 MB 可自由定義的 HTML web 頁面；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 有一個集成的 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)建了前后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域，實現(xiàn)精度和可重復性。這意味著可在提供最佳且恒定的質(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）