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諧創(chuàng)實業(yè)（上海）有限公司

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技術(shù)文章

西門子SIMATIC S7-300系列模塊

點(diǎn)擊次數(shù)：901 發(fā)布時間：2015-3-25

概述

　　　　1. 負(fù)載電源 (選項) 2. 后備電池 (CPU 313 以上)
　　　　3. 24V DC 連接 4. 模式開關(guān) 5. 狀態(tài)和故障指示燈
　　　　6. 存儲器卡 (CPU 313 以上) 7. MPI 多點(diǎn)接口
　　　　8. 前連接器 9. 前門

模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用
大范圍的各種功能模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動控制任務(wù)
由于簡單實用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活
方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計
當(dāng)控制任務(wù)增加時，可自由擴(kuò)展
由于大范圍的集成功能使得它功能非常強(qiáng)勁

應(yīng)用

---- S7-300是模塊化中小型 PLC 系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用。
---- 模塊化，無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得S7-300成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的解決方案。
---- SIMATIC S7-300的應(yīng)用領(lǐng)域包括：
機(jī)床
紡織機(jī)械
包裝機(jī)械
通用機(jī)械工程應(yīng)用
控制系統(tǒng)
機(jī)床
樓宇自動化
電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)
---- 多種的性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以*根據(jù)實際應(yīng)用選擇合適的模塊。
---- 當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大并且愈加復(fù)雜時，可隨時使用附加模塊對PLC進(jìn)行擴(kuò)展。
---- SIMATIC S7-300已經(jīng)得到以下國內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證：
DIN
UL認(rèn)證
CSA認(rèn)證
FM1級1區(qū)，A, B, C, D 組
溫度組T4(≤135°C)
船級認(rèn)證
- 美國船級社
- 法國船級社
- 挪威船級社
- 德國勞氏船級社
- 英國勞氏船級社

結(jié)構(gòu)

---- SIMATIC S7-300可編程序控制器是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。

---- 系統(tǒng)組成：
中央處理單元 (CPU)
各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。

信號模塊 (SM)
用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出

通訊處理器 (CP)
用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對點(diǎn)連接

功能模塊 (FM)
用于高速計數(shù)，定位操作 (開環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。

根據(jù)客戶要求，還可以提供以下設(shè)備：

負(fù)載電源模塊 (PS)
用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。

接口模塊 (IM)
用于多機(jī)架配置時連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過分布式的主機(jī)架(CR)和3個擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個模塊。運(yùn)行時無需風(fēng)扇。

SIMATIC M7自動化計算機(jī)
AT-兼容的計算機(jī)用于解決對時間要求非常高的技術(shù)問題。它既可作為 CPU，也可以作為功能模塊使用。

SIMATIC S7-300適用于通用領(lǐng)域：

高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動，沖擊性，使其具有zui高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。
S7-300 有兩種類型：

標(biāo)準(zhǔn)型
溫度范圍從0到60°C

環(huán)境條件擴(kuò)展型
溫度范圍從-25°C到 +60°C，更強(qiáng)的耐受振動和污染特性。

用在擴(kuò)展環(huán)境條件的特殊模塊可以單獨(dú)訂貨。

簡單的結(jié)構(gòu)使得S7-300靈活而易于維護(hù)

DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝
只需簡單地將模塊鉤在 DIN標(biāo)準(zhǔn)的安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動到位，然后用螺栓鎖緊。

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，總線連接器插在機(jī)殼的背后。

更換模塊簡單并且不會弄錯
更換模塊時，只需松開安裝螺釘。很簡單地拔下已經(jīng)接線的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模塊上。

可靠的接線端子
對于信號模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子

TOP連接
采用一個帶螺釘或夾緊連接的1至3線系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)接線?；蛘咧苯釉谛盘柲K上進(jìn)行接線。

確定的安裝深度
所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有端蓋保護(hù)，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。

沒有槽位的限制
信號模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個槽上，系統(tǒng)自行組態(tài)。

如果用戶的自控系統(tǒng)任務(wù)需要多于8個信號模塊或通訊處理器模塊時，則可以擴(kuò)展 s7-300機(jī)架(CPU314以上)

在4個機(jī)架上zui多可安裝 32個模塊
zui多3個擴(kuò)展機(jī)架(ER) 可以接到中央機(jī)架(CR) 上，每個機(jī)架(CR/ER)可以插入8個模塊。

通過接口模塊連接
- 每個機(jī)架上(CR/ER)都有它自己的接口模塊。它總是插在CPU旁邊的槽內(nèi)，負(fù)責(zé)與其他擴(kuò)展機(jī)架自動地進(jìn)行通訊。
- 通過IM365擴(kuò)展，可擴(kuò)展1個機(jī)架，zui長1米，電源也是由此擴(kuò)展提供。
- 通過IM360/361擴(kuò)展，可擴(kuò)展3個機(jī)架，中央機(jī)架(CR)到擴(kuò)展機(jī)架(ER)及擴(kuò)展機(jī)架之間的距離zui大為10米。

獨(dú)立安裝
每個機(jī)架可以距離其他機(jī)架很遠(yuǎn)進(jìn)行安裝，兩個機(jī)架間(主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架，擴(kuò)展機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架)的距離zui長為10 米。

靈活布置
機(jī)架(CR/ER)可以根據(jù)*布局需要，水平或垂直安裝。
功能
---- SIMATIC S7-300的大量功能支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動和維護(hù)
高速的指令處理
0.6~0.1ms的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。

浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算
用此功能可以有效地實現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算

方便用戶的參數(shù)賦值
一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓(xùn)的費(fèi)用。

人機(jī)界面 (HMI)
方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300 操作系統(tǒng)內(nèi)。因此人機(jī)對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面(HMI)從S7-300中要求數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送。

診斷功能
CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件
(例如：超時，模塊更換，等等)。

口令保護(hù)
多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。

操作方式選擇開關(guān)
操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程序。
通訊
---- SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊接口：
多種通訊處理器用來連接AS-i接口、PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)

通訊處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)

多點(diǎn)接口(MPI) 集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。
---- 這是一個經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案；方便用戶的step7的用戶界面提供了通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。

---- CPU 支持下列通訊類型：
過程通訊
通過總線(AS-i或PROFI- BUS)對I/O模塊周期尋址(過程映象交換)

數(shù)據(jù)通訊
在自動控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面(HMI)和幾個自動控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會周期地進(jìn)行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。
通過PROFIBUS的過程通訊
---- S7-300通過通訊處理器，或通過集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。

---- 帶有PROFIBUS-DP主站/從站接口的CPU能夠?qū)崿F(xiàn)高速的、用戶方便的分布式自動化組態(tài)。

---- 從用戶觀點(diǎn)出發(fā)，通過PROFIBUS-DP分布式I/O就像處理集中的I/O一樣，具有相同的組態(tài)、地址和編程。

---- 下列設(shè)備可以作為主站：
SIMATIC S7-300
(通過帶PROFIBUS-DP 接口CPU或通過 PROFI- BUS-DP)

SIMATIC S7-400
(通過帶PROFIBUS-DP 接口的CPU或通過PROFIBUS-DP CP)

SIMATIC C7
(通過帶PROFIBUS-DP接口的C7或通過PROFI -BUS-DP CP)

S5-115U/h，S5-135U和帶IM308的S5-155U/H

帶PROFIBUS-DP接口的 S5-95U

SIMATIC 505
---- 由于性能的原因，在一條線上不要連接2個以上的主站。

---- 下列設(shè)備可以作為從站：
ET200B/L/M/S/X分布式 I/O設(shè)備

通過CP342-5的S7-300

CPU315-2 DP，CPU316-2 DP 和CPU318-2 DP

C7-633/p CP，C7-633 DP，C7-634/P DP，C7-634 DP，C7-626 DP

雖然帶有STEP7的編程器/PC或OP在總線中是作為主站，但它們只使用部分通過 PROFIBUS- DP運(yùn)行的MPI功能。
通過AS-i的過程通訊
---- 對于AS-i接口總線，S7-300有合適的通訊處理器

---- (CP342-2)用來連接現(xiàn)場設(shè)備。

數(shù)據(jù)通訊概述
---- S7-300 具有多樣的通訊方式。
用全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的CPU之間數(shù)據(jù)包周期的交換

用通訊功能塊對網(wǎng)絡(luò)其他站點(diǎn)進(jìn)行由事件驅(qū)動的通訊。
- 對于聯(lián)網(wǎng)，可以使用MPI， PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)。
- 全局?jǐn)?shù)據(jù)，通過全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)的CPU可以相互之間周期性地交換數(shù)據(jù)。(zui大到4gd包，每包有22字節(jié)/周期)。例如：一個CPU可以訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、存儲位和過程映象。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只可以通過MPI進(jìn)行。在step7中的GD表中進(jìn)行組態(tài)。
-通訊功能，對S7/M7/C7的通訊服務(wù)可以使用系統(tǒng)內(nèi)部塊建立起來。

通過MPI的標(biāo)準(zhǔn)通訊

擴(kuò)展通訊通過MPI、K總線、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)(S7-300只能作為服務(wù)器)

對于s5系列及第三方的通訊服務(wù)，可以使用非駐留塊建立。

通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)S5兼容的通訊

通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)通訊 (第三方設(shè)備)
---- 與全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行對比，必須為通訊功能建立通訊連接。

通過CP的數(shù)據(jù)通訊(點(diǎn)對點(diǎn))
---- 用CP 340/CP 341通訊處理模塊可以建立起經(jīng)濟(jì)而方便的點(diǎn)到點(diǎn)鏈。在3種通訊接口的基礎(chǔ)上，有多種通訊協(xié)議可以使用。
20 mA(TTY)

RS 232C/V.24

RS 422/RS 485

可連接下列設(shè)備：

S7 PLC和S5 PLC及第三方系統(tǒng)

打印機(jī)

機(jī)器人控制

掃描儀、條碼閱讀器等
通過多點(diǎn)接口(MPI) 的數(shù)據(jù)通訊
---- 多點(diǎn)接口(MPI)通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于簡單聯(lián)網(wǎng)。
MPI能同時連接幾個帶 STEP 7的編程器/PC、人機(jī)界面(HMI)

全局?jǐn)?shù)據(jù)
聯(lián)網(wǎng)的CPU可以利用全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 (每個程序周期zui多允許16個GD包，每包zui多64字節(jié))。S7-300 cpu每次zui多可以交換4個含22個字節(jié)的數(shù)據(jù)包，而且zui多可以有16個CPU參與數(shù)據(jù)交換(用step7 v4.x以上版編程軟件)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只能通過MPI接口。

內(nèi)部通訊總線(K-總線)
CPU的MPI是直接與S7-300的K總線連接。即可以用k總線接口從編程器直接通過MPI對FM/CP模塊進(jìn)行編址。

功能強(qiáng)大的通訊技術(shù)
- zui多32個MPI站
- 每個CPUzui多有8個動態(tài)通
- 訊連接用于與SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)通訊
- 每個CPUzui多有4個靜態(tài)通訊連接用于與編程器、PC機(jī)、SIMATIC HMI系統(tǒng)和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7進(jìn)行擴(kuò)展通訊。
- 數(shù)據(jù)傳輸速度187.5千位/秒或12兆位/秒

靈活的擴(kuò)展能力
用下列可靠的部件來配置MPI通訊：LAN電纜，LAN連接器和 RS 485中繼器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列產(chǎn)品。這些部件保證了*的配置。例如，在任意兩個給定的MPI節(jié)點(diǎn)之間可串聯(lián)zui多10個中繼器來跨越長距離。
通過CP進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊(PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng))
---- 可通過CP 342/343通訊處理器將SIMATIC S7-300與 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)相連。

---- 可連接的包括
SIMATIC S7-300

SIMATIC S7-400

SIMATIC S5-115U/H

編程器

個人計算機(jī)

SIMATIC HMI人機(jī)界面系統(tǒng)
數(shù)控系統(tǒng)

機(jī)械手控制系統(tǒng)

工業(yè)PC機(jī)

驅(qū)動控制器

非西門子裝置

模板的診斷及過程監(jiān)視
---- S7-300有多種輸入/輸出模板具有智能功能：
對信號進(jìn)行監(jiān)視 (診斷)

對過程信號進(jìn)行監(jiān)視 (過程中斷)

診斷
---- 通過診斷可以確定模板所獲取的信號(例如數(shù)字量模板) 或模擬量處理 (例如模擬量模板) 是否正確。在診斷評估中，可參數(shù)化的診斷信息與不可參數(shù)化的診斷信息有區(qū)別。
可參數(shù)化的診斷信息：通過相應(yīng)的參數(shù)始能診斷信息的發(fā)送

不可參數(shù)化的診斷信息：不管是否參數(shù)化均可發(fā)送診斷信息
---- 如果發(fā)送診斷信息(例如無編碼器電源)，則模板執(zhí)行一個診斷中斷。此時CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB 82)。

數(shù)字量輸入/輸出模板
診斷信息	可能的錯誤原因	診斷信息	可能的錯誤原因
無編碼器電源無外部輔助電壓無內(nèi)部輔助電壓熔斷器熔斷模板參數(shù)錯誤	編碼器電源過載編碼器電源與 M 短路模板 L+ 無電壓模板 L+ 無電壓內(nèi)部模板熔斷器損壞內(nèi)部模板熔斷器損壞傳向模板的參數(shù)錯誤	看門狗故障 EPROM故障 RAM故障過程報警丟失	高電磁干擾模板損壞高電磁干擾模板損壞高電磁干擾模板損壞過程中斷到達(dá)時間快于CPU處理時間
模擬量輸入模板
診斷信息	可能的錯誤原因	診斷信息	可能的錯誤原因
無外部電壓組態(tài)/參數(shù)錯誤共模故障斷線	模板L+無電壓傳向模板的參數(shù)錯誤輸入(M)與測量電路的參考電勢差UCM太高編碼器連接阻抗太高模板和傳感器之間斷線通道開路	測量范圍下溢測量范圍上溢	輸入值低壓下限測量范圍4至20mA，1 至5V： - 傳感器極性接反 - 測量范圍選擇錯誤輸入值超過上限
模擬量輸入模板
診斷信息	可能的錯誤原因	診斷信息	可能的錯誤原因
無外部電壓組態(tài)/參數(shù)錯誤	模板L+無電壓傳向模板的參數(shù)錯誤	對地短路斷線	輸出過載輸出QV與MANA短路執(zhí)行器阻抗太高模擬與執(zhí)行器之間斷線通道開路
過程中斷
通過過程中斷，可以對過程信號進(jìn)行監(jiān)視和響應(yīng)。數(shù)字量輸入模板根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，模板可以對每個通道組進(jìn)行過程中斷，可以選擇信號變化的上升沿、下降沿或兩個沿均可。CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊 (OB 40)。信號模板可以對每個通道的一個中斷進(jìn)行暫存。模擬量輸入模板通過上限值和下限值定義一個工作范圍。模板將對測量值與這些限制值進(jìn)行比較。如果超限，則執(zhí)行過程中斷。 CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊 (OB 40)。
S7-300、S7-300F總體技術(shù)規(guī)范
保護(hù)等級		符合IEC 529的IP 20
環(huán)境溫度水平安裝垂直安裝		0 - 60^oC 0 - 40^oC
相對濕度		5 - 95%，無凝結(jié)
大氣壓		750 - 1080 hPa
隔離 24VDC電路 230VAC電路		500VDC測試電壓 1460VAC測試電壓
電磁兼容		符合EMC需求：噪聲抑制 EN 50082-2，測試： IEC 801-2，ENV 50140，IEC 801-4，ENV 50141，IEC 801-5；輻射干擾EN 50081-2，測試EN55011，*，第1組
機(jī)械強(qiáng)度		IEC 68，2-6部分/10-58Hz；恒定振幅 0.075mm； 58-150Hz，恒定加速度 1g； IEC 68，2-27部分/半波正弦：沖擊強(qiáng)度：15g(峰值)，持續(xù)時間11ms
S7-300戶外型模總體技術(shù)規(guī)范
氣候運(yùn)行條件
溫度		水平安裝：-25^oC-60^oC 0 - 40^oC 垂直安裝：-25^oC-40^oC
相對濕度		5 - 95%，允許短時凝結(jié)
短時結(jié)冰		-25^oC-0^oC，IEC 721 3-3，級別3K5
大氣壓		750 - 1080 hPa，對應(yīng)高度：-1000至2000m
污染濃度		SO2:<0.5ppm，相對濕度<60%，測試：10ppm，4天H2S:<0.1ppm，相對濕度<60%，測試：1ppm，4天

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