西门子S7-300输出模块SMIATIC S7-300 是模块化微型PLC,满足中、小规模的性能要求

西门子S7-300输出模块SMIATIC S7-300 是模块化微型PLC,满足中、小规模的性能要求

模块化与无风扇设计，易于实现分布式结构以及用户友好的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、小规模应用中各种不同控制任务的经济、方便的解决方案。

SIMATIC S7-300 的应用领域包括：

• 机床
• 纺织机械
• 包装机械
• 通用机械工程
• 控制器制造
• 机床
• 楼宇自动化
• 电气与电子工业及相关产业。

一系列具有不同功率范围的CPU，以及具有很多用户友好功能的一系列扩展模块，可以使用户根据不同的应用情况选择相应的模块。 如果控制任务需要扩展，可以随时使用附加模块对控制系统进行扩展。

SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器。

• 高等级的电磁兼容性以及高等级的抗震性，使得它具有*的工业控制能力。

概述

S7-300采用模块化结构设计。含有多种模块，可进行单独组合。

一个系统包含下列组件：

• *处理单元（CPU）：
  各种 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
• 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块(SM)
• 用于连接网络和点对点连接的通讯处理器 (CP)。
• 用于高速计数、定位控制以及闭环控制的功能模块（FM）。

根据要求，也可使用下列模块：

• 用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源的负载电源模块(PS)。
• 接口模块(IM)，用于多机架配置时连接*控制器(CC)和扩展机架(ER)。
  S7-300通过分布式*控制器(CC)和3个扩展单元(EU) 可以操作多达32个模块。所有模块都是密封的，运行时无需风扇。
• SIPLUS 模块扩展的环境条件下使用：
  适用于-25至+60°C 的温度范围高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为IP20机柜内使用时，可直接用于车载或室外使用。不需要全天候防护的机柜和IP 65机柜保护。

设计

简单的结构使得S7-300使用灵活且易于维护:

• 安装模块
  只需将模块安装到 DIN 导轨上，将其旋入并用螺钉紧固。
• 集成的背板总线： 
  背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背面。
• 模块具有机械编码，更换极为容易：
  更换时只需松开模板上的紧固螺钉。 按下锁紧机构，拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
• 可靠的连接系统:
  对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子。
• TOP 连接：
  为采用螺丝端子或弹簧端子连接的1线-3线连接系统提供预组装接线。可以替代直接在信号模块上接线。
• 确定的安装深度：
  所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。
• 无插槽规则:
  信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上。系统自行组态。

扩展

如果用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）可以扩展：

• *控制器和3个扩展机架zui多可连接32个模块：
  zui多可将 3 个扩展机架（EU）连接到*控制器（CC）。可以将八个模块插入到每个 CC/EU 中。
• 通过接口模板连接：
  每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在*控制器上它总是被插在 CPU 旁边的模块插槽中，并自动处理与扩展单元的通信。
  • 通过 IM 365 扩展：
    1个 EU zui远扩展距离为 1米，电源电压也通过该扩展提供。
  • 使用 IM 360/361 扩展：
    可扩展到 3个 EU, CC 与 ER 之间以及 EU 与 EU 之间zui远距离 10m。
• 独立空间安装：
  单独的 CC/EU 还可以相互距离较远地放置。两个相邻CC/EU或EU/EU之间的距离：长达 10m。
• 灵活的安装方式：
  CC/EU　既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以zui大限度满足空间要求。

通讯

S7-300 具有不同的通讯接口：

• 连接AS-i、PROFIBUS和工业以太网总线系统的通讯处理器。
• 用于点到点连接的通讯处理器
• 多点接口 MPI, 集成在 CPU 中;
  是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的SIMATIC S7/C7自动化系统。

通过PROFIBUS DP进行过程通讯

SIMATIC S7-300 通过通讯处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。带 PROFIBUS DP 主/从接口的 CPU 可以进行分布式自动化结构，可以高速通讯并且易于使用。

从用户的角度来看，PROFIBUS DP上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

以下设备可作为主站连接：

• SIMATIC S7-300
  (使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
• SIMATIC S7-400
  (使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
• SIMATIC C7 
  (使用带 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP)
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，带IM 308
• SIMATIC 505

由于性能原因，每条链路上主站的数量限制为2个。

以下设备可作为从站连接：

• ET 200 分布式 I/O 设备
• S7-300，通过 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 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
• 现场设备

尽管配有 STEP 7 的编程设备/PC 或 OP 在总线上可作为主站使用，但是通过 PROFIBUS DP 也可以部分运行 MPI 功能。

通过 PROFINET IO 进行过程通讯

SIMATIC S7-300 通过通讯处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。配备 PROFINET 接口的 CPU 可实现高速、易于使用的分布式自动化组态。

从用户的角度来看，通过 PROFINET IO 进行通讯的分布式 I/O 可作为* I/O（相同的组态、寻址和编程）。

可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配备 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可将下列设备作为 IO 设备进行连接：

• ET 200 分布式 I/O 设备
• SIMATIC S7-300
  （通过 PROFINET CP）
• 现场设备

通过AS-Interface通讯

使用 S7-300，将有一个合适的通讯处理器 (CP 342-2)，可用于 AS-Interface 总线，以连接现场设备（AS-Interface 从站）。

更多信息，请参见通讯处理器说明．

通过 CP 或集成的接口（点对点）进行数据通讯

点到点连接是用来建立经济有效的数据通讯方式，通过 CP 340/CP 341 通讯处理器或集成在CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP的内置接口进行数据通讯。有三种传输接口支持不同的通讯协议：

• 20 mA (TTY)（仅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（仅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以连接以下设备：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 和其他公司的自动化系统
• 打印机
• 机器人控制器
• 扫描器，条码阅读器，等

的通讯功能块与手册一起提供。

通过多点接口 (MPI) 进行数据通讯

MPI（多点接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通讯接口。它能用于简单的网络任务。

• MPI 可以同时连接多个配有 STEP 的编程设备/PC、HMI 系统（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局数据：
  “全局数据通讯”服务可以在联网的CPU间周期性地进行数据交换。 一个 S7-300 CPU zui多和 4 个数据包交换数据，每个数据包含有 22 字节数据，可同时有 16 个 CPU 参与数据交换(使用 STEP 7 V4.x)。 
  例如，这使一个 CPU 可以访问另一个 CPU 的输入和输出。只可通过 MPI 接口进行全局数据通讯。
• 内部通讯总线(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接连接到 S7-300 的 C 总线。因此，可以通过 MPI 从编程设备直接找到与 C 总线连接的 FM/CP 模块的地址。
• 功能强大的通讯技术：
  • zui多 32 个 MPI 站
  • 使用 SIMATIC S7-300/400 的 S7 基本通讯的每个 CPU 有多个通讯接口。
  • 使用编程设备/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通讯的每个 CPU 有多个通讯接口。
  • 传输速率为 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 灵活的设计:
  可靠的组件用于建立 MPI 通讯： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器。它们可以优化配备安装达到特定要求。例如，如果需要可连接zui多串联 10 个中继器，以实现任何两个 MPI 节点之间的zui大距离。

通过 CP 进行数据通讯

SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通讯处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线网络。

可以连接以下设备：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 编程器
• PC 机
• SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统
• 数控
• 机器人控制器
• 工业PC
• 驱动控制器
• 其它厂商设备

许多功能为用户提供 S7-300 编程、上线调试和服务支持。

• 快速的指令处理：
  指令处理时间为 0.1 µs，可以在低端和中端性能范围中*开发新的应用可能性。
• 浮点算术运算：
  使用浮点运算可以有效地执行更为复杂的运算功能。
• 用户友好的参数设置:
  只需一个带有统一用户界面的软件工具便可参数化所有模块。这就节省了熟悉操作的时间和培训成本。
• 操作和监控 (HMI)：
  方便的人机界面 (HMI) 服务已经集成在 S7-300 的操作系统中。这些功能不再需要耗时的编程：SIMATIC HMI 系统需要来自 SIMATIC S7-300 的过程数据 - S7-300 按照请求的刷新间隔传输过程数据。SIMATIC S7-300 的操作系统自动传输数据。整个系统使用统一的符号和数据库。
• 诊断功能：
  CPU 的智能诊断系统连续控制系统功能并记录故障和特定系统事件（例如，定时误差、模块故障等）。这些事件标记有时间戳并被保存在环形缓冲区，以用于稍后的故障排除。
• 口令保护:
  密码保护允许用户有效地保护他们的专有技术免遭未经*的复制和更改。

SIMATIC S7-300 符合以下国内和标准：

• DIN
• UL 认证
• CSA 认证
• FM Class 1 Div. 2；Groups A、B、C 和 D（温度组别 T4 (≤ 135℃)
• 以下船级社资格认证
  • 美国船级社
  • 法国船级社
  • 挪威船级社
  • 德国船级社
  • 英国劳氏船级社
• 地震保护

通讯

SIMATIC S7-300 的 CPU 支持下列通讯类型：

• 过程通讯：
  用于通过总线（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）的 I/O 模块（过程图像交换）循环访问。从循环执行层调用过程通讯。
• 数据通讯：
  用于自动化系统间或多个自动化系统与HMI之间的数据交换。循环执行数据通讯，或通过功能块从用户程序事件驱动调用数据通讯。

为使用户更为轻松地组态通讯功能，提供了使用方便的 STEP 7 用户界面。

数据通讯

SIMATIC S7-300 配备不同的数据通讯机制：

• 使用全局数据通讯通过 MPI 在网络连接的 CPU 之间进行的数据包循环交换。
• 与具有通讯功能的其他设备进行的事件驱动通讯。可以使用 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 网络。

全局数据

使用“全局数据通讯”服务，网络连接的 CPU 可以循环交换数据（每个循环zui多交换 4 个全局数据包，每个数据包有 22 个字节）。例如，这允许一个 CPU 访问另一个 CPU 的数据、位存储器或过程映像。只可通过 MPI 进行全局数据通讯。使用 STEP 7 中的 GD 表进行组态。

通讯功能

可以使用集成在系统中的功能块建立与 S7/C7 合作伙伴的通讯服务。

这些服务是：

• 通过 MPI 进行 S7 基本通讯。
• 通过 MPI、K 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
  S7-300 可以用于：
  • 作为服务器，通过 MPI、K 总线和 PROFIBUS 通讯
  • 作为服务器或客户端，通过集成的 PROFINET 接口通讯

可以使用可重新加载的功能块建立与 S5 系列设备和非西门子设备的通讯服务。

这些服务是：

• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。
• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（非西门子系统）。

与全局数据相比，必须建立通讯功能的通讯链接。

集成到 IT 世界

S7-300 允许将 IT 领域轻松地与自动化技术起来。使用 CP 343-1 Advanced 可以实现下列 IT 功能：

• IP 路由；
  通过 IP 访问列表在千兆以太网和 PROFINET 接口之间路由 IP V4 消息
• WEB 服务器；
  通过标准浏览器zui多可以调用 30 MB 可自由定义的 HTML 页面；使用 FTP 从内部文件系统处理数据
• 标准诊断页面；
  用于对设备所有插入机架的模块进行快速诊断，无需使用附加工具
• ；
  可以直接从用户程序发送包含身份验证的电子邮件。电子邮件客户端功能可以从控制系统直接向用户发出警告。
• 通过 FTP 进行通讯；
  一种在大多数操作系统平台常用的开放式协议
• 30 MB RAM 文件系统可用于缓存动态数据。

S7-300 PROFINET CPU 配备集成的 Web 服务器。因此，可以使用标准的 Web 浏览器从 S7-300 站读取信息：

• CPU 一般信息
• 诊断缓存中的内容
• 变量表
• 变量状态
• 模板的状态
• 报文
• 工业以太网的相关信息
• PROFINET 站的拓扑结构

等时模式

同步模式系统功能支持同步耦合

• 分布式信号采集
• 通过 PROFIBUS 的信号传输
• 程序执行

在同步 PROFIBUS 的循环中。

这形成了可采集和处理输入信号并以恒定的时间间隔（等距离）输出输出信号的自动化解决方案。同时生成*的局部处理图像。

由于分布式 I/O 的等距和同步信号处理，S7-300 保证了*可重复的规定过程响应时间。

支持系统功能同步模式的组件系列众多，可用于解决运动控制、测量值采集、高速闭环控制等方面要求严格的任务。

这意味着，在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-300 现在还可以访问高速处理操作的重要应用领域，并且可以达到zui大的精度和可重复性。这可确保提高生产率，实现优化、稳定的质量。

模块的诊断和过程监控

SIMATIC S7-300 的许多 I/O 模块都具有智能功能：

• 监视信号采集（诊断）。
• 监视过程信号（过程中断）

诊断

诊断系统可用于检测模块的信号采集（数字模块）或模拟处理（模拟模块）是否正常工作。在评估诊断时，必须区别可参数化诊断报警和非可参数化诊断报警：

• 可参数化诊断报警：
  只有当已在参数化中启用诊断报警时才输出诊断报警。
• 非可参数化诊断报警：
  在通常情况下输出这些报警，即，与参数化无关。

如果诊断报警处于活动状态（例如，“Encoder supply failure”（编码器电源故障）），模块输出诊断中断（对于可参数化诊断报警，只在相关参数化后触发）。CPU 中断执行用户程序或较低的优先级，并执行合适的诊断中断块 (OB 82)。

过程中断

过程中断用于监视过程信号和激活信号变化响应。

• 数字量输入模块：
  根据参数化的情况，模块可以在上升沿、下降沿或两沿上选择触发每个通道的过程中断。CPU 中断执行用户程序或较低的优先级，并执行合适的诊断中断块 (OB 40)。信号模块可以缓冲每个通道的一次中断。
• 模拟量输入模块：
  通过参数化上限值和下限值定义工作范围。模块将数字化的测量值与这些极限比较。如果测量值超过这些极限中的任一个，将输出过程中断。CPU 中断执行用户程序或较低的优先级，并执行合适的诊断中断块 (OB 40)。如果极限高于/低于超范围/欠范围，则无法进行比较。

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