SIMATIC S7-300CPU概述
1. 負載電源 (選項)
2. 後備電池 (CPU 313 以上)
3. 24V DC 連接
4. 模式開關
5. 狀態和故障指示燈
6. 記憶體卡 (CPU 313 以上)
7. MPI 多點介面
8. 前連接器
9. 前門
  • 模組化中小型PLC系統,能滿足中等性能要求的應用
  • 大範圍的各種功能模組可以非常好地滿足和適應自動控制任務
  • 由於簡單實用的分散式結構和多介面網路能力,使得應用十分靈活
  • 方便用戶和簡易的無風扇設計
  • 當控制任務增加時,可自由擴展
  • 由於大範圍的集成功能使得它功能非常強勁
應用
---- S7-300是模組化中小型 PLC 系統,它能滿足中等性能要求的應用。

---- 模組化,無排風扇結構,易於實現分佈,易於用戶掌握等特點使得S7-300成為各種從小規模到中等性能要求控制任務的方便又經濟的解決方案。

---- SIMATIC S7-300的應用領域包括:
  • 專用機床
  • 紡織機械
  • 包裝機械
  • 通用機械工程應用
  • 控制系統
  • 機床
  • 樓宇自動化
  • 電器製造工業及相關產業
---- 多種的性能遞增的CPU和豐富的且帶有許多方便功能的I/O擴展模組,使用戶可以完全根據實際應用選擇合適的模組。

---- 當任務規模擴大並且愈加複雜時,可隨時使用附加模組對PLC進行擴展。

---- SIMATIC S7-300已經得到以下國內和國際標準認證:
  • DIN
  • UL認證
  • CSA認證
  • FM1級1區,A, B, C, D 組
  • 溫度組T4(≤135°C)
  • 船級認證
    - 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
結構
---- SIMATIC S7-300可編程式控制器是模組化結構設計。各種單獨的模組之間可進行廣泛組合以用於擴展。

---- 系統組成:
  • 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,有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊介面等。
  • 信號模組 (SM)
    用於數位量和類比量輸入/輸出
  • 通訊處理器 (CP)
    用於連接網路和點對點連接
  • 功能模組 (FM)
    用於高速計數,定位操作 (開環或閉環控制) 和閉環控制。

    根據客戶要求,還可以提供以下設備:
  • 負載電源模組 (PS)
    用於將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。
  • 介面模組 (IM)
    用於多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架 (ER)。S7-300通過分散式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER),可以操作多達32個模組。運行時無需風扇。
  • SIMATIC M7自動化電腦
    AT-相容的電腦用於解決對時間要求非常高的技術問題。它既可作為 CPU,也可以作為功能模組使用。

    SIMATIC S7-300適用於通用領域:
  • 高電磁相容性和強抗振動,衝擊性,使其具有最高的工業環境適應性。
    S7-300 有兩種類型:
  • 標準型
    溫度範圍從0到60°C
  • 環境條件擴展型
    溫度範圍從-25°C到 +60°C,更強的耐受振動和污染特性。

    用在擴展環境條件的特殊模組可以單獨訂貨。

    簡單的結構使得S7-300靈活而易於維護
  • DIN標準導軌安裝
    只需簡單地將模組鉤在 DIN標準的安裝導軌上,轉動到位,然後用螺栓鎖緊。
  • 集成的背板匯流排
    背板匯流排集成在模組上,模組通過匯流排連接器相連,匯流排連接器插在機殼的背後。
  • 更換模組簡單並且不會弄錯
    更換模組時,只需鬆開安裝螺釘。很簡單地拔下已經接線的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模組上。
  • 可靠的接線端子
    對於信號模組可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子
  • TOP連接
    採用一個帶螺釘或夾緊連接的1至3線系統進行預接線。或者直接在信號模組上進行接線。
  • 確定的安裝深度
    所有的端子和連接器都在模組上的凹槽內,並有端蓋保護,因此所有的模組都有相同的安裝深度。
  • 沒有槽位的限制
    信號模組和通訊處理模組可以不受限制地插到任何一個槽上,系統自行組態。

    如果用戶的自控系統任務需要多於8個信號模組或通訊處理器模組時,則可以擴展 s7-300機架(CPU314以上)
  • 在4個機架上最多可安裝 32個模組
    最多3個擴展機架(ER) 可以接到中央機架(CR) 上,每個機架(CR/ER)可以插入8個模組。
  • 通過介面模組連接
    - 每個機架上(CR/ER)都有它自己的介面模組。它總是插在CPU旁邊的槽內,負責與其他擴展機架自動地進行通訊。
    - 通過IM365擴展,可擴展1個機架,最長1米,電源也是由此擴展提供。
    - 通過IM360/361擴展,可擴展3個機架,中央機架(CR)到擴展機架(ER)及擴展機架之間的距離最大為10米。
  • 獨立安裝
    每個機架可以距離其他機架很遠進行安裝,兩個機架間(主機架與擴展機架,擴展機架與擴展機架)的距離最長為10 米。
  • 靈活佈置
    機架(CR/ER)可以根據最佳佈局需要,水準或垂直安裝。
功能
---- SIMATIC S7-300的大量功能支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護
  • 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範圍內開闢了全新的應用領域。
  • 浮點數運算
    用此功能可以有效地實現更為複雜的算術運算
  • 方便用戶的參數賦值
    一個帶標準用戶介面的軟體工具給所有模組進行參數賦值,這樣就節省了入門和培訓的費用。
  • 人機界面 (HMI)
    方便的人機界面服務已經集成在S7-300 作業系統內。因此人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面(HMI)從S7-300中要求資料,S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些資料。S7-300作業系統自動地處理資料的傳送。
  • 診斷功能
    CPU的智慧化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件
    (例如:超時,模組更換,等等)。
  • 口令保護
    多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密,防止未經允許的複製和修改。
  • 操作方式選擇開關
    操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出,當鑰匙拔出時,就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程式。
通訊
---- SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊介面:
  • 多種通訊處理器用來連接AS-i介面、PROFIBUS 和工業乙太網匯流排系統
  • 通訊處理器用來連接點到點的通訊系統
  • 多點介面(MPI) 集成在CPU中,用於同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。
---- 這是一個經濟而有效的解決方案;方便用戶的step7的用戶介面提供了通訊組態功能,這使得組態非常容易、簡單。

---- CPU 支援下列通訊類型:
  • 過程通訊
    通過匯流排(AS-i或PROFI- BUS)對I/O模組週期定址(過程映象交換)
  • 資料通訊
    在自動控制系統之間或人機界面(HMI)和幾個自動控制系統之間,資料通訊會週期地進行或被用戶程式或功能塊調用。
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介面連接到PROFIBUS-DP網路上。

---- 帶有PROFIBUS-DP主站/從站介面的CPU能夠實現高速的、用戶方便的分散式自動化組態。

---- 從用戶觀點出發,通過PROFIBUS-DP分散式I/O就像處理集中的I/O一樣,具有相同的組態、位址和編程。

---- 下列設備可以作為主站:
  • SIMATIC S7-300
    (通過帶PROFIBUS-DP 介面CPU或通過 PROFI- BUS-DP)
  • SIMATIC S7-400
    (通過帶PROFIBUS-DP 介面的CPU或通過PROFIBUS-DP CP)
  • SIMATIC C7
    (通過帶PROFIBUS-DP介面的C7或通過PROFI -BUS-DP CP)
  • S5-115U/h,S5-135U和 帶IM308的S5-155U/H
  • 帶PROFIBUS-DP介面的 S5-95U
  • SIMATIC 505
---- 由於性能的原因,在一條線上不要連接2個以上的主站。

---- 下列設備可以作為從站:
  • ET200B/L/M/S/X分散式 I/O設備
  • 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在匯流排中是作為主站,但它們只使用部分通過 PROFIBUS- DP運行的MPI功能。
通過AS-i的過程通訊
---- 對於AS-i介面匯流排,S7-300有合適的通訊處理器

---- (CP342-2)用來連接現場設備。

資料通訊概述
---- S7-300 具有多樣的通訊方式。
  • 用全局資料通訊進行聯網的CPU之間資料包週期的交換
  • 用通訊功能塊對網路其他站點進行由事件驅動的通訊。
    - 對於聯網,可以使用MPI, PROFIBUS或工業乙太網。
    - 全局資料,通過全局資料通訊服務,聯網的CPU可以相互之間週期性地交換資料。(最大到4gd包,每包有22位元組/週期)。例如:一個CPU可以訪問另一個CPU的資料、存儲位元和過程映象。全局資料通訊只可以通過MPI進行。在step7中的GD表中進行組態。
    -通訊功能,對S7/M7/C7的通訊服務可以使用系統內部塊建立起來。
  • 通過MPI的標準通訊
  • 擴展通訊通過MPI、K匯流排、PROFIBUS和工業乙太網(S7-300只能作為伺服器)

    對於s5系列及第三方的通訊服務,可以使用非駐留塊建立。
  • 通過PROFIBUS和工業乙太網實現S5相容的通訊
  • 通過PROFIBUS和工業乙太網實現標準通訊 (第三方設備)
---- 與全局資料進行對比,必須為通訊功能建立通訊連接。

通過CP的資料通訊(點對點)
---- 用CP 340/CP 341通訊處理模組可以建立起經濟而方便的點到點鏈。在3種通訊介面的基礎上,有多種通訊協定可以使用。
  • 20 mA(TTY)
  • RS 232C/V.24
  • RS 422/RS 485

    可連接下列設備:
  • S7 PLC和S5 PLC及第三方系統
  • 印表機
  • 機器人控制
  • 掃描器、條碼閱讀器等
通過多點介面(MPI) 的資料通訊
---- 多點介面(MPI)通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用於簡單聯網。
  • MPI能同時連接幾個帶 STEP 7的編程器/PC、人機界面(HMI)
  • 全局資料
    聯網的CPU可以利用全局資料(GD)服務,週期性地相互進行資料交換。 (每個程式週期最多允許16個GD包,每包最多64位元組)。S7-300 cpu每次最多可以交換4個含22個位元組的資料包,而且最多可以有16個CPU參與資料交換(用step7 v4.x以上版編程軟體)。全局資料通訊只能通過MPI介面。
  • 內部通訊匯流排(K-匯流排)
    CPU的MPI是直接與S7-300的K匯流排連接。即可以用k匯流排界面從編程器直接通過MPI對FM/CP模組進行編址。
  • 功能強大的通訊技術
    - 最多32個MPI站
    - 每個CPU最多有8個動態通
    - 訊連接用於與SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7進行標準通訊
    - 每個CPU最多有4個靜態通訊連接用於與編程器、PC機、SIMATIC HMI系統和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7進行擴展通訊 。
    - 資料傳輸速度187.5千位元/秒或12百萬位元/秒
  • 靈活的擴展能力
    用下列可靠的部件來配置MPI通訊:LAN電纜,LAN連接器和 RS 485中繼器均採用PROFIBUS和"分散式 I/O"系列產品。這些部件保證了最佳的配置。例如,在任意兩個給定的MPI節點之間可串聯最多10個中繼器來跨越長距離。
通過CP進行資料通訊(PROFIBUS或工業乙太網)
---- 可通過CP 342/343通訊處理器將SIMATIC S7-300與 PROFIBUS 和工業乙太網匯流排系統相連。

---- 可連接的包括
  • SIMATIC S7-300
  • SIMATIC S7-400
  • SIMATIC S5-115U/H
  • 編程器
  • 個人電腦
  • SIMATIC HMI人機界面系統
  • 數控系統
  • 機械手控制系統
  • 工業PC機
  • 驅動控制器
  • 非西門子裝置
範本的診斷及過程監視
---- S7-300有多種輸入/輸出範本具有智慧功能:
  • 對信號進行監視 (診斷)
  • 對過程信號進行監視 (過程中斷)
診斷
---- 通過診斷可以確定範本所獲取的信號(例如數位量範本) 或類比量處理 (例如類比量範本) 是否正確。在診斷評估中,可參數化的診斷資訊與不可參數化的診斷資訊有區別。
  • 可參數化的診斷資訊:通過相應的參數始能診斷資訊的發送
  • 不可參數化的診斷資訊:不管是否參數化均可發送診斷資訊
---- 如果發送診斷資訊(例如無編碼器電源),則範本執行一個診斷中斷。此時CPU中斷執行用戶程式,或中斷執行低優先順序的中斷,來處理相應的診斷中斷功能塊(OB 82)。

數位量輸入/輸出範本
診斷資訊 可能的錯誤原因 診斷資訊 可能的錯誤原因
無編碼器電源

無外部輔助電壓
無內部輔助電壓

熔斷器熔
斷範本參數錯誤
編碼器電源超載編碼器
電源與 M 短路
範本 L+ 無電壓
範本 L+ 無電壓內部範本
熔斷器損壞
內部範本熔斷器損壞
傳向範本的參數錯誤
看門狗故障
EPROM故障
RAM故障
過程報警丟失
高電磁干擾範本損壞
高電磁干擾範本損壞
高電磁干擾範本損壞
過程中斷到達時間快於CPU處理時間
類比量輸入範本
診斷資訊 可能的錯誤原因 診斷資訊 可能的錯誤原因
無外部電壓
組態/參數錯誤
共模故障
斷線
範本L+無電壓
傳向範本的參數錯誤
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範本和感測器之間斷線通道開路
測量範圍下溢
測量範圍上溢
輸入值低壓下限
  • 測量範圍4至20mA,1 至5V:
    - 感測器極性接反
    - 測量範圍選擇錯誤輸入值超過上限
  • 類比量輸入範本
    診斷資訊 可能的錯誤原因 診斷資訊 可能的錯誤原因
    無外部電壓
    組態/參數錯誤
    範本L+無電壓
    傳向範本的參數錯誤
    對地短路
    斷線
    輸出超載輸出QV與MANA短路
    執行器阻抗太高類比與執行器之間斷線通道開路
    過程中斷
    通過過程中斷,可以對過程信號進行監視和回應。
    數位量輸入範本
    根據設置的參數,範本可以對每個通道組進行過程中斷,可以選擇信號變化的上升沿、下降沿或兩個沿均可。CPU中斷執行用戶程式,或中斷執行低優先順序的中斷,來處理相應的診斷中斷功能塊 (OB 40)。信號範本可以對每個通道的一個中斷進行暫存。
    類比量輸入範本
    通過上限值和下限值定義一個工作範圍。範本將對測量值與這些限制值進行比較。如果超限,則執行過程中斷。
    CPU中斷執行用戶程式,或中斷執行低優先順序的中斷,來處理相應的診斷中斷功能塊 (OB 40)。
    S7-300、S7-300F總體技術規範
    保護等級 符合IEC 529的IP 20
    環境溫度
  • 水準安裝
  • 垂直安裝

  • 0 - 60oC
    0 - 40oC
    相對濕度 5 - 95%,無凝結
    大氣壓 750 - 1080 hPa
    隔離
  • 24VDC電路
  • 230VAC電路

  • 500VDC測試電壓
    1460VAC測試電壓
    電磁相容 符合EMC需求:
    雜訊抑制 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,A級,第1組
    機械強度
    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:
    衝擊強度:15g(峰值),持續時間11ms
    S7-300戶外型模總體技術規範
    氣候運行條件
    溫度 水準安裝:-25oC-60oC
    0 - 40oC
    垂直安裝:-25oC-40oC
    相對濕度 5 - 95%,允許短時凝結
    短時結冰 -25oC-0oC,IEC 721 3-3,級別3K5
    大氣壓 750 - 1080 hPa,
    對應高度:-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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