s7-300系列(在整个体系上介绍)

hobbylinux · 发表于 2008-12-1 22:31:57

S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。SIMATIC S7-300 可编程序控制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。系统组成:

中央处理单元 (CPU)/ y% |# k6 I4 h4 |3 l& J- \+ R7 x
各种 CPU 有各种不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有输入/输出点，有的 CPU 上集成有 PROFIBUS-DP 通讯接口等。
信号模块 (SM)
1 ~" v/ L6 e& D w" Z7 U用于数字量和模拟量输入/输出
通讯处理器 (CP)8 m" P" F4 X) N' y" O
用于连接网络和点对点连接
功能模块 (FM)1 I: _: T$ n; E9 c0 k
用于高速计数，定位操作 (开环或闭环定位) 和闭环控制。
负载电源模块 (PS)
a' y8 D' _0 J/ j- |用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 伏交流电源，或 24/48/60/110 伏直流电源。
接口模块 (IM)
4 B& h0 u/ W& k8 |" H用于多机架配置时连接主机架 (CR) 和扩展机架 (ER)。S7-300 通过分布式的主机架 (CR) 和 3 个扩展机架 (ER)，可以操作多达 32 个模块。运行时无需风扇。
SIMATIC S7-300 适用于通用领域：
高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。
; s8 U* X/ C+ C3 BS7-300 有两种类型：
标准型
; l+ G( t8 k6 B0 i" {* U温度范围从 0℃到 60℃
环境条件扩展型% d+ v4 p R* W6 w: ?+ I6 N) h
温度范围从 -25℃ 到 +60℃ 更强的耐受振动和污染特性。

功能SIMATIC S7-300 的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和维护

高速的指令处理9 B e$ k3 D" q: T& z- j
0.6~0.1μs的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
浮点数运算
9 o! O9 p- B2 g$ Q用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算
方便用户的参数赋值
9 ?- B$ x, I% v4 `一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。
人机界面 (HMI)' c5 e6 X% ^/ _
方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内。因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面 (hmi) 从 S7-300 中取得数据，S7-300 按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300 操作系统自动地处理数据的传送。
诊断功能
, W4 }& n! g- f: f( nCPU 的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件 (例如：超时，模块更换，等等)。
口令保护" c$ ~; W% h1 j
多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。
操作方式选择开关& @4 n+ @. i4 g" `* R& ?
操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。

通讯这是一个经济而有效的解决方案；方便用户的STEP7的用户界面提供了通讯组态功能，这使得组态非常容易、简单。SIMATIC S7-300 具有多种不同的通讯接口：

多种通讯处理器用来连接 AS-I 接口、和工业以太网总线系统
串行通讯处理器用来连接点到点的通讯系统
多点接口 (MPI) 集成在 CPU 中，用于同时连接编程器、PC 机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7 等自动化控制系统。% k |' ^; M& b& T8 Z
CPU支持下列通讯类型：
过程通讯8 Y g& ?* \4 R& d2 {
通过总线 (AS-I 或 PROFIBUS ) 对 I/O 模块周期寻址 (过程映象交换)
数据通讯, q/ [- I: C1 O& v1 P* B' U; |2 c
在自动控制系统之间或人机界面 (HMI) 和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。

结构

DIN 标准导轨安装
, b: ~4 `( ?( X9 q K1 _只需简单地将模块钩在 DIN 标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。
集成的背板总线+ B& d ?# _( v2 k
背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。
更换模块简单并且不会弄错9 z( x- @2 B8 J
更换模块时，只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的前连接器。在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。
可靠的接线端子% Q3 }6 c2 ^9 A1 L
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o: K7 V8 o; y1 U
采用一个带螺钉或夹紧连接的 1 至 3 线系统进行预接线。或者直接在信号模块上进行接线。
确定的安装深度
9 X7 g* j4 w9 O9 v* `! F' M所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度。
没有槽位的限制( @1 f" K Z" x/ J3 d
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。

CPU性能简介

性能适合你的要求- T2 C: P# r$ W( t
SIMATIC S7－300能使你选择最适合的CPU以满足特殊应用。这可以是有"纯粹"过程控制能力的CPU，集成过程控制功能的CPU或带有一个集成的PROFIBUS－DP接口的CPU。所有这些CPU都有一个编程用的接口。多点接口的其他优点是，它很容易建立一个小型网络。不需要附加任何硬件或软件，不需编程。
智能与速度相结合
5 g* l) [! Z( L我们灵巧的"运动员"总是跑在最前面。大多数这类CPU能在不到0.6~0.1ms时间内处理1024条二进制语句。由于纯粹的二进制命令是不多见的，因此我们提供混合操作时的处理速度：用65％二进制语句和35％字操作，这位锐利的小CPU依旧能在0.8ms内处理1K语句。
体积小巧，功能强大
* V/ P. [; |, C, ]9 g1 w0 H' K全面的成功：用最大存储量为512KB的主存储器，我们的CPU能最多处理82K语句，并提供最大8192个标记，512个定时器和512个计数器。较小的 CPU可扩充到128DI/DO或32AI/AO;较大的 CPU可扩充到1024DI/DO或128AI/AO。现代技术水平，无电压RAM存储器长时间的保持动态数据，如标记、计数器和数据字，最大容量达4K。其最大优点是不再需要额外的后备电池。这在事实上消除了S7－300无维护运行的最后障碍。
PID控制任何事情都保持在极限之内: n# K& p. H$ f/ i! ?
不管你的应用包括压力、温度的控制或流量控制，集成的PID控制器可作为是参数化连续作用控制器，或作为阶跃作用控制器。
集成的 PROFIBUS－DP接口：包括通信2 S: G' D \* d, i; O
S7－300CPU的最强大功能也可用一个集成的PROFIBUS－DP接口达到，并可作为主设备或从设备设置。最多可将125个PROFIBUS－DP站连接到主设备。数据传输率为12M位/S。这种CPU肯定加速通信过程。分布式 I/O 以与中央 I/O 完全相同的方式(即用STEP 7〕进行配置和编程。换言之：你不必担心通信线路！如果你在寻找实现现场分布式智能的、灵巧的方式，作为从设备连接到 PROFIBUS－DP的SIMATIC S7－300 单元是最理想的解决方案。7 w" y- s, A8 G2 U4 }0 W
----顺便指出：也可将SIMATIC编程设备和操作员面板连接到集成的 PROFIBUS－DP接口。
存储卡－－程序存储器的安全资产
如果确实需要安全保护数据，可将用户程序存储在存储卡内，用这种方式，可保证断电时不会丢失数据或程序，存储卡以FLASH EPROM提供最大512KB存储器。它们是直接在CPU内编程，因此不需要MC编程器。存储卡在CPU上的中央数据管理方面也起到重要作用，这是因为，连接I/O模块的所有参数化数据都安全的存储在卡上。当更换模块时，不需要一个新的编程设备，甚至不必重新分配参数。作为一种实际的替代办法，在断电时，可用后备电池在内部自动地将所有程序和数据保存在CPU上。
系统数据安全：用户程序保护. u5 j; C% o n) ^
无疑，因为安全和保密原因。我们不给任何无关的人操作CPU的机会。为此目的，所有CPU都装有安全系统，它可靠的保护整个数据库，防治偶然操作和越权存取。数据安全的整个对象完全处于控制之下。这一方面是用一个钥匙开关，另一方面通过口令保护整个程序或各个程序块。

hobbylinux · 发表于 2008-12-1 22:34:20

模块

扩展模块
---- 小巧、快速、功能强大，用途广泛－－这些是S7－300的主要特点。模块的封装密度使它显得如此小巧；它的速度和功能来自你早已遇到的CPU。而它的多方面用途主要归功于多种多样的信号、功能、和通信模块。这些模块使 S7－300 PLC成为用途广泛的控制设备。以下是信号模块的概况：
信号模块－－它们的格言是"有信号就进行处理"。
---- 模拟或数字，输入或输出： S7－300处理出现的信号。所有信号模块是隔离的：
多种数字的I/O
2线BERO接近开关用的数字输入
快速响应、有过程中断的数字输入
快速故障识别、有诊断功能的数字和模拟I/O
各种电流的数字输出
无限开关循环的数字电子输出
各种模块电压的数字继电器输出
所有电流和电压范围的模拟输入
集成有对热电偶和热电阻进行线性补偿的模拟量输入
用于精确值表示，有高分辨率和低误差的模拟输入
用于复杂的PID控制任务，有快速转换时间的模拟输入
Ex(i)区域的信号模块
0至10伏和0至20mA输入和输出的组合模块
用仿真进行测试
---- 如需要在开始工作之前尽早测试用户程序（或在项目已在运行时作检查），只需装上仿真模块来代替DI/DO模块。然后，可用开关来仿真传感器信号，并在LED上显示输出信号状态。
---- 有各种各样的模块用于小型PLC，而最令人感兴趣的是，你不必考虑任何槽位规则的限制！
空位模块：用于备用槽
---- 空位模块有一个重要作用：它保留尚未参数化的信号模块用的槽。当用信号模块替代它时，机械设计依旧不变（如整个配置的地址分配）。

功能模块
---- 功能模块毫无疑问的使S7－300用途更为广泛－－并提高性能，尤其是用于机械工程更是如此。所有功能模块都有在STEP7中的统一参数分配，而且操作简便，不必编程。应用在线帮助使起动十分容易。
高速计数
---- 不管是频率测量、转速测量、长度测量，还是位置检测：FM 350 模块提供吸引人的解决方案；频率最高为500KHZ。
控制
---- 循环时间20ms 和400ms之间，连续控制和步进控制的专家：FM 355模块，还适宜于复杂的应用。
凸轮控制
---- 在某些场合，例如需要在运行时间内处理工件，电子式FM352凸轮控制模块是机械解决方案的一种经济的替代方案，它能在32个凸轮轨迹中形成128个凸轮。
定位
---- 与定位和进给轴一起，经常要用到快速往复/蠕动进给定位程序。用FM351双通道模块控制轴的高度动态调节；该模块可用于控制变级电动机和控制标准电动机的变频器。带步进电机的定位机械轴一般不需要位置测量系统。这里建议，对有高的时钟脉冲速率的高度动态机械轴采用FM353步进电机模块。
---- 对于不仅要求高动态性能，还要求高精度轴定位的应用，最佳的解决方案是使用伺服电机。FM354功能模块也控制对动态性能，精度和速度都有高要求的复杂的往复进给运动。FM 357非常适宜于最多4个插补轴的协同定位－－既能用于伺服电机也能用于步进电机。所有定位模块的一个附加优点是，它们可以与控制程序无关的定位各轴。其结果是：有可能进行自主测试，全面降低复杂性－－从而在启动过程中提高了效率。

新模块
SIMATIC S7-300产品系列又推出了几种新的模块，这些模块扩大了用户的选择范围，为更多的应用带来了便利和可能。新推出的模块有以下几种：
---- ▲ PS305电源模块，24-110V DC输入，24V DC/2A输出，环境条件扩展型。
---- ▲ CPU314 IFM中央处理单元新增一种可外插存储器卡的模块，（6ES7314-5AE10-0AB0），该模块需STEP7 V5.0 SP3以上版本支持。
---- ▲ 48-125V DC，SM321数字量输入模块（6ES7321-1CH80-0AA0），环境条件扩展型。
---- ▲ 48-125V DC/1.5A，SM322数字量输出模块（6ES7322-1CF80-0AA0），环境条件扩展型。
---- ▲ SM331热电阻/电阻输入模块（6ES7331-7PF00-0AB0），分辨率24位。
---- ▲ SM331热点偶输入模块（6ES7331-7PF10-0AB0），分辨率24位。
---- ▲ SM335 4入/4出模拟输入/输出模块（6ES7335-7HG01-0AB0），背板总线隔离，诊断与中断功能。
---- ▲ SM338超声波位置解码器（6ES7338-7UH01-0AC0），可连4个超声波位置传感器,最多8个测量点。
---- ▲ CM35计数器模块（6AT1735-0AA01-0AA0），8通道计数，最大10KHz。
---- ▲ CP343-1 IT通讯模块（6GK7343-1GX00-0XE0），10/100Mbit/s工业以太网，Web服务器，WWW网页，E-mail发送功能。
指令系统
SIMATIC S7－300远非一般的特性反映在它的特殊功能度上。有350多条指令，包括熟知的、功能强大的STEP 5指令和SIMATIC TISOFT指令。

高效的新指令集
---- 我们增加了不少新指令，从二进制处理到32位浮点运算使你节省可观的时间（以及用户存储器）。乘除三角函数、对数函数和平方根函数也都集成在内。
---- 为简化起见，我们将边界求值用的整个指令序列组合在一条指令内。我们甚至找到一个直接编址的非常简单的解决方案：实际上，你可间接的对任何指令进行编址，然后将它以简洁形式（例如AI（DB 5，D3.6）集成到程序内。如系统功能调用等的新的程序早已集成在操作系统内，从而显著的减少所需要的用户存储器容量，你可将它们用于中断处理，以及出错或复制数据处理，或是（例如）可以利用时钟功能。

包括多种运算功能
---- 我们极大的拓宽了运算指令的范围。S7－300小型PLC不仅能处理加、减，而且能在指令级完成乘和除运算。准确度为16和32位。可处理定点和浮点数。

从一开始起就有人－机接口服务
---- 由于在简单和复杂的应用中，操作员控制和监视显得日益重要，我们已将HMI（人－机接口）服务集成到操作系统本身内，可经过SIMATIC HMI系统的操作员面板或操作站传送循环小数数据，不必对CPU进行编程，对存储器的要求非常小。

通信服务：内在的功能
---- S7－300操作系统早已为你提供了全范围的通信调用。由于这方面的参数分配是经过CPU简单地进行的，因而不占用任何的用户程序－－这意味着：有更多的用户程序可用于实际任务，而通信作业是在不占用循环时间下完成的。
STEP 7 编程

SIMATIC S7－300 软件与硬件同样出色， S7－300 的软件STEP7与硬件一样简洁、方便、易用。这种编程软件基于用标准工具STEP 7 软件实现SIMATIC 工业软件功能，并能应用所有新的S7 硬件的优势。例如：

按照 IEC 1131－3！
---- 已开发成功块图和梯形图编程语言，符合上述标准。它是用于流程控制，过程控制或需要高级语言编程的编程工具。语句表编程语言与标准稍有不同，以保证与STEP 5 的兼容。

相同用户接口的统一
---- STEP 7 有中央数据存储器和完全匹配的工具。这意味着，从现在起，你只需在一个用户接口上将数据输入一次，然后，你可为每个任务使用相同的功能：从配置和编程到启动和文件编制。

原有程序和新程序可一起使用
---- 如果你已拥有STEP 5 或 TISOFT 写的程序－－这不成问题。我们的转换程序可将原有程序立即转换到 STEP 7。

内存丰富的软件工具箱
---- STEP 7 有丰富的功能，能使PLC解决任何问题。你可使用任何一种编程语言：STL，FBD和LADDER；可随心所欲的从一种语言切换到另一种。它也提供面向对象数据管理和功能的图形赋活SIMATIC－Manager。硬件配置工具和试验工作方式的切换设备（经过按钮）以及指令集，指令集的指令是如此丰富，即使是非常复杂的功能也能简便地编程。包括使用图形编程语言也是如此！
网络通讯

PROFIBUS和工业以太网总线系统家庭中的两个领先成员的结合，形成强有力的通信网络，其通信能力实际上是无限的。

----PROFIBUS 网络能力以12M位/秒的传输速率，最多与127个网络上的结点进行数据交换，借助于现代技术水平的纤维光缆，这种网络可扩充至90Km范围内而无任何问题。
----工业以太网能以10/100M位/秒的传输速率，最多与1024个网络上的节点进行通信。这种网络的范围最大是150Km。

S7和S5之间的数据交换：无间隙的数据交换
---- 二种经现场证明的控制系统S7和S5从不产生任何通信问题。这二代SIMATIC经过PROFIBUS（FDL协议）和工业以太网（ISO协议），利用S5和S7的通信服务进行数据交换。CP通信处理器保证不加重CPU的通信服务。最多可将8个通信处理器插入到S7-300内，每个通信处理器最大能建立16条链路。

与非西门子公司的设备数据交换包括柔性！
---- 兼容性和柔性是SIMATIC的二个基本特征。这里，S7-300和与非西门子公司设备之间的数据交换是不成问题的，只要求PROFIBUS网络采用FMS协议，工业以太网采用TCP/IP或ISO协议。自然，也可以将SIMATIC S5集成到这些网络内。

户外型产品介绍

现在，寒冷和潮湿对SIMATIC S7－300 也不成问题。这是通过扩展环境温度（从－25度～＋60度）范围而保证的。

应用范围广泛
---- 这种PLC非常适宜用于运输，水厂，石化行业和食品工业。简言之，适用于所有无空调的车间等，如火车，信号站和汇接站，水泥搅拌机，垃圾车，升降平台，桥梁悬臂，交通控制系统，污水处理厂和炼油厂，以及饮用水供应和管道用的泵站，冷藏库，冷藏货车和冷藏车。
用于恶劣环境：防止机械冲击和受潮
---- 用于车辆的PLC实际上经常处于恶劣的工作环境。这就是为何S7－300的扩展温度形式也对冲击和振动有升级的耐受力。它适用于有凝露，结冰和95％湿度的环境，这些特性使它能在户外应用而无任何问题。所有这些应用所需要的是防护等级为IP20的控制电缆或控制箱。
----CPU，信号模块，接口模块和 ET 200M分布式I/O单元都有扩展的温度形式提供。

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