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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。

• 高速執(zhí)行指令：
  指令執(zhí)行時間最低可達0.01 µs，為中低端性能設(shè)備開創(chuàng)了全新的應(yīng)用方案。
• 浮點數(shù)運算：
  可以高效率地使用浮點運算甚至復(fù)數(shù)運算功能。
• 用戶友好的參數(shù)賦值：
  僅需一個帶有統(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(xùn)費用。
• 人機界面（HMI）：
  S7-300的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶友好的人機界面服務(wù)。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在期望的更新時間完成這些數(shù)據(jù)的傳輸工作。SIMATIC S7-300的操作系統(tǒng)可以自主地完成傳輸過程。并且完全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、記錄故障信息和特定的系統(tǒng)事件（例如，時間錯誤、模塊故障等）。采用環(huán)境緩沖區(qū)記錄事件信息，并帶有時間截，以利于今后的故障排除。
• 口令保護:
  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(fù)制與更改。

SIMATIC S7-300符合的國家標(biāo)準和國際標(biāo)準有：

• DIN
• UL 認證
• CSA 認證
• FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C））
• ATEX 認證
• 澳大利亞標(biāo)志
• 以下船級社資格認證
  • 美國船級社
  • 法國船級社
  • 挪威船級社
  • 德國船級社
  • 英國勞氏船級社
  • 日本船級社（NK）
• 抗震

通訊

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型：

• 過程通訊：
  對于通過總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過程通訊。
• 數(shù)據(jù)通訊：
  用于自動化系統(tǒng)間或多個自動化系統(tǒng)與HMI之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進行，也可以基于事件驅(qū)動通過塊由用戶程序發(fā)起。

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)通訊

SIMATIC S7-300擁有不同的數(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。網(wǎng)絡(luò)連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現(xiàn)。

全局數(shù)據(jù)

借助“全局數(shù)據(jù)通信”服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（最多可達8 GD 數(shù)據(jù)包，每周期22個字節(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。只能通過 MPI 進行全局數(shù)據(jù)交換。組態(tài)通過STEP 7的GD表完成。

通訊功能

使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• 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)的 S7 通訊。
  S7-300 可以用于：
  • 用作服務(wù)器時，使用MPI、C總線和PROFIBUS
  • 用作服務(wù)器或客戶端時，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的 S5 兼容通訊。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的標(biāo)準通訊（非西門子系統(tǒng)）。

與全局數(shù)據(jù)不同的是，對于通信功能，必須為其建立通信連接。

集成到 IT 領(lǐng)域中

借助自動化工程組態(tài)，使用S7-300，可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced，可以實現(xiàn)以下信息技術(shù)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(wù)器；
  使用標(biāo)準瀏覽器，可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁；通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)
• 標(biāo)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。
• E-mail；
  直接從用戶程序中發(fā)送認證電子郵件。電子郵件客戶端設(shè)計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。
• 通過 FTP 進行通訊；
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺都可以使用的開放協(xié)議
• 設(shè)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集成有Web服務(wù)器。因此，標(biāo)準Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息：

• CPU 一般信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 標(biāo)簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
• PROFINET 節(jié)點的拓撲結(jié)構(gòu)

等時模式

使用系統(tǒng)功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS 信號傳輸和
• 程序執(zhí)行

總線周期時間的程序運行。

創(chuàng)建了自動化解決方案，可以以固定間隔時間（常量總線周期時間）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。

借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術(shù)，S7-300確�？梢跃�確地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)時間。

為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。

在分布式自動化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域，并確保可以獲得最高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。

模塊的診斷和過程監(jiān)視

SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 信號采用的監(jiān)控（診斷）。
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）。

診斷

診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集（針對數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于無故障狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息：

• 可參數(shù)賦值的診斷報文：
  僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。
• 不可參數(shù)賦值的診斷報文：
  這些消息的發(fā)出是一個常規(guī)事件，即該過程與參數(shù)化無關(guān)。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入”），則模塊會發(fā)起一個診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷）。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）。

數(shù)字量輸入/輸出模塊
診斷報文	可能的故障原因
無傳感器輸入	傳感器輸入過載 傳感器輸入至M之間存在短路
無外部輔助電壓	模塊無 L+ 電壓
無內(nèi)部輔助電壓	模塊無 L+ 電壓 內(nèi)部模塊保險絲故障
保險絲燒斷	內(nèi)部模塊保險絲故障
模塊中的參數(shù)不正確	傳輸?shù)侥�塊的參數(shù)不正確
時間監(jiān)控功能已經(jīng)編址（看門狗）	高電磁干擾 模塊故障
EPROM 故障	高電磁干擾 模塊故障
RAM 故障	高電磁干擾 模塊故障
硬件中斷丟失	硬件中斷到來的速度超過了CPU的處理能力

模擬量輸入模塊
診斷報文	可能的故障原因
無外部負載電壓	模塊無 L+ 負載電壓
組態(tài)/參數(shù)化錯誤	傳輸?shù)侥�塊的參數(shù)不正確
共模錯誤	輸入（M-）之間的UCM 電壓差和測量回路（MANA）的參考電壓過高
斷路	傳感器回路的電阻過高 模塊和傳感器之間的連接線出現(xiàn)斷路 通道未切換（開）
低于測量范圍的下限	輸入值低于正常范圍，可能因故障所至 量程為 4 至 20 mA，1 至 5 伏： 傳感器極性接反； 量程選擇錯誤 其它量程： 量程選擇錯誤
高于測量范圍的上限	輸入值超出量程

模擬量輸出模塊
診斷報文	可能的故障原因
無外部負載電壓	模塊無 L+ 負載電壓
組態(tài)/參數(shù)化錯誤	傳輸?shù)侥�塊的參數(shù)不正確
M 短路	輸出過載 輸出 QV 至 MANA 短路
斷路	執(zhí)行器電阻過高 模塊和執(zhí)行器之間的連接線出現(xiàn)斷路 通道未使用（打開）

硬件中斷

通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且，可以觸發(fā)針對信號變化的響應(yīng)。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)參數(shù)設(shè)置的不同，針對每個通道組，當(dāng)信號狀態(tài)發(fā)生改變時，模塊都可以發(fā)起硬件中斷，觸發(fā)沿可以選用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）。信號模塊可以緩沖一次中斷/通道。
• 模擬量輸入模塊：
  通過指定上限值和下限值的參數(shù)值，可以設(shè)定其工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些極限值進行比較。當(dāng)測量值違反了其中任何一個限定值時，就會觸發(fā)硬件中斷。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）。如果極限高于/低于過量程/欠量程，則無法進行比較。
  

S7-300F

運行模式

S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信號模塊之內(nèi)。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)實現(xiàn)輸出和輸入信號的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進行檢測。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

編程

CPU 315F與安全有關(guān)的程序采用STEP 7語言的梯形圖（LAD）和功能圖（FBD）編制。與運行有關(guān)的功能范圍和數(shù)據(jù)類型均限于在此處設(shè)置。編譯時使用特定的格式和參數(shù)，可以創(chuàng)建安全相關(guān)程序。在單個CPU中，標(biāo)準程序可以同時與故障安全程序一起運行（共存），無任何限制。

該軟件包的另一個組件是F庫，配有TUV認可的安全相關(guān)功能的編程實例。這些編程實例可以更改，但更改必須再次認證。

S7 F分布式安全選項軟件包

編制安全相關(guān)的程序段時，必須使用選項軟件包“S7 F Distributed Safety”。該軟件包含有創(chuàng)建F程序所需要的全部功能和塊。運行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。

通用技術(shù)數(shù)據(jù)
防護等級	IP20，符合 IEC 60 529
環(huán)境溫度
水平安裝時	0 到 60 °C
垂直安裝時	0 至 40 °C
相對濕度	10 - 95%，無冷凝，相當(dāng)于相對濕度 (RH)，應(yīng)力等級 2，符合 IEC 61131 第 2 部分
大氣壓	1080 ～ 795 hPa（相當(dāng)于海拔 -1000 ～ +　2000 m）
絕緣
< 50 V	500 VDC 測試電壓
< 150 V	2500 V DC 測試電壓
< 250 V	4000 V DC 測試電壓
電磁兼容性	電磁兼容性指令要求； 抗擾性，依據(jù)標(biāo)準 IEC 61000-6-2
脈沖形干擾變量	測試依據(jù)： 靜電放電：IEC 61000-4-2； 突發(fā)脈沖：IEC 61000-4-4； 浪涌脈沖： IEC 61000-4-5
正弦干擾變量	測試依據(jù)： 高頻輻射符合 IEC 61000-4-3， 高頻去耦合符合 IEC 61000-4-6
射頻干擾	干擾輻射：EN 50081-2 根據(jù)以下標(biāo)準進行測試： 根據(jù) EN 55016 進行輻射干擾測試： A 級限值（測量距離為 10 m） 電流電源電磁干擾，EN 55011： A 級限值，組 1
機械負載
抗振性	頻率范圍 10 Hz ≤ f ≤ 58 Hz 連續(xù)：振幅 0.0375 mm 間歇：振幅 0.75 mm 頻率范圍 58 Hz ≤ f ≤ 150 Hz 連續(xù)：恒定加速度 0.5 g 間歇：恒定加速度 1 g 測試標(biāo)準 IEC 60068-2-6 測試方法： 5 Hz ≤ f ≤ 9 Hz，恒定振幅 3.5 mm， 9 Hz ≤ f ≤150 Hz，恒定加速度 1 g; 振動持續(xù)時間：在 X、Y、Z 三個方向上，各 10 次
抗沖擊性	測試標(biāo)準 IEC 60068-2-27 測試方法： 半正弦波： 沖擊強度 15 g（峰值），持續(xù)時間 11 ms； 沖擊方向：三個相互垂直軸的每個軸的正、負方向上