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西門子S7—300系列產(chǎn)品介紹

概述
S7-300是模塊化小型PlC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。其模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得各種單獨(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有不同的性能，例如，有的CPU上集成有PROFIBUS—DP通訊接口等。
信號(hào)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(duì)點(diǎn)連接。
功能模塊(FM)：用于高速計(jì)數(shù)，定位操作(開環(huán)或閉環(huán)定位)和閉環(huán)控制。
負(fù)載電源模塊(PS)：用于將SIMATICS7—300連接到120／230V交流電源，或24／48／60／110V直流電源。
接口模塊(1M)：用于多機(jī)架配置時(shí)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(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無需風(fēng)扇。
SIMATICS7—300適用于通用領(lǐng)域：高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。
功能
SIMATICS7—300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能如下：
高速的指令處理：0．1—0．6u s的指令處理時(shí)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(shí)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(gè)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。
人機(jī)界面(HMl)：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(duì)話的編程要求大大減少。
SIMATIC人機(jī)界面(HMl)從S7—300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)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(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件(例如：超時(shí)、模塊更換等)。
口令保護(hù)：多級(jí)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(shí)，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
這是一個(gè)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。
SIMATICS7—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接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行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(MPl)集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程
器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7／C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。CPU支持下列通訊類型：
過程通訊：通過總線(AS—I或Pronbus)對(duì)I／O模塊周期尋址(過程映象交換)。
數(shù)據(jù)通訊：在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間、人機(jī)界面(HMl)和幾個(gè)自動(dòng)化功能塊間相互調(diào)用。
S7—300新模塊
S1MATIC S7—300產(chǎn)品系列又推出了幾種新的模塊，這些模塊擴(kuò)大了用戶的選擇范圍，為更多的應(yīng)用帶來了便利和可能。新推出的模塊有以下幾種：
▲PS305電源模塊：24—110V DC輸入、24VDC／2A輸出，環(huán)境條件擴(kuò)展型。
▲CPU3141FM中央處理單元新增一種可外插存儲(chǔ)器卡的模塊、該模塊需STEP7V5．OSP3以上版本支持。
▲SM321數(shù)字量輸入模塊：48—125VDC，環(huán)境條件擴(kuò)展型。
▲SM322數(shù)字量輸出模塊：48—125VDC／1．5A、環(huán)境條件擴(kuò)展型。
▲SM331熱電阻／電阻輸入模塊，分辨率24位。
▲SM331熱點(diǎn)偶輸入模塊，分辨率24位。
▲SM3354人／4出模擬輸入／輸出模塊，背板總線隔離，診斷與中斷功能。
▲SM338超聲波位置解碼器，可連4個(gè)超聲波位置傳感器，最多8個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
▲CM35計(jì)數(shù)器模塊，8通道計(jì)數(shù)，最大10KHz，
▲CP343—lIT通訊模塊，10／100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)，Web服務(wù)器，WWW網(wǎng)頁，E—mail發(fā)送功能。

CPU 啟動(dòng)(暖啟動(dòng))，冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)的區(qū)別是什么？

通電后，西門子S7-400 CPU 或 CPU 318-2 開始執(zhí)行用戶程序之前，啟動(dòng)程序已開始工作。在啟動(dòng)程序中，用戶可以對(duì)循環(huán)程序通過編程啟動(dòng) OB 來進(jìn)行相應(yīng)地定義預(yù)設(shè)置。

如下有三種啟動(dòng)方式：

在操作模式“STARTUP”中：

• 程序在啟動(dòng) OB 中運(yùn)行( OB 100 為啟動(dòng)(暖啟動(dòng))，OB101 為熱啟動(dòng)，OB102 為冷啟動(dòng)) 。
• 不可用時(shí)間和報(bào)警控制程序運(yùn)行。
• 時(shí)間保持更新。
• 運(yùn)行時(shí)間表在運(yùn)行。
• 信號(hào)模塊上的數(shù)字輸出被鎖定，但可以通過直接存儲(chǔ)來設(shè)置。

啟動(dòng)(暖啟動(dòng))：

圖 01

 在啟動(dòng)(暖啟動(dòng))中， 程序處理以“基本設(shè)置”內(nèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和用戶地址范圍為程序啟動(dòng)點(diǎn)來重啟。

• 過程映像區(qū)，非保持存儲(chǔ)器，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器都重新設(shè)置。保持的存儲(chǔ)器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器各自都保留其最后的有效數(shù)值。所有以“未保留”的屬性參數(shù)化的數(shù)據(jù)塊被復(fù)位為初始值。其他數(shù)據(jù)塊各自保留其最后的有效數(shù)值。
• 程序處理從頭開始再次重新啟動(dòng) (啟動(dòng) OB 或 OB1) 。
• 如果供電中斷，暖啟動(dòng)只可用于緩沖模式。如若運(yùn)行的 CPU 沒有后備電池，當(dāng)開關(guān)接通或 POWER OFF 后重新上電時(shí)，CPU 將自動(dòng)復(fù)位并重新啟動(dòng)(暖啟動(dòng))。

如果系統(tǒng)不要求完全復(fù)位，那么啟動(dòng)(暖啟動(dòng))一直是可行的。在如下情況發(fā)生后，只有啟動(dòng)(暖啟動(dòng))可行：

• 完全復(fù)位。
• 在CPU 的 STOP 模式下載入用戶程序。
• USTACK/BSTACK 溢出。
• 通過 POWER OFF 或模式開關(guān)使啟動(dòng)(熱啟動(dòng))被中斷。
• 重新啟動(dòng)超出參數(shù)化中斷的時(shí)間限制。

啟動(dòng)(暖啟動(dòng))的操作命令：

用戶可以觸發(fā)手動(dòng)啟動(dòng)(暖啟動(dòng))：

• 通過模式選擇開關(guān)
• (如果可以，CRST/WRST  開關(guān)必須設(shè)置為 CRST)
• 通過PG的命令菜單或通訊功能
• (模式選擇開關(guān)需設(shè)置在 RUN 或 RUN-P 位置).

在 POWER ON 時(shí)，下面的狀態(tài)會(huì)觸發(fā)自動(dòng)啟動(dòng)(暖啟動(dòng))：

• POWER OFF 時(shí) CPU 不在 STOP .  
• 模式選擇開關(guān)設(shè)置到 RUN 或者 RUN-P.
• 沒有將 POWER ON 的參數(shù)設(shè)置為自動(dòng)熱啟動(dòng)或自動(dòng)冷啟動(dòng)。
• CPU　的啟動(dòng)(暖啟動(dòng))沒有因電源故障而引起中斷(不依賴于啟動(dòng)的參數(shù)設(shè)置)

冷啟動(dòng)：

圖 02

• 冷啟動(dòng)時(shí)，主存儲(chǔ)器中 SFC 生成的數(shù)據(jù)塊都被刪除，其他數(shù)據(jù)塊從裝載存儲(chǔ)器中獲取默認(rèn)值。
• 無論是否設(shè)置數(shù)據(jù)保持，過程映像區(qū)，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，指示器都將在程序(裝載存儲(chǔ)器)中重新設(shè)置到初始值。
• 輸入的過程映像區(qū)被讀入，STEP 7 用戶程序開始重新啟動(dòng) (OB102 或 OB1).

冷啟動(dòng)的操作命令：

• 只能從 PG 觸發(fā)手動(dòng)冷啟動(dòng)。
• 如果參數(shù)已相應(yīng)地定義于 STEP 7 中，某些 S7-400 CPU 可通過模式選擇開關(guān)和啟動(dòng)模式轉(zhuǎn)換 (CRST/WRST) 來執(zhí)行冷啟動(dòng)。

熱啟動(dòng)：

圖 03

在 RUN 狀態(tài)下電源中斷后再次供電，S7-400 CPU 通過初始化路徑然后自動(dòng)執(zhí)行熱啟動(dòng)。重新熱啟動(dòng)后，用戶程序在中斷點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行 (定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，指示器不被重新設(shè)置，當(dāng)前數(shù)值保存在 DB 塊中)。在斷電前未執(zhí)行的用戶程序被稱為剩余循環(huán)程序。剩余循環(huán)程序同時(shí)包括時(shí)間和報(bào)警控制程序部分。 

• 熱啟動(dòng)中，所有數(shù)據(jù)包括過程映像區(qū)都執(zhí)行它們最后的有效數(shù)值。
• 程序在中斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行命令。
• 在當(dāng)前周期完成之前，輸出不會(huì)改變。
• 如果供電中斷，熱啟動(dòng)只可適用于緩沖模式。

原則上來說，如果用戶程序在 STOP 狀態(tài)下沒有改變 (例如裝載一個(gè)修改過的塊) 或者因?yàn)槟承┰�因而不需要進(jìn)行啟動(dòng) (暖啟動(dòng))，那么，熱啟動(dòng)是允許的。

熱啟動(dòng)的操作命令：

如果相關(guān)參數(shù)已設(shè)定于 CPU 中，并且是如下原因造成 STOP, 那么手動(dòng)熱啟動(dòng)是可行的：

• 模式選擇器從 RUN 轉(zhuǎn)換到 STOP。
• STOP 已被用戶編程，STOP 在調(diào)用 OB 后未被載入。
• STOP 狀態(tài)包含于 PG 或某個(gè)通訊功能。

用戶可以觸發(fā)熱啟動(dòng)：

• 通過模式選擇開關(guān)來選擇。
• CRST/WRST 需設(shè)置在 WRST。
• 通過 PG 菜單命令或通過通訊功能 (模式選擇開關(guān)設(shè)置到 RUN 或 RUN-P)
• 手動(dòng)熱啟動(dòng)已在 CPU 中參數(shù)化。

自動(dòng)熱啟動(dòng)可在 POWER ON 狀態(tài)下被觸發(fā)，如果：

• 在 POWER OFF 狀態(tài)下，CPU 不在 STOP 或 HALT。
• 模式選擇開關(guān)設(shè)置到 RUN 或 RUN-P。
• 自動(dòng)熱啟動(dòng)已為 POWER ON 在 CPU 內(nèi)參數(shù)化。
• 在自動(dòng)熱啟動(dòng)中，CRST/WRST 的轉(zhuǎn)換是無效的。