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西門(mén)子S7-300系列PLC

設計

S7-300

一般步驟

S7-300自動(dòng)化系統采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個(gè)系統包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點(diǎn)對點(diǎn)接口的 CPU。

• 用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。

• 用于連接總線(xiàn)和點(diǎn)對點(diǎn)連接的通信處理器 (CP)。

• 用于高速計數、定位（開(kāi)環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。

• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時(shí)連接中央控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
  通過(guò)分布式中央控制器 (CC) 和 3 個(gè)擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個(gè)模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無(wú)需風(fēng)扇。

• SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內使用時(shí)，可直接在汽車(chē)或室外建筑使用。不需要空氣調節的機柜和 IP65 外殼。

設計

簡(jiǎn)單的結構使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡(jiǎn)單地將模塊掛在安裝導軌上，轉動(dòng)到位然后鎖緊螺釘。

• 集成的背板總線(xiàn)： 
  背板總線(xiàn)集成到模塊里。模塊通過(guò)總線(xiàn)連接器相連，總線(xiàn)連接器插在外殼的背面。

• 模塊采用機械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時(shí)，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線(xiàn)的連接器錯插到其他的模塊上。

• 現場(chǎng)證明可靠的連接：
  對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。

• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線(xiàn)端子或彈簧型接線(xiàn)端子連接的 1 線(xiàn) - 3 線(xiàn)連接系統提供預組裝接線(xiàn)另外還可直接在信號模塊上接線(xiàn)。

• 規定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護。因此，所有模塊應有明確的安裝深度。

• 無(wú)插槽規則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統可自行組態(tài)。

擴展

若用戶(hù)的自動(dòng)化任務(wù)需要 8 個(gè)以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時(shí)，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴展：

• 中央控制器和3個(gè)擴展機架最多可連接32個(gè)模塊：
  總共可將 3 個(gè)擴展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個(gè) CC/EU 可以連接八個(gè)模塊。

• 通過(guò)接口模板連接：
  每個(gè) CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動(dòng)處理與擴展裝置的通信。

• 通過(guò) IM 365 擴展：
  1 個(gè)擴展裝置最遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過(guò)擴展裝置提供。

• 通過(guò) IM 360/361 擴展：
  3 個(gè)擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的最遠距離為 10m。

• 單獨安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長(cháng)達 10m。

• 靈活的安裝選項：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以最大限度滿(mǎn)足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)系統的通信處理器。

• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器

• 多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟有效的方案，可以同時(shí)連接編程器/PC、人機界面系統和其它的 SIMATIC S7/C7 自動(dòng)化系統。

PROFIBUS DP進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-300 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線(xiàn)系統。通過(guò)帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶(hù)的角度來(lái)看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)有區別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過(guò)帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S7-400
  （通過(guò)帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC C7 
  （通過(guò)帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308

• SIMATIC 505

出于性能原因，每條線(xiàn)路上連接的主站不得超過(guò) 2 個(gè)。

以下設備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備

• S7-300，通過(guò) CP 342-5

• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and 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

• 現場(chǎng)設備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線(xiàn)上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過(guò) PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過(guò) PROFINET IO 進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-300 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線(xiàn)系統。通過(guò)帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶(hù)的角度來(lái)看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)有區別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）

• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設備作為 IO 設備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備

• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• 現場(chǎng)設備

通過(guò) AS-Interface 進(jìn)行過(guò)程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過(guò) AS-Interface 總線(xiàn)連接現場(chǎng)設備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見(jiàn)通信處理器。

通過(guò) CP 或集成接口（點(diǎn)對點(diǎn)）進(jìn)行數據通信

通過(guò) CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）

• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）

• RS 422/RS 485

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統和其他公司的系統

• 打印機

• 機器人控制

• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數據通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。

• 全局數據：
  “全局數據通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數據交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達 4 個(gè)數據包交換數據，每個(gè)數據包含有 22 字節數據，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數據交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過(guò) MPI 接口進(jìn)行全局數據通信。

• 內部通信總線(xiàn)(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線(xiàn)。因此，可以通過(guò) MPI 從編程器直接找到與 C 總線(xiàn)連接的 FM/CP 模塊的地址。

• 功能強大的通信技術(shù)：

• 多達 32 個(gè) MPI 節點(diǎn)。

• 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。

• 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。

• 數據傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s

• 靈活的組態(tài)選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線(xiàn)電纜、總線(xiàn)連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據需求實(shí)現設計的最優(yōu)化調整。例如，任意兩個(gè)MPI節點(diǎn)之間最多可以開(kāi)啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

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