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SIMATIC 控制器

SIMATIC 控制器有多種多樣，包括從高性能 PLC 的書本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，無論什么要求，它都能滿足要求。

這些控制器的共同特點是，在zui小的空間里壓縮了處理能力，能滿足zui苛刻的機械和氣候條件、高速及可擴展性等要求。

這種分級的性能特征是 SIMATIC 系列產品的力量所在。

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SIMATIC S7-300 的應用領域包括：機床紡織機械包裝機械通用機械工程控制器制造機床樓宇自動化電氣與電子工業及相關產業。一系列具有不同功率范圍的CPU，以及具有很多用戶友好功能的一系列擴展模塊，可以使用戶根據不同的應用情況選擇相應的模塊。 如果控制任務需要擴展，可以隨時使用附加模塊對控制系統進行擴展。SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器。高等級的電磁兼容性以及高等級的抗震性，使得它具有*的工業控制能力。概述S7-300采用模塊化結構設計。含有多種模塊，可進行單獨組合。一個系統包含下列組件：*處理單元（CPU）：各種 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 和點對點接口的 CPU。用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊(SM)用于連接網絡和點對點連接的通訊處理器 (CP)。用于高速計數、定位控制以及閉環控制的功能模塊（FM）。根據客戶需要，還可以使用以下設備：用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源的負載電源模塊(PS)。接口模塊(IM)，用于多機架配置時連接*控制器(CC)和擴展機架(ER)。S7-300通過分布式*控制器(CC)和3個擴展單元(EU) 可以操作多達32個模塊。所有模塊都是密封的，運行時無需風扇。SIPLUS 模塊擴展的環境條件下使用：適用于-25至+60°C 的溫度范圍高濕度、結露以及有霧的環境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為IP20機柜內使用時，可直接用于車載或室外使用。不需要全天候防護的機柜和IP 65機柜保護。設計簡單的結構使得S7-300使用靈活且易于維護:安裝模塊只需簡單地將模塊掛在DIN安裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘。集成的背板總線： 背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機殼的背面。模塊具有機械編碼，更換極為容易：更換時只需松開模板上的緊固螺釘。 按下鎖緊機構，拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。可靠的連接系統:對于信號模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子。TOP 連接：為采用螺絲端子或彈簧端子連接的1線-3線連接系統提供預組裝接線。可以替代直接在信號模塊上接線。確定的安裝深度：所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護。因此所有的模塊都有確定的安裝深度無插槽規則:信號模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個槽上。系統自行組態。DI（Digital Input）開關量輸入，                  亦稱數字量輸入。以開關狀態為輸出的傳感器，如水流開關、風速開關、壓差開關等，將高/低電平（相當于開關）兩種狀態輸入到控制器，控制器將其轉換為數字量1或0，進而對其進行邏輯分析和計算，這種控制器通道即為DI通道。                                    DO（Digital Output）開關量輸出，                  亦稱數字量輸出，它可由控制軟件將輸出通道變成高電平或低電平，通過驅動電路即可帶動繼電器或其他開關元件動作，也可驅動指示燈顯示狀態。開關量輸出DO信號可用來控制開關、交流接觸器、變頻器以及可控硅等執行元件動作。                                    AI（Analogy Input）模擬量輸入，                  模擬量輸入的物理量有溫度、壓力、流量等，這些物理量由相應的傳感器感應測得，往往經過變送器轉變為電信號送入控制器的模擬輸入口。                                    AO（Analogy Output）模擬量輸出，                  模擬量輸出的信號是電壓（如0~5V、0~10V間的電壓）或電流（如0~10mA間的電流），其輸出電壓或電流的大小由控制軟件決定。

前瞻聚力，同心致遠

西門子正是前行路上能共擔風雨的伙伴。從一顆葡萄到一滴美酒的美妙變遷能在西門子數字化平臺上全程追溯。而在2016年漢諾威博覽會上，也源自西門子的前沿數字技術。

憑借*技術、全面產品線、覆蓋200多個國家的網絡、金融解決方案及靈活服務模式，西門子在電力、油氣與化工、礦山與工業等領域與中國EPC企業攜手前行。

截至2015年底，西門子已與中國能建、中國電建、中石油、中石化、中材集團、中集來福士等上百家中國EPC企業在近60個國家合作項目，足跡遍及六大洲。

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• 20個不同的CPU:
  • 7種標準型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
  • 6 個緊湊型 CPU（帶有集成技術功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP）
  • 5 個故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）
  • 2種技術型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)
• 18種CPU可在-25°C 至 +60°C的擴展的環境溫度范圍中使用
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。

SIMATIC S7-300 提供多種性能等級的 CPU。除了標準型 CPU 外，還提供緊湊型 CPU。
同時還提供技術功能型 CPU 和故障安全型 CPU。

下列標準型CPU 可以提供：

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有*容量程序量何組網能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

下列緊湊型CPU 可以提供：

• CPU 312C，具有集成數字量 I/O 以及集成計數器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C，具有集成數字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成數字量 I/O 、2個串口和集成計數器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 DP，具有集成數字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計數器功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PtP，具有集成數字量和模擬量 I/O 、2個串口和集成計數、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成數字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計數、定位功能的緊湊型 CPU

下列技術型CPU 可以提供：

• CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態、對程序量有中/高要求、同時需要對8個軸進行常規運動控制的工廠。
• CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態、對程序量有高要求、又必須同時能夠處理運動控制任務的工廠

下列故障安全型CPU 可以提供：

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進行分布式組態、對程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的故障安全工廠
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的故障安全型工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

所有 CPU 均具有堅固、緊湊的塑料機殼。在前面板上的部件有：

• 狀態和故障 LED
• 模式選擇開關
• MPI 端口

CPU 還具有以下配置：

• SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）插槽；
  MMC 卡替代集成的裝載存儲器，因此是操作*品。
• 使用前連接器連接到集成的 I/O 端口（*緊湊型 CPU）
• 連接 PROFIBUS 總線(*于DP型CPU)
• RS 422/485 的連接（僅 PtP CPU）
• 連接 PROFINET(*于PN型CPU)

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及zui小的維護成本，因此提高了性價比。

• 高處理速度；
  例如，在 CPU 315-2 DP 中，位運算時，0.05 µs；浮點運算時，0.45 µs，
  在 CPU 319-3 PN/DP 中，位運算時，0.004 µs；浮點運算時，0.04 µs
• 擴展數量
• 作為裝載存儲器的 SIMATIC 微型存儲卡（MMC）：
  可在微型存儲卡中存儲一個完整的項目，包括符號和注釋。RUN 模式下也可以進行讀/寫操作。這樣可以降低服務成本
• 無需電池即可在 MMC 上備份 RAM 數據

編程

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 對 CPU 進行編程。可以使用下列編程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以運行 CPU 314 的工程與組態工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

標準型CPU

對標準型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件。

緊湊型 CPU

對緊湊型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級。

• 用于S7-300/ET 200M的負載電源
• 用于將市電電壓轉換為所需的24VDC工作電壓
• 輸出電流為 2A、5A 或 10A

S7-300/ET 200M 需要 24V DC 電源。

SITOP 負載電源把 120/230 VAC 線路電壓轉換到所需的 24 VDC 工作電壓。

這些模塊可利用外部電壓為S7-300/ET200M以及傳感器和執行器供電。

負載電源模塊安裝在 CPU/IM 361/IM153（插槽1）左邊的 DIN 導軌上。

通過所提供的電源連接器連接到 CPU/IM 361/IM153 上。

該模板的前面板包括：

• 輸出電壓指示：
  一個 LED 顯示 24 V DC 輸出電壓。
• 線電壓選擇開關：
  可以通過帶保護罩的開關選擇輸入電壓：120 VAC 或 230 VAC。
• 24 VDC 輸出電壓的 On/off 開關；

前面板上通過蓋板保護的還有：

• 端子:
  這些端子用于連接輸入電壓電纜、輸出電壓電纜和接地導線。

負載電源也可安裝在 35 mm 的標準導軌上（EN 50 022），這需要下述安裝適配器：

• PS 307-1B 和 PS 307-1E各需一個適配器
• PS 307-1K 需2個適配器
• 

• S7-300

  SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統，可滿足中、低端的性能要求。

  模塊化、無風扇設計、易于實現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應用中各種不同任務的經濟、用戶友好的解決方案。

  SIMATIC S7-300 的應用領域包括：

• 特殊機械，
• 紡織機械，
• 包裝機械，
• 一般機械設備制造，
• 控制器制造，
• 機床制造，
• 安裝系統，
• 電氣與電子工業及相關產業。

• 多種性能等級的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模塊，可允許用戶根據不同的應用選取相應模塊。任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。

  SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器：

• 具有高電磁兼容性和抗震性，可zui大限度地用于工業領域。

• S7-300F

  SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統可使用在對安全要求較高的設備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環境造成損害。

  S7-300F 滿足下列安全要求：

• 要求等級 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
• 類別 1 - 4 符合 EN 954-1

• 另外，標準模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創建一個全集成的控制系統，在非安全相關和安全相關任務共存的工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態和編程。

  S7-300

  一般步驟

  S7-300自動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 和點對點接口的 CPU。
• 用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計數、定位（開環/閉環）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)，用于多層配置時連接*控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
  通過分布式*控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴展的環境條件：
  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，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調節的機柜和 IP65 外殼。

• 設計

  簡單的結構使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線： 
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線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，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的連接器錯插到其他的模塊上。
• 現場證明可靠的連接：
  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：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統提供預組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
• 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。

• 擴展

  若用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：

• *控制器和3個擴展機架zui多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到*控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在*控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴展：
    1 個擴展裝置zui遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴展：
    3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的zui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。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 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zui大限度滿足空間要求。

• 通信

  S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業以太網總線系統的通信處理器。
• 用于點到點連接的通信處理器
• 多點接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經濟有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機界面系統和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統。

• PROFIBUS DP進行過程通信

  SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統，并且使得操作大大簡化。

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

  以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7 
  （通過帶 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，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。

  以下設備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• S7-300，通過 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
• 現場設備

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

  通過 PROFINET IO 進行過程通信

  SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統，并且使得操作大大簡化。

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

  可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

• 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）
• 現場設備

• 通過 AS-Interface 進行過程通信

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

  更多信息，請參見通信處理器。

  通過 CP 或集成接口（點對點）進行數據通信

  通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質支持不同的通信協議：

• 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。

  使用多點接口 (MPI) 進行數據通信

  MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網絡任務。

• MPI 可以同時連接多個配有 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”服務可以在聯網的 CPU 間周期性地進行數據交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數據包交換數據，每個數據包含有 22 字節數據，可同時有 16 個 CPU 參與數據交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數據通信。
• 內部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強大的通信技術：
  • 多達 32 個 MPI 節點。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 數據傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據需求實現設計的*化調整。例如，任意兩個MPI節點之間zui多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。

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