西门子S7-300PLC

S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

产品介绍

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S7-300

S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

产品特性

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· 针对低性能要求的模块化中小控制系统

· 可配不同档次的CPU

· 可选择不同类型的扩展模块

· 可以扩展多达32个模块

· 模块内集成背板总线

· 网络连接 - 多点接口 (MPI), -PROFIBUS或-工业以太网

· 通过编程器PG访问所有的模块

· 无插槽限制

· 借助于“HWConfig”工具可以进行组态和设置参数

产品特点

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· 循环周期短、处理速度高

· 指令集功能强大（包含350多条指令），可用于复杂功能

· 产品设计紧凑，可用于空间有限的场合

· 模块化结构，设计更加灵活

· 有不同性能档次的CPU模块可供选用

· 功能模块和I/O模块可选择

· 有可在露天恶劣条件下使用的模块类型

工作原理

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· PLC采用循环执行用户程序的方式。OB1 是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断。

·在起动完成后，不断地循环调用OB1，在OB1 中可以调用其它逻辑块(FB, SFB, FC 或SFC)。

·循环程序处理过程可以被某些事件中断。

·在循环程序处理过程中，CPU 并不直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址区，而是访问CPU 内部的输入/输出过程映像区（在CPU的系统存储区）

编程工具

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使用STEP7软件对S7-300进行编程，目前S7-300的编程软件版本为STEP7 V5.5 SP2。 [1] 

STEP7包含了自动化项目从项目的启动、实施到测试以及服务每一个阶段所需的全部功能。

STEP7中的编程语言

1、顺序功能图

2、梯形图

3、语句表

4、功能块图

5、结构文本

组成部件

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导轨（Rail）

S7-300的模块机架（起物理支撑作用，无背板总线），西门子提供一下五种规格的导轨： [2] 

电源模块（PS）

将市电电压（AC120/230V）转换为DC24V，为CPU和24V直流负载电路（信号模块、传感器、执行器等）提供直流电源。输出电流有2A、5A、10A三种

●正常：绿色LED灯亮

●过载：绿色LED灯闪

●短路：绿色LED灯暗（电压跌落，短路消失后自动恢复）

●电压波动范围：5%

CPU模块

各种CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有数字量和模拟量输入/输出点，有的CPU集成有PROFIBUS－DP等通信接口。CPU前面板上有状态故障指示灯、模式开关、24V电源端子、电池盒与存储器模块盒（有的CPU没有）

信号模块（SM）

数字量输入模块：24V DC，120/230V AC

数字量输出模块：24V DC，继电器

模拟量输入模块：电压，电流，电阻，热电偶

模拟量输出模块：电压，电流

功能模块 (FM)

功能模块主要用于对时间要求苛刻、存储器容量要求较大的过程信号处理任务。

-计数：计数器模块

-定位：快速/慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块等

-闭环控制：闭环控制模块

-工业标识系统：接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位置解码器等。

接口模块 (IM)

接口模块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和3个扩展机架，多可以配置32个信号模块、功能模块和通信处理器。

连接：

IMS 360发送、IMR 361接收；对于双层组态，常用硬连线的IM 365 接口模块

距离：

采用IM 365 、两层机架，电缆大长度可达1米；采用IM 360 / 361 、多层机架，机架之间电缆大长度10米

通讯处理器(CP)

扩展*处理单元的通讯任务，提供以下的连网能力：

-点到点连接

-PROFIBUS

-工业以太网

附件

总线连接器和前连接器

西门子SIMATIC系列PLC，诞生于1958年，经历了C3,S3,S5,S7系列，已成为应用非常广泛的可编程控制器。

西门子（SIMATIC）PLC的6代

1、西门子公司的产品早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。

2、1979年，S3系统被SIMATIC S5所取代，该系统广泛地使用了微处理器。

3、20世纪80年代初，S5系统进一步升级——U系列PLC，较常用机型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

4、1994年4月，S7系列诞生，它具有更化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400。

5、1996年，在过程控制领域，西门子公司又提出PCS7（过程控制系统7）的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（监控系统）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术融为一体。

6、西门子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自动化系统，将PLC技术溶于全部自动化领域。

S3、S5系列PLC已逐步退出市场，停止生产，而S7系列PLC发展成为了西门子自动化系统的控制核心，而TDC系统沿用SIMADYN D技术内核，是对S7系列产品的进一步升级，它是西门子自动化系统*，功能的可编程控制器。

产品分类

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可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分

西门子PLCS7-200系列

类也必然要符合现代化生产的需求。

一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。

控制规模

可以分为大型机、中型机和小型机。

西门子PLCS7-300系列

小型机：小型机的控制点一般在256点之内，适合于单机控制或小型系统的控制。

西门子小型机有S7-200：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量248点；模拟量35路 。

中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统。

西门子中型机有S7-300：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量1024点；模拟量128路 ；网络PROFIBUS；工业以太网；MPI。

大型机：大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运

西门子PLCS7-400系列

算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。

西门子大型机有S7-1500,S7-400 ：处理速度0.3ms / 1k字；

存贮器512k ；I/O点12672；

控制性能

可以分为高档机、中档机和低档机。

低档机

这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。

比如，德国SIEMENS公司生产的S7-200就属于这一类。

中档机

这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。

比如，德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。

高档机

这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。

比如，德国SIEMENS公司生产的S7-400就属于这一类。

结构

整体式

整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成

plc结构

在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。

控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。

组合式

组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成

plc组合

若干个模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的I/O模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块等等。组合式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。

叠装式

叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的I/O点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其特点是CPU自成独立的基本单元（由CPU和一定的I/O点组成），其它I/O模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧。

详细介绍

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1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独

西门子PLC之S7家族

的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，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；CPU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）；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；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，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，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；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。

3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。 S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

工作原理

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当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

输入采样

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

用户程序执行

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

输出刷新

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。

保养

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设备定期测试、调整

（1） 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况，若发现松动的地方及时重新坚固连接；

（2） 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压；

设备定期清扫

（1） 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生；

（2） 每三个月更换电源机架下方过滤网；

检修前准备

（1） 检修前准备好工具；

（2） 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏，必须用保护装置及认真作防静电准备工作；

（3） 检修前与调度和操作工联系好，需挂检修牌处挂好检修牌；

设备拆装顺序及方法

（1） 停机检修，必须两个人以上监护操作；

（2） 把CPU前面板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置；

（3） 关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源；

（4） 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝，电源机架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下；

（6） 安装时以相反顺序进行；

检修工艺及技术要求

（1） 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的*表测量

（2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；

（3） 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；

（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块RAM内容将丢失；

（5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（超时）灯亮；

（6） 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并远离产生静电的物品；

（7） 更换元件不得带电操作；

（8） 检修后模板安装一定要安插到位

电池更换

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当PLC的用户程序要保留在RAM中时，就会用到电池，电池通常是3V或3.6V的不可充电的锂电池，电池的使用寿命通常是五年左右，电池用久了，电压就会下降，当其下降到不足以保证RAM中数据时，RAM中的程序就会丢失。如果用户没有备份程序，就会相当麻烦。

一般PLC内部设有电池电压检测电路，当电压下降到一定程度时，PLC就会报警，提醒更换电池。PLC的使用说明书都有提供更换电池的方法。一般来 说，PLC在断电后，因为PLC上RAM电源端接有充电电容，即使把电池去掉，电容上充电电量也足够RAM内的数据保持一段时间，所以如果取掉电池后在短 时间内（通常5分钟）再将新电池换上去，数据是不会丢失的。

但用户实际使用PLC的环境情况不尽相同，例如电容的容量下降，RAM电源回路有 灰尘、油泥等形成放电回路等，这会加快PLC断电后电容的放电速度，从而使时间不好把握。如果在带电的情况下更换电池就可保程序*。因为电源始终会 有电压加在RAM芯片的电源脚。当然更换时亦要小心应对，注意电池的极性以及避免短路情况发生。

是把PLC通电15分钟（给内部电容充电），断电，在5分钟内换好新的电池，再上电试一下。

西门子PLC有带卡的，有不带电池的；也有带卡的，带电池的。程序存在MMC卡中，如果没有存储卡，需要电池保存程序的，更换电池时候务必注意，带电的情况下，将旧电池取出来，然后将新电池换上即可。

优点

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可靠

PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线大大减少。与此同时，系统的维修简单，维修时间短。Plc采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如：冗余的设计。断电保护，故障诊断和信息保护及恢复。PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言。编程出错率大大降低。

易操作

PLC有较高的易操作性。它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不容易发生操作的错误。对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改。PLC有多种程序设计语言可供使用。用于梯形图与电气原理图较为接近。容易掌握和理解。PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快找到故障的部位。

灵活

PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程简单、应用面拓展。操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易。

西门子PLC S7-300系列PLC安装及注意事项：

一、辅助电源功率较小，只能带动小功率的设备(光电传感器等);

二、 一般PLC均有一定数量的占有点数(即空地址接线端子)，不要将线接上;

三、 PLC存在I/O响应延迟问题，尤其在快速响应设备中应加以注意。

四、输出有继电器型，晶体管型(高速输出时宜选用)，输出可直接带轻负载(LED指示灯等);

五、输入/断开的时间要大于PLC扫描时间;

六、PLC输出电路中没有保护，因此应在外部电路中串联使用熔断器等保护装置，防止负载短路造成损坏PLC;

七、 不要将交流电源线接到输入端子上，以免烧坏PLC;

八、接地端子应独立接地，不与其它设备接地端串联，接地线裁面不小于2mm2;

九、 输入、输出信号线尽量分开走线，不要与动力线在同一管路内或捆扎在一起，以免出现干扰信号，产生误动作;信号传输线采用屏蔽线，并且将屏蔽线接地;为保证 信号可靠，输入、输出线一般控制在20米以内;扩展电缆易受噪声电干扰，应远离动力线、高压设备等。

S7-300 CPU 的六个性能等级

应用范围

在个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程

作为一种多用的自动化，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的解决方案。

对于由于条件需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供SIPLUS 设备。

特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：

优点

由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间。

S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款

S7-300 建立在模块式的组态上，无需 I/O 模块的插槽规则

现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态。

集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行等级方便的进行数据交换

模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。

能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计集成在一起，从而避免附加投资。

设计和功能

技术数据

CPU 范围

西门子S7-300系列PLC详细介绍

S7-300 模块

S7-300 的 I/O 模块范围

描述

模块是 SIMATIC S7-300 进行操作的接口。S7-300 模块范围的多面性允许模块化自定义，以多变的任务。

S7-300 支持多面性技术任务，并提供详尽的通讯选项。除了具有集能和接口的 CPU，在 S7-300 设计中还有各种针对技术和通讯的特殊模块

优势

安装简便

通过前端连接器连接传感器/执行器。可使用以下连接进行连接：

螺钉型接线端子

弹簧型接线端子

快速连接（绝缘穿刺）

更换模块后，只需将连接器相同类型的新模块中，并保留原来的布线。前端连接器的编码可避免发生错误。

快速连接

连接 SIMATIC TOP 更加简单、快速（不是紧凑 CPU 的板载 I/O）。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前端连接器，和带有前端连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化。

高组装密度

模块中为数众多的通道使 S7-300 实现了节省空间的设计。可使用每个模块中有 8 至 64 个通道（数字量）或 2 至 8 个通道（模拟量）的模块。

简单参数化

使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数化，并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储，如果更换了模块，数据会自动传输到新的模块，避免发生任何设置错误。使用新模块时，无需进行升级。可根据需要组态信息，例如用于机器。返回页首

设计和功能

许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求，准确提供输入/输出。

数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电气隔离、诊断和警报功能等方面都存在着差别。在这里提到的所有模块范围中，SIPLUS 组件可用于扩展的温度范围 -25… 60°C 和有害的空气/冷凝。

诊断、中断

许多模块还会监控采集（诊断）和从（中断）中传回的。这样便可对中出现的错误（例如断线或短路）以及任何事件（例如数字输入时的上升边或下降边）立刻做出反应。使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。

模块

用于和时，模拟量模块可到 S7-300。该模块通过 LED 转换和指示输出，实现对编码器的模拟。

该模块可到任何地方（不必遵守插槽规则）。该虚拟模块为未组态的模块预留了一个插槽。稍后安装该模块时，整个组态的机械配置和地址分配均不会更改。

西门子S7-300系列PLC详细介绍

S7-300 功能模块

模块概述

说明

多面板模块系列 S7-300 可以进行模块定制来多变的任务。 功能模块是智能性的，可以执行技术任务，如计数、测量、凸轮控制、PID 控制和传动控制。 因此它们可以减轻 CPU 的负荷。 它们可以使用在需要高等级的精度和动态响应的应用中。

范围

木材、玻璃、石料和金属加工

包装机械

印刷

一般机器制造

机床

纺织机

橡胶和塑料行业

工厂

效益

高等级的精度和动态响应

带有丰富功能的和通用模块

不涉及 CPU，因为功能保存在每个模块的固件里

快速的响应时间（确定性的动态响应）

使用组态工具进行工程组态，集成到 STEP 7 中

设计和功能

功能模块是能够执行技术任务并因此 CPU 负荷的智能模块。 可以提供基于 STEP 7 和 STEP 7-Micro/WIN 的组态工具，用于设置参数。通过具有用户友的屏幕进行参数化和试运行。 S7-300 功能模块还可以用在  ET 200M I/O 的分布式组态中——以及基于 PC、带有 WinAC 的自动化中。

西门子S7-300系列PLC详细介绍

SMIATIC S7-300 是模块化微型PLC,满足中、小规模的性能要求

模块化与无风扇设计，易于实现分布式结构以及用户友好的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、小规模应用中各种不同控制任务的经济、方便的解决方案。

SIMATIC S7-300 的应用领域包括：

一系列具有不同功率范围的CPU，以及具有很多用户友好功能的一系列扩展模块，可以使用户根据不同的应用情况选择相应的模块。 如果控制任务需要扩展，可以随时使用附加模块对控制系统进行扩展。

SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器。

S7-300采用模块化结构设计。含有多种模块，可进行单独组合。

一个系统包含下列组件：

根据要求，也可使用下列模块：

简单的结构使得S7-300使用灵活且易于维护:

如果用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）可以扩展：

S7-300 具有不同的通讯接口：

SIMATIC S7-300 通过通讯处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。带 PROFIBUS DP 主/从接口的 CPU 可以进行分布式自动化结构，可以高速通讯并且易于使用。

从用户的角度来看，PROFIBUS DP上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

以下设备可作为主站连接：

由于性能原因，每条链路上主站的数量限制为2个。

以下设备可作为从站连接：

尽管配有 STEP 7 的编程设备/PC 或 OP 在总线上可作为主站使用，但是通过 PROFIBUS DP 也可以部分运行 MPI 功能。

SIMATIC S7-300 通过通讯处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。配备 PROFINET 接口的 CPU 可实现高速、易于使用的分布式自动化组态。

从用户的角度来看，通过 PROFINET IO 进行通讯的分布式 I/O 可作为* I/O（相同的组态、寻址和编程）。

可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：

可将下列设备作为 IO 设备进行连接：

使用 S7-300，将有一个合适的通讯处理器 (CP 342-2)，可用于 AS-Interface 总线，以连接现场设备（AS-Interface 从站）。

更多信息，请参见通讯处理器说明．

点到点连接是用来建立经济有效的数据通讯方式，通过 CP 340/CP 341 通讯处理器或集成在CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP的内置接口进行数据通讯。有三种传输接口支持不同的通讯协议：

可以连接以下设备：

的通讯功能块与手册一起提供。

MPI（多点接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通讯接口。它能用于简单的网络任务。

SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通讯处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线网络。

可以连接以下设备：

许多功能为用户提供 S7-300 编程、上线调试和服务支持。

SIMATIC S7-300 符合以下国内和标准：

SIMATIC S7-300 的 CPU 支持下列通讯类型：

为使用户更为轻松地组态通讯功能，提供了使用方便的 STEP 7 用户界面。

数据通讯

SIMATIC S7-300 配备不同的数据通讯机制：

全局数据

使用“全局数据通讯”服务，网络连接的 CPU 可以循环交换数据（每个循环多交换 4 个全局数据包，每个数据包有 22 个字节）。例如，这允许一个 CPU 访问另一个 CPU 的数据、位存储器或过程映像。只可通过 MPI 进行全局数据通讯。使用 STEP 7 中的 GD 表进行组态。

通讯功能

可以使用集成在系统中的功能块建立与 S7/C7 合作伙伴的通讯服务。

这些服务是：

可以使用可重新加载的功能块建立与 S5 系列设备和非西门子设备的通讯服务。

这些服务是：

与全局数据相比，必须建立通讯功能的通讯链接。

集成到 IT 世界

S7-300 允许将 IT 领域轻松地与自动化技术联系起来。使用 CP 343-1 Advanced 可以实现下列 IT 功能：

S7-300 PROFINET CPU 配备集成的 Web 服务器。因此，可以使用标准的 Web 浏览器从 S7-300 站读取信息：

同步模式系统功能支持同步耦合

在同步 PROFIBUS 的循环中。

这形成了可采集和处理输入信号并以恒定的时间间隔（等距离）输出输出信号的自动化解决方案。同时生成*的局部处理图像。

由于分布式 I/O 的等距和同步信号处理，S7-300 保证了*可重复的规定过程响应时间。

支持系统功能同步模式的组件系列众多，可用于解决运动控制、测量值采集、高速闭环控制等方面要求严格的任务。

这意味着，在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-300 现在还可以访问高速处理操作的重要应用领域，并且可以达到大的精度和可重复性。这可确保提高生产率，实现优化、稳定的质量。

SIMATIC S7-300 的许多 I/O 模块都具有智能功能：

诊断

诊断系统可用于检测模块的信号采集（数字模块）或模拟处理（模拟模块）是否正常工作。在评估诊断时，必须区别可参数化诊断报警和非可参数化诊断报警：

如果诊断报警处于活动状态（例如，“Encoder supply failure”（编码器电源故障）），模块输出诊断中断（对于可参数化诊断报警，只在相关参数化后触发）。CPU 中断执行用户程序或较低的优先级，并执行合适的诊断中断块 (OB 82)。

西门子S7-300PLC

S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

西门子PLCS7-300*处理器简介：

各种性能级别的 CPU 可用于 SIMATIC S7-300。除标准型 CPU 外，还可以使用紧凑型 CPU。 还提供了 T-CPU 和故障安全 CPU。

提供了以下标准 CPU

提供有以下紧凑型 CPU：

提供了以下技术 CPU

提供有以下故障安全型 CPU：

所有 CPU 均具有坚固、紧凑的塑料机壳。在前面板上的部件有：

CPU 还具有以下配置：

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空间小以及小的维护成本，因此提高了性价比。

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 对 CPU 进行编程。可以使用下列编程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以运行 CPU 314 的工程与组态工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

标准型CPU

对标准型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的软件。

紧凑型 CPU

对紧凑型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的软件。老版本的STEP 7需要升级。

德国的西门子( SIEMENS)公司是欧洲的电子和电气设备制造商之一，生产的SIMATIC可编程序控制器在欧洲处于地位。其代可编程序控制器是1975年投放市场的SIMATIC S3系列控制系统。之后在1979年，西门子公司将微处理器技术应用到可编程序控制器中，研制出了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，目前S5系列产品仍然在工业现场使用，在20世纪末，西门子又在S5系列的基础上推出了S7系列产品。的SIMATIC产品为SIMATIC S7和C7等几大系列。C7是基于S7-300 PLC性能，同时集成了HMI。

SIMATIC S7系列产品分为：通用逻辑模块(LOGO!)、S7-200 PLC、S7-1200 PLC、S7-300 PLC和S7-400 PLC 5个产品系列。S7-200 PLC是在德州仪器公司的小型PLC的基础上发展而来，因此其指令系统、程序结构、编程软件，这些和S7-300/400 PLC有较大的区别。S7-1200 PLC是在2009年才推出的小型PLC，定位于S7-200 PLC和S7-300 PCL产品之间。S7-300/400 PLC是由西门子的S5系列发展而来。西门子的PLC产品系列的定位见表2-1。

表2-1    SIMATIC控制器的定位

序号

控制器

定位

主要任务和性能特征

1

LOGO!

低端独立自动化系统中简

单的开关量解决方案和智能

逻辑控制器

简单自动化

作为时间继电器、计数器和辅助接触器的替代开关设备

模块化设计，柔性应用

有数字量、模拟量和通信模块

用户界面友好，配置简单

使用拖放功能的智能电路图开发

串行模块结构、模块化扩展

2

S7-200

低端的离散自动化系统和

独立自动化系统中使用的紧

凑型逻辑控制器模块

紧凑设计，CPU集成I/O

实时处理能力，高速计数器、报警输入、中断

易学易用的软件

多种通信选项

3

S7-1200

低端的离散自动化系统和

独立自动化系统中使用的小

型控制器模块

可升级及灵活的设计

集成了PROFINET接U

集成了强大的计数、测量、闭环控制及运动控制功能

直观高效的STEP 7 Basic工程系统可以直接组态控制器和HMI

4

S7-300

中端的离散自动化系统中

使用的控制器模块

通用型应用和丰富的CPU模块种类

高性能

模块化设计，紧凑设计

由于使用MMC存储程序和数据，系统免维护

5

S7-400

的离散和过程自动化

系统中使用的控制器模块

特别高的通信和处理能力

定点加法或乘法的指令执行速度快为0.03μs

大型I/O框架和20MB的主内存

快速响应，实时性强，垂直集成

支持热插拔和在线I/O配置，避免重启

具备等时模式，可以通过PROFIBUS控制高速机器

像西门子这样业务遍及的企业，必须密切关注世界各地的创新动态。西门子能源技术与创新部主管Michael Weinhold教授表示，“这是一个充满奇思妙想的世界，我们必须尽可能多地挖掘各式各样的创意。”西门子与高校、研究机构及其他企业结成了广泛的研究合作伙伴关系，以便与时俱进地把握创新潮流。西门子也设立了专业团队，专门负责与创业企业合作事宜，包括*的“车库创业模式”。

此外，西门子精心打造的知识和信息管理系统，全面涵盖了四大业务领域的众多业务部门。许多研究项目的规模都非常大，以至于只有像西门子这样的大型工业集团才能挑起大梁。西门子*研究院技术与创新管理部主管Norbert Lütke-Entrup博士指出，“要想开发燃气轮机技术或工业自动化软件，就得有耐心，并且必须具备多个学科的丰富专业知识。”

在这方面，关系网是关键所在，因为如果没有适当高层要人的支持，那么，哪怕绝妙的创意，也只是一纸空谈。模块化多电平换流器便是这种情况。这款产品是西门子近取得的一个重要开发成果。这些高性能换流器可将一种类型的电流转换为另一种类型的电流。过去，必须针对各种类型的高功率应用，如船舶引擎和工业电机，量身定制相应的换流器。

Rainer Marquardt教授说：“我想到开发一种严格的模块化解决方案，以便使用任意数量的*相同的标准化子模块，配置出高性能换流器。取决于其要求，可以采用不同方式来装配这些子模块。”Marquardt是一名工程师，曾为西门子能源效力达16年之久，2000年，他受聘于慕尼黑附近的联邦大学执教，至今，他依然是这所大学的电力传动工程学教授。Marquardt补充道，“就所涉及的技术和工业过程而言，这是一个雄心勃勃的目标，特别是对于高性能设备。这是因为，显然，未来要求更加有效的电子控制装置和更高能效。”

初，Marquardt向西门子工业的老同事提到了他的这个想法，但很快，西门子能源也对此产生了浓厚兴趣。当时，西门子能源的Michael Weinhold及其他专家正在审视瞬息万变的电力市场的未来要求。Weinhold解释道，“早在2000年，我们就已认识到，过不了几年，我们将会需要这种技术。”那时，专家深知，未来，分布式发电厂生产的电能将越来越多。他们也知道，必须借助换流器来处理所有这些电能，才能进行高效的传输，为终用户可靠供电。

在世纪之交，Marquardt制作了一台原型机。Marquardt解释道，“就算杰出的专家，也难以仅仅依据理论概念来评价如此之激进的创新，必须考察其实用性。”这时，他也已经注册了并在5份期刊上发表了他的创意，但这并未引起太大反响。不过，他对此毫不意外。“在我的研究领域，每年发表的创意至少有100种，但其中大多数并不适用于工业应用，并且有许多好点子都落空了。”然而，这一次，事情的进展有所不同。Weinhold在西门子能源管理委员会月度例会上介绍了这个创意，管理委员会为其大开绿灯，支持加紧开发这个解决方案。Weinhold说：“在电力电子领域，这么大规模的项目要求投入大量人力财力。”西门子也不得不为这种换流器开发一个全新的环境，包括电子控制单元。风险虽高，回报亦厚，西门子首开先河，*推出了这项技术。

如今，模块化多电平换流器已经成为标准。西门子依然是市场*，并且不断发布这项技术的解决方案，譬如，HVDC-PLUS解决方案。HVDC-PLUS解决方案配备了用于关断电源的半导体，可实现快速调控和高度灵活的运行。现在，在绵延88公里，从加利福尼亚州匹兹堡连接至旧金山的海底电缆一端，紧凑式HVDC-PLUS设施正在高效地将直流电转换为交流电。目前，正在为西班牙与法国之间的首条高压直流输电线路建造另一座这样的设施。

勾勒未来画卷。预测今后5到10年的市场需求的能力，是影响着新的创意能否成功的主要因素之一。Lütke-Entrup说：“我们的专家利用‘未来之窗’方法，描绘出为我们指引正确方向的图景。”譬如，在8年前描绘的配电市场预测图景的启示下，“我们不得不开始思考如何储存大量电能，”Lütke-Entrup解释道。专家很快达成*意见，认为只有利用诸如氢等载能体，将电能转换为化学能，才可能实现大型蓄能装置。

几乎与此同时，西门子*研究院的研究人员正在研制适用于燃料电池发电厂的燃料电池。尽管这个项目未果而终，但事实证明，这项经科学家改良的技术，非常适用于电解法。电解法是指，在电解槽中，被质子交换膜分隔开的两个电极上分别产生氢气和氧气。Lütke-Entrup说：“西门子*研究院的专家制成台原型机，如今，西门子工业负责进一步开发和销售这种电解设备。”这是西门子*研究院帮助各业务领域开拓新商机的经典案例。

Lütke-Entrup表示，“通常，创意的成熟是个漫长的过程。”几乎每一位科学家在其事业生涯中都有至少一次灵感闪现，如果他/她还具备锲而不舍的意志和适当的关系网，那么，一项革命性创新很可能取得成功。