应用
S7-300
SIMATIC S7-300 是适合中低端性能范围的小型 PLC 系统。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
•特殊机械
•纺织机械
•包装机械
•一般机械设备制造
•控制器制造
•机床制造
•安装系统
•电气与电子工业及相关产业
多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 可以通用:
•具有很高电磁兼容性以及抗冲击性和抗振性,因此拥有较高的工业适用性。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。
S7-300F 符合以下安全要求:
•要求等级 AK 1 至 AK 6,根据 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
•安全要求等级 SIL 1 至 SIL 3,根据 IEC 61508
•Cat1 至 Cat4,根据 EN 954-1
另外,标准模块也可在 S7-300F 中与故障安全模块一起使用。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
应用
对于 SIMATIC S7-300,一系列具有不同性能级别的 CPU 可供使用。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
•CPU 312,用于小型工厂
•CPU 314,用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂
•CPU 315-2 DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
•CPU 315-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
•CPU 317-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
•CPU 317-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
•CPU 319-3 PN/DP,用于具有较大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
提供有以下紧凑型 CPU:
•CPU 312C,具有集成数字量 I/O 以及集成计数功能的紧凑型 CPU
•CPU 313C,具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU
•CPU 313C-2 PtP,具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数功能的紧凑型 CPU
•CPU 313C-2 DP,具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数功能的紧凑型 CPU
•CPU 314C-2 PtP,具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
•CPU 314C-2 DP,具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
•CPU 314C-2 PN/DP 带有集成数字量和模拟量 I/O 和集成计数和定位功能的紧凑型 CPU,
可通过 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 实现分布式拓扑;
可在作为 PROFINET 上基于组件的自动化 (CBA) 中的分布式智能设备
提供了以下技术 CPU
•CPU 315T-3 PN/DP 适用于在程序范围和分布式组态方面具有中等/较高要求的装置,这些装置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO,并且需要对较多 8 个轴执行可调节运动控制。
•CPU 317T-3 PN/DP 适用于在程序范围和分布式组态方面具有较高要求的装置,这些装置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO,还需要对较多 32 个轴执行可调节运动控制。
•CPU 317TF-3 PN/DP 适用于在程序范围和分布式组态方面具有较高要求的装置,这些装置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO,需要有安全功能并对较多 32 个轴执行可调节运动控制。
提供有以下故障安全型 CPU:
•CPU 315F-2 DP,用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
•CPU 315F-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
•CPU 317F-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
•CPU 317F-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
•CPU 319F-3 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
功能
SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空间小以及较小的维护成本,因此提高了性价比。
•高处理速度;
例如,在 CPU 315-2 DP 中,位运算为 0.05 µs,浮点运算为 0.45;
在 CPU 319-3 PN/DP 中,位运算为 0.004 µs,浮点运算为 0.04 µs
•扩展数量
•SIMATIC 微型存储卡 (MMC) 作为装载存储器:
完整项目(包括符号和注释)可存储在 MMC 上。RUN 模式下也可以进行读/写操作。这样可以降低服务成本
•*电池即可在 MMC 上备份 RAM 数据
通信
SIMATIC S7-300-CPU 支持以下通信类型:
•过程通信:
通过总线(AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET)对 I/O 模块进行循环寻址(交换过程映像)。从循环执行层调用过程通讯。
•数据通信:
在自动化系统之间或 HMI 与多个自动化系统之间进行数据交换。数据通信可循环进行,或在发生特定事件时通过块从用户程序调用。
STEP 7的操作界面较为友好,显著地简化了用户的通信功能组态工作。
数据通信
SIMATIC S7-300 支持不同的数据通信机制:
•使用MPI,通过全局数据通信,实现联网CPU之间的数据包循环交换。
•借助通信功能,与其它伙伴完成事件驱动型通信。通过 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 实现网络连接。
全局数据
通过使用“全局数据通信”服务,联网的 CPU 可以相互循环交换数据(较多 8 个 GD 数据包,每个循环各含 22 字节)。据此,可以实现,例如,某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。只能通过 MPI 进行全局数据交换。组态通过 STEP 7 的 GD 表完成。
通信功能
通过系统内集成的块,可以建立与 S7/C7 伙伴之间的通信服务。
这些服务包括:
•通过 MPI 进行 S7 基本通讯。
•通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网进行的 S7 通信。
可以使用 S7-300:- 用作服务器时,使用MPI、C总线和PROFIBUS
- 作为服务器或客户端,通过集成的 PROFINET 接口通讯
通过可加载的块,可以建立与 S5 通信伙伴和西门子设备之间的通信服务。
这些服务包括:
•通过PROFIBUS和工业以太网进行S5兼容通讯
•通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯(非西门子系统)
与全局数据不同的是,必须建立通信连接才能实现通信功能。
集成到 IT 环境中
通过 SIMATIC S7-300,可以简单地将现代 IT 环境与自动化工程环境相连。使用CP 343-1 Advanced,可以实现以下信息技术功能:
•IP路由;
借助IP访问列表,将IP V4报文以不低于Gigabit的速度转发至受控PROFINET接口。
•Web 服务器;
使用标准浏览器,可以浏览大至30 MB可自由定义的HTML网页;通过FTP处理自己的文件系统中的数据
•标准诊断页;
*额外工具,就可以在工厂内完成插装在安装机架上的所有模块的快速诊断工作。
•电子邮件;
发送直接从用户程序认证的电子邮件。电子邮件客户端设计有通知功能,可以在控制程序中直接通知用户。
•通过 FTP 进行通信;
大多数操作系统平台上都提供了开放协议
•设计有30 MB RAM文件系统,可以用作动态数据的中间存储器。
S7-300 PROFINET CPU 集成有一个 Web 服务器。因此,可以使用标准 Web 浏览器读出 S7-300 站的信息:
•CPU 常规信息
•诊断缓冲区的内容
•变量表
•变量状态
•模块状态
•报警
•有关工业以太网的信息
•PROFINET 节点拓扑
通过用户定义的页面,也可经由该 Web 服务器对 S7-300 CPU 执行写访问。
等时同步模式
使用系统功能“等时同步模式”,可以同步耦合
•分布式信号采集、
•PROFIBUS/PROFINET 信号传输和
•程序执行
适合 PROFIBUS/PROFINET 恒定总线循环时间。
创建自动化解决方案,以恒定间隔时间(恒定总线周期时间)来捕捉并处理输入和输出信号。同时创建一致的部分过程图像。
通过分布式 I/O 的恒定总线周期和同步信号处理,S7-300 确保可精确重复和定义的过程响应时间。
提供了大量支持等时同步模式系统功能的组件,可用来处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域内的要求苛刻的任务。
在分布式自动化解决方案中,SIMATIC S7-300 可开辟高速处理运算的重要应用领域,实现较高精度和可重复性。这意味着可在提供较佳且恒定的质量的同时提高产量。
模块的诊断和过程监控
许多SIMATIC S7-300的输入/输出模块具有智能功能:
•监控信号采集(诊断)
•监控来自过程的信号(硬件中断)
诊断
诊断功能可以用来判断模块的信号采集(针对数字量模块)或者模拟量处理(针对模拟模块)是否工作于无故障状态。在诊断分析中,必须区分可参数化和不可参数化的诊断消息:
•可设置参数的诊断消息:
仅当通过适当参数设置启用之后,才会发送诊断消息。
•不可设置参数的诊断消息:
这些消息是自动发送的,即与参数设置无关。
如果某个诊断消息处于激活状态(例如,“无传感器输入”),则该模块会触发一个诊断中断(如果已为该诊断消息设置了参数,则仅在相应的参数设置之后才会触发中断)。CPU 将中断用户程序或低**级任务的处理,并处理相关诊断中断块 (OB 82)。
数字量输入/输出模块
诊断消息
可能的故障原因
无传感器电源
•传感器电源过载
•传感器电源对 M 短路
无外部辅助电压
•模块无电源电压 L+
无内部辅助电压
•模块无电源电压 L+
•内部模块熔断器有故障
熔断器烧断
•内部模块熔断器有故障
模块中的参数不正确
•传输到模块的参数不正确
时间监控功能已经编址(看门狗)
•定期出现高电磁干扰
•模块有故障
EPROM 故障
•定期出现高电磁干扰
•模块有故障
RAM 故障
•定期出现高电磁干扰
•模块有故障
硬件中断丢失
•硬件中断到来的速度**过 CPU 的处理能力
模拟量输入模块
诊断消息
可能的故障原因
无外部负载电压
•模块无负载电压 L+
组态/参数设置错误
•传输到模块的参数不正确
共模错误
•输入 (M-) 和测量电路的参考电位 (MANA) 之间的电位差 UCM 过高
断线
•传感器电路的电阻过高
•模块和传感器之间的线路中断
•通道未切换(断开)
低于量程下限
•输入值低于量程,可能动故障原因是:
- 量程为 4 至 20 mA,1 至 5 伏:
传感器极性接反;
选择了错误测量范围
- 其它测量范围:
选择的量程不正确
**量程上限
•输入值**出过量程值
模拟量输出模块
诊断消息
可能的故障原因
无外部负载电压
•模块无负载电压 L+
组态/参数设置错误
•传输到模块的参数不正确
对 M 短路
•输出过载
•输出 QV 对 MANA 短路
断线
•执行器电阻过高
•模块和执行器之间的线路中断
•通道未使用(断开)