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工業電氣設備手冊 -- S7-300系列PLC 性能介紹

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S7-300系列PLC 性能介紹

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S7-300系列PLC 總體技術規范

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S7-300系列PLC 結構

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S7-300系列PLC 硬件組態實例

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S7-300系列PLC 安裝

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S7-300全系列 CPU選型表

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S7-300 SIPLUS CPU選型型號表

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S7-300C CPU技術規范

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S7-300 CPU技術規范 

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S7-300F CPU技術規范

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S7-300T CPU技術規范

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S7-300 SIPLUS CPU技術規范

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S7-300 輸入/輸出擴展模塊選型表

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S7-300通用型輸入擴展模塊(SM321)技術規范及接線圖

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S7-300通用型輸出擴展模塊(SM322)技術規范及接線圖

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S7-300通用型輸入/輸出擴展模塊(SM323、SM327)技術規范及接線圖

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S7-300通用型模擬量輸入擴展模塊(SM331)技術規范及接線圖

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S7-300 通用型模擬量輸出擴展模塊(SM332)技術規范及接線圖

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S7-300 通用型模擬量輸入/輸出模塊SM 334、SM 335技術規范及接線圖
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S7-300系列PLC 性能介紹

 

S7-300是SIMATIC控制器中銷售量最多的產品,它已成功地用于范圍廣泛的自動化領域。S7-300 的重點在于為生產制造工程中的系統解決方案提供一個通用的自動化平臺。這就是說,S7-300 是用于集中式或分布式結構的優化解決方案。堅持不懈的創新和改革使S7-300這個廣泛應用的自動化平臺能持續不斷的升值概述。

一、S7-300 PLC的種類

種類

圖片

CPU系列號

功能簡介

S7-300

通用型

CPU 312
CPU 314
CPU 315-2 DP
CPU 315-2 PN/DP
CPU 317-2 DP
CPU 317-2 PN/DP
CPU 318-2 DP
  • 模塊化微型PLC 系統,滿足中、小規模的性能要求

  • 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應自動化控制任務

  • 簡單實用的分布式結構和多界面網絡能力,使得應用十分靈活

  • 方便用戶和簡易的無風扇設計

  • 當控制任務增加時,可自由擴展

  • 大量的集成功能使它功能非常強勁

S7-300C

緊湊型

CPU 312C

CPU 313C
CPU 313C-2 PtP
CPU 313C-2 DP
CPU 314C-2 PtP
CPU 314C-2 DP

  • 帶集成數字量輸入和輸出的緊湊型CPU

  • 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應自動化控制任務

  • 簡單實用的分布式結構和多界面網絡能力,使得應用十分靈活

  • 方便用戶和簡易的無風扇設計

  • 當控制任務增加時,可自由擴展

  • 大量的集成功能使它功能非常強勁

S7-300F

故障安全型

CPU 315F-2 DP
CPU 315F-2 PN/DP
CPU 317F-2 DP
CPU 317F-2 PN/DP
  • 故障安全型自動化系統,滿足工廠日益增加的安全需求

  • 基于S7-300

  • 以連接帶有安全相關的模塊的ET200S和ET200M分布式I/O
    站;采用PROFISAFE協議通過 PROFIBUS DP進行與安全相關
    的通訊。

  • 此外,還有用于與安全無關應用的標準模塊

S7-300T

技術型

CPU 315T-2 DP
CPU 317T-2 DP
  • 具有智能技術/ 運動控制功能的SIMATIC CPU

  • 具有標準CPU 315-2 DP、CPU 317-2 DP的全部功能

  • 能滿足系列化機床、特殊機床以及車間應用的多任務自動化系

  • 最佳用于同步運動序列,例如與虛擬/ 實際主設備的耦合、減速器同步、凸輪盤或印刷點修正。

  • 與集中式I/O 和分布式I/O 一起,可用作生產線上的中央控制器

  • 在PROFIBUS DP 上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

  • 帶有本機I/O,可實現快速技術功能( 例如凸輪切換,參考點探測)

  • PROFIBUS DP(DRIVE) 接口,用來實現驅動部件的等時連接

  • 控制任務和運動控制任務使用相同的S7 應用程序( 無需其它編程語言就可以實現運動控制)

  • 需要“S7 Technology”軟件包

SIPLUS S7-300

寬溫度型

SIPLUS CPU 312C 
SIPLUS CPU 313C 
SIPLUS CPU 314
SIPLUS CPU 315-2 DP 
SIPLUS CPU 315-2 PN/DP 
SIPLUS CPU 317-2 PN/DP 
SIPLUS CPU 315F-2 DP 
SIPLUS CPU 317F-2 DP
  • 用于惡劣環境條件下的PLC

  • 擴展溫度范圍從-25°C 到+70°C

  • 適用于特殊的環境( 污染空氣中使用)

  • 允許短時冷凝以及短時機械負載的增加

  • S7-300 采用經過認證的PLC 技術

  • 易于操作、編程、維護和服務

  • 特別適用于汽車工業、環境技術、采礦、化工廠、生產技術以
    及食品加工等領域。

  • 低成本的解決方案

一、S7-300 PLC系統組成

系統組成:

電源模塊 (PS)

(選件)

為S7-300/ET 200M 提供電源

將120/230V交流電壓轉變到所需要的24伏直流工作電壓

輸出電流2A、5A、10A

中央處理單元 (CPU)

多種CPU,有各種不同的性能,例如,有的CPU 上集成有輸入/輸出點,有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通訊接口等。
接口模塊 (IM)
 

用于連接多機架配置的
SIMATIC S7-300 的機架。

最多配置4個機架。每個機架最多可以插入8個模塊。在4個機架上最多可安裝32個模塊。

IM 365
用于一個中央機架和一個擴展機架的配置中

IM 365/IM 361
用于一個中央機架和最多4個擴展機架的配置中

信號模塊 (SM)

用于數字量和模擬量輸入/輸出
通訊處理器 (CP)

用于連接網絡和點對點連接
功能模塊 (FM)

用于高速計數,定位操作 (開環或閉環控制) 和閉環控制。
存儲器

MMC
DIN標準導軌

用于模塊安裝
前連接器

用于簡單而方便地連接傳感器和執行器

更換模塊時允許保持接線

采用編碼元件以避免更
換模塊時的錯誤

分為20針、40針兩種

二、S7-300 PLC的結構特點

1、模塊化設計

  • 模塊化微型PLC 系統,滿足中、小規模的性能要求

  • 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應自動化控制任務

  • 簡單實用的分布式結構和多界面網絡能力,使得應用十分靈活

  • 方便用戶和簡易的無風扇設計

  • 當控制任務增加時,可自由擴展

  • 大量的集成功能使它功能非常強勁

2、安裝簡單、維護方便

  • DIN標準導軌安裝:只需簡單地將模塊鉤在 DIN標準的安裝導軌上,轉動到位,然后用螺栓鎖緊。

  • 集成的背板總線:背板總線集成在模塊上,模塊通過總線連接器相連,總線連接器插在機殼的背后。

  • 更換模塊簡單并且不會弄錯:更換模塊時,只需松開安裝螺釘。很簡單地拔下已經接線的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模塊上。

  • 可靠的接線端子: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:采用一個帶螺釘或夾緊連接的1至3線系統進行預接線。或者直接在信號模塊上進行接線。

  • 確定的安裝深度:所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內,并有端蓋保護,因此所有的模塊都有相同的安裝深度。

  • 沒有槽位的限制: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。

  • 靈活布置:機架(CR/ER)可以根據最佳布局需要,水平或垂直安裝。

  • 獨立安裝:每個機架可以距離其他機架很遠進行安裝,兩個機架間(主機架與擴展機架,擴展機架與擴展機架)的距離最長為10 米。

  • 如果用戶的自控系統任務需要多于8個信號模塊或通訊處理器模塊時,則可以擴展 s7-300機架(CPU314以上)

三、S7-300 PLC性能

SIMATIC S7-300 的大量功能支持和幫助用戶進行編程啟動和維護

  • 高速的指令處理:0.6~0.1μS的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內開辟了全新的應用領域。

  • 浮點數運算:用此功能可以有效地實現更為復雜的算術運算。

  • 方便用戶的參數賦值:一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行參數賦值,這樣就節省了入門和培訓的費用。

  • 人機界面 (HMI):方便的人機界面服務已經集成在S7-300 操作系統內。因此人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面(HMI)從S7-300中要求數據,S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送。

  • 診斷功能:CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件
    (例如:超時,模塊更換,等等)。

  • 口令保護:多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密,防止未經允許的復制和修改。

  • 操作方式選擇開關 :操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出,當鑰匙拔出時,就不能改變操作方式。

四、S7-300 PLC通訊功能

SIMATIC S7-300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、PROFIBUS和工業以太網總線系統

  • 通訊處理器用來連接點到點的通訊系統

  • 多點接口(MPI)集成在CPU中,用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATICS7/M7/C7等自動化控制系統。這是一個經濟而有效的解決方案;方便用戶的step7的用戶界面提供了通訊組態功能,這使得組態非常容易、簡單。

(1)通過多點接口(MPI) 的數據通訊

所有CPU都配有一個MPI接口X1。組態配有MPI/DP接口的CPU,作為MPI節點。要使用DP接口,在STEP7中設置DP接口模式。

MPI(多點接口)表示用于PG/OP連接或用于在MPI子網中進行通訊的CPU接口。所有CPU的典型(缺省)傳輸率為187.5kbps。對于與S7-200的通訊,還可以將傳輸率設置為19.2kbps。315-2PN/DP和317 CPU支持高達12Mbps的傳輸率。

能進行MPI通訊的設備

  • PG/PC

  • OP/TP

  • 帶有MPI的S7-300/S7-400

  • S7-200(僅19.2kbps)

 

(2)通過PROFIBUS-DP接口通訊

CPU至少配有一個DP X2接口。315-2PN/DP和317 CPU配有一個MPI/DP X1接口。帶有MPI/DP接口的CPU帶有缺省的MPI組態。如果要使用DP接口,則需要在STEP7中設置DP模式。

PROFIBUS DP接口主要用于連接分布式I/O。例如,PROFIBUS DP允許您創建大型子網。可將PROFIBUS DP接口設置為在主站或從站模式下運行,支持的傳輸率最高可達12Mbps。

 

能進行PROFIBUS DP通訊的設備

  • PG/PC

  • OP/TP

  • DP從站

  • DP主站

  • 執行器/傳感器

  • 帶有PROFIBUS DP接口的S7-300/S7-400

(3)通過PROFINET(PN)通訊

帶有“PN”名稱后綴的CPU配有一個PN X2接口。連接到工業以太網可以使用CPU的集成PROFINET接口與“工業以太網”建立連接。可通過MPI或PROFINET組態CPU的集成PROFINET接口。

 

能進行PROFINET(PN)通訊的設備

  • PROFINET IO組件(如,ET 200S中的接口模塊IM 151-3 PN)

  • 帶有PROFINET接口的S7-300/S7-400(如,CPU 317-2PN/DP或CPU 343-1 PN)

  • 激活的網絡組件(如開關)

  • 帶有網卡的PG/PC

(4)通過點對點(PtP)通訊

 

帶有“PtP”名稱后綴的CPU配有一個PtP X2接口。使用CPU的PtP接口,可使用串行接口連接外部設備。可以在全雙工模式下以高達19.2kbps的傳輸率(RS 422),或半雙工模式下以高達38.4kbps的傳輸率(RS 485)來運行此類系統。

使用PtP通訊可以通過串行端口交換數據。PtP通訊可用于自動化設備、計算機或由其它廠商提供的具有通訊功能的系統之間的互連。該功能還允許使用通訊伙伴的協議。

可連接下列設備:

  • S7 PLC和S5 PLC及第三方系統

  • 打印機

  • 機器人控制

  • 掃描儀、條碼閱讀器等

五、模板的診斷及過程監視

S7-300有多種輸入/輸出模板具有智能功能:

  • 對信號進行監視(診斷)

  • 對過程信號進行監視(過程中斷)

1、診斷

通過診斷可以確定模板所獲取的信號(例如數字量模板)或模擬量處理(例如模擬量模板)是否正確。在診斷評估中,可參數化的診斷信息與不可參數化的診斷信息有區別。

  • 可參數化的診斷信息:通過相應的參數始能診斷信息的發送

  • 不可參數化的診斷信息:不管是否參數化均可發送診斷信息

如果發送診斷信息(例如無編碼器電源),則模板執行一個診斷中斷。此時CPU中斷執行用戶程序,或中斷執行低優先級的中斷,來處理相應的診斷中斷功能塊(OB82)。

模塊的類型決定了診斷信息的種類:

數字量輸入/輸出模板

診斷信息

可能的錯誤原因

診斷信息

可能的錯誤原因

無編碼器電源 編碼器電源過載編碼器
電源與M短路
看門狗故障 高電磁干擾模板損壞
無外部輔助電壓 模板L+無電壓 EPROM故障 高電磁干擾模板損壞
無內部輔助電壓 模板L+無電壓內部模板
熔斷器損壞
RAM故障 高電磁干擾模板損壞
熔斷器熔斷 內部模板熔斷器損壞 過程報警丟失 過程中斷到達時間快于
CPU處理時間
模板參數錯誤 傳向模板的參數錯誤    

 

模擬量輸入模板

診斷信息

可能的錯誤原因

診斷信息

可能的錯誤原因

無外部電壓 模板L+無電壓 測量范圍下溢
 
輸入值低壓下限
•測量范圍4至20mA 1至5V
-傳感器極性接反
-測量范圍選擇錯誤
組態/參數錯誤 傳向模板的參數錯誤
共模故障 輸入(M)與測量電路的參考
電勢差UCM太高
斷線 編碼器連接阻抗太高模板
和傳感器之間斷線通道開
測量范圍上溢 輸入值超過上限

 

 

模擬量輸出模板

診斷信息

可能的錯誤原因

診斷信息

可能的錯誤原因

無外部電壓 模板L+無電壓 對地短路 輸出過載輸出QV與MANA
短路
組態/參數錯誤 傳向模板的參數錯誤 斷線 執行器阻抗太高模擬與執行
器之間斷線通道開路

2、過程中斷

通過過程中斷,可以對過程信號進行監視和響應。

(1)數字量輸入模板

根據設置的參數,模板可以對每個通道組進行過程中斷,可以選擇信號變化的上升沿、下降沿或兩個沿均可。CPU中斷執行用戶程序,或中斷執行低優先級的中斷,來處理相應的診斷中斷功能塊(OB40)。信號模板可以對每個通道的一個中斷進行暫存。

(2)模擬量輸入模板

通過上限值和下限值定義一個工作范圍。模板將對測量值與這些限制值進行比較。如果超限,則執行過程中斷。CPU中斷執行用戶程序,或中斷執行低優先級的中斷,來處理相應的診斷中斷功能塊(OB40)。

六、S7-300PLC編程軟件和工具軟件

使用基本的STEP7或STEP7-Lite軟件包,以及高級的集成軟件包STEP7 Professional便可對S7-300進行編程,并能以簡單,用戶友好的方式利用S7-300的全部功能。該工程軟件還包含自動化項目中所有階段(從項目組態到調試,測試以及服務)的功能。

1、編程軟件

(1)STEP7-Lite

STEP7-Lite是一種低成本、高效率的軟件,使用SIMATIC S7-300 可以完成獨立的應用。STEP 7-Lite 的特點是能非常迅速的進入編程和簡單的項目處理。它不能和輔助的SIMATIC 軟件包,例如工程工具,一起使用。但是,STEP 7-Lite 編寫的程序可以由STEP 7進行處理。

(2)STEP 7

使用 STEP 7 可完成較大或較復雜的應用,例如,需要用高級語言或圖形化語言進行編程或需要使
用功能以及通信模塊。STEP 7 能和輔助的SIMATIC 軟件包,(例如工程工具)兼容。

(3)STEP 7 Professional

除由 STEP 7 識別的語言外STEP 7 Professional 支持所有 IEC 語言

  • LAD

  • FBD

  • STL

這有以下的語言

  • 順序功能圖

  • 結構化文本

還包括由這些語言所建立的程序的離線仿真,因此,STEP 7 Professional 取代了STEP7 STEP7- GRAPH、S7-SCL 和S7-PLCSIM 各個軟件包的組合

二、工程工具軟件

工程工具軟件以用戶友好,面向任務的方式對自動化系統進行附加的編程。可提供以下工具用于編程:

S7-SCL 結構化語言,是一種基于PASCAL 的高級語言,用于編程SIMATIC S7/C7控制器。
S7-GRAPH 對順序控制進行圖形組態, 用于SIAMTIC S7/C7 控制器

S7-HiGraph®

使用狀態圖對順序或異步的生產過程進行圖形化描述。用于SIAMTIC S7/C7 控制器。
CFC 連續功能圖,通過復雜功能的圖形化內部連接生成工藝規劃, 用于SIMATIC S7 控制器。工程工具的使用對較大的更為復雜的應用是特別有利的,相應地,它需要較高等級的CPU。
S7-PLCSIM 離線仿真軟件

CPU/ 工程工具

  • 所有的CPU均能使用STL、LAD和FBD基本語言進行編程。

  • 如需使用S7-SCL 高級語言,建議選擇CPU 313C,CPU 314或更高等級的CPU。

  • 如需使用圖形化語言( S7 - GRAPH ,S7-HiGrahp 和 CFC ),建議選擇CPU 314
    或更高等級的CPU。


 

 

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