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S7-300系列PLC 性能介绍


S7-300 系列 PLC 性能介绍

S7-300 是 SIMATIC 控制器中销售量最多的产品,它已成功地用于范围广泛的自动化领域。S7-300 的 重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。这就是说,S7-300 是用于集中式 或分布式结构的优化解决方案。 坚持不懈的创新和改革使 S7-300 这个广泛应用的自动化平台能持续不断的

升值概述。 一、S7-300 PLC 的种类

种类

图片

CPU 系列号

功能简介

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CPU 312 CPU 314 S7-300 通用型 CPU 315-2 DP CPU 315-2 PN/DP CPU 317-2 DP CPU 317-2 PN/DP CPU 318-2 DP

模块化微型 PLC 系统,满足 中、小规模的性能要求 各种性能的模块可以非常好 地满足和适应自动化控制任务 简单实用的分布式结构和多 界面网络能力,使得应用十分灵 活

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方便用户和简易的无风扇设 当控制任务增加时,可自由 扩展 大量的集成功能使它功能非 常强劲

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CPU 312C S7-300C 紧凑型 CPU 313C CPU 313C-2 PtP CPU 313C-2 DP CPU 314C-2 PtP CPU 314C-2 DP

带集成数字量输入和输出的 紧凑型 CPU 各种性能的模块可以非常好 地满足和适应自动化控制任务 简单实用的分布式结构和多 界面网络能力,使得应用十分灵 活

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方便用户和简易的无风扇设 当控制任务增加时,可自由 扩展 大量的集成功能使它功能非 常强劲

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故障安全型自动化系统,满 足工厂日益增加的安全需求 基于 S7-300 以连接带有安全相关的模块 的 ET200S 和 ET200M 分布式 I/O 站;采用 PROFISAFE 协议通过 PROFIBUS DP 进行与安全相关 的通讯。

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

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系 统 S7-300T 技术型

此外,还有用于与安全无关 应用的标准模块 具有智能技术/ 运动控制功 能的 SIMATIC CPU 具有标准 CPU 315-2 DP、CPU 317-2 DP 的全部功能 能满足系列化机床、特殊机 床以及车间应用的多任务自动化

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CPU 315T-2 DP CPU 317T-2 DP

最佳用于同步运动序列,例 如与虚拟/ 实际主设备的耦合、 减速器同步、凸轮盘或印刷点修 正。

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制器

与集中式 I/O 和分布式 I/O 一起,可用作生产线上的中央控

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系统

在 PROFIBUS DP 上实现基于 组件的自动化中实现分布式智能

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带有本机 I/O, 可实现快速技 术功能( 例如凸轮切换,参考点

探测)

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PROFIBUS DP(DRIVE) 接口, 用来实现驱动部件的等时连接 控制任务和运动控制任务使 用相同的 S7 应用程序( 无需其 它编程语言就可以实现运动控 制)

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需要“S7 Technology”软件

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SIPLUS CPU 312C SIPLUS CPU 313C SIPLUS CPU 314 SIPLUS S7-300 宽温度型 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 以

用于恶劣环境条件下的 PLC 扩展温度范围从-25°C 到 +70°C 适用于特殊的环境( 污染空 气中使用) 允许短时冷凝以及短时机械 负载的增加 S7-300 采用经过认证的 PLC 技术 易于操作、编程、维护和服 务 特别适用于汽车工业、环境 技术、采矿、化工厂、生产技术 及食品加工等领域。

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一、S7-300 PLC 系统组成 系统组成:

低成本的解决方案

为 S7-300/ET 200M 提供电 源 电源模块 (PS) 将 120/230V 交流电压转变 (选件) 到所需要的 24 伏直流工作 电压

输出电流 2A、5A、10A 多种 CPU,有各种不同的性 中央处理单元 (CPU) 能,例如,有的 CPU 上集成 有输入/输出点,有的 CPU 上集成有 PROFIBUS-DP 通讯 接口等。 用于连接多机架配置的 SIMATIC S7-300 的机架。 最多配置 4 个机架。每个机 架最多可以插入 8 个模块。 在 4 个机架上最多可安装 32 接口模块 (IM) 个模块。 IM 365 用于一个中央机架和一个 扩展机架的配置中 IM 365/IM 361 用于一个中央机架和最多 4 个扩展机架的配置中

信号模块 (SM)

用于数字量和模拟量输入/ 输出

通讯处理器 (CP)

用于连接网络和点对点连 接

用于高速计数,定位操作 功能模块 (FM) (开环或闭环控制) 和闭环 控制。

存储器

MMC

DIN 标准导轨

用于模块安装

用于简单而方便地连接传 感器和执行器 更换模块时允许保持接线 前连接器 采用编码元件以避免更 换模块时的错误 分为 20 针、40 针两种

二、S7-300 PLC 的结构特点 1、模块化设计

? 模块化微型 PLC 系统,满足中、小规模的性能要求 ? 各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务 ? 简单实用的分布式结构和多界面网络能力,使得应用十分灵活 ? 方便用户和简易的无风扇设计 ? 当控制任务增加时,可自由扩展 ? 大量的集成功能使它功能非常强劲

2、安装简单、维护方便

? DIN 标准导轨安装:只需简单地将模块钩在 DIN 标准的安装导轨上,转动到位,然后用螺
栓锁紧。

? 集成的背板总线:背板总线集成在模块上,模块通过总线连接器相连,总线连接器插在机
壳的背后。

? 更换模块简单并且不会弄错:更换模块时,只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的
前连接器。在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。

? 可靠的接线端子:对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子 ? TOP 连接:采用一个带螺钉或夹紧连接的 1 至 3 线系统进行预接线。或者直接在信号模块上
进行接线。

? 确定的安装深度:所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内,并有端盖保护,因此所有的
模块都有相同的安装深度。

? 没有槽位的限制:信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上,系统自行
组态。

? 灵活布置:机架(CR/ER)可以根据最佳布局需要,水平或垂直安装。 ? 独立安装:每个机架可以距离其他机架很远进行安装,两个机架间(主机架与扩展机架,扩
展机架与扩展机架)的距离最长为 10 米。

? 如果用户的自控系统任务需要多于 8 个信号模块或通讯处理器模块时,则可以扩展 s7-300
机架(CPU314 以上) 三、S7-300 PLC 性能 SIMATIC S7-300 的大量功能支持和帮助用户进行编程启动和维护

? 高速的指令处理:0.6~0.1μ S 的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新
的应用领域。

? 浮点数运算:用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。 ? 方便用户的参数赋值:一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值,这样就
节省了入门和培训的费用。

? 人机界面 (HMI):方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内。因此人机对话的编
程要求大大减少。SIMATIC 人机界面(HMI)从 S7-300 中要求数据,S7-300 按用户指定的 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。

? 诊断功能: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)。

? 口令保护: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。

? 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。 四、S7-300 PLC 通讯功能 SIMATIC S7-300 具有多种不同的通讯接口:

? 多种通讯处理器用来连接 AS-i 接口、PROFIBUS 和工业以太网总线系统 ? 通讯处理器用来连接点到点的通讯系统 ? 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
SIMATICS7/M7/C7 等自动化控制系统。这是一个经济而有效的解决方案;方便用户的 step7 的用户界面提供了通讯组态功能,这使得组态非常容易、简单。

(1)通过多点接口(MPI) 的数据通讯

所有 CPU 都配有一个 MPI 接口 X1。组态配有 MPI/DP 接口的 CPU,作为 MPI 节点。要使用 DP 接口,在 STEP7 中设置 DP 接口模式。 MPI(多点接口)表示用于 PG/OP 连接或用于在 MPI 子网中进行通讯的 CPU 接口。所有 CPU 的典型(缺 省) 传输率为 187.5kbps。 对于与 S7-200 的通讯, 还可以将传输率设置为 19.2kbps。 315-2PN/DP 和 317 CPU 支持高达 12Mbps 的传输率。

能进行 MPI 通讯的设备

? PG/PC ? OP/TP ? 带有 MPI 的 S7-300/S7-400 ? S7-200(仅 19.2kbps)

(2)通过 PROFIBUS-DP 接口通讯 CPU 至少配有一个 DP X2 接口。315-2PN/DP 和 317 CPU 配有一个 MPI/DP X1 接口。带有 MPI/DP 接口的 CPU 带有缺省的 MPI 组态。如果要使用 DP 接口,则需要在 STEP7 中设置 DP 模式。 PROFIBUS DP 接口主要用于连接分布式 I/O。例如,PROFIBUS DP 允许您创建大型子网。可将 PROFIBUS DP 接口设置为在主站或从站模式下运行,支持的传输率最高可达 12Mbps。

能进行 PROFIBUS DP 通讯的设备

? PG/PC ? OP/TP ? DP 从站 ? DP 主站 ? 执行器/传感器 ? 带有 PROFIBUS DP 接口的 S7-300/S7-400
(3)通过 PROFINET(PN)通讯 带有“PN”名称后缀的 CPU 配有一个 PN X2 接口。连接到工业以太网可以使用 CPU 的集成 PROFINET 接 口与“工业以太网”建立连接。可通过 MPI 或 PROFINET 组态 CPU 的集成 PROFINET 接口。

能进行 PROFINET(PN)通讯的设备

? PROFINET IO 组件(如,ET 200S 中的接口模块 IM 151-3 PN) ? 带有 PROFINET 接口的 S7-300/S7-400(如,CPU 317-2PN/DP 或 CPU 343-1 PN) ? 激活的网络组件(如开关) ? 带有网卡的 PG/PC
(4)通过点对点(PtP)通讯

带有“PtP”名称后缀的 CPU 配有一个 PtP X2 接口。使用 CPU 的 PtP 接口,可使用串行接口连接外部 设备。可以在全双工模式下以高达 19.2kbps 的传输率(RS 422),或半双工模式下以高达 38.4kbps 的传输 率(RS 485)来运行此类系统。 使用 PtP 通讯可以通过串行端口交换数据。PtP 通讯可用于自动化设备、计算机或由其它厂商提供的 具有通讯功能的系统之间的互连。该功能还允许使用通讯伙伴的协议。 可连接下列设备:

? S7 PLC 和 S5 PLC 及第三方系统 ? 打印机 ? 机器人控制 ? 扫描仪、条码阅读器等
五、模板的诊断及过程监视 S7-300 有多种输入/输出模板具有智能功能:

? 对信号进行监视(诊断) ? 对过程信号进行监视(过程中断)
1、诊断 通过诊断可以确定模板所获取的信号(例如数字量模板)或模拟量处理(例如模拟量模板)是否正确。在 诊断评估中,可参数化的诊断信息与不可参数化的诊断信息有区别。

? 可参数化的诊断信息:通过相应的参数始能诊断信息的发送 ? 不可参数化的诊断信息:不管是否参数化均可发送诊断信息
如果发送诊断信息(例如无编码器电源),则模板执行一个诊断中断。此时 CPU 中断执行用户程序,或 中断执行低优先级的中断,来处理相应的诊断中断功能块(OB82)。 模块的类型决定了诊断信息的种类:

数字量输入/输出模板 诊断信息 无编码器电源 无外部辅助电压 无内部辅助电压 可能的错误原因 编码器电源过载编码器 电源与 M 短路 模板 L+无电压 模板 L+无电压内部模板 熔断器损坏 内部模板熔断器损坏 诊断信息 看门狗故障 EPROM 故障 RAM 故障 可能的错误原因 高电磁干扰模板损坏 高电磁干扰模板损坏 高电磁干扰模板损坏 过程中断到达时间快于 CPU 处理时间

熔断器熔断

过程报警丢失

模板参数错误

传向模板的参数错误

模拟量输入模板 诊断信息 无外部电压 组态/参数错误 共模故障 可能的错误原因 模板 L+无电压 传向模板的参数错误 输入(M)与测量电路的参考 电势差 UCM 太高 编码器连接阻抗太高模板 断线 和传感器之间断线通道开 路 测量范围上溢 输入值超过上限 测量范围下溢 诊断信息 可能的错误原因 输入值低压下限 ?测量范围 4 至 20mA 1 至 5V -传感器极性接反 -测量范围选择错误

模拟量输出模板 诊断信息 无外部电压 可能的错误原因 模板 L+无电压 诊断信息 对地短路 可能的错误原因 输出过载输出 QV 与 MANA 短路 执行器阻抗太高模拟与执 组态/参数错误 传向模板的参数错误 断线 行 器之间断线通道开路

2、过程中断 通过过程中断,可以对过程信号进行监视和响应。 (1)数字量输入模板 根据设置的参数,模板可以对每个通道组进行过程中断,可以选择信号变化的上升沿、下降沿或两个 沿均可。CPU 中断执行用户程序,或中断执行低优先级的中断,来处理相应的诊断中断功能块(OB40)。信 号模板可以对每个通道的一个中断进行暂存。 (2)模拟量输入模板 通过上限值和下限值定义一个工作范围。模板将对测量值与这些限制值进行比较。如果超限,则执行 过程中断。CPU 中断执行用户程序,或中断执行低优先级的中断,来处理相应的诊断中断功能块(OB40)。 六、S7-300PLC 编程软件和工具软件

使用基本的 STEP7 或 STEP7-Lite 软件包,以及高级的集成软件包 STEP7 Professional 便可对 S7-300 进行编程,并能以简单,用户友好的方式利用 S7-300 的全部功能。该工程软件还包含自动化项目中所有阶 段(从项目组态到调试,测试以及服务)的功能。 1、编程软件 (1)STEP7-Lite

STEP7-Lite 是一种低成本、高效率的软件,使用 SIMATIC S7-300 可以完成独立的应用。STEP 7-Lite 的特点是能非常迅速的进入编程和简单的项目处理。它不能和辅助的 SIMATIC 软件包,例如工程工具,一 起使用。但是,STEP 7-Lite 编写的程序可以由 STEP 7 进行处理。 (2)STEP 7

使用 STEP 7 可完成较大或较复杂的应用,例如,需要用高级语言或图形化语言进行编程或需要使 用功能以及通信模块。STEP 7 能和辅助的 SIMATIC 软件包,(例如工程工具)兼容。 (3)STEP 7 Professional

除由 STEP 7 识别的语言外 STEP 7 Professional 支持所有 IEC 语言

? LAD ? FBD ? STL
这有以下的语言

? 顺序功能图 ? 结构化文本
还包括由这些语言所建立的程序的离线仿真, 因此, STEP 7 Professional 取代了 STEP7 STEP7- GRAPH、 S7-SCL 和 S7-PLCSIM 各个软件包的组合 二、工程工具软件 工程工具软件以用户友好,面向任务的方式对自动化系统进行附加的编程。可提供以下工具用于编程:

S7-SCL

结构化语言,是一种基于 PASCAL 的高级语言,用 于编程 SIMATIC S7/C7 控制器。 对顺序控制进行图形组态,用于 SIAMTIC S7/C7 控 制器 使用状态图对顺序或异步的生产过程进行图形化描 述。用于 SIAMTIC S7/C7 控制器。 连续功能图,通过复杂功能的图形化内部连接生成

S7-GRAPH

S7-HiGraph?

CFC

工艺规划, 用于 SIMATIC S7 控制器。工程工具的 使用对较大的更为复杂的应用是特别有利的,相应 地,它需要较高等级的 CPU。

S7-PLCSIM

离线仿真软件

CPU/ 工程工具

? 所有的 CPU 均能使用 STL、LAD 和 FBD 基本语言进行编程。 ? 如需使用 S7-SCL 高级语言,建议选择 CPU 313C,CPU 314 或更高等级的 CPU。 ? 如需使用图形化语言( S7 - GRAPH ,S7-HiGrahp 和 CFC ),建议选择 CPU 314
或更高等级的 CPU。


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