| 西门子S7-300系列 PLC控制系统 |
| 日期:2010年7月3日
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1. 负载电源 (选项)
2. 后备电池 (CPU 313 以上)
3. 24V DC 连接
4. 模式开关
5. 状态和故障指示灯
6. 存储器卡 (CPU 313 以上)
7. MPI 多点接口
8. 前连接器
9. 前门
概 述
模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用
大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务
由于简单实用的分散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
由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲
应 用
---- S7-300是模块化中小型 PLC 系统，它能满足中等性能要求的应用。
---- 模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。
---- SIMATIC S7-300的应用领域包括：
|
专用机床
纺织机械
包装机械
通用机械工程应用 |
控制系统
机床
楼宇自动化
电器制造工业及相关产业 |
---- 多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。
---- 当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。
---- SIMATIC S7-300已经得到以下国内和国际标准认证：
|
DIN
UL认证
CSA认证
FM1级1区，A, B, C, D 组
温度组T4(≤135°C) |
船级认证
- 美国船级社
- 法国船级社
- 挪威船级社
- 德国劳氏船级社
- 英国劳氏船级社 |
结 构
---- SIMATIC S7-300可编程序控制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。
---- 系统组成：
中央处理单元 (CPU)
各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。
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
功能模块 (FM)
用于高速计数，定位操作 (开环或闭环控制) 和闭环控制。
根据客户要求，还可以提供以下设备：
负载电源模块 (PS)
用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。
接口模块 (IM)
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(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。
SIMATIC M7自动化计算机
AT-兼容的计算机用于解决对时间要求非常高的技术问题。它既可作为 CPU，也可以作为功能模块使用。
SIMATIC S7-300适用于通用领域：
高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。
S7-300 有两种类型：
标准型
温度范围从0到60°C
环境条件扩展型
温度范围从-25°C到 +60°C，更强的耐受振动和污染特性。
用在扩展环境条件的特殊模块可以单独订货。
简单的结构使得S7-300灵活而易于维护
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。
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)
在4个机架上最多可安装 32个模块
最多3个扩展机架(ER) 可以接到中央机架(CR) 上，每个机架(CR/ER)可以插入8个模块。
通过接口模块连接
- 每个机架上(CR/ER)都有它自己的接口模块。它总是插在CPU旁边的槽内，负责与其他扩展机架自动地进行通讯。
- 通过IM365扩展，可扩展1个机架，最长1米，电源也是由此扩展提供。
- 通过IM360/361扩展，可扩展3个机架，中央机架(CR)到扩展机架(ER)及扩展机架之间的距离最大为10米。
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。
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。
功能
---- 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
0.6~0.1ms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。这样就防止非法删除或改写用户程序。
通讯
---- 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SIMATIC S7/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。
---- CPU 支持下列通讯类型：
过程通讯
通过总线(AS-i或PROFI- BUS)对I/O模块周期寻址(过程映象交换)
数据通讯
在自动控制系统之间或人机界面(HMI)和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。
通过PROFIBUS的过程通讯
---- S7-300通过通讯处理器，或通过集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口连接到PROFIBUS-DP网络上。
---- 带有PROFIBUS-DP主站/从站接口的CPU能够实现高速的、用户方便的分布式自动化组态。
---- 从用户观点出发，通过PROFIBUS-DP分布式I/O就像处理集中的I/O一样，具有相同的组态、地址和编程。
---- 下列设备可以作为主站：
SIMATIC S7-300
(通过带PROFIBUS-DP 接口CPU或通过 PROFI- BUS-DP)
SIMATIC S7-400
(通过带PROFIBUS-DP 接口的CPU或通过PROFIBUS-DP CP)
SIMATIC C7
(通过带PROFIBUS-DP接口的C7或通过PROFI -BUS-DP CP)
S5-115U/h，S5-135U和 带IM308的S5-155U/H
带PROFIBUS-DP接口的 S5-95U
SIMATIC 505
---- 由于性能的原因，在一条线上不要连接2个以上的主站。
---- 下列设备可以作为从站：
ET200B/L/M/S/X分布式 I/O设备
通过CP342-5的S7-300
CPU315-2 DP，CPU316-2 DP 和CPU318-2 DP
C7-633/p CP，C7-633 DP，C7-634/P DP，C7-634 DP，C7-626 DP
虽然带有STEP7的编程器/PC或OP在总线中是作为主站，但它们只使用部分通过 PROFIBUS- DP运行的MPI功能。
通过AS-i的过程通讯
---- 对于AS-i接口总线，S7-300有合适的通讯处理器
---- (CP342-2)用来连接现场设备。
数据通讯概述
---- S7-300 具有多样的通讯方式。
用全局数据通讯进行联网的CPU之间数据包周期的交换
用通讯功能块对网络其他站点进行由事件驱动的通讯。
- 对于联网，可以使用MPI， PROFIBUS或工业以太网。
- 全局数据，通过全局数据通讯服务，联网的CPU可以相互之间周期性地交换数据。(最大到4gd包，每包有22字节/周期)。例如：一个CPU可以访问另一个CPU的数据、存储位和过程映象。全局数据通讯只可以通过MPI进行。在step7中的GD表中进行组态。
-通讯功能，对S7/M7/C7的通讯服务可以使用系统内部块建立起来。
通过MPI的标准通讯
扩展通讯通过MPI、K总线、PROFIBUS和工业以太网(S7-300只能作为服务器)
对于s5系列及第三方的通讯服务，可以使用非驻留块建立。
通过PROFIBUS和工业以太网实现S5兼容的通讯
通过PROFIBUS和工业以太网实现标准通讯 (第三方设备)
---- 与全局数据进行对比，必须为通讯功能建立通讯连接。
通过CP的数据通讯(点对点)
---- 用CP 340/CP 341通讯处理模块可以建立起经济而方便的点到点链。在3种通讯接口的基础上，有多种通讯协议可以使用。
20 mA(TTY)
RS 232C/V.24
RS 422/RS 485
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
通过多点接口(MPI) 的数据通讯
---- 多点接口(MPI)通讯口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于简单联网。
MPI能同时连接几个带 STEP 7的编程器/PC、人机界面(HMI)
全局数据
联网的CPU可以利用全局数据(GD)服务，周期性地相互进行数据交换。 (每个程序周期最多允许16个GD包，每包最多64字节)。S7-300 cpu每次最多可以交换4个含22个字节的数据包，而且最多可以有16个CPU参与数据交换(用step7 v4.x以上版编程软件)。全局数据通讯只能通过MPI接口。
内部通讯总线(K-总线)
CPU的MPI是直接与S7-300的K总线连接。即可以用k总线接口从编程器直接通过MPI对FM/CP模块进行编址。
功能强大的通讯技术
- 最多32个MPI站
- 每个CPU最多有8个动态通
- 讯连接用于与SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7进行标准通讯
- 每个CPU最多有4个静态通讯连接用于与编程器、PC机、SIMATIC HMI系统和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7进行扩展通讯 。
- 数据传输速度187.5千位/秒或12兆位/秒
灵活的扩展能力
用下列可靠的部件来配置MPI通讯：LAN电缆，LAN连接器和 RS 485中继器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列产品。这些部件保证了最佳的配置。例如，在任意两个给定的MPI节点之间可串联最多10个中继器来跨越长距离。
通过CP进行数据通讯(PROFIBUS或工业以太网)
---- 可通过CP 342/343通讯处理器将SIMATIC S7-300与 PROFIBUS 和工业以太网总线系统相连。
---- 可连接的包括
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SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-400
SIMATIC S5-115U/H
编程器
个人计算机
SIMATIC HMI人机界面系统 |
数控系统
机械手控制系统
工业PC机
驱动控制器
非西门子装置 |
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)
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(OB 82)。
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数字量输入/输出模板 |
|
诊断信息 |
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 |
|
无编码器电源
无外部辅助电压
无内部辅助电压
熔断器熔
断模板参数错误 |
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
传向模板的参数错误 |
看门狗故障
EPROM故障
RAM故障
过程报警丢失 |
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 |
|
模拟量输入模板 |
|
诊断信息 |
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 |
|
无外部电压
组态/参数错误
共模故障
断线 |
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和传感器之间断线通道开路 |
测量范围下溢
测量范围上溢 |
输入值低压下限
测量范围4至20mA，1 至5V：
- 传感器极性接反
- 测量范围选择错误输入值超过上限 |
|
模拟量输入模板 |
|
诊断信息 |
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 |
|
无外部电压
组态/参数错误 |
模板L+无电压
传向模板的参数错误 |
对地短路
断线 |
输出过载输出QV与MANA短路
执行器阻抗太高模拟与执行器之间断线通道开路 |
|
过程中断 |
|
通过过程中断，可以对过程信号进行监视和响应。
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 (OB 40)。信号模板可以对每个通道的一个中断进行暂存。
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 (OB 40)。 |
|
S7-300、S7-300F总体技术规范 |
|
保护等级 |
符合IEC 529的IP 20 |
|
环境温度
水平安装
垂直安装 |
0 - 60 o C
0 - 40 o C
|
|
相对湿度 |
5 - 95%，无凝结 |
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大气压 |
750 - 1080 hPa |
|
隔离
24VDC电路
230VAC电路 |
500VDC测试电压
1460VAC测试电压
|
|
电磁兼容 |
符合EMC需求：
噪声抑制 EN 50082-2，测试：
IEC 801-2，ENV 50140，IEC 801-4，ENV 50141，IEC 801-5；
辐射干扰EN 50081-2，测试EN55011，A级，第1组 |
|
机械强度 |
IEC 68，2-6部分/10-58Hz；
恒定振幅 0.075mm；
58-150Hz，恒定加速度 1g；
IEC 68，2-27部分/半波正弦：
冲击强度：15g(峰值)，持续时间11ms
|
|
S7-300户外型模总体技术规范 |
|
气候运行条件 |
|
温度 |
水平安装：-25 o C-60 o C
0 - 40 o C
垂直安装：-25 o C-40 o C |
|
相对湿度 |
5 - 95%，允许短时凝结 |
|
短时结冰 |
-25 o C-0 o C，IEC 721 3-3，级别3K5 |
|
大气压 |
750 - 1080 hPa，
对应高度：-1000至2000m |
|
污染浓度 |
SO2:<0.5ppm，相对湿度<60%，测试：10ppm，4天H2S:<0.1ppm，相对湿度<60%，测试：1ppm，4天 | , , style="FONT-SIZE: 9pt; FONT-FAMILY: 宋体">诊断信息
|
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 | |
无编码器电源
无外部辅助电压
无内部辅助电压
熔断器熔
断模板参数错误 |
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
传向模板的参数错误 |
看门狗故障
EPROM故障
RAM故障
过程报警丢失 |
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 | |
模拟量输入模板 | |
诊断信息 |
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 | |
无外部电压
组态/参数错误
共模故障
断线 |
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和传感器之间断线通道开路 |
测量范围下溢
测量范围上溢 |
输入值低压下限
测量范围4至20mA，1 至5V：
- 传感器极性接反
- 测量范围选择错误输入值超过上限 | |
模拟量输入模板 | |
诊断信息 |
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 | |
无外部电压
组态/参数错误 |
模板L+无电压
传向模板的参数错误 |
对地短路
断线 |
输出过载输出QV与MANA短路
执行器阻抗太高模拟与执行器之间断线通道开路 | |
过程中断 | |
通过过程中断，可以对过程信号进行监视和响应。
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 (OB 40)。信号模板可以对每个通道的一个中断进行暂存。
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 (OB 40)。 | |
S7-300、S7-300F总体技术规范 | |
保护等级 |
符合IEC 529的IP 20 | |
环境温度
水平安装
垂直安装 |
0 - 60 o C
0 - 40 o C
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相对湿度 |
5 - 95%，无凝结 | |
大气压 |
750 - 1080 hPa | |
隔离
24VDC电路
230VAC电路 |
500VDC测试电压
1460VAC测试电压
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电磁兼容 |
符合EMC需求：
噪声抑制 EN 50082-2，测试：
IEC 801-2，ENV 50140，IEC 801-4，ENV 50141，IEC 801-5；
辐射干扰EN 50081-2，测试EN55011，A级，第1组 | |
机械强度 |
IEC 68，2-6部分/10-58Hz；
恒定振幅 0.075mm；
58-150Hz，恒定加速度 1g；
IEC 68，2-27部分/半波正弦：
冲击强度：15g(峰值)，持续时间11ms
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S7-300户外型模总体技术规范 | |
气候运行条件 | |
温度 |
水平安装：-25 o C-60 o C
0 - 40 o C
垂直安装：-25 o C-40 o C | |
相对湿度 |
5 - 95%，允许短时凝结 | |
短时结冰 |
-25 o C-0 o C，IEC 721 3-3，级别3K5 | |
大气压 |
750 - 1080 hPa，
对应高度：-1000至2000m | |
污染浓度 |
SO2:<0.5ppm，相对湿度<60%，测试：10ppm，4天H2S:<0.1ppm，相对湿度<60%，测试：1ppm，4天 |
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西门子S7-400系列
概 述
|
1. 电源模板
2. 后备电池
3. 模式开关（钥匙操作）
4. 状态和故障LED
5. 存储器卡 |
6. 有标签区的前连接器
7. CPU 1
8. CPU 2
10. I/O模板
11. IM接口模板 |
图1 使用CR2机架的SIMATIC S7-400可编程序控制器
功能强大的PLC，适用于中高性能控制领域
解决方案满足最复杂的任务要求
功能分级的CPU以及种类齐全的模板，总能为其自动化任务找到最佳的解决方案
实现分布式系统和扩展通讯能力都很简便，组成系统灵活自如
用户友好性强，操作简单，免风扇设计
随着应用的扩大，系统扩展无任何问题
应 用
SIMATIC S7-400是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。
模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使SIMATIC S7-400成为中、高档性能控制领域中首选的理想解决方案。
SIMATIC S7-400的应用领域包括：
通用机械工程
汽车工业 控制技术与仪表 纺织机械 包装机械 控制设备制造
专用机械 立体仓库 机床与工具 过程控制
功能逐步升级的多种级别的CPU，带有各种用户友好功能的种类齐全的功能模板，使用户能够构成最佳的解决方案，满足自动化的任务要求。
当控制任务变得更加复杂时，任何时候控制系统都可以逐步升级，而不必过多的添加额外的模板。
设计综述
S7-400自动化系统采用模块化设计。它所具有的模板的扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。一个系统包括：电源模板，中央处理单元(CPU)，各种信号模板(SM)，通讯模板(CP)，功能模板(FM)，接口模板(IM)，SIMATIC S5模板。
系统安装
简单的设计系统使S7-400用途广泛、灵活、适用性强。
扩 展
最多有21个扩展单元(EU)都可以连接到中央控制器(CC)；通过接口模板连接(IM)；集中式扩展；用EU进行分布式扩展；用ET 200进行远程扩展。
功 能
高速指令处理
用户友好的参数设置
口令保护
系统功能
用户友好的操作员控制和监视功能（HMI）已集成在SIMATIC的操作 系统中
CPU的诊断功能和自测试智能诊断系统连续地监视系统功能并记录错误和系统的特殊事件。
模式选择开关
通 讯
SIMATIC S7-400作为DP主站，可通过集成在SIMATIC S7-400 CPU上的PROFIBUS -DP接口（选件）
数据通讯概述
通过全局数据（GD）通讯，网络上的CPU之间可周期地交换数据包。
应用通讯功能块，网络上各站点之间进行基于事件驱动的通讯。可通过MPI、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。
通过多点接口（MPI）的数据通讯
多点接口（MPI）通讯接口集成在SIMATIC S7-400的CPU中，它的用途很广泛：
编程和参数设置
控制与监视以及
灵活的配置选择
作为DP主站
在同等通讯伙伴间建立简单的网络结构
多种连接能力：MPI支持最多32个站点的同时连接
通讯连接，S7-400 CPU可同时建立最多64个站的连接
最多32个MPI节点， 数据传输率最大为12M bit/s。
通过CP的数据通讯（点对点）
通过CP（PROFIBUS或工业以太网）进行的数据通讯
SIMATIC S7-400H
概 述
有冗余设计的容错自动化系统
在容错技术下用于需要高可靠性的场合：再启动或停机将会造成较大损失的生产领域；需要少量管理和维护的工厂。
冗余的中央功能
加强I/O的可用性：可切换I/O的配置
也可应用常规的I/O：单边配置
热备：在故障事件发生时自动地切换到备用单, 元<, SPAN lang=EN-US>
2个单独的或一个分隔的中央机架配置
连接到冗余PROFIBUS -DP上的可切换I/O。
应 用
在许多自动化领域中，要求容错和高可靠性的自动化系统的应用越来越多。特别是在某些领域，停机将带来巨大的经济损失。在这种情况下，只有冗余系统才能满足高可靠性的要求。
高可靠性的SIMATIC S7-400H能充分满足这些要求。它能连续运行，即使控制器的某些部件由于一个或几个故障而失效也不受影响。由于SIMATIC S7-400H具有很高的可用性，它特别适合于以下的应用领域：
控制器发生故障后再启动的费用十分昂贵（一般在过程控制工业）
如发生停机，将会造成重大的经济损失
过程控制中包含有贵重的材料（如制药工业）
无人管理的应用场合。
需减少维护人员的场合。
SIMATIC S7-400F/FH
概 述
安全型自动化系统适合于需要高安全性要求的设备
遵守SIL3至IEC 61508，AK6至DIN V19250和Cat 4到EN 954-1的安全要求。
如果需要，可通过冗余设计达到容错功能。
安全式I/O没有附加的连线：通过带PROFIS安全曲线的PROFIBUS-DP的安全通讯
以S7-400H和ET 200M为基础，包括安全型模板。
标准模板可在非安全型的自动化系统中应用
应 用
SIMATIC S7-400F/FH安全型自动化系统可用在有着安全性要求的工厂。它的控制过程（如果直接关闭）不会对人或环境产生损坏。S7-400F/FH有2种基本型：
S7-400F S7-400FH
S7-400F/FH适应于具有下列安全型要求的场合：
安全要求级别符合AK1至AK 6至DIN V 19250/ DIN V VDE 0801。
安全要求级别符合SIL 1至SIL 3至IEC 61508
待级1至4至EN 954-1另外，S7-400F/FH可以使用标准模板，以及安全型模板，这样可以配置一个完全型集成控制系统。用在无安全性要求以及部分安全性要求的工厂中。整个工厂可以用相同的标准工具进行配置和编程。
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1. 负载电源 (选项)
2. 后备电池 (CPU 313 以上)
3. 24V DC 连接
4. 模式开关
5. 状态和故障指示灯
6. 存储器卡 (CPU 313 以上)
7. MPI 多点接口
8. 前连接器
9. 前门
概 述
模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用
大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务
由于简单实用的分散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
由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲
应 用
---- S7-300是模块化中小型 PLC 系统，它能满足中等性能要求的应用。
---- 模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。
---- SIMATIC S7-300的应用领域包括：
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专用机床
纺织机械
包装机械
通用机械工程应用 |
控制系统
机床
楼宇自动化
电器制造工业及相关产业 |
---- 多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。
---- 当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。
---- SIMATIC S7-300已经得到以下国内和国际标准认证：
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DIN
UL认证
CSA认证
FM1级1区，A, B, C, D 组
温度组T4(≤135°C) |
船级认证
- 美国船级社
- 法国船级社
- 挪威船级社
- 德国劳氏船级社
- 英国劳氏船级社 |
结 构
---- SIMATIC S7-300可编程序控制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。
---- 系统组成：
中央处理单元 (CPU)
各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。
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
功能模块 (FM)
用于高速计数，定位操作 (开环或闭环控制) 和闭环控制。
根据客户要求，还可以提供以下设备：
负载电源模块 (PS)
用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。
接口模块 (IM)
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(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。
SIMATIC M7自动化计算机
AT-兼容的计算机用于解决对时间要求非常高的技术问题。它既可作为 CPU，也可以作为功能模块使用。
SIMATIC S7-300适用于通用领域：
高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。
S7-300 有两种类型：
标准型
温度范围从0到60°C
环境条件扩展型
温度范围从-25°C到 +60°C，更强的耐受振动和污染特性。
用在扩展环境条件的特殊模块可以单独订货。
简单的结构使得S7-300灵活而易于维护
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。
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)
在4个机架上最多可安装 32个模块
最多3个扩展机架(ER) 可以接到中央机架(CR) 上，每个机架(CR/ER)可以插入8个模块。
通过接口模块连接
- 每个机架上(CR/ER)都有它自己的接口模块。它总是插在CPU旁边的槽内，负责与其他扩展机架自动地进行通讯。
- 通过IM365扩展，可扩展1个机架，最长1米，电源也是由此扩展提供。
- 通过IM360/361扩展，可扩展3个机架，中央机架(CR)到扩展机架(ER)及扩展机架之间的距离最大为10米。
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。
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。
功能
---- 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
0.6~0.1ms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。这样就防止非法删除或改写用户程序。
通讯
---- 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SIMATIC S7/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。
---- CPU 支持下列通讯类型：
过程通讯
通过总线(AS-i或PROFI- BUS)对I/O模块周期寻址(过程映象交换)
数据通讯
在自动控制系统之间或人机界面(HMI)和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。
通过PROFIBUS的过程通讯
---- S7-300通过通讯处理器，或通过集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口连接到PROFIBUS-DP网络上。
---- 带有PROFIBUS-DP主站/从站接口的CPU能够实现高速的、用户方便的分布式自动化组态。
---- 从用户观点出发，通过PROFIBUS-DP分布式I/O就像处理集中的I/O一样，具有相同的组态、地址和编程。
---- 下列设备可以作为主站：
SIMATIC S7-300
(通过带PROFIBUS-DP 接口CPU或通过 PROFI- BUS-DP)
SIMATIC S7-400
(通过带PROFIBUS-DP 接口的CPU或通过PROFIBUS-DP CP)
SIMATIC C7
(通过带PROFIBUS-DP接口的C7或通过PROFI -BUS-DP CP)
S5-115U/h，S5-135U和 带IM308的S5-155U/H
带PROFIBUS-DP接口的 S5-95U
SIMATIC 505
---- 由于性能的原因，在一条线上不要连接2个以上的主站。
---- 下列设备可以作为从站：
ET200B/L/M/S/X分布式 I/O设备
通过CP342-5的S7-300
CPU315-2 DP，CPU316-2 DP 和CPU318-2 DP
C7-633/p CP，C7-633 DP，C7-634/P DP，C7-634 DP，C7-626 DP
虽然带有STEP7的编程器/PC或OP在总线中是作为主站，但它们只使用部分通过 PROFIBUS- DP运行的MPI功能。
通过AS-i的过程通讯
---- 对于AS-i接口总线，S7-300有合适的通讯处理器
---- (CP342-2)用来连接现场设备。
数据通讯概述
---- S7-300 具有多样的通讯方式。
用全局数据通讯进行联网的CPU之间数据包周期的交换
用通讯功能块对网络其他站点进行由事件驱动的通讯。
- 对于联网，可以使用MPI， PROFIBUS或工业以太网。
- 全局数据，通过全局数据通讯服务，联网的CPU可以相互之间周期性地交换数据。(最大到4gd包，每包有22字节/周期)。例如：一个CPU可以访问另一个CPU的数据、存储位和过程映象。全局数据通讯只可以通过MPI进行。在step7中的GD表中进行组态。
-通讯功能，对S7/M7/C7的通讯服务可以使用系统内部块建立起来。
通过MPI的标准通讯
扩展通讯通过MPI、K总线、PROFIBUS和工业以太网(S7-300只能作为服务器)
对于s5系列及第三方的通讯服务，可以使用非驻留块建立。
通过PROFIBUS和工业以太网实现S5兼容的通讯
通过PROFIBUS和工业以太网实现标准通讯 (第三方设备)
---- 与全局数据进行对比，必须为通讯功能建立通讯连接。
通过CP的数据通讯(点对点)
---- 用CP 340/CP 341通讯处理模块可以建立起经济而方便的点到点链。在3种通讯接口的基础上，有多种通讯协议可以使用。
20 mA(TTY)
RS 232C/V.24
RS 422/RS 485
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
通过多点接口(MPI) 的数据通讯
---- 多点接口(MPI)通讯口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于简单联网。
MPI能同时连接几个带 STEP 7的编程器/PC、人机界面(HMI)
全局数据
联网的CPU可以利用全局数据(GD)服务，周期性地相互进行数据交换。 (每个程序周期最多允许16个GD包，每包最多64字节)。S7-300 cpu每次最多可以交换4个含22个字节的数据包，而且最多可以有16个CPU参与数据交换(用step7 v4.x以上版编程软件)。全局数据通讯只能通过MPI接口。
内部通讯总线(K-总线)
CPU的MPI是直接与S7-300的K总线连接。即可以用k总线接口从编程器直接通过MPI对FM/CP模块进行编址。
功能强大的通讯技术
- 最多32个MPI站
- 每个CPU最多有8个动态通
- 讯连接用于与SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7进行标准通讯
- 每个CPU最多有4个静态通讯连接用于与编程器、PC机、SIMATIC HMI系统和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7进行扩展通讯 。
- 数据传输速度187.5千位/秒或12兆位/秒
灵活的扩展能力
用下列可靠的部件来配置MPI通讯：LAN电缆，LAN连接器和 RS 485中继器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列产品。这些部件保证了最佳的配置。例如，在任意两个给定的MPI节点之间可串联最多10个中继器来跨越长距离。
通过CP进行数据通讯(PROFIBUS或工业以太网)
---- 可通过CP 342/343通讯处理器将SIMATIC S7-300与 PROFIBUS 和工业以太网总线系统相连。
---- 可连接的包括
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SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-400
SIMATIC S5-115U/H
编程器
个人计算机
SIMATIC HMI人机界面系统 |
数控系统
机械手控制系统
工业PC机
驱动控制器
非西门子装置 |
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)
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(OB 82)。
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数字量输入/输出模板 |
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诊断信息 |
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 |
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无编码器电源
无外部辅助电压
无内部辅助电压
熔断器熔
断模板参数错误 |
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
传向模板的参数错误 |
看门狗故障
EPROM故障
RAM故障
过程报警丢失 |
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 |
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模拟量输入模板 |
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诊断信息 |
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 |
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无外部电压
组态/参数错误
共模故障
断线 |
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和传感器之间断线通道开路 |
测量范围下溢
测量范围上溢 |
输入值低压下限
测量范围4至20mA，1 至5V：
- 传感器极性接反
- 测量范围选择错误输入值超过上限 |
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模拟量输入模板 |
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诊断信息 |
可能的错误原因 |
诊断信息 |
可能的错误原因 |
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无外部电压
组态/参数错误 |
模板L+无电压
传向模板的参数错误 |
对地短路
断线 |
输出过载输出QV与MANA短路
执行器阻抗太高模拟与执行器之间断线通道开路 |
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过程中断 |
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通过过程中断，可以对过程信号进行监视和响应。
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 (OB 40)。信号模板可以对每个通道的一个中断进行暂存。
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 (OB 40)。 |
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S7-300、S7-300F总体技术规范 |
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保护等级 |
符合IEC 529的IP 20 |
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环境温度
水平安装
垂直安装 |
0 - 60 o C
0 - 40 o C
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相对湿度 |
5 - 95%，无凝结 |
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大气压 |
750 - 1080 hPa |
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隔离
24VDC电路
230VAC电路 |
500VDC测试电压
1460VAC测试电压
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电磁兼容 |
符合EMC需求：
噪声抑制 EN 50082-2，测试：
IEC 801-2，ENV 50140，IEC 801-4，ENV 50141，IEC 801-5；
辐射干扰EN 50081-2，测试EN55011，A级，第1组 |
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机械强度 |
IEC 68，2-6部分/10-58Hz；
恒定振幅 0.075mm；
58-150Hz，恒定加速度 1g；
IEC 68，2-27部分/半波正弦：
冲击强度：15g(峰值)，持续时间11ms
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S7-300户外型模总体技术规范 |
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气候运行条件 |
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温度 |
水平安装：-25 o C-60 o C
0 - 40 o C
垂直安装：-25 o C-40 o C |
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相对湿度 |
5 - 95%，允许短时凝结 |
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短时结冰 |
-25 o C-0 o C，IEC 721 3-3，级别3K5 |
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大气压 |
750 - 1080 hPa，
对应高度：-1000至2000m |
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污染浓度 |
SO2:<0.5ppm，相对湿度<60%，测试：10ppm，4天H2S:<0.1ppm，相对湿度<60%，测试：1ppm，4天 | , , style="FONT-SIZE: 9pt; FONT-FAMILY: 宋体">诊断信息
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公司公告：
自动化控制系统
