西門子PLC312   西門子PLC312

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概述   

S7-300采用模塊化結構設計。含有多種模塊，可進行單獨組合。

一個系統包含下列組件：

• *處理單元（CPU）：
  各種 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。
• 用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊(SM)
• 用于連接網絡和點對點連接的通訊處理器 (CP)。
• 用于高速計數、定位控制以及閉環控制的功能模塊（FM）。

根據客戶需要，還可以使用以下設備：

• 用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源的負載電源模塊(PS)。
• 接口模塊(IM)，用于多機架配置時連接*控制器(CC)和擴展機架(ER)。
  S7-300通過分布式*控制器(CC)和3個擴展單元(EU) 可以操作多達32個模塊。所有模塊都是密封的，運行時無需風扇。
• SIPLUS 模塊擴展的環境條件下使用：
  適用于-25至+60°C 的溫度范圍高濕度、結露以及有霧的環境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為IP20機柜內使用時，可直接用于車載或室外使用。不需要全天候防護的機柜和IP 65機柜保護。

設計

簡單的結構使得S7-300使用靈活且易于維護:

• 安裝模塊
  只需簡單地將模塊掛在DIN安裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線： 
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機殼的背面。
• 模塊具有機械編碼，更換極為容易：
  更換時只需松開模板上的緊固螺釘。 按下鎖緊機構，拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
• 可靠的連接系統:
  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：
  為采用螺絲端子或彈簧端子連接的1線-3線連接系統提供預組裝接線。可以替代直接在信號模塊上接線。
• 確定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護。因此所有的模塊都有確定的安裝深度
• 無插槽規則:
  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。

擴展

如果用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）可以擴展：

• *控制器和3個擴展機架zui多可連接32個模塊：
  zui多可將 3 個擴展機架（EU）連接到*控制器（CC）。每個 CC / EU 可插 8 個模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在*控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的模塊插槽中，并自動處理與擴展單元的通信。
  • 通過 IM 365 擴展：
    1個 EU zui遠擴展距離為 1米，電源電壓也通過該擴展提供。
  • 使用 IM 360/361 擴展：
    可擴展到 3個 EU, CC 與 ER 之間以及 EU 與 EU 之間zui遠距離 10m。
• 分布式安裝：
  通過連接 CC/EU 以增加連接距離。兩個相鄰CC/EU或EU/EU之間的距離：zui長 10 m。
• 靈活的安裝方式：
  CC/EU　既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以zui大限度滿足空間要求。

通訊

S7-300 具有不同的通訊接口：

• 連接 AS-i、PROFIBUS 和 PROFINET/工業以太網總線系統的通訊處理器。
• 用于點到點連接的通訊處理器
• 多點接口 MPI, 集成在 CPU 中;
  是一種經濟有效的方案,可以同時連接編程器/PC、人機界面系統和其它的SIMATIC S7/C7自動化系統。

PROFIBUS DP進行過程通訊

SIMATIC S7-300 通過通訊處理器或通過內置的 PROFIBUS DP 接口CPU連接到 PROFIBUS DP 總線系統。帶 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 可以進行分布式自動化結構，可以高速通訊并且易于使用。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區別（相同的組態，編址及編程）。

以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  (使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
• SIMATIC S7-400
  (使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
• SIMATIC C7 
  (使用帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP)
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• SIMATIC 505

由于性能原因，每條鏈路上主站的數量限制為2個。

以下設備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 DP、CPU 315-2 DP、CPU 315-2 PN/DP、CPU 317-2 DP、CPU 317-2 PN/DP 和 CPU 319-3 PN/DP
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
• 現場設備

盡管配有 STEP 7 的編程設備/PC 或 OP 在總線上可作為主站使用，但是通過 PROFIBUS DP 也可以部分運行 MPI 功能。

通過 PROFINET IO 進行過程通訊

SIMATIC S7-300 通過通訊處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統。配備 PROFINET 接口的 CPU 可實現高速、易于使用的分布式自動化組態。

從用戶的角度來看，通過 PROFINET IO 進行通訊的分布式 I/O 可作為* I/O（相同的組態、尋址和編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設備作為 IO 設備進行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• SIMATIC S7-300
  （通過 PROFINET CP）
• 現場設備

通過AS-Interface通訊

對于 S7-300，通訊處理器(CP 342-2)適用于AS-Interface總線，可用來連接到現場設備(AS-Interface從站)。

更多信息，請參見通訊處理器說明．

通過CP或內置接口(點到點)進行數據通訊

點到點連接是用來建立經濟有效的數據通訊方式，通過 CP 340/CP 341 通訊處理器或集成在CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP的內置接口進行數據通訊。有三種傳輸接口支持不同的通訊協議：

• 20 mA (TTY) (僅針對 CP 340/CP 341)
• RS 232C/V.24(僅針對 CP 340/CP 341)
• RS 422/RS 485

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 和其他公司的自動化系統
• 打印機
• 機器人控制器
• 掃描器，條碼閱讀器，等

通訊功能塊隨手冊一起提供。

使用多點接口(MPI)進行數據通訊

MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通訊接口。它能用于簡單的網絡任務。

• MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程設備/PC、HMI 系統（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局數據：
  “全局數據通訊”服務可以在聯網的CPU間周期性地進行數據交換。 一個 S7-300 CPU 可以交換多達 4 個數據包，每個數據包含有 22 字節數據，可同時有 16 個 CPU 參與數據交換(使用 STEP 7 V4.x)。
  因此，一個 CPU 可以訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。 只能通過 MPI 接口進行全局數據交換。
• 內部通訊總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7 -300 的 C 總線上。這意味著通過MPI，PG可以直接尋址到連接到C總線上的FM/CP模塊。
• 功能強大的通訊技術：
  • zui多 32 個 MPI 站
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通訊的每個 CPU 有多個通訊接口。
  • 使用編程設備/PC、SIMATIC HMI 系統和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通訊的每個 CPU 有多個通訊接口。
  • 傳輸速率為 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的設計:
  可靠的組件用于建立 MPI 通訊： PROFIBUS和 “分布式 I/O ”的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。它們可以優化配備安裝達到特定要求。例如，如果需要可連接zui多串聯 10 個中繼器，以實現任何兩個 MPI 節點之間的zui大距離。

通過 CP 進行數據通訊

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通訊處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業以太網總線網絡。

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機
• SIMATIC HMI 操作員控制和監視系統
• 數控
• 機器人控制器
• 工業PC
• 驅動控制器
• 其它廠商設備

  Functions

  很多已執行的標準協議可促進與廣泛的伙伴設備之間的數據交換：

  • ASCII:
    用于與采用簡單傳輸協議的第三方系統進行接口，例如，帶有起始和結束字符或帶有塊檢查字符的協議。接口握手信號可通過用戶程序來調用和控制。
  • 3964(R)
    用于通過向用戶開放的標準化西門子協議 3964(R) 與西門子設備或第三方設備接口。將執行一個帶有標準值的 3964(R) 驅動程序以及一個可參數化 3964(R) 驅動程序。
  • RK 512，用于計算機接口。
  • 打印機驅動程序:
    用于控制打印機上的過程狀態與狀態。

  參數

  CP 341 通訊模塊的參數化非常方便：

  • 用戶通過集成在 STEP 7 中的一個參數化工具來分配模塊特性，例如
    • 應使用哪些已執行的協議驅動程序，或者
    • 應使用特定驅動程序的哪些特性。
  • 通過CPU設置參數：
    編程器已經連接至 CPU。組態數據存儲在一個系統塊中，并在 CPU 中進行備份。
  • 組態軟件包(CD盤)：
    具有用于與 CP 通訊的電子版手冊、參數化屏幕以及標準功能塊。

  組態驅動

  驅動程序的加載與組態需要用于 CP 441-2 和 CP 341 的組態軟件包（從 V4.0 起）和 STEP 7 V4.0。
  驅動程序通過軟件狗進行版權保護。

  德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200），小規模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

  歷史編輯

  西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應用非常廣泛的可編程控制器。

  

  西門子（SIMATIC）PLC的6代

  1、西門子公司的產品zui早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。

  2、1979年，S3系統被SIMATIC S5所取代，該系統廣泛地使用了微處理器。

  3、20世紀80年代初，S5系統進一步升級——U系列PLC，較常用機型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

  4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優勢，其機型為：S7-200、300、400。

  5、1996年，在過程控制領域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統7）的概念，將其優勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業現場總線）、COROS（監控系統）、SINEC（西門子工業網絡）及控調技術融為一體。

  6、西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化系統，將PLC技術溶于全部自動化領域。

  由zui初發展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場，停止生產，而S7系列PLC發展成為了西門子自動化系統的控制核心，而TDC系統沿用SIMADYN D技術內核，是對S7系列產品的進一步升級，它是西門子自動化系統zui*，功能zui強的可編程控制器。

  2產品分類編輯

  可編程控制器是由現代化生產的需要而產生的，可編程序控制器的分

  西門子PLCS7-200系列

  類也必然要符合現代化生產的需求

  。一般來說可以從三個角度對可編程序控制器進行分類。其一是從可編程序控制器的控制規模大小去分類，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類，其三是從可編程序控制器的結構特點去分類。

  控制規模

  可以分為大型機、中型機和小型機。

  西門子PLCS7-300系列

  小型機: 小型機的控制點一般在256點之內,適合于單機控制或小型系統的控制。

  西門子小型機有S7-200：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數字量248點；模擬量35路 。

  中型機:中型機的控制點一般不大于2048點,可用于對設備進行直接控制，還可以對多個下一級的可編程序控制器進行監控，它適合中型或大型控制系統的控制。

  西門子中型機有S7-300：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數字量1024點；模擬量128路 ；網絡PROFIBUS；工業以太網；MPI。

  大型機：大型機的控制點一般大于2048點,不僅能完成較復雜的算術運

  西門子PLCS7-400系列

  算還能進行復雜的矩陣運算。它不僅可用于對設備進行直接控制，還可以對多個下一級的可編程序控制器進行監控。

  西門子大型機有S7-400 ：處理速度0.3ms / 1k字；

  存貯器512k ；I/O點12672；

  控制性能

  可以分為高檔機、中檔機和低檔機。

  低檔機

  這類可編程序控制器，具有基本的控制功能和一般的運算能力。工作速度比較低，能帶的輸入和輸出模塊的數量比較少。

  比如，德國SIEMENS公司生產的S7-200就屬于這一類。

  中檔機

  這類可編程序控制器，具有較強的控制功能和較強的運算能力。它不僅能完成一般的邏輯運算，也能完成比較復雜的三角函數、指數和PID運算。工作速度比較快，能帶的輸入輸出模塊的數量也比較多，輸入和輸出模塊的種類也比較多。

  比如，德國SIEMENS公司生產的S7-300就屬于這一類。

  高檔機

  這類可編程序控制器，具有強大的控制功能和強大的運算能力。它不僅能完成邏輯運算、三角函數運算、指數運算和PID運算，還能進行復雜的矩陣運算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數量很多，輸入和輸出模塊的種類也很全面。這類可編程序控制器可以完成規模很大的控制任務。在聯網中一般做主站使用。

  比如，德國SIEMENS公司生產的S7-400就屬于這一類。

  結構

  整體式

  整體式結構的可編程序控制器把電源、CPU、存儲器、I/O系統都集成

  plc結構

  在一個單元內，該單元叫做作基本單元。一個基本單元就是一臺完整的PLC。

  控制點數不符合需要時，可再接擴展單元。整體式結構的特點是非常緊湊、體積小、成本低、安裝方便。

  組合式

  組合式結構的可編程序控制器是把PLC系統的各個組成部分按功能分成

  plc組合

  若干個模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。其中各模塊功能比較單一，模塊的種類卻日趨豐富。比如，一些可編程序控制器，除了－些基本的I/O模塊外，還有一些特殊功能模塊，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊、PID控制模塊、通訊模塊等等。組合式結構的PLC特點是CPU、輸入、輸出均為獨立的模塊。模塊尺寸統一、安裝整齊、I/O點選型自由、安裝調試、擴展、維修方便。

  疊裝式

  疊裝式結構集整體式結構的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結構的I/O點搭配靈話、安裝整齊的優點于一身。它也是由各個單元的組合構成。其特點是CPU自成獨立的基本單元（由CPU和一定的I/O點組成），其它I/O模塊為擴展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進行單元間的聯接，各個單元可以一個個地疊裝。使系統達到配置靈活、體積小巧。

  3詳細介紹編輯

  1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網絡都能實現復雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。

  2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統，能滿足中等性能要求的應用。各種單獨

  西門子PLC之S7家族

  的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數運算比較有效地實現了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數賦值；方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數據，S7-300按用戶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；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）；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；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，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，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態功能，這使得組態非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業以太網總線系統；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統；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SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。