西門子S7-300產(chǎn)品說明

S7-300 CPU 的六個(gè)性能等級

現(xiàn)有性能范圍極寬的分級 CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。
產(chǎn)品范圍包括 7 種標(biāo)準(zhǔn)的 CPU、
7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護(hù)型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。
現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm
SIMATICS7-300 是我們?nèi)勺詣?dòng)化設(shè)計(jì)的一部分，是銷量最大的控制器。

應(yīng)用范圍

• 在第一個(gè)實(shí)例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案，特別是用于汽車工業(yè)，一般機(jī)械工程，特別是特殊機(jī)械制造和機(jī)器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM)，以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程

• 作為一種多用的自動(dòng)化系統(tǒng)，S7-300 是那些需要靈活的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應(yīng)用的理想解決方案。

• 對于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅(jiān)固性的應(yīng)用，我們可以提供SIPLUS 極端設(shè)備。

特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業(yè)：

• 汽車工業(yè)

• 通用機(jī)械工程

• 特殊機(jī)器制造

• 系列機(jī)械工程，OEM

• 塑料加工

• 包裝行業(yè)

• 食品和飲料工業(yè)

• 加工工程

• 快速計(jì)數(shù)/fairs，可以直接訪問硬件計(jì)數(shù)器

• 簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器

• 帶有集成功能塊的 PID-Regulation

優(yōu)點(diǎn)

• 由于具有高處理速度，CPU 可以實(shí)現(xiàn)非常短的機(jī)器循環(huán)時(shí)間。

• S7-300 系列 CPU 可以為各種應(yīng)用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務(wù)實(shí)際需要的性能付款

• S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則

• 現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實(shí)現(xiàn)分布式組態(tài)。

• 集成的 PROFINET 接口可以實(shí)現(xiàn)控制器的簡單網(wǎng)絡(luò)化，與其它運(yùn)行管理等級方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

• 模塊寬度窄，可以實(shí)現(xiàn)緊湊式的模塊設(shè)計(jì)或者小型控制柜。

• 能夠把強(qiáng)大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護(hù)設(shè)計(jì)集成在一起，從而避免附加投資。

設(shè)計(jì)和功能

桌面 CPU 創(chuàng)新

設(shè)計(jì)

S7-300 可以實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省和模塊式組態(tài)。除了模塊，只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉(zhuǎn)到位。
這樣就實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)固而且具有 EMC 兼容性的設(shè)計(jì)。
隨用隨建式的背板總線可以通過簡單的插入附加的模塊和總線連接器進(jìn)行擴(kuò)展。S7-300 系列豐富的產(chǎn)品既可以用于集中擴(kuò)展，也可用于構(gòu)建帶有 ET 200M 的分布式結(jié)構(gòu)；因此實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)高效的備件控制。

擴(kuò)展選件

如果自動(dòng)化任務(wù)需要超過 8 個(gè)模塊，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴(kuò)展裝置 (EU) 擴(kuò)展。中心架上最多可以有 32 個(gè)模塊，每個(gè)擴(kuò)展裝置上最多 8 個(gè)。接口模塊 (IM) 可以同時(shí)處理各個(gè)機(jī)架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝（最長 10m）。

在單層結(jié)構(gòu)中，這可以實(shí)現(xiàn) 256 個(gè) I/O 的最大組態(tài)，在多層結(jié)構(gòu)中最多可以達(dá)到 1024 個(gè) I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中，可以有 65536 個(gè) I/O 連接（最多 125 個(gè)站點(diǎn)，如通過 IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無需插槽規(guī)則。

S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動(dòng)化解決方案中。
與 S7-300 具有相同結(jié)構(gòu)的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。

西門子S7-400產(chǎn)品說明

有一系列從入門級CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量結(jié)構(gòu);多個(gè)CPU可以在一個(gè)多值計(jì)算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間，可縮短機(jī)器的循環(huán)周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存儲器，地址范圍，連接數(shù)量和執(zhí)行時(shí)間。十款款標(biāo)準(zhǔn)的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。

應(yīng)用

• S7- 400尤其適合于加工工業(yè)中的數(shù)據(jù)密集型任務(wù)。高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間，縮短高速機(jī)械制造業(yè)設(shè)備控制的循環(huán)周期。

• S7 - 400最好用于整體協(xié)調(diào)各種設(shè)備，控制低級別的系統(tǒng)。這是由高速通訊能力和集成接口來保證的。

• 在S7- 400的許多器件也可用于極端環(huán)境條件下的SIPLUS版本。

S7-400 的成功應(yīng)用如下：

• 汽車工業(yè)

• 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備制造包括定制的機(jī)械設(shè)備制造

• 倉儲系統(tǒng)

• 建筑工程

• 鋼鐵行業(yè)

• 發(fā)電和配電

• 造紙和印刷業(yè)

• 木工

• 紡織業(yè)

• 醫(yī)藥制品

• 食品和飲料行業(yè)

• 處理工程，例如水和廢水處理設(shè)施

• 化工和石化

效益

• 由于采用各種級別的CPU，S7-400可以靈活擴(kuò)展升級；I/O能力幾乎是無限的。

• 強(qiáng)大的CPU允許集成新的功能，無需額外硬件投資，例如處理質(zhì)量數(shù)據(jù)，用戶友好的診斷，到更高層次的MES解決方案或通過總線系統(tǒng)的高速通訊。

• 可以以模塊化的方式構(gòu)建S7 - 400，有各種用于集中配置和分布式結(jié)構(gòu)的模塊，以實(shí)現(xiàn)處理備件方面的低成本。

• 在操作過程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在運(yùn)行中配置）。另外在工作時(shí)還可以刪除和插入信號模塊（熱插拔）。這使得很容易擴(kuò)展系統(tǒng)或出現(xiàn)故障時(shí)替換模塊。

• 項(xiàng)目的完整數(shù)據(jù)存儲包括CPU上的符號和注釋，簡化了服務(wù)和維護(hù)過程。

• 可以將安全技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化集成到一個(gè)單一的S7- 400控制器，可以通過S7- 400的冗余結(jié)構(gòu)增加設(shè)備的可用性。

• S7- 400的許多器件也可用于外部環(huán)境條件SIPLUS版本，例如：擴(kuò)展溫度范圍（-25+60°C）和在惡劣環(huán)境/冷凝條件下使用。

• S7- 400的高速背板總線確保集中式I/ O模塊的高速通訊。

設(shè)計(jì)和功能

模塊化

S7 - 400的一個(gè)重要特點(diǎn)是它的模塊化。S7- 400的高速通訊背板總線和允許直接插入CPU集成的DP接口，允許多條通訊線路的高性能運(yùn)行。例如，把一根總線用于HMI通訊和編程任務(wù)，一根總線用于高性能運(yùn)動(dòng)控制，一根總線用于普通I / O現(xiàn)場總線通訊。
此外，也可以實(shí)現(xiàn)另外連接到MES-/ERP系統(tǒng)或通過SIMATIC IT連接到互聯(lián)網(wǎng)的需要。根據(jù)任務(wù)情況，可對S7 – 400進(jìn)行集中擴(kuò)展或分布式配置。附加設(shè)備和接口模塊也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實(shí)現(xiàn)分布式擴(kuò)展。如果需要，也可以使用通訊處理器（CP）。

設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)一個(gè)S7 - 400系統(tǒng)基本上包括機(jī)架，電源，和中央處理單元。它可以以一個(gè)模塊化的方式安裝和擴(kuò)展。所有的模塊都可以自由地放置在左側(cè)插入的電源旁邊。S7- 400具有無風(fēng)扇的堅(jiān)固設(shè)計(jì)。信號模塊可以熱插拔。一個(gè)多層面的模塊范圍可用于中央擴(kuò)展以及具有ET200的分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡單配置。
在集中式擴(kuò)展中，額外安裝機(jī)架直接連接到中央控制器。

除了標(biāo)準(zhǔn)的安裝機(jī)架，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機(jī)架。這些鋁機(jī)架可以很高地耐受不利環(huán)境條件，緊固耐用，重量輕25％左右。

多值計(jì)算

多值計(jì)算，也就是在一個(gè)S7- 400中央控制器中的幾個(gè)CPU的同時(shí)操作，為用戶提供不同的益處：

• 可通過多值計(jì)算共享的S7 - 400的整體性能。例如，在技術(shù)復(fù)雜的任務(wù)中，如開環(huán)控制，可以將計(jì)算機(jī)或通訊分割和分配給不同的CPU每個(gè)CPU分配給自己的，用于此目的本地輸入/輸出。

• 有些任務(wù)也可以從每個(gè)多值計(jì)算方式中斷開，一個(gè)CPU處理關(guān)鍵時(shí)間的處理任務(wù)，另一個(gè)處理非關(guān)鍵時(shí)間的任務(wù)。

在多值計(jì)算操作中，所有的CPU的運(yùn)行行為像一個(gè)CPU，也就是說，當(dāng)一個(gè)CPU進(jìn)入STOP狀態(tài)，其他的也停止。幾個(gè)CPU的動(dòng)作可以通過同步指令選擇性地協(xié)調(diào)調(diào)用。此外，CPU之間的數(shù)據(jù)交換通過高速的全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊機(jī)制。

數(shù)據(jù)/程序存儲器

從精細(xì)分級的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲區(qū)的大小。集成裝載存儲器（RAM）足以滿足中小型企業(yè)方案。對于大型程序，通過插入RAM或FEPROM存儲卡增大裝載內(nèi)存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

• 從工程工作站通過網(wǎng)絡(luò)更新固件實(shí)現(xiàn)更簡單和快速的升級

• 通過一個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)額外的寫保護(hù)（例如沒有從PC器件下載到CPU）

• 通過讀取存儲卡的序列號獲得保護(hù)，因此，保證了程序只與特定的存儲卡一起運(yùn)行

  集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)上訪問數(shù)據(jù)記錄，例如控制級PC可以通過S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通訊。

• 西門子DP總線連接器

  6ES7972-0BB12-0xA0 網(wǎng)絡(luò)總線連接器，帶編程口， 垂直電纜出線
  6ES7972-0BA12-0xA0 網(wǎng)絡(luò)總線連接器，不帶編程口，垂直電纜出線
  6ES7972-0BA41-0xA0 網(wǎng)絡(luò)總線連接器，不帶編程口，35°垂直電纜出線
  6ES7972-0BB41-0xA0 網(wǎng)絡(luò)總線連接器，帶編程口， 35°垂直電纜出線
  6ES7972-0BA50-0xA0 網(wǎng)絡(luò)總線連接器，90°無編程口快速總線連接器
  6ES7972-0BB50-0xA0 網(wǎng)絡(luò)總線連接器，90°帶編程口快速總線連接器
  6ES7972-0BA52-0xA0 網(wǎng)絡(luò)總線連接器，不帶編程口，垂直電纜出線
  6ES7972-0BB52-0xA0 網(wǎng)絡(luò)總線連接器，帶編程口， 垂直電纜出線

  西門子DP接頭 西門子DP電纜接頭 西門子DP電纜插頭 西門子總線接頭

  西門子總線插頭 西門子DP總線接頭 西門子DP總線插頭 西門子DP通訊接頭

  西門子DP通訊插頭 西門子DP通訊連接器 西門子電纜連接器 西門子電纜接頭

  西門子電纜插頭 西門子通訊接頭 西門子通訊插頭 西門子通訊連接器

  西門子電纜通訊連接器 西門子電纜通訊接頭 西門子電纜通訊插頭

  西門子總線電纜連接器 西門子插頭 西門子接頭 西門子連接器

  西門子總線電纜接頭 西門子總線電纜插頭 西門子總線電纜通訊接頭

  西門子總線電纜通訊插頭 西門子總線電纜通訊連接器

  技術(shù)數(shù)據(jù)

  Artikelnummer 6ES7972-0BB12-0A0

  產(chǎn)品類型名稱 PROFIBUS 總線連接插頭，RS485，螺栓，帶 PG 插孔，90° 產(chǎn)品描述 PROFIBUS 總線連接插頭，RS485，螺栓，帶 PG 插孔，90° SIMATIC DP， 總線連接器，用于PROFIBUS，高達(dá)12 MBIT/S，90度出線電纜（W X H X D）：15.8 X 54 X 34 MM，端接電阻，帶隔離 應(yīng)用適宜性 用于連接 PROFIBUS 設(shè)備和 PROFIBUS 總線電纜 傳輸速率 傳輸率 / PROFIBUS DP 時(shí) 9.6 kbit/s ... 12 Mbit/s 接口 電氣連接數(shù)量   ● 適用于 PROFIBUS 導(dǎo)線 2 ● 用于網(wǎng)絡(luò)組件和終端設(shè)備 1 電氣連接規(guī)格   ● 適用于 PROFIBUS 導(dǎo)線 螺栓 電氣連接規(guī)格 / FastConnect 不 機(jī)械數(shù)據(jù) 終端電阻規(guī)格 集成電阻組合并可通過滑動(dòng)開關(guān)接通。 材料 / 外殼的 塑料 結(jié)構(gòu)、尺寸和重量 寬度 15.8 mm 高度 64 mm 深度 35.6 mm 凈重 10 g 許可的環(huán)境條件 環(huán)境溫度   ● 運(yùn)行期間 0 °C ● 存放期間 -40 ... +70 °C ● 運(yùn)輸期間 -40 ... +70 °C 防護(hù)等級 IP IP20 產(chǎn)品特點(diǎn)、功能、組件 / 概述 產(chǎn)品特點(diǎn)   ● 不含硅 是的 產(chǎn)品組件   ● PG 連接插座 是的 ● 應(yīng)力釋放裝置 是的 標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、許可 資格   ● 與 RoHS 一致 是的 ● UL 許可證 是的

  
  

  插頭與終端電阻在Profibus通訊中有著非常重要的作用，它們使用起來非常簡單，沒有很多復(fù)雜的設(shè)置；但是正是由于使用簡單，使得很多工程師在使用當(dāng)中忽略了一些細(xì)節(jié)，導(dǎo)致很多通訊問題。

  
  1 Profibus插頭的結(jié)構(gòu)與簡單用法

  
  圖1Profibus插頭結(jié)構(gòu)

  這是常見的Profibus插頭，如果我們有A、B兩個(gè)站點(diǎn)要做Profibus通訊，應(yīng)該如何連接插頭呢？因?yàn)榭偩€上只有兩個(gè)站，顯然終端電阻都要打到ON位置。那么插頭上的接線是否要一進(jìn)一出呢。

  
  圖2 兩個(gè)DP站點(diǎn)的連接

  正確的做法是兩個(gè)插頭都連接進(jìn)線端。因?yàn)榻K端電阻與插頭的出線端是2選1的。終端電阻打ON，進(jìn)線端連接終端電阻，斷開與出線端的連接；終端電阻打OFF，進(jìn)線端斷開與終端電阻的連接，連接出線端。

  
  2常見的Profibus總線連接

  
  圖3 主站在總線一端點(diǎn)

  圖3所示的是一般的Profibus總線連接方法，主站位于總線的一端，終端電阻打ON。
  然后依次連接后面的站點(diǎn)，中間的站點(diǎn)終端電阻打OFF，最后面的站點(diǎn)終端電阻打ON。

  
  圖4 主站在總線中間

  有時(shí)候由于現(xiàn)場設(shè)備分布的原因，主站也可以安裝在Profibus總線的中間，具體做法如圖4所示。

  終端電阻打ON的設(shè)備不能斷電，如圖5所示Profibus插頭上除了220歐的終端電阻以外還有兩個(gè)390歐的偏置電阻，并且偏置電阻上必須連接電源。

  
  圖5 終端電阻和偏置電阻

  如果終端設(shè)備需要經(jīng)常斷電維護(hù)，或者終端設(shè)備只有接線端子而沒有9針D型插座，就需要使用有源終端模塊作為Profibus總線的終端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。

  
  圖6 Profibus有源終端模塊

  如果Profibus電纜不夠長，需要把兩根電纜接起來，不能簡單的把兩根銅芯擰起來，因?yàn)檫@樣會破壞電纜的特征阻抗，可能會導(dǎo)致通訊問題。最好使用圖7中的接頭來連接兩根需要接起來的電纜。

  
  圖7 Profibus連接接頭

  
  3 RS485中繼器的終端電阻使用方法
  Profibus通訊電纜的最大長度取決于通訊的波特率，如果電纜超過了所能通訊的最大長度，就需要使用RS485中繼器來延長通訊距離。

  表1 總線長度與傳輸速率的關(guān)系

  傳輸速率（kbit/s）	9.6-187.5	500	1500	3000-12000
  總線長度（m）	1000	400	200	100

  中繼器上有接線端子，Profibus電纜可直接連接到端子上。另外中繼器上也配有終端電阻。其用法與電纜插頭相同。

  
  圖8 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線

  
  圖9 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線

  
  圖10 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線

  
  4 OLM上插頭終端電阻使用方法

  如果現(xiàn)場設(shè)備通訊距離較遠(yuǎn)，或者現(xiàn)場電磁干擾嚴(yán)重，可以使用OLM把電信號轉(zhuǎn)化成光信號，使用光纜來傳輸信號。OLM上有RS485電氣接口，需要使用Profibus插頭來連接電纜。并且OLM電氣接口不論連接主站還是從站，接法都一樣。

  
  圖11 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線

  
  圖12 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線

  
  圖13 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線

  對于只有一個(gè)RS485接口的OLM，可認(rèn)為只有1網(wǎng)段，接法相同。

  
  5 DP/DP coupler上插頭終端電阻使用方法
  兩個(gè)DP主站可以使用DP/DP coupler來傳輸數(shù)據(jù)。DP/DP coupler上有兩個(gè)RS485接口，連接方法與OLM相同。

  
  圖14 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線

  
  圖15 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線

  
  圖16 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線

  工業(yè)總線系統(tǒng)

  SIMATIC NET 培養(yǎng)集成完整解決方案所需的所有部件，并支持下列總線系統(tǒng)：

  工業(yè)以太網(wǎng)（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接的國際標(biāo)準(zhǔn)是占有 90% 以上市場份額的局域網(wǎng)環(huán)境中的首要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。通過工業(yè)以太網(wǎng)，可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強(qiáng)大的通訊網(wǎng)絡(luò)。

  國際標(biāo)準(zhǔn) PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實(shí)時(shí)通訊，也可將企業(yè)級集成進(jìn)來。由于全面利用了現(xiàn)有 IT 標(biāo)準(zhǔn)，PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用、高效跨廠商工程組態(tài)和機(jī)器與設(shè)備的高可用性。PROFINET 支持分布式自動(dòng)化和控制器之間的通訊，可實(shí)現(xiàn)故障安全應(yīng)用。

  PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?領(lǐng)先的布線系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)。?μ????￡它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應(yīng)用和過程應(yīng)用中進(jìn)行通訊的現(xiàn)場總線。

  AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代電纜束的國際標(biāo)準(zhǔn)連接技術(shù)，可通過兩線制總線非常經(jīng)濟(jì)地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。

  IO 鏈路 –
  用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標(biāo)準(zhǔn)。

  全球標(biāo)準(zhǔn) KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是實(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化的礎(chǔ)。

  網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實(shí)現(xiàn)。可以從工廠的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。
  總線連接器90° 6ES7972-0BA12-0xA0 
      總線連接器90° 6ES7972-0BB12-0xA0 
      總線連接器35° 6ES7972-0BA41-0xA0 
      總線連接器35° 6ES7972-0BB41-0xA0 
      總線快速連接器 6ES7972-0BA50-0xA0 
      總線快速連接器 6ES7972-0BB50-0xA0 
      總線連快速接器 6ES7972-0BA51-0xA0 
      總線快速連接器 6ES7972-0BB51-0xA0 
      20針前連接器 6ES7392-1AJ00-0AA0 
      40針前連接器 6ES7392-1AM00-0AA0 
      導(dǎo)軌（482mm） 6ES7390-1AE80-0AA0 
      導(dǎo)軌（530mm） 6ES7390-1AF30-0AA0 
      導(dǎo)軌（830mm） 6ES7390-1AJ30-0AA0 
      適配器 6ES7901-3CB30-0xA0 
      適配器 6ES7901-3CB20-0xA0