工厂自动化-PLC系统
S7-300 CPU特点
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
S7-300 CPU类型
紧凑型CPU
CPU 312C
CPU 313C
CPU 313C-2 PtP
CPU 313C-2 DP
CPU 314C-2 PtP
CPU 314C-2 DP
标准型CPU
CPU 312
CPU 314
CPU 315-2 DP
CPU 315-2 PN/DP
CPU 317-2 DP
CPU 317-2 PN/DP
CPU 319-3 PN/DP
技术功能型CPU
CPU 315T-2 DP
CPU 317T-2 DP
故障安全型CPU
CPU 315F-2 DP
CPU 315F-2 PN/DP
CPU 317F-2 DP
CPU 317F-2 PN/DP
SIPLUS S7-300 CPU 特点
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、生产技术以及食品加工等领域
低成本的解决方案
SIPLUS S7-300 CPU 类型
(环境温度范围-25- +70°C;允许安装和运行于有害的气体环境;有电子成分涂层)
SIPLUS 紧凑型CPU
SIPLUS CPU 312C
SIPLUS CPU 313C
SIPLUS CPU 313C-2 DP
SIPLUS CPU 314C-2 DP
SIPLUS 标准型CPU
SIPLUS CPU 314
SIPLUS CPU 315-2DP
SIPLUS CPU 315-2PN/DP
SIPLUS CPU317-2PN/DP
SIPLUS 故障安全型CPU
SIPLUS S7-300 CPU 315F-2DP
SIPLUS S7-300 CPU 317F-2DP
以下CPU 运行均需要微存储卡
CPU 312
适用于全集成自动化(TIA) 的基本型CPU
适用于中等处理速度要求的小规模应用
CPU 312C
带集成数字量输入和输出的紧凑型CPU
适用于对处理能力有较高要求的小型应用
带有与过程相关的功能
CPU 313C
带集成数字量和模拟量输入/ 输出的紧凑型CPU
满足对处理能力和响应时间要求较高的场合
带有与过程相关的功能
CPU 313C-2 PtP
带集成数字量输入/ 输出和一个RS 422/485 串口的紧凑型CPU
满足处理量大、响应时间高的场合
带有与过程相关的功能
CPU 313C-2 DP
带集成数字量输入/ 输出和PROFIBUS DP 主站/ 从站接口的紧凑型CPU
带有与过程相关的功能
可以完成具有特殊功能的任务
可以连接单独的I/O 设备
CPU 314
适用于中等程序处理量的应用
对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力
CPU 314C-2 PtP
带集成数字量和模拟量I/O和一个RS 422/485串口的紧凑型CPU
满足对处理能力和响应时间要求较高的场合
带有与过程相关的功能
CPU 314C-2 DP
带集成数字量和模拟量I/O 以及PROFIBUS DP 主站/ 从站接口 的紧凑型CPU
带有与过程相关的功能
可以完成具有特殊功能的任务
可以连接单独的I/O 设备
CPU 315-2 DP
具有中、大规模的程序存储容量和数据结构,如果需要,可以供SIMATIC 功能工具使用
对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力
PROFIBUS DP 主站/ 从站接口
可用于大规模的I/O 配置
可用于建立分布式I/O 结构
CPU 315-2 PN/DP
具有中等规模的程序存储容量和程序框架
对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力
与集中式I/O 和分布式I/O 一起使用,可用作生产线上的中央控制器
集成的PROFINET 接口
组合了MPI/PROFIBUS DP- 主/ 从接口
在PROFINET 上实现基于组件的自动化
PROFINET代理,用于基于组件的自动化(CBA)中的PROFIBUS DP 智能设备
PROFINET I/O 控制器,用于在PROFINET 上运行分布式I/O
CPU 317-2 DP
具有大容量程序存储器,可用于要求很高的应用
能满足标准机床、特殊机床以及车间应用的多任务自动化系统
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制器
对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力
PROFIBUS DP 主站/ 从站接口
可用于大规模的I/O 配置
可用于建立分布式I/O 结构
可以选用SIMATIC 工程工具
在基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317-2 PN/DP
具有大容量程序存储器,可用于要求很高的应用
在PROFINET 上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
PROFINET 代理,用于基于部件的自动(CBA)中的 PROFIBUS DP 智能设备
PROFINET I/O 控制器,用于在PROFINET 上运行分布式I/O
能满足标准机床、特殊机床以及车间应用的多任务自动化系统
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制器
可用于大规模的I/O 配置
可用于建立分布式I/O 结构
对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力
组合了MPI/PROFIBUS DP 主/ 从接口
可以选用SIMATIC 工程工具
CPU 319-3 PN/DP
具有智能技术/运动控制功能的SIMATIC CPU
新的S7-300 标准型CPU 319-3 PN/DP 开始接受订单
CPU319-3 PN/DP 拓展了SIMATIC S7-300 CPU系列的产品线,是S7-300 系列性能较高的 CPU
319-3 PN/DP 集成了3 个通讯接口
1 个 MPI/PROFIBUS DP 的共用接口
1 个纯 PROFIBUS DP 接口
1 个 PROFINET 接口
除了具有高性能,该CPU 还提供了以下新功能:PROFIBUS 接口的时钟同步,可连接256 个I/O 设备, 扩展开放通讯
CPU 315F-2 DP
可组态为一个故障安全型自动化系统,可满足安全运行的需要
基于 SIMATIC CPU 315-2 DP
带2 个接口(1x MPI, 1x DP/MPI)
安全性满足 SIL 3(IEC 61508)、AK6(DIN V 19250)和Cat. 4(EN 954-1)
不需要对安全相关I/O 进行额外接线
使用带有PROFISAFE 协议的PROFIBUS DP 可实现与安全相关的通讯
可以与故障安全型ET200S PROFISAFE I/O 模块进行分布式连接;可以与故障安全型 ET200M I/O 模块进行集中式和分布式连接
标准模块的集中式和分布式使用,可满足于故障安全无关的应用
CPU 315F-2 PN/DP
可组态为一个故障安全型自动化系统,以提高安全运行的需要
安全性满足 SIL 3 (IEC 61508)和Cat. 4 (EN 954-1)
可通过集成的PROFINET接口(PROFIsafe) 和/ 或集成的PROFIBUS DP 接口(PROFIsafe) 连接分布式站中的故障安全 I/O 模块
可以与ET 200M 的故障安全型I/O 模块进行集中式连接;标准模块的集中式和分布式使用,可满足于故障安全无关的应用
在PROFINET 上实现基于组件的自动化
PROFINET 代理,用于基于部件的自动化(CBA)中的 PROFIBUS DP 智能设备
CPU 317F-2 DP
可以组态为一个故障安全型自动化系统,可满足安全运行的需要
安全性满足 SIL 3(IEC 61508)、AK6(DIN V 19250)和Cat. 4(EN 954-1)
不需要对故障安全I/O 进行额外接线
1 个 PROFIBUS DP 主/ 从接口和1 个DP 主/ 从/MPI 接口
两个接口可用于集成故障安全模块
故障安全ET200S PROFIsafe I/O 模块可以进行分布式连接
可以与故障安全型 ET200M I/O 模块进行集中式和分布式连接
标准模块的集中式和分布式使用,可满足于故障安全无关的应用
CPU 317F-2 PN/DP
故障安全型CPU,具有大容量程序存储器和程序框架
可组态为一个故障安全型自动化系统,以提高安全运行的需要
安全性满足 SIL 3 (IEC 61508)和Cat. 4 (EN 954-1)
可通过集成的PROFINET接口(PROFIsafe) 和/ 或集成的PROFIBUS DP 接口(PROFIsafe) 连接分布式站中的故障安全 I/O 模块
可以与ET 200M 的故障安全型I/O 模块进行集中式连接;标准模块的集中式和分布式使用,可满足于故障安全无关的应用
在PROFINET 上实现基于组件的自动化
PROFINET 代理,用于基于部件的自动化(CBA)中的 PROFIBUS DP 智能设备
CPU 315T-2 DP
具有智能技术/ 运动控制功能的SIMATIC CPU
具有标准CPU 315-2 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系统
较佳用于同步运动顺序,例如与虚拟/ 实际主设备的耦合、电子减速箱、凸轮盘或印刷点修正
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制器
带有内只I/O,可实现快速技术功能( 例如凸轮切换,参考点检测)
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( *其它编程语言就可以实现运动控制)
需要“S7 Technology”软件包
CPU 317T-2 DP
具有智能技术/ 运动控制功能的SIMATIC CPU
具有标准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系统
较佳用于同步运动顺序,例如与虚拟/ 实际主设备的耦合、电子减速箱、凸轮盘或印刷点修正
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制器
在PROFIBUS DP 上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
带有本机I/O,可实现快速技术功能( 例如凸轮切换,参考点检测)
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( *其它编程语言就可以实现运动控制)
需要“S7 Technology”软件包
SIPLUS CPU 312C
带集成数字量输入和输出的紧凑型CPU
适用于对处理能力有较高要求的小型应用
带有与过程相关的功能
SIPLUS CPU 314
适用于中等程序处理量的应用
对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力
SIPLUS CPU 313C
带集成数字量和模拟量输入/ 输出的紧凑型CPU
满足处理量大、响应时间快的场合
带有与过程相关的功能
SIPLUS CPU 315-2DP
具有中、大规模的程序存储容量和数据结构,如果需要可以供SIMATIC 功能工具使用
对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力
PROFIBUS DP 主站/ 从站接口
可用于大规模的I/O 配置
可用于建立分布式I/O 结构
S7-300是SIMATIC控制器中销售量较多的产品,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
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
S7-300C
紧凑型
CPU 312C
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
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
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。
此外,还有用于与安全无关应用的标准模块
S7-300T
技术型
CPU 315T-2 DP
CPU 317T-2 DP 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系
统
较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。
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制器
在PROFIBUS DP 上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
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)
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( *其它编程语言就可以实现运动控制)
需要“S7 Technology”软件包
SIPLUS S7-300
宽温度型
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、生产技术以
及食品加工等领域。
低成本的解决方案
一、S7-300 PLC系统组成
系统组成:
电源模块 (PS)
(选件)
为S7-300/ET 200M 提供电源
将120/230V交流电压转变到所需要的24伏直流工作电压
输出电流2A、5A、10A
*处理单元 (CPU)
多种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PROFIBUS-DP通讯接口等。
接口模块 (IM)
用于连接多机架配置的
SIMATIC S7-300 的机架。
较多配置4个机架。每个机架较多可以插入8个模块。在4个机架上较多可安装32个模块。
IM 365
用于一个*机架和一个扩展机架的配置中
IM 365/IM 361
用于一个*机架和较多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
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。
存储器
MMC
DIN标准导轨
用于模块安装
前连接器
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
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)可以根据较佳布局需要,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)的距离较长为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:0.6~0.1μS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*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:**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,支持的传输率较高可达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
可能的错误原因
诊断信息
可能的错误原因
无编码器电源 编码器电源过载编码器
电源与M短路 看门狗故障 高电磁干扰模板损坏
无外部辅助电压 模板L+无电压 EPROM故障 高电磁干扰模板损坏
无内部辅助电压 模板L+无电压内部模板
熔断器损坏 RAM故障