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• 中低端緊湊型控制器
• 大規(guī)模集成，節(jié)省空間，功能強大
• 具有出色的實時性能和功能強大的通信選件：
  • 帶有集成 PROFINET IO 接口的控制器，可與 SIMATIC 控制器、HMI、編程設(shè)備和其它自動化組件進行通信
• 所有 CPU 都可用于單機模式、網(wǎng)絡(luò)以及分布式結(jié)構(gòu)
• 安裝、編程和操作極為簡便
• 集成式 Web 器，帶有標(biāo)準(zhǔn)和用戶特定 Web 頁面
• 數(shù)據(jù)記錄功能，用于歸檔用戶程序的運行數(shù)據(jù)
• 強大的集成工藝功能，如計數(shù)、測量、閉環(huán)控制和運動控制
• 集成數(shù)字量和模擬量輸入/輸出
• 靈活的擴展設(shè)備
  • 可直接用于控制器的信號板卡
  • 可通過 I/O 通道對控制器進行擴展的信號模塊
  • 附件，如電源、開關(guān)模塊或 SIMATIC 存儲卡等

S7-300

一般步驟

S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統(tǒng)包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時連接中央控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
  通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風(fēng)扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內(nèi)使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機柜和 IP65 外殼。

設(shè)計

簡單的結(jié)構(gòu)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安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)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，總線連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構(gòu)，可輕松拔下前連接器。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。
• 現(xiàn)場證明可靠的連接：
  對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。
• 無插槽規(guī)則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴展

若用戶的自動化任務(wù)需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：

• 中央控制器和3個擴展機架多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴展：
    1 個擴展裝置遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴展：
    3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠距離為 10m。
• 單獨安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。
• 靈活的安裝選項：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點到點連接的通信處理器
• 多點接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

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(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設(shè)備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7 
  （通過帶 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

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and 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(xiàn)場設(shè)備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

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

可將下列設(shè)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(shè)備作為 IO 設(shè)備進行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現(xiàn)場設(shè)備

通過 AS-Interface 進行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設(shè)備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點對點）進行數(shù)據(jù)通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

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

可以連接以下設(shè)備：

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

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內(nèi)。

使用多點接口 (MPI) 進行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

• MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局數(shù)據(jù)：
  “全局數(shù)據(jù)通信”可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進行數(shù)據(jù)交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時有 16 個 CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數(shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強大的通信技術(shù)：
  • 多達 32 個 MPI 節(jié)點。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實現(xiàn)設(shè)計的調(diào)整。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。

通過 CP 進行數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機
• SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅(qū)動控制器
• 其它廠商設(shè)備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計的方式運行：

• ET 200M 中的 I/O 設(shè)計：
  故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應(yīng)用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設(shè)計：
  故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用

SIMATIC HMI 基本面板與面板和多功能面板產(chǎn)品系列的現(xiàn)有觸摸設(shè)備安裝兼容。

KTP400 基本型

• 可調(diào)光的 4.3 英寸寬屏 TFT 顯示屏，64 000 種顏色
• 1 個以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 1 個 USB 接口
• 觸摸屏和 4 個觸覺功能鍵

KTP700 基本型

• 可調(diào)光的 7 英寸寬屏 TFT 顯示屏，64 000 種顏色
• 1 個以太網(wǎng)接口 (TCP/IP, PROFINET) 或 1 個 RS 485/422 接口（MPI, PROFIBUS DP；單獨版本）
• 1 個 USB 接口
• 觸摸屏和 8 個觸覺功能鍵

KTP900 基本型

• 可調(diào)光的 9 英寸寬屏 TFT 顯示屏，64 000 種顏色
• 1 個以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 1 個 USB 接口
• 觸摸屏和 8 個觸覺功能鍵

KTP1200 基本型

• 可調(diào)光的 12 英寸寬屏 TFT 顯示屏，64 000 種顏色
• 1 個以太網(wǎng)接口 (TCP/IP, PROFINET) 或 1 個 RS 485/422 接口（MPI, PROFIBUS DP；單獨版本）
• 1 個 USB 接口
• 觸摸屏和 10 個觸覺功能鍵

• I/O 域，
  用于顯示和修改過程參數(shù)
• 按鈕
  ，用于直接初始化功能和動作。 在按鈕上多可以同時配置 16 種功能。
• 圖形 
  可以用作 ICON 以代替用作功能鍵或按鈕的文本標(biāo)簽。 它們還可以用作全屏背景圖像。 
  組態(tài)工具包含帶有大量圖形和多種對象的庫。 所有帶有 OLE 接口的編輯器都可以用作圖形編輯器（比如 Paint Shop，Designer 或者 CorelDraw）
• 矢量圖形；
  基本幾何形狀（直線，圓和矩形）可以在組態(tài)工具中直接創(chuàng)建
• 固定文本；
  可以以任何字符尺寸用作功能鍵，過程圖和過程值的標(biāo)簽
• 曲線功能和直方圖 
  用作使動態(tài)值可視化
• 語言選擇功能：
  • 10 種在線語言，32 種組態(tài)語言其中包含有亞系語言和西里爾字符組
  • 相關(guān)語言文本和圖形
• 可按照各行業(yè)領(lǐng)域的要求進行用戶管理（信息安全）
  • 通過用戶名和密碼進行身份驗證
  • 特定用戶組的優(yōu)先級
• 報警記錄
  • 獨立消息
  • 模擬消息
  • 具有可自由定義的消息級別（如狀態(tài)/故障消息），用于定義確認響應(yīng)和顯示消息事件
  • 歷史消息
• 配方管理
• 幫助文本；
  用于過程畫面、消息和變量
• 算術(shù)函數(shù)
• 極限值監(jiān)控 
  用于輸入和輸出的可靠過程控制
• 指示燈；
  用于指示機器和設(shè)備狀態(tài)
• 調(diào)度程序用于在發(fā)生全局事件的情況下執(zhí)行全局功能
• 在 U 盤上以 .txt 格式歸檔過程值和報警
• 使用 USB 端口，可簡便連接 U 盤、鍵盤、鼠標(biāo)或條碼掃描器
• 模板概念；用于創(chuàng)建畫面模板（通過模板組態(tài)的畫面元素將出現(xiàn)在每個畫面中）
• 可以通過如下方法簡單地進行維護和組態(tài)：
  • 用 ProSave 在 PC 上備份和恢復(fù)組態(tài)、操作系統(tǒng)和固件
  • 通過 MPI/PROFIBUS DP 或 PROFINET 下載組態(tài)
  • 自動傳輸識別
  • 單獨進行亮度調(diào)整和校準(zhǔn)
  • 清潔屏幕
  • 帶后備電池的實時時鐘（后備時間通常為 6 個星期）
  • 無須電池

組態(tài)

使用工程組態(tài)軟件 SIMATIC WinCC Basic/Comfort/Professional 或 SIMATIC STEP 7 Basic/Professional（帶集成的 WinCC Basic）進行組態(tài)。

基本面板可以連接到：

• SIMATIC S7 控制器
• 非西門子控制器（應(yīng)用于 DP 設(shè)備）
  • Allen Bradley (DF1)
  • Modicon Modbus RTU
  • Mitsubishi FX
  • Omron Hostb/Multib
• 非西門子控制器（PN 設(shè)備的非西門子驅(qū)動程序）
  • Allen Bradley 以太網(wǎng)/IP
  • Modicon Modbus TCP/IP
  • 三菱 MC TCP/IP

增量式編碼器 (sin/cos 1 V_pp/RS422/HTL) 帶電纜和控制器、夾緊法蘭或同步法蘭。

這些編碼器每轉(zhuǎn)一圈可以發(fā)送規(guī)定數(shù)目的電脈沖，脈沖數(shù)反映了所經(jīng)過的行程或者角度。

增量式編碼器的工作原理是對按照透射光原理工作的分度盤實施光電掃描。光源為一個發(fā)光二極管 (LED)。編碼器軸旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的明暗交替變化的調(diào)制信號被光電元件所采集。分度盤與軸連接，通過合理安排分度盤和固定式光柵上的條紋，光電元件就會發(fā)送出兩個相互呈 90 度的軌跡信號 A 和 B 以及基準(zhǔn)信號 R。編碼器電子部件將這些信號放大，并且轉(zhuǎn)換成不同的輸出電平。

可使用以下輸出電平：

• 帶 1 V_pp 電平的模擬信號 sin/cos 
  如果是正弦信號 (sin) 的編碼器，為了獲得更好的精度，可將這些信號通過上位控制器進行插補。
• RS422 差分信號 (TTL)
  如果是 RS 422 增量式編碼器 (TTL)，可以通過邊沿檢測，使精度提高四倍。
• HTL（高壓晶閘管邏輯）
  具有 HTL 接口的編碼器設(shè)計用于采用 24V 電平數(shù)字式輸入端的應(yīng)用。

值編碼器頂部帶 SSI/EnDat 和 PROFIBUS DP，且
底部帶有 DRIVE?CLiQ 和 PROFINET IO

值編碼器（式軸角編碼器）與增量式編碼器的掃描原理相同，但是具有更多的軌跡數(shù)目。以 13 個軌跡為例，如果是單圈編碼器，就會有 2¹³ = 8192 個步距被編碼。所用的代碼是一步代碼（格雷碼），以防掃描錯誤出現(xiàn)。

電機加電后，位置值立即傳輸至控制器。無需自引導(dǎo)。

在時間要求嚴(yán)格的應(yīng)用情況下，DRIVE-CLiQ、SSI 和 EnDat 值編碼器具有優(yōu)勢。

如果是具有大量編碼器的設(shè)備，PROFIBUS DP可減少布線費用，優(yōu)勢更為明顯。PROFIBUS DP 編碼器是可編程的，并且可使用節(jié)點間通訊支持等時同步模式。帶 PROFINET IO 的編碼器也可參數(shù)化，另外具有兩個端口，并支持 RT 和 IRT 操作模式。

單圈編碼器

單圈編碼器可將一圈（360 度機械式）分解成一定的步距數(shù)目，例如 8192。每個位置均分配有一個的代碼字。在旋轉(zhuǎn)360度之后，位置值會重復(fù)。

多圈編碼器

多圈編碼器除了記錄一轉(zhuǎn)內(nèi)位置之外，也記錄轉(zhuǎn)數(shù)。為此，被掃描的還有其它通過換檔齒輪與編碼器軸耦合在一起的編碼盤。 12 條附加軌跡時，意味著可以有 2 ¹² = 4096 轉(zhuǎn)數(shù)被編碼。

SIMOGEAR 同軸式減速電機

特點

• 大范圍傳動比（插裝式小齒輪）
• 極為經(jīng)濟
• 高效節(jié)能（每級的效率為 98 %）
• 大功率范圍

機械構(gòu)造

• 級數(shù)：2 或 3
• 安裝類型： 支腳安裝和法蘭安裝，外殼上帶有法蘭
• 軸的設(shè)計： 實心軸

典型應(yīng)用

• 傳送帶
• 包裝產(chǎn)品的輸送
• 立式輸送機