S7-300

提供有大量功能，支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。

• 高速执行指令：
  指令执行时间低可达0.01 μs，为中低端性能设备开创了全新的应用方案。
• 浮点数运算：
  可以高效率地使用浮点运算甚至复数运算功能。
• 用户友好的参数赋值：
  仅需一个带有统一操作界面的软件工具，就可以完成所有模块的参数化工作。这降低了入职门槛和培训费用。
• 人机界面（HMI）：
  S7-300的操作系统已经集成了用户友好的人机界面。这些功能不再需要成本高昂的编程工作：SIMATIC HMI系统向SIMATIC S7-300请求过程数据， S7-300在期望的更新时间完成这些数据的传输工作。SIMATIC S7-300的操作系统可以自主地完成传输过程。并且完全使用相同的符号和数据库。
• 诊断功能：
  CPU 的智能诊断系统持续不断地检测系统的功能、记录故障信息和特定的系统事件（例如，时间错误、模块故障等）。采用环境缓冲区记录事件信息，并带有时间截，以利于今后的故障排除。
• 口令保护:
  使用密码保护功能高效、可靠地保护用户信息，以防受到非授权复制与更改。

SIMATIC S7-300符合的标准和国际标准有：

• DIN
• UL 认证
• CSA 认证
• FM class 1 div. 2；组别：A、B、C 和 D （温度组别：T4（≤135°C））
• ATEX 认证
• 澳大利亚标志
• 以下船级社资格认证
  • 美国船级社
  • 法国船级社
  • 挪威船级社
  • 德国船级社
  • 英国劳氏船级社
  • 日本船级社（NK）
• 抗震

通讯

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信类型：

• 过程通讯：
  对于通过总线（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）实现循环寻址的I/O模块（互换过程图像）。从循环执行层调用过程通讯。
• 数据通讯：
  用于自动化系统间或多个自动化系统与HMI之间的数据交换。数据通信循环地进行，也可以基于事件驱动通过块由用户程序发起。

STEP 7的操作界面极为友好，显著地简化了用户的通信功能组态工作。

数据通讯

SIMATIC S7-300拥有不同的数据通信机制：

• 使用MPI，通过全局数据通信，实现联网CPU之间的数据包循环交换。
• 借助通信功能，与其它伙伴完成事件驱动型通信。网络连接通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现。

全局数据

借助“全局数据通信”，联网CPU彼此之间可以循环地交换数据（多可达8 GD 数据包，每周期22个字节）。据此，可以实现，例如，某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。只能通过 MPI 进行全局数据交换。组态通过STEP 7的GD表完成。

通讯功能

使用系统已经集成的块，可以建立S7/C7伙伴之间的通信。

这些是：

• 通过 MPI 进行 S7 基本通讯。
• 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
  S7-300 可以用于：
  • 用作器时，使用MPI、C总线和PROFIBUS
  • 用作器或客户端时，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable块，可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信。

这些是：

• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。
• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（非西门子系统）。

与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接。

集成到 IT 领域中

借助自动化工程组态，使用S7-300，可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用CP 343-1 Advanced，可以实现以下信息技术功能：

• IP 路由；
  借助IP访问列表，将IP V4报文以不低于Gigabit的速度转发至受控PROFINET接口。
• WEB 器；
  使用标准浏览器，可以浏览大至30 MB可自由定义的HTML网页；通过FTP处理自己的文件系统中的数据
• 标准诊断页；
  无需额外工具，就可以在工厂内完成插装在安装机架上的所有模块的快速诊断工作。
• E-mail；
  直接从用户程序中发送认证电子邮件。电子邮件客户端设计有通知功能，可以在控制程序中直接通知用户。
• 通过 FTP 进行通讯；
  大多数操作系统平台都可以使用的开放协议
• 设计有30 MB RAM文件系统，可以用作动态数据的中间存储器。

S7-300 PROFINET CPU集成有Web器。因此，标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息：

• CPU 一般信息
• 诊断缓冲区的内容
• 变量表
• 标签状态
• 模块的状态
• 报文
• 工业以太网的相关信息
• PROFINET 节点的拓扑结构

等时模式

使用系统功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信号采集、
• PROFIBUS 信号传输和
• 程序执行

总线周期时间的程序运行。

创建了自动化解决方案，可以以固定间隔时间（常量总线周期时间）捕捉并处理输入和输出信号。同时创建了前后一致的部分过程图像。

借助常量总线周期时间和分布式I/O同步信号处理技术，S7-300确保可以精确地重现规定的过程响应时间。

为同步模式系统功能提供了极为丰富的支持组件，可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。

在分布式自动化解决方案中，目前的SIMATIC S7-300开始涉足重要的高速加工处理应用领域，并确保可以获得高的精度和可重现性。这意味着可以以稳定的优质产品不断地扩大生产数量。

模块的诊断和过程监视

SIMATIC S7-300的大量输入/输出模块都具有智能功能：

• 信号采用的监控（诊断）。
• 监控来自过程的信号（硬件中断）。

诊断

诊断功能可以用来判断模块的信号采集（针对数字量模块）或者模拟量处理（针对模拟模块）是否工作于无故障状态。在诊断分析中，必须区分可参数化和非参数化诊断消息：

• 可参数赋值的诊断报文：
  仅由合适的设定参数启用之后才会发出诊断消息。
• 不可参数赋值的诊断报文：
  这些消息的发出是一个常规事件，即该过程与参数化无关。

如果某个诊断消息处于激活状态（例如“无传感器输入”），则模块会发起一个诊断中断（若已经为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数化过程之后才会产生中断）。CPU会中断用户程序或较低优先级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 82）。

需要以紧凑室外结构提供单轴运动控制和 PLC 功能时，SIMOTION D410-2 是理想解决方案。不过，该解决方案也可用于块型小型多轴组（通常为 2 到 3 轴，大 8 轴）。实现这些应用时，SINAMICS 控制单元通过 PROFIBUS 或 PROFINET 与 SIMOTION D410-2 连接。

SIMOTION D410-2 应用示例包括：

• 自主控制单轴
• 横向切断机
• 缠绕机应用
• 送料装置/滚柱进给/印刷机送料机
• 同步加工设备
• 紧凑型机器模块，例如
  • 印后应用中的送料机
  • 收缩包装机。
• 模块型小型多轴组（通常为 2 至 3 轴）

含 3 个轴（1 × D410-2 DP/PN，2 × CU310-2 PN）的 SIMOTION D410-2 轴组

SIMOTION D410-2 支持“定位”(POS)、“同步运行/电子齿轮”(GEAR) 和“凸轮”(CAM) 这些工艺功能在内的运动控制。但 V4.4 不支持“轨迹插补”(PATH)。

接口

显示和诊断

• 使用 LED 指示灯来显示运行状态和错误
• 3 个测量插座
• 维修开关和模式选择开关
• 诊断按钮

内置 I/O

• 5 点数字量输入
• 8 点数字量输入/输出（多 8 点用作凸轮输出或者多 8 点用作测量输入）
• 3 点故障安全双通道输入 (F-DI)；也可用作 6 DI
• 1 点故障安全输出 (F-DO)；也可用作 1 DO
• 1 点模拟量输入（可以是 ± 10 V 或 ± 20 mA）

通信

• 1 x DRIVE-CLiQ
• 1 x PROFINET IO（1 个接口带两个 端口，仅限 D410-2 DP/PN）
• 1 x PROFIBUS DP（(D410-2 DP：2 × PROFIBUS DP）

数据备份

• 1 个 SIMOTION CF 卡插槽

其它接口

• 24 V 电路电源端子
• 1 点编码器输入，用于
  • HTL/TTL 增量编码器
  • SSI 值编码器（不带增量信号）
• 1 点温度传感器输入（KTY84-130 或 PTC）
• 背面的 PM IF 接口（功率模块接口），用于直接连接模块型 SINAMICS S120 PM240-2 或 PM340 功率模块

组装/安装

SIMOTION D410-2 可直接插到模块型 SINAMICS S120 功率模块中。

或者，可以将 SIMOTION D410-2 安装在安装板（需单独订购）上，然后通过 DRIVE-CLiQ 连接到电源模块。这种情况下，必须将 CUA31/CUA32 控制单元适配器连接到电源模块。SIMOTION D410-2 只能连接一个控制单元适配器。

注：

通过 CUA31/CUA32 连接电源模块时，不能通过内置端子（F-DI、F-DO）使用安全集成扩展功能。

AC/AC 装置型功率模块通过 DRIVE-CLiQ 接口连接到 SIMOTION D410-2。书本型逆变单元无法连接 SIMOTION D410-2。

安装在安装板上的 SIMOTION D410-2 也可在不使用功率模块的情况下运行，例如

• 在液压应用中，将 TM31 用于模拟量输入和模拟量输出
• 用于连接带模拟 ± 10 V 设定值接口 (IM 174/ADI 4) 的驱动器

数据存储/数据备份

SIMOTION D410-2 控制单元将以免维护的方式存储保持性过程数据（有关所需的存储器大小，请参见技术数据）。将通过 SuperCap 备份实时时钟数天时间。

运行系统软件、用户数据和用户程序均在 SIMOTION CF 卡上备份。控制单元的保持性过程数据也可以通过系统命令存储在此 CF 卡上，例如在需要备件时。

可连接的 I/O

PROFINET IO：（仅限 D410-2 DP/PN）

• 通过认证的 PROFINET 设备
• 分布式 SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco PN/pro
• SIMATIC HMI

PROFIBUS DP：

• 通过认证的 PROFIBUS 标准从站（DP-V0、DP-V1 和 DP-V2）
• SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco/pro 分布式 I/O 系统
• SIMATIC HMI

DRIVE-CLiQ：

SINAMICS 系列中的模块：

• 终端模块（多 8 个），其中
  • 多 3 个为 TM15、TM17 高性能型或 TM41
  • 多 8 个为 TM15 DI/DO 或 TM31
  • 多 1 个为 TM54F
  • SMC/SME 编码器单元（通过 DRIVE-CLiQ 多连接 5 个编码器系统）
  • DMC20/DME20 DRIVE?CLiQ 集线器模块（多 1 个）
  • 带 DRIVE-CLiQ 接口的电机

Benefits

Design

使用SIMOTION D的自动化解决方案的典型设计

SIMOTION D元件和接口

• 显示各种状态/误差显示
• 内置数字量 I/O
• 选件插槽（接口，仅限于 D4x5-2），例如，用于通过 TB30 端子板的附加 I/O 进行扩展
• 用于连接的综合通信接口：
  • SINAMICS S120 变频调速柜
  • 分布式 I/O
  • HMI 系统
  • 编程器/PC
  • 运动控制器和自动化系统之间
  • 其它带数字整定值接口的 SINAMICS S110/S120 变频调速柜
• 用于数据备份的 CF 卡插槽

带 SIMOTION D410-2 的单轴结构

以下组件构成 SIMOTION D410-2 单轴系统：

• 一个 SIMOTION D410-2 控制单元，用于单驱动器的开环及闭环
• 一个SINAMICS S120 PM340电源模块，块形式（结合馈电模块和电源模块）
• 其他驱动元件，如
  • 电源电压
  • 滤波器
  • 扼流圈等。

SIMOTION D410-2 和 SINAMICS S120 PM340 功率模块之间可通过集成 PM-IF 接口或通过 DRIVE-CLiQ 接口（若使用的是 CUA31/CUA32 控制单元适配器）进行连接。

采用 SIMOTION D410-2 的单轴系统结构

为了创建带 SIMOTION D410-2 的多轴系统，通过 PROFIBUS 或 PROFINET 将附加的 SINAMICS S110/S120 控制单元连接至 SIMOTION D410-2。

SIMOTION D410-2 通过使用 SIMOTION 技术功能来集中进行运动控制。

采用 SIMOTION D4x5-2 的单轴系统结构

以下组件可用于构建 SIMOTION D4x5-2 多轴系统：

• 一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元，用于控制多轴系统的开环及闭环
• 一个SINAMICS S120线路模块（馈电模块）
• 一个或以上SINAMICS S120电机模块（电源模块）
• 其他驱动元件，如
  • 电源电压
  • 滤波器
  • 扼流圈等。

SIMOTION D 控制单元与 SINAMICS S120 变频调速柜模块之间通过 DRIVE-CLiQ 进行连接。

注意：
通过使用 CUA31/CUA32 控制单元适配器，SINAMICS S120 PM340 块型功率模块可运行在 SIMOTION D4x5-2上。

使用 I/O 进行扩展

SIMOTION D可扩展出下列I/O：

• 分布式 I/O 站，(例如，SIMATIC ET 200)
• 基于驱动的的控制柜I/O（如：TM15、TM31端子模块等）
• 书本型变频调速柜中的 I/O 模块（例如，TMC1080 PN 等）

IMATIC S7-4006ES7400-1JA11-0AA0

SIMOTION P - 基于 PC 的运动控制系统

丰富的运动控制功能，集成在紧凑的嵌入式工业 PC 中：SIMOTION P320-4

SIMOTION P320-4 是一种高性能、超紧凑和免维护型嵌入式工业 PC，已在恶劣运行条件下得到验证。SIMOTION P320-4 既有 PLC 的坚固可靠性，又有 SIMOTION 的全面运动控制功能。

SIMOTION P320-4 包括两个高性能型号：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  处理器：Inb i3 处理器（第三代）
  存储器：内部 CFast/外部可访问 CFast 
  操作系统：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（标准型）
  处理器：Inb i7 处理器
  存储器：内置固态硬盘 (SSD)/外部可访问 CFast
  操作系统：Windows 7 Ultimate

SIMOTION P320-4 供货范围：

SIMOTION P320-4 随附有大容量存储器以及相关的 SIMOTION 运行系统软件。

• 内置大容量存储器：Windows 操作系统和 SIMOTION 运行系统固件
• 外置可存取海量存储器：SIMOTION 项目和用户数据

Windows 操作系统具有的开放性

这种开放性是基于 PC 的解决方案的突出特点：

• 联网灵活
• 数据存储容量大
• 数据备份方案
• 集成通信

复杂的数据测定和显像任务，甚至能通过 SIMOTION P，直接在 PC 上轻松执行工程技术操纵。如需要其它系统的 HMI 软件，可使用标准化的 OPC 器接口。

通过集成的以太网接口，可以通过 SIMOTION IT 访问集成 Web 器上的数据。通信回路采用标准 IT 协议，进行调试、诊断和维护。

也可以使用远程维护、诊断和远程等功能。
另外还提供了标准 PC 接口，用于连接以下部件：

• 打印机、键盘和鼠标等硬件
• 可视化软件或 Microsoft Office 程序等软件。

SIMOTION 操作系统具有实时功能

完全独立的 SIMOTION 操作系统与 SIMOTION P 上的 Windows 并行运行。通过这种实时扩展，可实现能够满足 SIMOTION P 平台上的高性能要求的复杂运动控制应用。

功能强大的 PC 技术

• 系统采用新的 PC 处理器技术，可确保提供佳性能。
• 指令执行速度非常之快，为中高端性能范围提供了新的应用机会。

• 开环控制、运动控制、技术、可视化和标准 Microsoft 应用程序均集成在同一平台上，无需执行耗时的安装即可直接使用
• 功能强大的新 PC 处理器架构带来了性能的提升
• 基于 Windows 操作系统，因此对各种标准应用程序具有开放性
• 可基于工业以太网使用标准 PC 通信机制
• 简易软件升级
• 用户友好型操作
• 通过现有通信接口实现灵活联网该 SIMOTION P320-4 版本具有一个集成式 PROFINET 接口和工业以太网接口。对于也需要 PROFIBUS DP 连接的应用，可使用带有两个 PROFIBUS 接口的可选模块 IsoPROFIBUS 板。
• 集成众多功能因而功能强大
• 在同一程序中轻松对开环控制和运动控制应用进行工程配置

• 用于简单、方便地连接传感器和执行器
• 当更换模块时可保留接线
• 更换模块时通过编码避免发生模块类型错误

SIMATIC S7 I/O 模块与传感器/执行器之间的接线是关系成本高低、配置、控制柜加工、购置和维修方便性的关键因素。

通过 SIMATIC TOP connect 系统电缆连接技术，可简便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠连接。

使用 TIA Selection Tool，只需点击鼠标，即可组态从 SIMATIC S7 模块到 I/O 的连接。程序会自动检查合理性，并生成所选连接组件的部件列表，随后就可以在西门子工业产品网上商城中进行订购。

两种布线形式可用于十分广泛的控制柜设计：

模块化连接

单独插入每个组件。

该系统包括：

• 前连接器模块
• 连接电缆
• 连接模块，分为以下三种：基本模块、信号模块、功能模块。

从而可以几乎排除连接错误，并将安装费用降到低。可系统性地连接 SIMATIC 系统。电缆按米销售，并且电缆经过预组装或者可方便地进行组装，从而显著降低连接电缆的组装开销。

完全模块化连接设计（以 16 通道为例）

柔性连接

包括：

• 前连接器采用螺钉式或压接式触点
• 单芯前连接器
• 单芯线符合 UL/CSA 标准。

蓝色单芯线上有编号，分别连接到控制柜内的各个元件上。单芯线上的编号与前连接器的针脚编号对应。

与常规单一布线方式相比，组装成本节约 50%，因为固定各个线芯时，已在接头上对它们进行过检查。

因此，无需对每个模块多达两倍的 46 个线芯进行复杂的预组装。

• 性能
  • 指令处理速度更快, 取决于 CPU 型号、语言扩展和新的数据类型
  • 由于背板总线速度显著提高，CPU 的响应时间缩短
  • 功能强大的网络连接：
    每个 CPU 均标配PROFINET IO IRT（2 端口交换机）标准接口。
• 集成技术
  • 通过标准化的块 (PLCopen) 连接模拟驱动器和具有 PROFIdrive 功能的驱动器
  • 支持速度控制轴和定位轴以及外部编码器，各轴之间可实现位置精确的传动
  • 具有所有 CPU 变量的跟踪功能，用于实时诊断和偶发故障检测
  • 全面的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动控制参数实现优控制质量
• 集成安全功能
  • 通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块
  • 通过复制保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号： 只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
  • 4-级 授权理念： 
    也可以对和 HMI设备之间进行的通信进行限制。
  • 操作保护： 
    该控制器可以识别工程组态数据的更改和未授权传输。
• 设计与操作
  • 显示器，用于显示概览信息，
    例如：站名、别名称、位置名称等概览信息、诊断信息、模块信息和显示器设置。
  • 显示器上可能的操作： 
    设置 CPU 或者所连接以太网通信处理器的地址、设置日期和时间、选择 CPU 的操作模式、复位 CPU 至默认设置、禁用/启用显示器、激活保护等级。
• 集成式系统诊断
  • 显示屏上、TIA Portal 中、人机界面设备上以及 Web 器上以普通文本形式一致显示系统诊断信息（甚至能显示来自变频器的消息），即使 CPU 处于停止模式也会进行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，无须进行特殊组态
• SIMATIC 存储卡（运行 CPU 所需）
  • 用作插入式装载存储器，或用于更新固件。
  • 还可用于存储附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）
  • 通过用户程序的系统函数创建数据块实现数据存储/读取
• 数据记录（归档）和配方
  • csv 格式配方文件存储并归档在 SIMATIC 存储卡中；
    利用办公工具或 Web 浏览器可以方便地访问与设备相关的运行数据
  • 通过网页浏览器或 SD 读卡器，可方便地访问机器的组态数据（与控制器之间的双向数据交换）
• 编程
  • 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本进行编程
  • 移植工具，用于 SIMATIC S7-300/S7-400 至 S7-1500 的移植操作，可以自动地完成大部分程序代码的转换工作。 记录不可转换的代码，并可以手动进行调整。
  • STEP 7 V11 项目可在兼容模式下继续和 STEP 7 V12 组合使用 。
  • S7-1200 程序可通过复制/粘贴手段转移至 S7-1500

西门子S7系统PLC的符号编程基础介绍

一、系统存储区

S7的系统存储区集成在CPU中，不能被扩展。系统存储区根据功能分为不同的区域供用户使用。在用户程序中使用相应的指令可以在相应的地址区内直接对数据进行寻址。

1．输入过程暂存区（I）

2．输出过程暂存区（Q）

3．位存储区（M）

4．外部输入输出（PI/PQ）

5．计时器（T）

6．计数器（C）

7．数据块（DB）

8．局部数据（L）

二、地址寻址

什么是地址寻址？

1.位寻址

2.字节寻址

3.字寻址

4.双字寻址

三、符号地址寻址

1.       全局符号

在符号编辑器中定义的符号。

2.       局部符号

局部符号是在程序块中变量申明区中定义，定义的对象也只限于本块的块参数、静态数据和临时数据等，且所定义的符号只在本程序块中有效。