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西门子S7-300产品说明

S7-300 CPU 的六个性能等级

现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。
产品范围包括 7 种标准的 CPU、
7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。
现有 CPU 的宽度仅 40mm
SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量大的控制器。

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应用范围

·         在第一个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性系统解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程

·         作为一种多用的自动化系统，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的理想解决方案。

·         对于由于环境条件限制需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供SIPLUS 极端设备。

特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：

·         汽车工业

·         通用机械工程

·         特殊机器制造

·         系列机械工程，OEM

·         塑料加工

·         包装行业

·         食品和饮料工业

·         加工工程

·         快速计数/fairs，可以直接访问硬件计数器

·         简单定位，直接控制 MICROMASTER 频率静态变频器

·         带有集成功能块的 PID-Regulation

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优点

·         由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间。

·         S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供合适的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款

·         S7-300 建立在模块式的组态上，无需 I/O 模块的插槽规则

·         现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态。

·         集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行管理等级方便的进行数据交换

·         模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。

·         能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计集成在一起，从而避免附加投资。

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设计和功能

桌面 CPU 创新

设计

S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块，只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们旋转到位。
这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。
随用随建式的背板总线可以通过简单的插入附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展，也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构；因此实现了经济高效的备件控制。

扩展选件

如果自动化任务需要超过 8 个模块，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上多可以有 32 个模块，每个扩展装置上多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽，CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装（长 10m）。

在单层结构中，这可以实现 256 个 I/O 的大组态，在多层结构中多可以达到 1024 个 I/O。在带有 PROFIBUS DP 的分布式组态中，可以有 65536 个 I/O 连接（多 125 个站点，如通过 IM153 连接的 ET200M）。插槽可自由编址，因此无需插槽规则。

S7-300 模块种类丰富，还可以用在分布式自动化解决方案中。
与 S7-300 具有相同结构的 ET 200M I/O 系统通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET

西门子S7-400产品说明

有一系列从入门级CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量结构;多个CPU可以在一个多值计算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高处理速度和确定性的响应时间，可缩短机器的循环周期。

不同的CPU具有，例如，工作存储器，地址范围，连接数量和执行时间。十款款标准的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 总线接口。

 

 

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应用

·         S7- 400尤其适合于加工工业中的数据密集型任务。高处理速度和确定性的响应时间，缩短高速机械制造业设备控制的循环周期。

·         S7 - 400好用于整体协调各种设备，控制低级别的系统。这是由高速通讯能力和集成接口来保证的。

·         在S7- 400的许多器件也可用于极端环境条件下的SIPLUS版本。

S7-400 的成功应用如下：

·         汽车工业

·         标准机械设备制造包括定制的机械设备制造

·         仓储系统

·         建筑工程

·         钢铁行业

·         发电和配电

·         造纸和印刷业

·         木工

·         纺织业

·         医药制品

·         食品和饮料行业

·         处理工程，例如水和废水处理设施

·         化工和石化

 

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效益

·         由于采用各种级别的CPU，S7-400可以灵活扩展升级；I/O能力几乎是无限的。

·         强大的CPU允许集成新的功能，无需额外硬件投资，例如处理质量数据，用户友好的诊断，到更高层次的MES解决方案或通过总线系统的高速通讯。

·         可以以模块化的方式构建S7 - 400，有各种用于集中配置和分布式结构的模块，以实现处理备件方面的低成本。

·         在操作过程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在运行中配置）。另外在工作时还可以删除和插入信号模块（热插拔）。这使得很容易扩展系统或出现故障时替换模块。

·         项目的完整数据存储包括CPU上的符号和注释，简化了服务和维护过程。

·         可以将安全技术和标准自动化集成到一个单一的S7- 400控制器，可以通过S7- 400的冗余结构增加设备的可用性。

·         S7- 400的许多器件也可用于外部环境条件SIPLUS版本，例如：扩展温度范围（-25+60°C）和在恶劣环境/冷凝条件下使用。

·         S7- 400的高速背板总线确保集中式I/ O模块的高速通讯。

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设计和功能

模块化

S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口，允许多条通讯线路的高性能运行。例如，把一根总线用于HMI通讯和编程任务，一根总线用于高性能运动控制，一根总线用于普通I / O现场总线通讯。
此外，也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况，可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要，也可以使用通讯处理器（CP）。

设计

设计一个S7 - 400系统基本上包括机架，电源，和中央处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于中央扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置。
在集中式扩展中，额外安装机架直接连接到中央控制器。

除了标准的安装机架，也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件，紧固耐用，重量轻25％左右。

多值计算

多值计算，也就是在一个S7- 400中央控制器中的几个CPU的同时操作，为用户提供不同的益处：

·         可通过多值计算共享的S7 - 400的整体性能。例如，在技术复杂的任务中，如开环控制，可以将计算机或通讯分割和分配给不同的CPU每个CPU分配给自己的，用于此目的本地输入/输出。

·         有些任务也可以从每个多值计算方式中断开，一个CPU处理关键时间的处理任务，另一个处理非关键时间的任务。

在多值计算操作中，所有的CPU的运行行为像一个CPU，也就是说，当一个CPU进入STOP状态，其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外，CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。

数据/程序存储器

从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器（RAM）足以满足中小型企业方案。对于大型程序，通过插入RAM或FEPROM存储卡增大装载内存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

·         从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级

·         通过一个系统功能实现额外的写保护（例如没有从PC器件下载到CPU）

·         通过读取存储卡的序列号获得保护，因此，保证了程序只与特定的存储卡一起运行

集成的路由功能允许在不同总线系统和网络上访问数据记录，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。

·         西门子DP总线连接器

6ES7972-0BB12-0xA0 网络总线连接器，带编程口， 垂直电缆出线
6ES7972-0BA12-0xA0 网络总线连接器，不带编程口，垂直电缆出线
6ES7972-0BA41-0xA0 网络总线连接器，不带编程口，35°垂直电缆出线
6ES7972-0BB41-0xA0 网络总线连接器，带编程口， 35°垂直电缆出线
6ES7972-0BA50-0xA0 网络总线连接器，90°无编程口快速总线连接器
6ES7972-0BB50-0xA0 网络总线连接器，90°带编程口快速总线连接器
6ES7972-0BA52-0xA0 网络总线连接器，不带编程口，垂直电缆出线
6ES7972-0BB52-0xA0 网络总线连接器，带编程口， 垂直电缆出线

技术数据

Artikelnummer 6ES7972-0BB12-0A0

产品类型名称 PROFIBUS 总线连接插头，RS485，螺栓，带 PG 插孔，90° 产品描述 PROFIBUS 总线连接插头，RS485，螺栓，带 PG 插孔，90° SIMATIC DP， 总线连接器，用于PROFIBUS，高达12 MBIT/S，90度出线电缆（W X H X D）：15.8 X 54 X 34 MM，端接电阻，带隔离 应用适宜性 用于连接 PROFIBUS 设备和 PROFIBUS 总线电缆 传输速率 传输率 / PROFIBUS DP 时 9.6 kbit/s ... 12 Mbit/s 接口 电气连接数量   ● 适用于 PROFIBUS 导线 2 ● 用于网络组件和终端设备 1 电气连接规格   ● 适用于 PROFIBUS 导线 螺栓 电气连接规格 / FastConnect 不 机械数据 终端电阻规格 集成电阻组合并可通过滑动开关接通。 材料 / 外壳的 塑料 结构、尺寸和重量 宽度 15.8 mm 高度 64 mm 深度 35.6 mm 净重 10 g 许可的环境条件 环境温度   ● 运行期间 0 °C ● 存放期间 -40 ... +70 °C ● 运输期间 -40 ... +70 °C 防护等级 IP IP20 产品特点、功能、组件 / 概述 产品特点   ● 不含硅 是的 产品组件   ● PG 连接插座 是的 ● 应力释放装置 是的 标准、规范、许可 资格   ● 与 RoHS 一致 是的 ● UL 许可证 是的

 

插头与终端电阻在Profibus通讯中有着非常重要的作用，它们使用起来非常简单，没有很多复杂的设置；但是正是由于使用简单，使得很多工程师在使用当中忽略了一些细节，导致很多通讯问题。

1 Profibus插头的结构与简单用法

图1Profibus插头结构

这是常见的Profibus插头，如果我们有A、B两个站点要做Profibus通讯，应该如何连接插头呢？因为总线上只有两个站，显然终端电阻都要打到ON位置。那么插头上的接线是否要一进一出呢。

图2 两个DP站点的连接

正确的做法是两个插头都连接进线端。因为终端电阻与插头的出线端是2选1的。终端电阻打ON，进线端连接终端电阻，断开与出线端的连接；终端电阻打OFF，进线端断开与终端电阻的连接，连接出线端。

2常见的Profibus总线连接

图3 主站在总线一端点

图3所示的是一般的Profibus总线连接方法，主站位于总线的一端，终端电阻打ON。
然后依次连接后面的站点，中间的站点终端电阻打OFF，后面的站点终端电阻打ON。

图4 主站在总线中间

有时候由于现场设备分布的原因，主站也可以安装在Profibus总线的中间，具体做法如图4所示。

终端电阻打ON的设备不能断电，如图5所示Profibus插头上除了220欧的终端电阻以外还有两个390欧的偏置电阻，并且偏置电阻上必须连接电源。

图5 终端电阻和偏置电阻

如果终端设备需要经常断电维护，或者终端设备只有接线端子而没有9针D型插座，就需要使用有源终端模块作为Profibus总线的终端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。

图6 Profibus有源终端模块

如果Profibus电缆不够长，需要把两根电缆接起来，不能简单的把两根铜芯拧起来，因为这样会破坏电缆的特征阻抗，可能会导致通讯问题。好使用图7中的接头来连接两根需要接起来的电缆。

图7 Profibus连接接头

3 RS485中继器的终端电阻使用方法
Profibus通讯电缆的大长度取决于通讯的波特率，如果电缆超过了所能通讯的大长度，就需要使用RS485中继器来延长通讯距离。

表1 总线长度与传输速率的关系

传输速率（kbit/s）	9.6-187.5	500	1500	3000-12000
总线长度（m）	1000	400	200	100

中继器上有接线端子，Profibus电缆可直接连接到端子上。另外中继器上也配有终端电阻。其用法与电缆插头相同。

图8 1网段只有进线，2网段有进线出线

图9 1网段只有进线，2网段只有进线

图10 1网段有进线出线，2网段有进线出线

4 OLM上插头终端电阻使用方法

如果现场设备通讯距离较远，或者现场电磁干扰严重，可以使用OLM把电信号转化成光信号，使用光缆来传输信号。OLM上有RS485电气接口，需要使用Profibus插头来连接电缆。并且OLM电气接口不论连接主站还是从站，接法都一样。

图11 1网段只有进线，2网段只有进线

图12 1网段有进线出线，2网段只有进线

图13 1网段有进线出线，2网段有进线出线

对于只有一个RS485接口的OLM，可认为只有1网段，接法相同。

5 DP/DP coupler上插头终端电阻使用方法
两个DP主站可以使用DP/DP coupler来传输数据。DP/DP coupler上有两个RS485接口，连接方法与OLM相同。

图14 1网段只有进线，2网段只有进线

图15 1网段只有进线，2网段有进线出线

图16 1网段有进线出线，2网段有进线出线

工业总线系统

SIMATIC NET 培养集成完整解决方案所需的所有部件，并支持下列总线系统：

工业以太网（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 区域网络连接的国际标准是占有 90% 以上市场份额的局域网环境中的首要网络标准。通过工业以太网，可在分布很广的区域内构建功能强大的通讯网络。上海叙梦工业自动化科技有限公司西门子一级代理商 西门子一级代理商PLC  西门子一级代理商触摸屏 西门子一级代理商变频器 西门子一级代理商数控 西门子一级代理商 张崎 SIEMENS

 

国际标准 PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工业以太网，可实现直至现场级的实时通讯，也可将企业级集成进来。由于全面利用了现有 IT 标准，PROFINET 还在工业以太网上实现同步运动控制应用、高效跨厂商工程组态和机器与设备的高可用性。PROFINET 支持分布式自动化和控制器之间的通讯，可实现故障安全应用。

PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?领先的布线系统国际标准。?μ????￡它是仅有的一种可用于在生产应用和过程应用中进行通讯的现场总线。

AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代电缆束的国际标准连接技术，可通过两线制总线非常经济地将传感器和执行器连接在一起。

IO 链路 –
用于智能化连接现场级到 MES 级的传感器和执行器的标准。

全球标准 KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是实现楼宇自动化的础。

网络转换通过控制器或链路实现。可以从工厂的任何位置执行组态和诊断。
总线连接器90° 6ES7972-0BA12-0xA0 
    总线连接器90° 6ES7972-0BB12-0xA0 
    总线连接器35° 6ES7972-0BA41-0xA0 
    总线连接器35° 6ES7972-0BB41-0xA0 
    总线快速连接器 6ES7972-0BA50-0xA0 
    总线快速连接器 6ES7972-0BB50-0xA0 
    总线连快速接器 6ES7972-0BA51-0xA0 
    总线快速连接器 6ES7972-0BB51-0xA0 
    20针前连接器 6ES7392-1AJ00-0AA0 
    40针前连接器 6ES7392-1AM00-0AA0 
    导轨（482mm） 6ES7390-1AE80-0AA0 
    导轨（530mm） 6ES7390-1AF30-0AA0 
    导轨（830mm） 6ES7390-1AJ30-0AA0 
    适配器 6ES7901-3CB30-0xA0 
    适配器 6ES7901-3CB20-0xA0