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P 功能。

通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信模塊或配有集成式 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(gè)高速的分布式自動(dòng)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(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300 
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200 
  （通過帶有 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(jìn)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(jìn)行過程通信

S7-300 具有一個(gè)通信模塊 (CP 342-2)，適合連接 AS-Interface 總線的現(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(diǎn)對點(diǎn)）進(jìn)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(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)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

可連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)械手控制裝置
• 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)。

通過多點(diǎn)接口 (MPI) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300-CPU 中的一個(gè)通信接口。可用來簡單地組網(wǎng)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)：
  “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。一個(gè) S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個(gè)數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，一個(gè) CPU 可以訪問另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)部通信總線（C 總線）：
  CPU 的 MPI 直接與 S7-300 的 C 總線相連。這樣，通過 MPI，可直接從編程器來尋址帶有 C 總線接口的 FM/CP 模塊。
• 功能強(qiáng)大的通信技術(shù)：
  
  • 多達(dá) 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)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(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的配置選件：
  使用性能可靠的組件建立 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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的化調(diào)整。例如，任意兩個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)之間最多可以串入 10 個(gè)中繼器以連接更大距離。

通過 CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

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

可連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設(shè)備
• PC
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控
• 機(jī)械手控制裝置
• 工業(yè) PC
• 驅(qū)動(dòng)控制裝置
• 其它廠商的設(shè)備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計(jì)的方式運(yùn)行：

• ET 200M 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  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(jì)：
  故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用

S7-300

提供有大量功能，支持用戶的S7-300編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。

• 高速指令處理：
  指令執(zhí)行時(shí)間從 4 ns 起，開辟了中低端性能范圍內(nèi)的全新應(yīng)用。
• 浮點(diǎn)運(yùn)算：
  可以高效率地使用浮點(diǎn)運(yùn)算甚至復(fù)數(shù)運(yùn)算功能。
• 用戶友好的參數(shù)分配：
  僅需一個(gè)帶有統(tǒng)一操作界面的軟件工具，就可以完成所有模塊的參數(shù)化工作。這降低了入職門檻和培訓(xùn)費(fèi)用。
• 操作員控制與監(jiān)視 (HMI)：
  用戶友好的 HMI 服務(wù)已集成在 S7-300 操作系統(tǒng)中。這些功能不再需要成本高昂的編程工作：SIMATIC HMI系統(tǒng)向SIMATIC S7-300請求過程數(shù)據(jù)， S7-300 操作系統(tǒng)在期望的更新時(shí)間完成這些數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸工作。并且完全使用相同的符號和數(shù)據(jù)庫。
• 診斷功能：
  CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)不斷地檢測系統(tǒng)的功能、記錄錯(cuò)誤信息和特定的系統(tǒng)事件（例如，時(shí)間錯(cuò)誤、模塊故障等）。這些事件已加上時(shí)間標(biāo)簽并儲存在循環(huán)緩沖器內(nèi)以用于將來故障排除。
• 密碼保護(hù)：
  使用密碼保護(hù)功能高效、可靠地保護(hù)用戶信息，以防受到非授權(quán)復(fù)制與更改。

SIMATIC S7-300 符合以下國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn)：

• CE 認(rèn)證
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證
• cULus 認(rèn)證
• cULus HAZ.LOC. 認(rèn)證
• FM 認(rèn)證
• ATEX 認(rèn)證
• 澳大利亞標(biāo)志
• IEC 61131
• 船級社認(rèn)證
  
  • ABS（美國船級社）
  • BV（法國船級社）
  • DNV（挪威船級社）
  • GL（德國勞氏船級社）
  • LRS（英國勞氏船級社）
  • Class NK（日本船級社）

詳細(xì)信息，請參閱手冊《SIMATIC S7-300 可編程控制器 S7-300 模塊數(shù)據(jù)》中的一般技術(shù)數(shù)據(jù) / 1.1 標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證”。

通信

SIMATIC S7-300-CPU 支持以下通信類型：

• 過程通信：
  通過總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對 I/O 模塊進(jìn)行循環(huán)尋址（交換過程映像）。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過程通訊。
• 數(shù)據(jù)通信：
  在自動(dòng)化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信可循環(huán)進(jìn)行，或在發(fā)生特定事件時(shí)通過塊從用戶程序調(diào)用。

STEP 7的操作界面極為友好，顯著地簡化了用戶的通信功能組態(tài)工作。

數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 支持不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：

• 使用MPI，通過全局?jǐn)?shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅(qū)動(dòng)型通信。通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

全局?jǐn)?shù)據(jù)

通過使用“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（最多 8 個(gè) GD 數(shù)據(jù)包，每個(gè)循環(huán)各含 22 字節(jié)）。據(jù)此，可以實(shí)現(xiàn)，例如，某個(gè)CPU訪問另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。組態(tài)通過 STEP 7 的 GD 表完成。

通信功能

通過系統(tǒng)內(nèi)集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)包括：

• 通過 MPI 進(jìn)行 S7 基本通訊。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S7 通信。
  可以使用 S7-300：
  • 用作服務(wù)器時(shí)，使用MPI、C總線和PROFIBUS
  • 作為服務(wù)器或客戶端，通過集成的 PROFINET 接口通訊

通過可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)包括：

• 通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行S5兼容通訊
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通訊（非西門子系統(tǒng)）

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實(shí)現(xiàn)通信功能。

集成到 IT 環(huán)境中

通過 SIMATIC S7-300，可以簡單地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動(dòng)化工程環(huán)境相連。使用CP 343-1 Advanced，可以實(shí)現(xiàn)以下信息技術(shù)功能：

• IP路由；
  借助IP訪問列表，將IP V4報(bào)文以不低于Gigabit的速度轉(zhuǎn)發(fā)至受控PROFINET接口。
• Web 服務(wù)器；
  使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器，可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁；通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)
• 標(biāo)準(zhǔn)診斷頁；
  無需額外工具，就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機(jī)架上的所有模塊的快速診斷工作。
• 電子郵件；
  發(fā)送直接從用戶程序認(rèn)證的電子郵件。電子郵件客戶端設(shè)計(jì)有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。
• 通過 FTP 進(jìn)行通信； 
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺上都提供了開放協(xié)議
• 設(shè)計(jì)有30 MB RAM文件系統(tǒng)，可以用作動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲器。

S7-300 PROFINET CPU 集成有一個(gè) Web 服務(wù)器。因此，可以使用標(biāo)準(zhǔn) Web 瀏覽器讀出 S7-300 站的信息：

• CPU 常規(guī)信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 變量狀態(tài)
• 模塊狀態(tài)
• 報(bào)警
• 有關(guān)工業(yè)以太網(wǎng)的信息
• PROFINET 節(jié)點(diǎn)拓?fù)?

通過用戶定義的頁面，也可經(jīng)由該 Web 服務(wù)器對 S7-300 CPU 執(zhí)行寫訪問。

等時(shí)同步模式

使用系統(tǒng)功能“等時(shí)同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS/PROFINET 信號傳輸和
• 程序執(zhí)行

適合 PROFIBUS/PROFINET 恒定總線循環(huán)時(shí)間。

創(chuàng)建自動(dòng)化解決方案，以恒定間隔時(shí)間（恒定總線周期時(shí)間）來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時(shí)創(chuàng)建一致的部分過程圖像。

通過分布式 I/O 的恒定總線周期和同步信號處理，S7-300 確保可精確重復(fù)和定義的過程響應(yīng)時(shí)間。

提供了大量支持等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來處理運(yùn)動(dòng)控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。

在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-300 可開辟高速處理運(yùn)算的重要應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)極高精度和可重復(fù)性。這意味著可在提供且恒定的質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)量。

模塊的診斷和過程監(jiān)控

許多SIMATIC S7-300的輸入/輸出模塊具有智能功能：

• 監(jiān)控信號采集（診斷）
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集（針對數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于無故障狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：

• 可設(shè)置參數(shù)的診斷消息：
  僅當(dāng)通過適當(dāng)參數(shù)設(shè)置啟用之后，才會(huì)發(fā)送診斷消息。
• 不可設(shè)置參數(shù)的診斷消息：
  這些消息是自動(dòng)發(fā)送的，即與參數(shù)設(shè)置無關(guān)。

如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無傳感器輸入”），則該模塊會(huì)觸發(fā)一個(gè)診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會(huì)觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。

硬件中斷

通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且可以觸發(fā)對信號變化的響應(yīng)。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)具體參數(shù)設(shè)置，該模塊可在信號狀態(tài)變化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上為每個(gè)通道組觸發(fā)硬件中斷。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 40)。信號模塊可以每個(gè)通道緩沖一個(gè)中斷。
• 模擬量輸入模塊：
  通過設(shè)置上限值和下限值，可以定義工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些限值進(jìn)行比較。若測量值違反其中任何一個(gè)限值，就會(huì)觸發(fā)硬件中斷。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 40)。若限值高于/低于過量程/欠量程值，則不進(jìn)行進(jìn)行比較。
  

S7-300F

工作模式

S7-300F 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并且位于故障安全信號模塊之內(nèi)。

信號模塊通過差異分析和測試信號注入來監(jiān)控輸出和輸入信號。

通過定期自檢、命令測試以及按時(shí)間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查，CPU 可檢查控制器的運(yùn)行是否正常。此外，通過狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請求，還可以檢查 I/O 狀況。

若在系統(tǒng)中診斷出故障，則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。

編程

CPU 315F 與安全有關(guān)的程序采用 STEP 7 語言的梯形圖（LAD）和功能圖（FBD）編制。與運(yùn)行有關(guān)的功能范圍和數(shù)據(jù)類型均限于在此處設(shè)置。編譯時(shí)使用特定的格式和參數(shù)，可以創(chuàng)建安全相關(guān)程序。在單個(gè)CPU中，標(biāo)準(zhǔn)程序可以同時(shí)與故障安全程序一起運(yùn)行（共存），無任何限制。

該軟件包的另一個(gè)組件是F庫，配有TUV認(rèn)可的安全相關(guān)功能的編程實(shí)例。這些編程實(shí)例可以更改，但更改必須再次認(rèn)證。

S7 F分布式安全選項(xiàng)軟件包

編制安全相關(guān)的程序段時(shí)，必須使用選項(xiàng)軟件包“S7 F Distributed Safety”。該軟件包含有創(chuàng)建 F 程序所需要的全部功能和塊。運(yùn)行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。