S7-300是德國西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器(PLC)系列產(chǎn)品之一。其模塊化結(jié)構(gòu)、易于實現(xiàn)分布式的配置以及性價比高、電磁兼容性強(qiáng)、抗震動沖擊性能好，使其在廣泛的工業(yè)控制領(lǐng)域中，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實際的解決方案。

· 針對低性能要求的模塊化中小控制系統(tǒng)

· 可配不同檔次的CPU

· 可選擇不同類型的擴(kuò)展模塊

· 可以擴(kuò)展多達(dá)32個模塊

· 模塊內(nèi)集成背板總線

· 網(wǎng)絡(luò)連接 - 多點接口 (MPI), -PROFIBUS或-工業(yè)以太網(wǎng)

· 通過編程器PG訪問所有的模塊

· 無插槽限制

· 借助于“HWConfig”工具可以進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)

· 循環(huán)周期短、處理速度高

· 指令集功能強(qiáng)大（包含350多條指令），可用于復(fù)雜功能

· 產(chǎn)品設(shè)計緊湊，可用于空間有限的場合

· 模塊化結(jié)構(gòu)，設(shè)計更加靈活

· 有不同性能檔次的CPU模塊可供選用

· 功能模塊和I/O模塊可選擇

· 有可在露天惡劣條件下使用的模塊類型

· PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。

·在起動完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB, SFB, FC 或SFC)。

·循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。

·在循環(huán)程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)（在CPU的系統(tǒng)存儲區(qū)）

使用STEP7軟件對S7-300進(jìn)行編程，目前S7-300最新的編程軟件版本為STEP7 V5.5 SP2。^[1] 

STEP7包含了自動化項目從項目的啟動、實施到測試以及服務(wù)每一個階段所需的全部功能。

STEP7中的編程語言

1、順序功能圖

2、梯形圖

3、語句表

4、功能塊圖

5、結(jié)構(gòu)文本

S7-300的模塊機(jī)架（起物理支撐作用，無背板總線），西門子提供一下五種規(guī)格的導(dǎo)軌：^[2] 

將市電電壓（AC120/230V）轉(zhuǎn)換為DC24V，為CPU和24V直流負(fù)載電路（信號模塊、傳感器、執(zhí)行器等）提供直流電源。輸出電流有2A、5A、10A三種

●正常：綠色LED燈亮

●過載：綠色LED燈閃

●短路：綠色LED燈暗（電壓跌落，短路消失后自動恢復(fù)）

●電壓波動范圍：5%

各種CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有數(shù)字量和模擬量輸入/輸出點，有的CPU集成有PROFIBUS－DP等通信接口。CPU前面板上有狀態(tài)故障指示燈、模式開關(guān)、24V電源端子、電池盒與存儲器模塊盒（有的CPU沒有）

數(shù)字量輸入模塊：24V DC，120/230V AC

數(shù)字量輸出模塊：24V DC，繼電器

模擬量輸入模塊：電壓，電流，電阻，熱電偶

模擬量輸出模塊：電壓，電流

功能模塊主要用于對時間要求苛刻、存儲器容量要求較大的過程信號處理任務(wù)。

-計數(shù)：計數(shù)器模塊

-定位：快速/慢速進(jìn)給驅(qū)動位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進(jìn)電動機(jī)定位模塊、伺服電動機(jī)定位模塊等

-閉環(huán)控制：閉環(huán)控制模塊

-工業(yè)標(biāo)識系統(tǒng)：接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等。

接口模塊用于多機(jī)架配置時連接主機(jī)架（CR）和擴(kuò)展機(jī)架（ER）。S7－300通過分布式的主機(jī)架和3個擴(kuò)展機(jī)架，最多可以配置32個信號模塊、功能模塊和通信處理器。

連接：

IMS 360發(fā)送、IMR 361接收；對于雙層組態(tài)，常用硬連線的IM 365 接口模塊

距離：

采用IM 365 、兩層機(jī)架，電纜最大長度可達(dá)1米；采用IM 360 / 361 、多層機(jī)架，機(jī)架之間電纜最大長度10米

擴(kuò)展中央處理單元的通訊任務(wù)，提供以下的連網(wǎng)能力：

-點到點連接

-PROFIBUS

-工業(yè)以太網(wǎng)

總線連接器和前連接器

S7-300
模塊化微型PLC系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求
各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)
簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，應(yīng)用十分靈活
方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計
當(dāng)控制任務(wù)增加時，可自由擴(kuò)展
大量的集成功能使它功能非常強(qiáng)勁
S7-300F
故障安全型自動化系統(tǒng)，滿足工廠日益增加的安全需求
基于S7-300
可連接配有安全相關(guān)模塊的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進(jìn)行安全相關(guān)通訊
此外，還有用于與安全無關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊
SIMATIC 自動化技術(shù)
SIMATIC 這一產(chǎn)品名稱已經(jīng)被用作通用可編程控制器的同義語了。
縱觀 SIMATIC 過去 15 年來在市場上業(yè)績，這完全不足為怪。它制定了各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)，***終成為全球市場的龍頭。
今天 SIMATIC 意味著更多： SIMATIC 意味著解決一切工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)自動化任務(wù)的全部集成式自動化。它包括各種標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件，它們?yōu)橛脩魧Ｓ眯蛿U(kuò)展開拓廣泛的機(jī)會。
有兩個因素在促成該方案：
 

• 新的，廣泛 SIMATIC 軟件：它們能夠為自動化項目每個階段提供所需的正確工具以及

• SIMATIC 家族的所有成員： 這些成員現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅是可編程控制器。

• 達(dá)到透明，并降低成本SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)

• 人機(jī)界面或簡稱為 HMI，可將自動化系統(tǒng)與操作員的不同要求聯(lián)系在一起。

• 人機(jī)界面用來管理過程并優(yōu)化機(jī)器與系統(tǒng)的運行以及可用性和生產(chǎn)率。

• 所有部件源于同一來源

• 憑借 SIMATIC HMI，西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)可以為操作員控制和監(jiān)視的多方面任務(wù)提供全系列創(chuàng)新、低成本的產(chǎn)品和系統(tǒng)：從用于人機(jī)界面的操作員面板和可視化軟件，直到用于過程可視化中眾多不同要求的可縮放的SCADA系統(tǒng)對于特殊的要求，可提供適應(yīng)性的產(chǎn)品，如非常堅固耐用的 HMI 設(shè)備，具有全面保護(hù)，可安裝在支撐臂/底座上，或帶有不銹鋼前面板的操作員面板，適用于食品與飲料行業(yè)。當(dāng)然，個性化、客戶特殊的需求也能得到滿足.

• 完美地集成在自動化的世界里

• SIMATIC HMI 產(chǎn)品具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件接口，可隨時集成到生產(chǎn)層、自動化層和管理層。它們可與市場上的幾乎所有PLC進(jìn)行連接；組態(tài)和可視化軟件為多語言版本，甚至包含由表意字構(gòu)成的亞洲語言，因此，它們可毫無阻礙地在世界范圍內(nèi)加以實施。

• 借助工廠智能系統(tǒng)提高產(chǎn)品透明性

• 工廠智能是通過智能化利用信息，來改進(jìn)企業(yè)的運作流程，通過工廠智能，來降低成本，改善質(zhì)量，避免廢品，充分利用生產(chǎn)實施，并通過進(jìn)一步分析，提高效率，改善贏利能力。由于 WinCC 集成有 Historian 軟件，可以采集重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，WinCC 將是解決方案。通過智能功能和工具，可以對這些數(shù)據(jù)加以處理，用于決策分析，隨時隨地提供給企業(yè)操作人員、工廠管理人員或公司其它人員。

• 在 WinCC 的基本系統(tǒng)內(nèi)，提供有豐富的顯示和評估功能，例如用于消息和測量值歸檔的統(tǒng)計功能。IT 和商務(wù)集成 WinCC 選件，以及通過工廠智能優(yōu)化生產(chǎn)來說，關(guān)鍵性因素是標(biāo)準(zhǔn)接口和功能強(qiáng)大的顯示、分析和評估工具。

• 集成到萬維網(wǎng)

• SIMATIC HMI在工廠范圍以及全球范圍內(nèi)將Web轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€控制臺。通過WinCC/Web Navigator，您可以通過因特網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對工廠進(jìn)行監(jiān)控和運行?？勺鳛閳怨痰目蛻舳吮患?/span>,它們可同時在自動化級與控制臺之間提供一個鏈接通過無線LAN或移動電話連接，您可以使用便攜式PC、數(shù)據(jù)管理器或便攜式網(wǎng)絡(luò)瀏覽器(WebPads)隨后，每個用戶都可以獲得過程、維護(hù)或管理信息。在設(shè)備級，眾多操作員面板為遠(yuǎn)程操作提供支持，例如，它們可作為自動化級與控制臺之間的連接，并用于通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)和診斷。

• 對于機(jī)器操作和監(jiān)控，所謂的 Sm@rtClients 和服務(wù)器概念便于在工廠范圍內(nèi)訪問變量和圖像，分布式操作員站以及通過Internet（配套 SIMATIC 面板）可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和診斷。

• 可追溯性和簡便驗證

• SIMATIC HMI 軟件，帶 FDA 選件，可為機(jī)械和設(shè)備工程師提供有力支持，以符合產(chǎn)品和工藝流程的高質(zhì)量要求，包括生產(chǎn)產(chǎn)品和工藝。這些選件不但可使工廠認(rèn)證更容易，而且還可就這些工業(yè)領(lǐng)域的各種要求作出***令人信服和全面的回答?？蓾M足食品，飲料和制藥工業(yè)的 FDA (食品和藥物管理局) 21 CFR Part 11 中所規(guī)定的高質(zhì)量要求 asp。

• 增強(qiáng)工廠的實用性

• 所有操作員面板和面板式 PC 從一開始就是為在苛刻的工業(yè)條件下運行而設(shè)計的。冗余過程可視化系統(tǒng)可確保工廠在運行中獲得很高的可用性。

• 分布式操作員控制理念

• SIMATIC HMI 為應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的大型機(jī)器和設(shè)備的操作員控制提供可以滿足不同要求的不同解決方案。因此，SIMATIC WinCC flexible 可視化軟件的 Sm@rtAccess 選件允許 HMI 設(shè)備（如面板、瘦客戶端和 PC）通過 PROFINET/以太網(wǎng)在全廠范圍內(nèi)訪問當(dāng)前過程值和所有相關(guān)工作站的本地屏幕圖像。

• SIMATIC HMI 軟件提供了用于從本地操作員站，通過 Internet 進(jìn)行診斷、維護(hù)和遠(yuǎn)程控制的適宜功能。

• 作為遠(yuǎn)程操作員站，由于 SIMATIC 瘦客戶端連接到 PROFINET/以太網(wǎng)，所以可在控制室或辦公室中提供機(jī)器層面板功能，另一方面，它們還可以直接為機(jī)器提供 SIMATIC WinCC 或辦公或 IT 功能。

• 在基于 PC 的應(yīng)用中，SIMATIC 平板監(jiān)視器承擔(dān) PC 操作單元的功能（如 SIMATIC 機(jī)架式 PC 或箱式 PC），距離可達(dá)到30 m。

• 不單單是人機(jī)界面

• 操作系統(tǒng)為WINOOWs CE的多功能面板綜合了性質(zhì)迥然不同的兩方面的優(yōu)點另一方面是具有通常PC所具備的靈活性。除傳統(tǒng)的人機(jī)界面功能外，控制功能等其它自動化功能可同時得到執(zhí)行。對于基于 PC 的自動化系統(tǒng)，SIMATIC Panel PC 是一緊湊型的自動化平臺 – 嵌入式型號極其緊湊和堅固，并無須維護(hù)。

• 全集成自動化（TIA）的優(yōu)點

• 西門子的全集成自動化是世界范圍內(nèi)***為成功的自動化概念，它提供了先前不為人們所知的節(jié)約潛力。TIA的顯著特點是完全集成減少了接口數(shù)量，結(jié)構(gòu)清晰。這樣可以降低工程自動化解決方案中要求的時間和成本以及提高可用性。

• 與其它的SIMATIC部件一起，SIMATIC HMI也支持正在運行中的系統(tǒng)和過程診斷您就可以直接從WinCC激活STEP 7診斷，以進(jìn)行從電路圖一直到PLC程序的全面錯誤診斷。SIMATIC 維護(hù)站使系統(tǒng)的自動化技術(shù)維護(hù)信息可視化 – 從控制器和網(wǎng)絡(luò)組件到開關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、控制裝置和驅(qū)動系統(tǒng)。這可以隨時提供明確的自動化狀態(tài)概況。

• 自動化解決方案的專家伙伴

• 應(yīng)用SIMATIC HMI，你不但獲得你所需要的出色產(chǎn)品；我們也協(xié)助你選擇自動化解決方案的合作伙伴。在我們?nèi)蚓W(wǎng)絡(luò)的西門子解決方案提供商中，你總是能在你的地區(qū)找到有能力的聯(lián)系人，他總是具有的技術(shù)知識和經(jīng)驗。西門子內(nèi)部的WinCC應(yīng)用中心可以WinCC為基礎(chǔ)，創(chuàng)建特定技術(shù)產(chǎn)品以及定制化和面向部門的解決方案。WinCC專業(yè)人員為來自外部的系統(tǒng)集成人員，他們在經(jīng)濟(jì)有效的定制解決方案中，將 WinCC與其部門和技術(shù)知識結(jié)合在一起。來自我們的業(yè)務(wù)合作伙伴、通過WinCC以方式運行的無數(shù)產(chǎn)品可作為WinCC附加

• 
  

6ES7332-5HD01-0AB0 模擬輸出模塊(4路) 
6ES7332-5HB01-0AB0 模擬輸出模塊(2路) 
6ES7332-5HF00-0AB0 模擬輸出模塊(8路) 
6ES7332-7ND02-0AB0 模擬量輸出模塊(4路，15位精度)

電源模板
6ES7307-1BA00-0AA0 電源模塊(2A)
6ES7307-1EA00-0AA0 電源模塊(5A)
6ES7307-1KA01-0AA0 電源模塊(10A)

S7-300 CPU可編程控制器
6ES7312-1AE13-0AB0 CPU312，32K內(nèi)存
6ES7312-5BE03-0AB0 CPU312C，32K內(nèi)存 10DI/6DO
6ES7313-5BF03-0AB0 CPU313C，64K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7313-6BF03-0AB0 CPU313C-2PTP，64K內(nèi)存 16DI/16DO
6ES7313-6CF03-0AB0 CPU313C-2DP，64K內(nèi)存 16DI/16DO
6ES7314-1AG13-0AB0 CPU314,96K內(nèi)存
6ES7314-6BG03-0AB0 CPU314C-2PTP 96K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7314-6CG03-0AB0 CPU314C-2DP 96K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7315-2AG10-0AB0 CPU315-2DP, 128K內(nèi)存
6ES7315-2EH13-0AB0 CPU315-2 PN/DP, 256K內(nèi)存
6ES7317-2AJ10-0AB0 CPU317-2DP,512K內(nèi)存
6ES7317-2EK13-0AB0 CPU317-2 PN/DP,1MB內(nèi)存
6ES7318-3EL00-0AB0 CPU319-3 PN/DP,1.4M內(nèi)存

儲存卡
6ES7953-8LF20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡 64kByte(MMC)
6ES7953-8LG11-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡128KByte(MMC)
6ES7953-8LJ20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡512KByte(MMC)
6ES7953-8LL20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡2MByte(MMC)
6ES7953-8LM20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡4MByte(MMC)
6ES7953-8LP20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡8MByte(MMC)

 

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)針對信號變化的響應(yīng)。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)參數(shù)設(shè)置的不同，針對每個通道組，當(dāng)信號狀態(tài)發(fā)生改變時，模塊都可以發(fā)起硬件中斷，觸發(fā)沿可以選用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）。信號模塊可以緩沖一次中斷/通道。

• 模擬量輸入模塊：
  通過指定上限值和下限值的參數(shù)值，可以設(shè)定其工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些極限值進(jìn)行比較。當(dāng)測量值違反了其中任何一個限定值時，就會觸發(fā)硬件中斷。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）。如果極限高于/低于過量程/欠量程，則無法進(jìn)行比較。
   

S7-300F

運行模式

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)。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)實現(xiàn)輸出和輸入信號的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進(jìn)行檢測。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(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CPU中，標(biāo)準(zhǔn)程序可以同時與故障安全程序一起運行（共存），無任何限制。

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

S7 F分布式安全選項軟件包

編制安全相關(guān)的程序段時，必須使用選項軟件包“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。運行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。

6ES72221HH320XB0