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西门子S7—300系列产品介绍

概述
S7-300是模块化小型PlC系统，能满足中等性能要求的应用。其模块化结构设计使得各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。
系统组成
中央处理单元(CPU)：各种CPU有不同的性能，例如，有的CPU上集成有PROFIBUS—DP通讯接口等。
信号模块(SM)：用于数字量和模拟量输入／输出。
通讯处理器(CP)：用于连接网络和点对点连接。
功能模块(FM)：用于高速计数，定位操作(开环或闭环定位)和闭环控制。
负载电源模块(PS)：用于将SIMATICS7—300连接到120／230V交流电源，或24／48／60／110V直流电源。
接口模块(1M)：用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7—300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。
SIMATICS7—300适用于通用领域：高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。
功能
SIMATICS7—300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：
高速的指令处理：0．1—0．6u s的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
浮点数运算：用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。
方便用户的参数赋值：一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值。
人机界面(HMl)：方便的人机界面服务已经集成在S7—300操作系统内、因此人机对话的编程要求大大减少。
SIMATIC人机界面(HMl)从S7—300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送。
诊断功能：CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如：超时、模块更换等)。
口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改，操作方式选择开关：操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。
通讯
这是一个经济而有效的解决方案；方便用户的STEP7的用户界面提供了通讯组态功能，这使得组态非常容易、简单。
SIMATICS7—300具有多种不同的通讯接口：多种通讯处理器用来连接AS—I接口和工业以太网总线系统；串行通讯处理器用来连接点到点的通讯系统；多点接口(MPl)集成在CPU中，用于同时连接编程
器、PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7／C7等自动化控制系统。CPU支持下列通讯类型：
过程通讯：通过总线(AS—I或Pronbus)对I／O模块周期寻址(过程映象交换)。
数据通讯：在自动控制系统之间、人机界面(HMl)和几个自动化功能块间相互调用。
S7—300新模块
S1MATIC S7—300产品系列又推出了几种新的模块，这些模块扩大了用户的选择范围，为更多的应用带来了便利和可能。新推出的模块有以下几种：
▲PS305电源模块：24—110V DC输入、24VDC／2A输出，环境条件扩展型。
▲CPU3141FM中央处理单元新增一种可外插存储器卡的模块、该模块需STEP7V5．OSP3以上版本支持。
▲SM321数字量输入模块：48—125VDC，环境条件扩展型。
▲SM322数字量输出模块：48—125VDC／1．5A、环境条件扩展型。
▲SM331热电阻／电阻输入模块，分辨率24位。
▲SM331热点偶输入模块，分辨率24位。
▲SM3354人／4出模拟输入／输出模块，背板总线隔离，诊断与中断功能。
▲SM338超声波位置解码器，可连4个超声波位置传感器，最多8个测量点。
▲CM35计数器模块，8通道计数，最大10KHz，
▲CP343—lIT通讯模块，10／100Mbps工业以太网，Web服务器，WWW网页，E—mail发送功能。

CPU 启动(暖启动)，冷启动和热启动的区别是什么？

通电后，西门子S7-400 CPU 或 CPU 318-2 开始执行用户程序之前，启动程序已开始工作。在启动程序中，用户可以对循环程序通过编程启动 OB 来进行相应地定义预设置。

如下有三种启动方式：

在操作模式“STARTUP”中：

• 程序在启动 OB 中运行( OB 100 为启动(暖启动)，OB101 为热启动，OB102 为冷启动) 。
• 不可用时间和报警控制程序运行。
• 时间保持更新。
• 运行时间表在运行。
• 信号模块上的数字输出被锁定，但可以通过直接存储来设置。

启动(暖启动)：

图 01

 在启动(暖启动)中， 程序处理以“基本设置”内系统数据和用户地址范围为程序启动点来重启。

• 过程映像区，非保持存储器，定时器和计数器都重新设置。保持的存储器，定时器，计数器各自都保留其最后的有效数值。所有以“未保留”的属性参数化的数据块被复位为初始值。其他数据块各自保留其最后的有效数值。
• 程序处理从头开始再次重新启动 (启动 OB 或 OB1) 。
• 如果供电中断，暖启动只可用于缓冲模式。如若运行的 CPU 没有后备电池，当开关接通或 POWER OFF 后重新上电时，CPU 将自动复位并重新启动(暖启动)。

如果系统不要求完全复位，那么启动(暖启动)一直是可行的。在如下情况发生后，只有启动(暖启动)可行：

• 完全复位。
• 在CPU 的 STOP 模式下载入用户程序。
• USTACK/BSTACK 溢出。
• 通过 POWER OFF 或模式开关使启动(热启动)被中断。
• 重新启动超出参数化中断的时间限制。

启动(暖启动)的操作命令：

用户可以触发手动启动(暖启动)：

• 通过模式选择开关
• (如果可以，CRST/WRST  开关必须设置为 CRST)
• 通过PG的命令菜单或通讯功能
• (模式选择开关需设置在 RUN 或 RUN-P 位置).

在 POWER ON 时，下面的状态会触发自动启动(暖启动)：

• POWER OFF 时 CPU 不在 STOP .  
• 模式选择开关设置到 RUN 或者 RUN-P.
• 没有将 POWER ON 的参数设置为自动热启动或自动冷启动。
• CPU　的启动(暖启动)没有因电源故障而引起中断(不依赖于启动的参数设置)

冷启动：

图 02

• 冷启动时，主存储器中 SFC 生成的数据块都被删除，其他数据块从装载存储器中获取默认值。
• 无论是否设置数据保持，过程映像区，定时器，计数器，指示器都将在程序(装载存储器)中重新设置到初始值。
• 输入的过程映像区被读入，STEP 7 用户程序开始重新启动 (OB102 或 OB1).

冷启动的操作命令：

• 只能从 PG 触发手动冷启动。
• 如果参数已相应地定义于 STEP 7 中，某些 S7-400 CPU 可通过模式选择开关和启动模式转换 (CRST/WRST) 来执行冷启动。

热启动：

图 03

在 RUN 状态下电源中断后再次供电，S7-400 CPU 通过初始化路径然后自动执行热启动。重新热启动后，用户程序在中断点继续运行 (定时器，计数器，指示器不被重新设置，当前数值保存在 DB 块中)。在断电前未执行的用户程序被称为剩余循环程序。剩余循环程序同时包括时间和报警控制程序部分。 

• 热启动中，所有数据包括过程映像区都执行它们最后的有效数值。
• 程序在中断点继续执行命令。
• 在当前周期完成之前，输出不会改变。
• 如果供电中断，热启动只可适用于缓冲模式。

原则上来说，如果用户程序在 STOP 状态下没有改变 (例如装载一个修改过的块) 或者因为某些原因而不需要进行启动 (暖启动)，那么，热启动是允许的。

热启动的操作命令：

如果相关参数已设定于 CPU 中，并且是如下原因造成 STOP, 那么手动热启动是可行的：

• 模式选择器从 RUN 转换到 STOP。
• STOP 已被用户编程，STOP 在调用 OB 后未被载入。
• STOP 状态包含于 PG 或某个通讯功能。

用户可以触发热启动：

• 通过模式选择开关来选择。
• CRST/WRST 需设置在 WRST。
• 通过 PG 菜单命令或通过通讯功能 (模式选择开关设置到 RUN 或 RUN-P)
• 手动热启动已在 CPU 中参数化。

自动热启动可在 POWER ON 状态下被触发，如果：

• 在 POWER OFF 状态下，CPU 不在 STOP 或 HALT。
• 模式选择开关设置到 RUN 或 RUN-P。
• 自动热启动已为 POWER ON 在 CPU 内参数化。
• 在自动热启动中，CRST/WRST 的转换是无效的。