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S7-300
SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統(tǒng),可滿足中、低端的性能要求。
模塊化、無風(fēng)扇設(shè)計、易于實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應(yīng)用中各種不同任務(wù)的經(jīng)濟(jì)、用戶友好的解決方案。
SIMATIC S7-300 的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
多種性能等級的 CPU,具有用戶友好功能的全系列模塊,可允許用戶根據(jù)不同的應(yīng)用選取相應(yīng)模塊。任務(wù)擴展時,可通過使用附加模塊隨時對控制器進(jìn)行升級。
SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器:
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設(shè)備中。其可對立即停車過程進(jìn)行控制,因此不會對人身、環(huán)境造成損害。
S7-300F 滿足下列安全要求:
另外,標(biāo)準(zhǔn)模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng),在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存的工廠中使用。使用相同的標(biāo)準(zhǔn)工具對整個工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。
S7-300
一般步驟
S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊,且這些模塊均可以獨立地組合使用。
一個系統(tǒng)包含下列組件:
根據(jù)要求,也可使用下列模塊:
設(shè)計
簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護(hù):
擴展
若用戶的自動化任務(wù)需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時,則可對 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)進(jìn)行擴展:
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
PROFIBUS DP進(jìn)行過程通信
SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng),并且使得操作大大簡化。
從用戶的角度來看,PROFIBUS DP 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)。
以下設(shè)備可作為主站連接:
出于性能原因,每條線路上連接的主站不得超過 2 個。
以下設(shè)備可作為從站連接:
雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站,但是只使用 MPI 功能,另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信
SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 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)建一個高速的分布式自動化系統(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:
可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接:
通過 AS-Interface 進(jìn)行過程通信
S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(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(點對點)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)有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議:
特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內(nèi)。
使用多點接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
MPI(多點接口)是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。
通過 CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。
可以連接以下設(shè)備:
S7-300F
S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計的方式運行:
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。
SIMATIC S7-300符合的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)有:
通訊
SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型:
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)通訊
SIMATIC S7-300擁有不同的數(shù)據(jù)通信機制:
全局?jǐn)?shù)據(jù)
借助“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù),聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)(最多可達(dá)8 GD 數(shù)據(jù)包,每周期22個字節(jié))。據(jù)此,可以實現(xiàn),例如,某個CPU訪問另一個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。
通訊功能
使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊,可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務(wù)。
這些服務(wù)是:
使用reloadable塊,可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。
這些服務(wù)是:
與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是,對于通信功能,必須為其建立通信連接。
集成到 IT 領(lǐng)域中
借助自動化工程組態(tài),使用S7-300,可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced,可以實現(xiàn)以下信息技術(shù)功能:
S7-300 PROFINET CPU集成有Web服務(wù)器。因此,標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息:
等時模式
使用系統(tǒng)功能“同步模式”,可以同步耦合
總線周期時間的程序運行。
創(chuàng)建了自動化解決方案,可以以固定間隔時間(常量總線周期時間)捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建了前后*的部分過程圖像。
借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術(shù),S7-300確保可以精確地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)時間。
為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件,可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。
在分布式自動化解決方案中,目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域,并確??梢垣@得最高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。
模塊的診斷和過程監(jiān)視
SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能:
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*狀態(tài)。在診斷分析中,必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息:
如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)(例如“無傳感器輸入”),則模塊會發(fā)起一個診斷中斷(若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù),則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷)。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 82)。
清晰讀出
光學(xué)字符識別系統(tǒng)已經(jīng)*改變了全球郵件處理的方式。但是該技術(shù)在其他領(lǐng)域也有很大的潛力,其應(yīng)用范圍不斷擴大,目前包括交通和安全系統(tǒng)、弱視者閱讀輔助裝置,等等。
郵遞員和藥劑師有一點相同之處:這兩種人都有“解碼”的能力,可以辨別出哪怕是寫得最糟糕的字。但是,隨著新的學(xué)習(xí)技術(shù)的驚人進(jìn)展,現(xiàn)在開發(fā)出的機器可以自動識別出各式各樣的手寫體。
幫助實現(xiàn)這一切的技術(shù)就是光學(xué)字符識別,或者OCR。西門子產(chǎn)品經(jīng)理Peter Schindler自豪地說:“就地址識別而言,我們是全球市場*。”這里提到的這種能力不是識別印刷體的能力,因為任何一種掃描儀都可以做到這一點,真正值得驕傲的是識別手寫體的能力。Schindler預(yù)計,全球有將近一半的郵件分揀設(shè)備都在使用西門子的OCR技術(shù)。這些識別系統(tǒng)的全球市場銷售額現(xiàn)在大概是10億美元,西門子負(fù)責(zé)生產(chǎn)此設(shè)備的是其旗下的交通集團(tuán),占有35%的*。
西門子的OCR開發(fā)人員正在逐步提高該項技術(shù)的準(zhǔn)確度。Matthias Schulte-Austum是位于德國康斯坦茨的西門子交通集團(tuán)負(fù)責(zé)圖像預(yù)處理和目標(biāo)識別的團(tuán)隊的技術(shù)經(jīng)理,他說:“我們新推出的產(chǎn)品系列ARTread,可以識別90%至95%的手寫地址。”但是系統(tǒng)要做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止識別亂七八糟的手寫地址。它還要自動識別信封上所有的相關(guān)信息——比如地址的修改、寄信人在信封邊上寫下的注釋,甚至郵票的金額。郵政自動化系統(tǒng)還需要準(zhǔn)確地認(rèn)出寄信人的指示——例如,如果某個地址查無此人,是否要將信件退回寄信人。
總體目標(biāo)就是最大限度提升自動化水平。Schulte-Austum解釋說:“我們希望自動提取和特定項目相關(guān)的所有信息,從而盡可能減少手工勞動。”
不管是用于讀取食品保質(zhì)期,還是識別車牌號以支持道路通行費定價(右上),或者在隧道中執(zhí)行限速政策,光學(xué)字符識別應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。
這類系統(tǒng)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?,尤其是在俄羅斯、印度、中國和阿拉伯國家。西門子康斯坦茨創(chuàng)新中心的專家Ingolf Rauh指出:“我們開發(fā)出的算法可以閱讀每一種文字,不管是斯拉夫語文字、漢字還是阿拉伯文字。其實最近我們還在一場阿拉伯語手寫體閱讀競賽中獲獎。”這場競賽的內(nèi)容包括準(zhǔn)確無誤地識別突尼斯眾多小鎮(zhèn)的名字。
光學(xué)字符識別的原理始終基于相同的法則,那就是用實踐證明較為有效的方法去訓(xùn)練系統(tǒng),在學(xué)習(xí)過程中,讓它們比較不同來源的數(shù)以千計的手寫數(shù)字和字母,并進(jìn)行準(zhǔn)確的歸類。
Rauh解釋說:“我們很快就認(rèn)識到,這種技術(shù)的潛在應(yīng)用領(lǐng)域很廣。正因為如此,我們決定探索OCR技術(shù)的各種應(yīng)用可能性,包括涉及全新市場的應(yīng)用。”
道路掃描。道路通行費定價系統(tǒng)中的車輛牌照識別,正是這樣一個新市場。例如,西門子的Sicore系統(tǒng)使用安裝了圖像處理軟件的攝像頭,可以快速識別出街上、高速路上疾馳而過的車輛的車牌號,這種系統(tǒng)就在英國得到了應(yīng)用。在英國,像倫敦這樣的城市已經(jīng)實施了征收交通擁堵費的措施。攝像頭自動顯示經(jīng)過擁堵地段的車牌號,并與中央數(shù)據(jù)庫中記錄的數(shù)據(jù)比對核實,確保這些車輛的司機已經(jīng)在收費系統(tǒng)進(jìn)行登記。
還有一種應(yīng)用是使用攝像頭自動記錄限速路段的車牌號。和雷達(dá)不同的是,這種攝像頭可測量車輛在一個較長的路段的平均速度。這樣,系統(tǒng)就能夠判斷司機在隧道里是否車速過快。Stephan von der Nüll在西門子交通集團(tuán)負(fù)責(zé)研發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品,他說:“利用我們的攝像技術(shù),我們和英國的西門子ITS合作開發(fā)出一種名叫Safezone的系統(tǒng),它是*套可用于在城區(qū)進(jìn)行車速監(jiān)控的系統(tǒng)。”Safezone很快即將面世。
隧道安全。在德國聯(lián)邦教育與研究部開展的一個項目的框架內(nèi),相關(guān)部門正在評估Safezone系統(tǒng)的擴展應(yīng)用,其目標(biāo)是自動識別卡車上的危險品標(biāo)識。標(biāo)識是橙色的,包含兩個數(shù)字。*個數(shù)字標(biāo)識危險品的類別,第二個表示危險品本身。
“如果能夠自動識別這些標(biāo)識,那么隧道和橋梁的安全性將得以提高,”von der Nüll說。舉例來說,根據(jù)項目計劃,如果一輛運載氫氣的卡車和一輛運載氧氣的車輛離得太近的話,系統(tǒng)將自動關(guān)閉隧道。載運危險品的卡車在駛?cè)胨淼狼?,系統(tǒng)還能夠很快確認(rèn)這里是否剛剛發(fā)生了事故。
將來,經(jīng)過改進(jìn)的OCR技術(shù)有可能在各處得以應(yīng)用。它可以自動識別食品的保質(zhì)期和藥品,就像識別汽車和電子行業(yè)中印在電路板上的生產(chǎn)批號和序列號一樣。弱視人群也可從中受益,因為OCR系統(tǒng)能夠為他們讀信、讀書,甚至讀出超市里的食品標(biāo)簽。