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西門子中型PLC系列S7-300的新特性

西門子中型可編程控制器系列S7-300技術革新啦！S7-300 PLC是SIMATIC S7家族中的中型可編程序控制器，作為以前版本的升級，新一代固件版本為V3.0的S7-300系列的CPU 312、314、315-2 DP 和315F-2 DP已經(jīng)發(fā)布，這些CPU都有新的訂貨號。

  新一代的S7-300系列CPU與以前對應版本備件兼容，具備以下亮點：性能方面，性能提升了2倍或者更高。內(nèi)存方面，CPU 314 從96 KB擴展到128 KB ，CPU 315-2 DP從128 KB擴展到256 KB ，CPU 315F-2 DP從 192 KB擴展到384 KB。此外，可以同時在線監(jiān)控兩個快，技術數(shù)據(jù)也趨于一致，I/O過程映像區(qū)增大。同時，CPU 315(F)-2 DP 的PROFIBUS可以使用同步模式，并帶有可以進行數(shù)據(jù)設置的路由。

性能提升

  新一代的S7-300 CPU性能比現(xiàn)有的312，314 和315(F)-2 DP CPU有了顯著提升，例如，新一代的CPU的用戶程序執(zhí)行速度是原來CPU的2倍或更高。位運算時間縮減到50ns，字運算時間縮減到90ns，定點和浮點數(shù)運算性能也有了較大的提升。

同時監(jiān)控兩個塊

  新一代S7-300固件版本V3.0CPU的可以同時在線監(jiān)控兩個塊，用戶可以選擇在一個PG或PC上同時監(jiān)視兩個塊或在兩個PG或PC上同時監(jiān)控一個塊。此外，增加了在塊狀態(tài)中監(jiān)視的程序行數(shù)，只有在STEP 7 V5.4 SP5中才有這個功能。

技術數(shù)據(jù)的一致性

  S7-300 CPU的技術數(shù)據(jù)趨于一致。已經(jīng)對下面這些S7-300 CPU的固件進行了一致化或增添了一些功能：

——所有的S7-300 CPU具有相同的塊數(shù)量(FC、FB、DB)

——相同的本地數(shù)據(jù)量大小

——每個優(yōu)先級具有相同的嵌套層數(shù)：16

——除了CPU312以外的S7-300 CPU具有相同的塊容量：64KB

——所有S7-300 CPU都具備：300個可同時激活的Alarm_S塊

——相同的時間延時中斷OB塊：OB20 和OB21

——相同的周期中斷OB塊：OB32、 OB33、OB34 和OB35

——相同的全局通信數(shù)量：8

——斷點數(shù)目從2個增加到4個

——CPU312 的標簽有256 字節(jié)

——CPU 312 具有256個S7定時器/S7 計數(shù)器

——診斷緩沖器

  診斷緩沖器的大?。?/span>500條診斷信息，新的100條具有保持功能

  CPU運行狀態(tài)下顯示的診斷緩沖器條目可以為10到499條。默認值為10條。

兼容性

  新一代的S7-300 CPU 在具有備件兼容性的條件下可以替代以前的版本。

  舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU仍然可以訂貨，在大約1年的時間內(nèi)，舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU和新一代的CPU可以同時提供，在此之后，我們只提供V3.0或更高版本的CPU。

STEP7-Mirco/WIN編程元素及項目組件

    s7-200的三種程序組織單位（POU）指主程序、子程序和中斷程序。STEP 7-Micro/WIN為每個控制程序在程序編輯器窗口提供分開的制表符，主程序總是第一個制表符，后面是子程序或中斷程序。

一個項目（Project）包括的基本組件有程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、符號表、狀態(tài)圖表、交叉引用表。程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊須下載到PLC，而符號表、狀態(tài)圖表、交叉引用表不下載到PLC。

程序塊由可執(zhí)行代碼和注釋組成，可執(zhí)行代碼由一個主程序和可選子程序或中斷程序組成。程序代碼被編譯并下載到PLC，程序注釋被忽略。

2        2        在“指令樹”中 右擊“程序塊”圖標可以插入子程序和中斷程序。

數(shù)據(jù)塊由數(shù)據(jù)（包括初始內(nèi)存值和常數(shù)值）和注釋兩部分組成。

數(shù)據(jù)被編譯后，下載到可編程控制器，注釋被忽略。

系統(tǒng)塊用來設置系統(tǒng)的參數(shù)，包括通信口配置信息、保存范圍、模擬和數(shù)字輸入過濾器、背景時間、密碼表、脈沖截取位和輸出表等選項。系統(tǒng)塊如圖1所示。

2        2        單擊“瀏覽欄”上的“系統(tǒng)塊”按鈕，或者單擊“指令樹”內(nèi)的“系統(tǒng)塊”圖標，可查看并編輯系統(tǒng)塊。

系統(tǒng)塊的信息須下載到可編程控制器，為PLC提供新的系統(tǒng)配置。

• 性能
  • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數(shù)據(jù)類型
  • 由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應時間縮短
  • 功能強大的網(wǎng)絡連接：
    每個 CPU 均標配PROFINET IO IRT（2 端口交換機）標準接口。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅動器和具有 PROFIdrive 功能的驅動器
  • 支持速度控制軸和定位軸以及外部編碼器，各軸之間可實現(xiàn)位置精確的傳動
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實時診斷和偶發(fā)故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動控制參數(shù)實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)授權讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號： 只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念： 
    也可以對和 HMI設備之間進行的通信進行限制。
  • 操作保護： 
    該控制器可以識別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權傳輸。
• 設計與操作
  • 顯示器，用于顯示概覽信息，
    例如：站名、別名稱、位置名稱等概覽信息、診斷信息、模塊信息和顯示器設置。
  • 顯示器上可能的操作： 
    設置 CPU 或者所連接以太網(wǎng)通信處理器的地址、設置日期和時間、選擇 CPU 的操作模式、復位 CPU 至默認設置、禁用/啟用顯示器、激活保護等級。
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • 顯示屏上、TIA Portal 中、人機界面設備上以及 Web 器上以普通文本形式一致顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進行特殊組態(tài)
• SIMATIC 存儲卡（運行 CPU 所需）
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲/讀取
• 數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方
  • csv 格式配方文件存儲并歸檔在 SIMATIC 存儲卡中；
    利用辦公工具或 Web 瀏覽器可以方便地訪問與設備相關的運行數(shù)據(jù)
  • 通過網(wǎng)頁瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本進行編程
  • 移植工具，用于 SIMATIC S7-300/S7-400 至 S7-1500 的移植操作，可以自動地完成大部分程序代碼的轉換工作。 記錄不可轉換的代碼，并可以手動進行調(diào)整。
  • STEP 7 V11 項目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。
  • S7-1200 程序可通過復制/粘貼手段轉移至 S7-1500

S7-200PLC中斷指令介紹

 中斷指令有4條，包括開、關中斷指令，中斷連接、分離指令。指令格式如表1所示。

1. 開、關中斷指令

開中斷（ENI）指令全局性允許所有中斷事件。關中斷（DISI）指令全局性禁止所有中斷事件，中斷事件的每次出現(xiàn)均被排隊等候，直至使用全局開中斷指令重新啟用中斷。

PLC轉換到RUN（運行）模式時，中斷開始時被禁用，可以通過執(zhí)行開中斷指令，允許所有中斷事件。執(zhí)行關中斷指令會禁止處理中斷，但是現(xiàn)用中斷事件將繼續(xù)排隊等候。

2. 中斷連接、分離指令

中斷連接指令（ATCH）指令將中斷事件（EVNT）與中斷程序號碼（INT）相連接，并啟用中斷事件。

分離中斷（DTCH）指令取消某中斷事件（EVNT）與所有中斷程序之間的連接，并禁用該中斷事件。

注意：一個中斷事件只能連接一個中斷程序，但多個中斷事件可以調(diào)用一個中斷程序。

表1 中斷指令格式

S7-200PLC的數(shù)據(jù)區(qū)

（一）數(shù)字量輸入和輸出映象區(qū)

1．輸入映象寄存器（數(shù)字量輸入映象區(qū)）（I）

數(shù)字量輸入映象區(qū)是S7-200CPU為輸入端信號狀態(tài)開辟的一個存儲區(qū)。輸入映像寄存器的標識符為I，在每個掃描周期的開始，CPU對輸入點進行采樣，并將采樣值存于輸入映像寄存器中。

輸入映像寄存器是PLC接收外部輸入的開關量信號的窗口。

可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從I0.0~I15.7，共有128點

（2）按“字節(jié)”方式：從IB0~IB15，共有16個字節(jié)

（3）按“字”方式：從IW0~IW14，共有8個字

（4）按“雙字”方式：從ID0~ID12，共有4個雙字

2．輸出映像寄存器（Q）

數(shù)字量輸出映象區(qū)是S7-200CPU為輸出端信號狀態(tài)開辟的一個存儲區(qū)。輸出映像寄存器的標識符為Q（從Q0.0~Q15.7，共有128點），在每個掃描周期的末尾，CPU將輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅動外部負載。

可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從Q0.0~I15.7，共有128點

（2）按“字節(jié)”方式：從QB0~QB15，共有16個字節(jié)

（3）按“字”方式：從QW0~QW14，共有8個字

（4）按“雙字”方式：從QD0~QD12，共有4個雙字

說明：實際沒有使用的輸入端和輸出端的映象區(qū)的存儲單元可以作中間繼電器用。

（二）模擬量輸入映象區(qū)和輸出映象區(qū)

1．模擬量輸入映象區(qū)（AI區(qū)）

模擬量輸入映象區(qū)是S7-200CPU為模擬量輸入端信號開辟的一個存儲區(qū)。S7-200將測得的模擬量（如溫度、壓力）轉換成1個字長（2個字節(jié)）的數(shù)字量，模擬量輸入映像寄存器用標識符（AI）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。

從AIW0~AIW30，共有16個字，總共允許有16路模擬量輸入。

說明：模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。

2．模擬量輸出映象區(qū)（AQ區(qū)）

模擬量輸出映象區(qū)是S7-200CPU為模擬量輸出端信號開辟的一個存儲區(qū)。S7-200將1個字長（2個字節(jié)，16位）的數(shù)字量按比例轉換為電流或電壓。模擬量輸出映像寄存器用標識符（AQ）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。

從AQW0~AQW30，共有16個字，總共允許有16路模擬量輸出。

（三）變量存儲器（V）（相當于內(nèi)輔繼電器）

PLC執(zhí)行程序過程中，會存在一些控制過程的中間結果，這些中間數(shù)據(jù)也需要用存儲器來保存。變量存儲器就是根據(jù)這個實際的要求設計的。變量存儲器是S7-200CPU為保存中間變量數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用V表示。

可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從V0.0~I5119.7，共有40960點。CPU221、CPU222變量存儲器只有2048個字節(jié)，其變量存儲區(qū)只能到V2047.7位。

（2）按“字節(jié)”方式：從VB0~VB5119，共有5120個字節(jié)

（3）按“字”方式：從VW0~VW5118，共有2560個字

（4）按“雙字”方式：從VD0~VD5116，共有1280個雙字

（四）位存儲器（M）區(qū)

PLC執(zhí)行程序過程中，可能會用到一些標志位，這些標志位也需要用存儲器來寄存。位存儲器就是根據(jù)這個要求設計的。位存儲器是S7-200CPU為保存標志位數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用M表示。該區(qū)雖然叫位存儲器，但是其中的數(shù)據(jù)不僅可以是位、還可以是字節(jié)、字或雙字。

（1）按“位”方式：從M0.0~M31.7，共有256點。

（2）按“字節(jié)”方式：從MB0~MB31，共有32個字節(jié)

（3）按“字”方式：從MW0~MW30，共有16個字

（4）按“雙字”方式：從MD0~MD28，共有8個雙字

（五）順序控制繼電器區(qū)（S）

PLC執(zhí)行程序過程中，可能會用到順序控制。順序控制繼電器就是根據(jù)順序控制的特點和要求設計的。順序控制繼電器區(qū)是S7-200CPU為順序控制繼電器的數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用S表示。在順序控制過程中，用于組織步進過程的控制。

可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從S0.0~S31.7，共有256點。

（2）按“字節(jié)”方式：從SB0~SB31，共有32個字節(jié)

（3）按“字”方式：從SW0~SW30，共有16個字

（4）按“雙字”方式：從SD0~SD28，共有8個雙字

（六）局部存儲器區(qū)（L）（相當于內(nèi)輔繼電器）

S7-200PLC有64個字節(jié)的局部存儲器，其中60個可以用作暫時存儲器或者給子程序傳遞參數(shù)。

局部存儲器和變量存儲器很相似，主要區(qū)別是變量存儲器是全局有效的，而局部存儲器是局部有效的。全局是指同一個存儲器可以被任何程序存?。ɡ?，主程序、子程序或中斷程序）。局部是指導存儲器區(qū)和特定的程序相關聯(lián)。

幾種程序之間不能互訪。

局部存儲器區(qū)是S7-200CPU為局部變量數(shù)據(jù)建立的一個存儲區(qū)，用L表示。該區(qū)域的數(shù)據(jù)可以用位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從L0.0~L63.7，共有512點。

（2）按“字節(jié)”方式：從LB0~LB63，共有64個字節(jié)

（3）按“字”方式：從LW0~LW62，共有32個字

（4）按“雙字”方式：從LD0~LD60，共有16個雙字

（七）定時器存儲器區(qū)（T）

PLC在工作中少不了需要計時，定時器就是實現(xiàn)PLC具有計時功能的計時設備。定時器的編號：

T0、T1、……、T255

S7-200有256個定時器。

（八）計數(shù)器存儲器區(qū)（C）

PLC在工作中有時不僅需要計時，還可能需要計數(shù)功能。計數(shù)器就是PLC具有計數(shù)功能的計數(shù)設備。

計數(shù)器的編號：

C0、C1、……、C255

（九）高速計數(shù)器區(qū)（HSC）

高速計數(shù)器用來累計比CPU掃描速率更快的事件。S7-200各個高速計數(shù)器不僅計數(shù)頻率高達30kHz。

S7-200各個高速計數(shù)器有32位帶符號整數(shù)計數(shù)器的當前值。若要存取高速計數(shù)器的值，則必須給出高速計數(shù)器的地址，即高速計數(shù)器的編號。

高速計數(shù)器的編號為：HSC0、HSC1、……、HSC5。

S7-200有6個高速計數(shù)器。其中CPU221和CPU222僅有4個高速計數(shù)器（HSC0、HSC3、HSC4、HSC5）

（十）累加器區(qū)（AC）

累加器是可以像存儲器那樣進行讀/寫的設備。例如，可以用累加器向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，以及用來存儲計算的中間數(shù)據(jù)。

S7-200CPU提供了4個32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。

可以按字節(jié)、字或雙字來存取累加器數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)。但是，以字節(jié)形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)時，只能讀/寫累加器32位數(shù)據(jù)中的低8位數(shù)據(jù)。如果是以字的形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)，只能讀/寫累加器32位數(shù)據(jù)中的低16位數(shù)據(jù)。只有采取雙字的形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)時，才能一次讀寫全部32位數(shù)據(jù)。

因為PLC的運算功能是離不開累加器的。因此不有像占用其他存儲器那樣占用累加器。

（十一）特殊存儲器區(qū)（SM）

特殊存儲器是S7-200PLC為CPU和用戶程序之間傳遞信息的媒介。它們可以反映CPU在運行中的各種狀態(tài)信息，用戶可以根據(jù)這些信息來判斷機器工作狀態(tài)，從而確定用戶程序該做什么，不該做什么。這些特殊信息也需要用存儲器來寄存。特殊存儲器就是根據(jù)這個要求設計的。

1．特殊存儲器區(qū)

它是S7-200PLC為保存自身工作狀態(tài)數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用SM表示。特殊存儲器區(qū)的數(shù)據(jù)有些是可讀可寫的，有一些是只讀的。特殊存儲器區(qū)的數(shù)據(jù)可以是位，也可是字節(jié)、字或雙字。

（1）按“位”方式：從SM0.0~SM179.7，共有1440點。

（2）按“字節(jié)”方式：從SM0~SM179，共有180個字節(jié)

（3）按“字”方式：從SMW0~SMW178，共有90個字

（4）按“雙字”方式：從SMD0~SMD176，共有45個雙字

說明：特殊存儲器區(qū)的頭30個字節(jié)為只讀區(qū)。

2．常用的特殊繼電器及其功能

特殊存儲器用于CPU與用戶之間交換信息，例如SM0.0一直為“1”狀態(tài)，SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個掃描周期為“1”狀態(tài)。SM0.4和SM0.5分別提供

SIMADYN D 產(chǎn)品特點

CPU 1512C-1 PN 是緊湊型 CPU，用于非連續(xù)生產(chǎn)技術中對處理速度和響應速度要求不高的應用。

CPU 1512C-1 PN 具有 5 點模擬量輸入；通過這些輸入，可以記錄壓力或溫度等模擬過程信號。其中 4 點個輸入可用于電流或電壓測量，1 點輸入可用于電阻測量。
CPU 上的集成模擬量輸出將 16 位數(shù)字值轉換為電流或電壓并輸出到過程。例如，它們適合控制比例閥。
借助于 32 點集成式數(shù)字量輸入，可在控制器上直接記錄來自設備的 24 V DC 信號。
32 點集成式數(shù)字量輸出可以切換 24 V DC 電壓，從而將內(nèi)部信號從控制器傳送到設備。
集成的計數(shù)器可記錄速度高達 100 kHz 的信號并直接在控制器中分析計數(shù)器狀態(tài)或當前速度，無需使用附加模塊。速度可以頻率或周期的形式輸出，或以用戶歸一化速度的形式輸出。
CPU 的運動控制功能可將計數(shù)器用作實際位置值，將模擬量輸出用作速度設定值輸出。另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅動器的能力。

CPU 1512C-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設計為雙端口交換機以便在系統(tǒng)中設立總線型拓撲。

CPU 1512C-1 PN 具有：

• 功能強大的處理器：
  該 CPU 的單條二進制命令的命令執(zhí)行時間可低至 60 ns。
• 大容量工作存儲器：
  250 KB 用于程序，1 MB 用于數(shù)據(jù)
• 集成輸入/輸出；
  32 點數(shù)字量輸入和 32 點數(shù)字量輸出以及 5 點模擬量輸入和 2 點模擬量輸出（用于電流/電壓信號），并具有一個用于測量 CPU 溫度的附加輸入。
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器：
  具有數(shù)據(jù)記錄和歸檔等附加功能
• 靈活的擴展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個模塊（CPU + 31 個模塊）
• 具有以下功能的屏幕畫面：
  • 顯示概覽信息，例如：集成接口的 IP 地址、站名稱、設備名稱、位置標識符等
  • 顯示診斷信息
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • 顯示顯示屏設置
  • 設置 IP 地址
  • 設置日期和時間
  • 選擇運行模式
  • 將 CPU 復位為出廠設置
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護級別。
• PROFINET IO IRT 接口：
  具有通過 PROFINET 連接分布式 I/O 的選件。