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設(shè)計

簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動到位然后鎖緊螺釘。

• 集成的背板總線：
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。

• 模塊采用機械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。

• 現(xiàn)場證明可靠的連接：
  對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。

• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。

• 規(guī)定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。

• 無插槽規(guī)則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

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）進行擴展：

• *控制器和3個擴展機架多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到*控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。

• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在*控制器上它總是*在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。

• 通過 IM 365 擴展：
  1 個擴展裝置遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。

• 通過 IM 360/361 擴展：
  3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠距離為 10m。

• 單獨安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。

• 靈活的安裝選項：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。

• 用于點到點連接的通信處理器

• 多點接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進行過程通信

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：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC C7
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308

• SIMATIC 505

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：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備

• S7-300，通過 CP 342-5

• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP

• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636

• 現(xiàn)場設(shè)備

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 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• SIMATIC ET 200
  （使用配備 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：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）

• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）

• RS 422/RS 485

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)

• 打印機

• 機器人控制

• 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)。

使用多點接口 (MPI) 進行數(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)。

• MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。

• 全局數(shù)據(jù)：
  “全局數(shù)據(jù)通信"服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進行數(shù)據(jù)交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時有 16 個 CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數(shù)據(jù)通信。

• 內(nèi)部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。

• 功能強大的通信技術(shù)：

• 多達 32 個 MPI 節(jié)點。

• 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。

• 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。

• 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s

• 靈活的組態(tài)選項：
  可靠的組件用于建立 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)需求實現(xiàn)設(shè)計的優(yōu)化調(diào)整。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。

簡單靈活，模塊化設(shè)計

控制功能：

• 線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點設(shè)定v/f控制；

• 磁通電流控制（FCC），可以改善動態(tài)響應(yīng)特性；

• 新的IGBT技術(shù)，數(shù)字微處理器控制；

• 數(shù)字量輸入3個，模擬量輸入1個，模擬量輸出1個，繼電器輸出1個；

• 集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板；

• 具有7個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；

• "捕捉再起動"功能；

• 在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能；

• 靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；

• **電流限制（FCL），防止運行中不應(yīng)有的跳閘；

• 有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能；

• 采用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接。

保護功能：

• 過載能力為150％額定負載電流，持續(xù)時間60秒；

• 過電壓、欠電壓保護；

• 變頻器過溫保護；

• 接地故障保護，短路保護；

• I2t電動機過熱保護；

• 采用PTC通過數(shù)字端接入的電機過熱保護；

• 采用PIN編號實現(xiàn)參數(shù)連鎖；

• 閉鎖電機保護，防止失速保護。

按照Profibus的規(guī)范，當網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備*過32個，或者波特率對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊距離已經(jīng)*出規(guī)定范圍時，就應(yīng)該使用Profibus RS485中繼器來拓展網(wǎng)絡(luò)連接。中繼器設(shè)備使用起來比較簡單，這里僅就使用過程中容易出現(xiàn)問題的地方進行介紹。

1 RS485中繼器的介紹
**還是介紹一下RS485中繼器的面板：

圖1 RS485中繼器

其中：
1) RS485中繼器的電源端子。其中“M5.2"是信號線“A、B"的 “信號地"；
2) 網(wǎng)段1和網(wǎng)段2的電纜屏蔽層接地；
3) 網(wǎng)段1的信號線端子；
4) 網(wǎng)段1的終端電阻設(shè)置；
5) 網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，用于接通和斷開網(wǎng)段1、2；
6) 網(wǎng)段2的終端電阻設(shè)置；
7) 網(wǎng)段2的信號線端子；
8) 背板安裝彈簧片；
9) 用于PG/OP連接到網(wǎng)段1的接口；
10) LED 24V 電源指示燈；
11) 網(wǎng)段1的工作指示LED；
12) 網(wǎng)段2的工作指示LED；

注意：M5.2用于信號電壓測量時做為參考地，一般不接線。

西門子變頻器6SE6420-2UD15-**A1

2 RS485中繼器的功能

2.1 網(wǎng)段的劃分
RS485中繼器上下分為兩個網(wǎng)段，其中A1/B1 和 A1’ / B1 ‘ 是網(wǎng)段1的一個Profibus接口，A2/B2 和 A2’ / B2 ‘ 是網(wǎng)段2的一個Profibus接口，PG/OP 接口屬于網(wǎng)段1；信號再生是在網(wǎng)段1和網(wǎng)段2之間實現(xiàn)的，同一網(wǎng)段內(nèi)信號不能再生；兩個網(wǎng)段之間是物理隔離的，因而RS485中繼器除了擴展網(wǎng)段外，還有一個作用就是可以進行網(wǎng)絡(luò)隔離。

2.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲
A1/B1 和 A1’ / B1 ‘其實是一個Profibus接口的進口/出口的接線端子，就像Profibus接頭的進口/出口一樣，因而也涉及到終端電阻的設(shè)置問題，這也往往是在使用過程中容易出現(xiàn)錯誤的地方，這里做個詳細的說明：

1） 中繼器做為終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展

圖2 中繼器的網(wǎng)絡(luò)擴展連接

在這個網(wǎng)絡(luò)拓撲中，中繼器連接了網(wǎng)段1和網(wǎng)段2，由于中繼器內(nèi)部是隔離的，因而做為網(wǎng)段1來講，中繼器就是該網(wǎng)段的一個終端設(shè)備，因而在網(wǎng)段1中，應(yīng)該將Profibus網(wǎng)線接在A1/B1上，同時網(wǎng)段1的終端電阻設(shè)置為“On"；而網(wǎng)段2與網(wǎng)段1類似，也需要將電纜連接在A2/B2上，同時終端電阻設(shè)置為“On"。

由于在一個RS485物理網(wǎng)段中，只能夠連接32個物理設(shè)備，但RS485 中繼器本身也是一個特殊的DP從站設(shè)備，在網(wǎng)段1和網(wǎng)段2中，都分別占用一個物理位置（但不用分配站號），因而實際在這兩個網(wǎng)段中都只能再連接31個DP主站/從站設(shè)備。

這些都是物理連接上的限制，在STEP7組態(tài)中，網(wǎng)段1和網(wǎng)段2都屬于同一個邏輯網(wǎng)絡(luò)。整個網(wǎng)絡(luò)上從站的連接個數(shù)取決于DP主站的連接個數(shù)（包括RS485中繼器、OLM等設(shè)備）。

中繼器擴展的距離，假設(shè)1.5M bps的波特率時，通訊距離為200米，則網(wǎng)段1從遠站到中繼器網(wǎng)段1之間的距離為200米，而從中繼器的網(wǎng)段2到遠站還可以再擴展200米，這樣整個網(wǎng)絡(luò)的距離為400米。

2） 中繼器的一個網(wǎng)段做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展

圖3 中繼器的一個網(wǎng)段做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展

該網(wǎng)絡(luò)拓撲中，網(wǎng)段1仍然時正常的連接，但網(wǎng)段2不是網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備了，而是網(wǎng)絡(luò)中間的一個設(shè)備，此時終端電阻應(yīng)當設(shè)置在“Off"，而網(wǎng)段2上的兩個終端設(shè)備應(yīng)分別設(shè)置終端電阻。

在這種網(wǎng)絡(luò)拓撲中，網(wǎng)段1的連接方式和距離和上一種方式相同，但網(wǎng)段2的擴展距離是從網(wǎng)段2的左、右兩個終端站點之間的距離（1.5M bps時200米）。

3） 中繼器在的兩個網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展

圖4 中繼器在的兩個網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展

此時，網(wǎng)段1和網(wǎng)段2都按照上一種拓撲中網(wǎng)段2的方式進行連接和拓展。即終端電阻為“Off"，網(wǎng)段1的總長度為200米（1.5M bps），網(wǎng)段2的總長度也為200米（1.5M bps）。兩個網(wǎng)段之間是電氣隔離的。
當網(wǎng)絡(luò)中的終端站出現(xiàn)斷電情況時，終端電阻也因無法得到電源而丟失（其實是電阻值發(fā)生變化），這將導(dǎo)致信號中斷或者出現(xiàn)亂碼，從而影響到另外一個網(wǎng)段甚至整個網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量，因而建議可以將兩個網(wǎng)段斷開，這樣可以避免網(wǎng)段之間的相互干擾。

3 中繼器的隔離接地
由于網(wǎng)段之間是隔離的，因而如果 斷開PE端時，可以將兩個網(wǎng)段分別按照接地和不接地的兩個網(wǎng)段進行連接操作。

圖5 中繼器的接地和隔離

西門子公司不同類型的變頻器，用戶可以根據(jù)自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時因注意以下幾點注意事頊：

1、根據(jù)負載特性選擇變頻器，如負載為恒轉(zhuǎn)矩負載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器，如負載為風機、泵類負載應(yīng)選擇西門子430變頻器。