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西门子6SL3120-1TE31-3AA3
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发布时间： 2023-04-13 15:53
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详细信息

西门子6SL3120-1TE31-3AA3

SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-300 的应用领域包括：

  • 特殊机械，

  • 纺织机械，

  • 包装机械，

  • 一般机械设备制造，

  • 控制器制造，

  • 机床制造，

  • 安装系统，

  • 电气与电子工业及相关产业。

多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：

  • 具有高电磁兼容性和抗震性，可*大限度地用于工业领域。

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制，因此不会对人身、环境造成损害。

S7-300F 满足下列安全要求：

  • 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801

  • 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508

  • 类别 1 - 4 符合 EN 954-1

另外，标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

Design

S7-300

一般步骤

S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。

一个系统包含下列组件：

  • CPU：
    不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。

  • 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。

  • 用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。

  • 用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。

根据要求，也可使用下列模块：

  • 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。

  • 接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
    通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。

  • SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件：
    适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。

 

可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：

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

  • SIMATIC ET 200
    （使用配备 PROFINET 接口的 CPU）

  • SIMATIC S7-400
    （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可将下列设备作为 IO 设备进行连接：

  • ET 200 分布式 I/O 设备

  • ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU

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

  • 现场设备

通过 AS-Interface 进行过程通信

S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备（AS-Interface 从站）。

更多信息，请参见通信处理器。

通过 CP 或集成接口（点对点）进行数据通信

通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议：

  • 20 mA (TTY)（仅 CP 340/CP 341）

  • RS 232C/V.24（仅 CP 340/CP 341）

  • RS 422/RS 485

可以连接以下设备：

  • SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统

  • 打印机

  • 机器人控制

  • 扫描器，条码阅读器，等

特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。

使用多点接口 (MPI) 进行数据通信

MPI（多点接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。

  • MPI 可以同时连接多个配有 STEP 7 的编程器/PC、HMI 系统（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。

  • 全局数据：
    “全局数据通信”服务可以在联网的 CPU 间周期性地进行数据交换。 一个 S7-300 CPU 可与多达 4 个数据包交换数据，每个数据包含有 22 字节数据，可同时有 16 个 CPU 参与数据交换（使用 STEP 7 V4.x）。 
    例如，可以允许一个 CPU 访问另一个 CPU 的输入/输出。只可通过 MPI 接口进行全局数据通信。

  • 内部通信总线(C-bus)：
    CPU 的 MPI 直接连接到 S7-300 的 C 总线。因此，可以通过 MPI 从编程器直接找到与 C 总线连接的 FM/CP 模块的地址。

  • 功能强大的通信技术：

    • 多达 32 个 MPI 节点。

    • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每个 CPU 有多个通信接口。

    • 使用编程器/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每个 CPU 有多个通信接口。

    • 数据传输速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s

  • 灵活的组态选项：
    可靠的组件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器。使用这些组件，可以根据需求实现设计的化调整。例如，任意两个MPI节点之间*多可以开启10个中继器，以桥接更大的距离。

通过 CP 进行数据通信

SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。

可以连接以下设备：

  • SIMATIC S7-300

  • SIMATIC S7-400

  • SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H

  • 编程器

  • PC 机

  • SIMATIC HMI 人机界面系统

  • 数控装置

  • 工业PC

  • 驱动控制器

  • 其它厂商设备

    S7-300F 能够以两种 I/O 设计的方式运行：

    • ET 200M 中的 I/O 设计：
      故障安全数字量/模拟量输入和输出模块用于集中式或分布式应用（Cat.4/SIL3 只能与隔离模块一起使用）

    • ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 设计：
      故障安全数字量输入和输出模块可用于分布式应用

    (1)取反传送指令的助记符、指令代码、操作数及程序步见表6—12所列。

    三菱PLC取反传送指令
    (2)指令梯形图如图6一18(a)所示。

    三菱PLC取反传送指令
    (3)指令说明：
    ①该指令是将源操作数D0按位取反后传送到目标操作数中，如图6一18(b)所示。     
        例6—3有8个霓虹灯，接在Yo—Y7上，要求这8个霓虹灯每隔ls问隔交替闪烁。程序如图6—19所示。

    三菱PLC取反传送指令

    S7-300

    提供有大量功能，支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。

    • 高速执行指令：
      指令执行时间较低可达0.01 μs，为中低端性能设备开创了全新的应用方案。

    • 浮点数运算：
      可以高效率地使用浮点运算甚至复数运算功能。

    • 用户友好的参数赋值：
      仅需一个带有统一操作界面的软件工具，就可以完成所有模块的参数化工作。这降低了入职门槛和培训费用。

    • 人机界面（HMI）：
      S7-300的操作系统已经集成了用户友好的人机界面服务。这些功能不再需要成本高昂的编程工作：SIMATIC HMI系统向SIMATIC S7-300请求过程数据， S7-300在期望的更新时间完成这些数据的传输工作。SIMATIC S7-300的操作系统可以自主地完成传输过程。并且*使用相同的符号和数据库。

    • 诊断功能：
      CPU 的智能诊断系统持续不断地检测系统的功能、记录故障信息和特定的系统事件（例如，时间错误、模块故障等）。采用环境缓冲区记录事件信息，并带有时间截，以利于今后的故障排除。

    • 口令保护:
      使用密码保护功能高效、可靠地保护用户信息，以防受到非*复制与更改。

    SIMATIC S7-300符合的国家标准和****有：

    • DIN

    • UL 认证

    • CSA 认证

    • FM class 1 div. 2；组别：A、B、C 和 D （温度组别：T4（≤135°C））

    • ATEX 认证

    • 澳大利亚标志

    • 以下船级社资格认证

      • 美国船级社

      • 法国船级社

      • 挪威船级社

      • 德国船级社

      • 英国劳氏船级社

      • 日本船级社（NK）

    • 抗震

    通讯

    SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信类型：

    • 过程通讯：
      对于通过总线（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）实现循环寻址的I/O模块（互换过程图像）。从循环执行层调用过程通讯。

    • 数据通讯：
      用于自动化系统间或多个自动化系统与HMI之间的数据交换。数据通信循环地进行，也可以基于事件驱动通过块由用户程序发起。

    STEP 7的操作界面极为友好，显著地简化了用户的通信功能组态工作。

    数据通讯

    SIMATIC S7-300拥有不同的数据通信机制：

    • 使用MPI，通过全局数据通信，实现联网CPU之间的数据包循环交换。

    • 借助通信功能，与其它伙伴完成事件驱动型通信。网络连接通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现。

    全局数据

    借助“全局数据通信”服务，联网CPU彼此之间可以循环地交换数据（*多可达8 GD 数据包，每周期22个字节）。据此，可以实现，例如，某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。只能通过 MPI 进行全局数据交换。组态通过STEP 7的GD表完成。

    通讯功能

    使用系统已经集成的块，可以建立S7/C7伙伴之间的通信服务。

    这些服务是：

    • 通过 MPI 进行 S7 基本通讯。

    • 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
      S7-300 可以用于：

      • 用作服务器时，使用MPI、C总线和PROFIBUS

      • 用作服务器或客户端时，使用集成式PROFINET接口

    使用reloadable块，可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信服务。

    • 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。

    • 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（非西门子系统）。

    与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接。

    集成到 IT 领域中

    借助自动化工程组态，使用S7-300，可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用CP 343-1 Advanced，可以实现以下信息技术功能：

    • IP 路由；
      借助IP访问列表，将IP V4报文以不低于Gigabit的速度转发至受控PROFINET接口。

    • WEB 服务器；
      使用标准浏览器，可以浏览大至30 MB可自由定义的HTML网页；通过FTP处理自己的文件系统中的数据

    • 标准诊断页；
      无需额外工具，就可以在工厂内完成插装在安装机架上的所有模块的快速诊断工作。

    • E-mail；
      直接从用户程序中发送认证电子邮件。电子邮件客户端设计有通知功能，可以在控制程序中直接通知用户。

    • 通过 FTP 进行通讯；
      大多数操作系统平台都可以使用的开放协议

    • 设计有30 MB RAM文件系统，可以用作动态数据的中间存储器。

    S7-300 PROFINET CPU集成有Web服务器。因此，标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息：

    • CPU 一般信息

    • 诊断缓冲区的内容

    • 变量表

    • 标签状态

    • 模块的状态

    • 报文

    • 工业以太网的相关信息

    • PROFINET 节点的拓扑结构

    等时模式

    使用系统功能“同步模式”，可以同步耦合

    • 分布式信号采集、

    • PROFIBUS 信号传输和

    • 程序执行

    总线周期时间的程序运行。

    创建了自动化解决方案，可以以固定间隔时间（常量总线周期时间）捕捉并处理输入和输出信号。同时创建了前后*的部分过程图像。

    借助常量总线周期时间和分布式I/O同步信号处理技术，S7-300确保可以**地重现规定的过程响应时间。

    为同步模式系统功能提供了极为丰富的支持组件，可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。

    在分布式自动化解决方案中，目前的SIMATIC S7-300开始涉足重要的高速加工处理应用领域，并确保可以获得*高的精度和可重现性。这意味着可以以稳定的**产品不断地扩大生产数量。

    模块的诊断和过程监视

    SIMATIC S7-300的大量输入/输出模块都具有智能功能：

    • 信号采用的监控（诊断）。

    • 监控来自过程的信号（硬件中断）。

    诊断

    诊断功能可以用来判断模块的信号采集（针对数字量模块）或者模拟量处理（针对模拟模块）是否工作于*状态。在诊断分析中，必须区分可参数化和非参数化诊断消息：

    • 可参数赋值的诊断报文：
      仅由合适的设定参数启用之后才会发出诊断消息。

    • 不可参数赋值的诊断报文：
      这些消息的发出是一个常规事件，即该过程与参数化无关。

    如果某个诊断消息处于激活状态（例如“无传感器输入”），则模块会发起一个诊断中断（若已经为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数化过程之后才会产生中断）。CPU会中断用户程序或较低优先级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 82）。

    数字量输入/输出模块


    诊断报文

    可能的故障原因

    无传感器输入

    • 传感器输入过载

    • 传感器输入至M之间存在短路

    无外部辅助电压

    • 模块无 L+ 电压

    无内部辅助电压

  • 内部模块保险丝故障

    • 保险丝烧断

    • 内部模块保险丝故障

    模块中的参数不正确

    • 传输到模块的参数不正确

    时间监控功能已经编址（看门狗）

    • 高电磁干扰

    • 模块故障

    EPROM 故障

    RAM 故障

    硬件中断丢失

    • 硬件中断到来的速度超过了CPU的处理能力

     

    模拟量输入模块

    无外部负载电压

    • 模块无 L+ 负载电压

    组态/参数化错误

    共模错误

    • 输入（M-）之间的UCM 电压差和测量回路（MANA）的参考电压过高

    断路

    • 传感器回路的电阻过高

    • 模块和传感器之间的连接线出现断路

    • 通道未切换（开）

    低于测量范围的下限

    • 输入值低于正常范围，可能因故障所至

      • 量程为 4 至 20 mA，1 至 5 伏：
        传感器极性接反；
        量程选择错误

      • 其它量程：
        量程选择错误

    高于测量范围的上限