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應(yīng)用

S7-300

SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統(tǒng)，可滿(mǎn)足中、低端的性能要求。

模塊化、無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)、易于實(shí)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(hù)友好的解決方案。

SIMATIC S7-300 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

• 特殊機(jī)械，
• 紡織機(jī)械，
• 包裝機(jī)械，
• 一般機(jī)械設(shè)備制造，
• 控制器制造，
• 機(jī)床制造，
• 安裝系統(tǒng)，
• 電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

多種性能等級(jí)的 CPU，具有用戶(hù)友好功能的全系列模塊，可允許用戶(hù)根據(jù)不同的應(yīng)用選取相應(yīng)模塊。任務(wù)擴(kuò)展時(shí)，可通過(guò)使用附加模塊隨時(shí)對(duì)控制器進(jìn)行升級(jí)。

SIMATIC S7-300 是一個(gè)通用的控制器：

• 具有高電磁兼容性和抗震性，可最大限度地用于工業(yè)領(lǐng)域。

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)可使用在對(duì)安全要求較高的設(shè)備中。其可對(duì)立即停車(chē)過(guò)程進(jìn)行控制，因此不會(huì)對(duì)人身、環(huán)境造成損害。

S7-300F 滿(mǎn)足下列安全要求：

• 要求等級(jí) AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級(jí) SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
• 類(lèi)別 1 - 4 符合 EN 954-1

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(gè)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(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。

設(shè)計(jì)

S7-300

一般步驟

S7-300自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。

一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對(duì)應(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口的 CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊 (SM)。
• 用于連接總線(xiàn)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計(jì)數(shù)、定位（開(kāi)環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負(fù)載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時(shí)連接中央控制器 (CC) 和擴(kuò)展裝置 (EU)。
  通過(guò)分布式中央控制器 (CC) 和 3 個(gè)擴(kuò)展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。所有模塊均在外殼中運(yùn)行，并且無(wú)需風(fēng)扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴(kuò)展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護(hù)等級(jí)為 IP20 機(jī)柜內(nèi)使用時(shí)，可直接在汽車(chē)或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機(jī)柜和 IP65 外殼。

設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護(hù)：

• 安裝模塊：
  只需簡(jiǎn)單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動(dòng)到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線(xiàn)：
  背板總線(xiàn)集成到模塊里。模塊通過(guò)總線(xiàn)連接器相連，總線(xiàn)連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機(jī)械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時(shí)，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機(jī)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(xiàn)的連接器錯(cuò)插到其他的模塊上。
• 現(xiàn)場(chǎng)證明可靠的連接：
  對(duì)于信號(hào)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(xiàn)端子或彈簧型接線(xiàn)端子連接的 1 線(xiàn) - 3 線(xiàn)連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線(xiàn)另外還可直接在信號(hào)模塊上接線(xiàn)。
• 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(hù)。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。
• 無(wú)插槽規(guī)則:
  信號(hào)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(kuò)展

若用戶(hù)的自動(dòng)化任務(wù)需要 8 個(gè)以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時(shí)，則可對(duì) S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴(kuò)展：

• 中央控制器和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架最多可連接32個(gè)模塊：
  總共可將 3 個(gè)擴(kuò)展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個(gè) CC/EU 可以連接八個(gè)模塊。
• 通過(guò)接口模板連接：
  每個(gè) CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動(dòng)處理與擴(kuò)展裝置的通信。
  • 通過(guò) IM 365 擴(kuò)展：
    1 個(gè)擴(kuò)展裝置最遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米；電源電壓也通過(guò)擴(kuò)展裝置提供。
  • 通過(guò) IM 360/361 擴(kuò)展：
    3 個(gè)擴(kuò)展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的最遠(yuǎn)距離為 10m。
• 單獨(dú)安裝：
  對(duì)于單獨(dú)的 CC/EU，也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長(zhǎng)達(dá) 10m。
• 靈活的安裝選項(xiàng)：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以最大限度滿(mǎn)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(xiàn)系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器
• 多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時(shí)連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動(dòng)化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-300 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線(xiàn)系統(tǒng)。通過(guò)帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶(hù)的角度來(lái)看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)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(guò)帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過(guò)帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7
  （通過(guò)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(xiàn)路上連接的主站不得超過(guò) 2 個(gè)。

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(guò) 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(chǎng)設(shè)備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線(xiàn)上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過(guò) PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過(guò) PROFINET IO 進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-300 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線(xiàn)系統(tǒng)。通過(guò)帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶(hù)的角度來(lái)看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)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：

• 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(jìn)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(chǎng)設(shè)備

通過(guò) AS-Interface 進(jìn)行過(guò)程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過(guò) AS-Interface 總線(xiàn)連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)通信處理器。

通過(guò) CP 或集成接口（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

通過(guò) 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(diǎn)到點(diǎn)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

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)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(cè)的供貨范圍之內(nèi)。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)：
  “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個(gè)數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪問(wèn)另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過(guò) MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)部通信總線(xiàn)(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線(xiàn)。因此，可以通過(guò) MPI 從編程器直接找到與 C 總線(xiàn)連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強(qiáng)大的通信技術(shù)：
  • 多達(dá) 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)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(gè) CPU 有多個(gè)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(xiàng)：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線(xiàn)電纜、總線(xiàn)連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化調(diào)整。例如，任意兩個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)之間最多可以開(kāi)啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

通過(guò) CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 通過(guò) 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(xiàn)系統(tǒng)。

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機(jī)
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機(jī)器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅(qū)動(dòng)控制器
• 其它廠商設(shè)備

S7-300F

S7-300F 能夠以?xún)煞N I/O 設(shè)計(jì)的方式運(yùn)行：

• ET 200M 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應(yīng)用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用

功能

S7-300

提供有大量功能，支持用戶(hù)的S7-300編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。

• 高速執(zhí)行指令：
  指令執(zhí)行時(shí)間最低可達(dá)0.01 µs，為中低端性能設(shè)備開(kāi)創(chuàng)了全新的應(yīng)用方案。
• 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算：
  可以高效率地使用浮點(diǎn)運(yùn)算甚至復(fù)數(shù)運(yùn)算功能。
• 用戶(hù)友好的參數(shù)賦值：
  僅需一個(gè)帶有統(tǒng)一操作界面的軟件工具，就可以完成所有模塊的參數(shù)化工作。這降低了入職門(mén)檻和培訓(xùn)費(fèi)用。
• 人機(jī)界面（HMI）：
  S7-300的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶(hù)友好的人機(jī)界面服務(wù)。這些功能不再需要成本高昂的編程工作：SIMATIC HMI系統(tǒng)向SIMATIC S7-300請(qǐng)求過(guò)程數(shù)據(jù)， S7-300在期望的更新時(shí)間完成這些數(shù)據(jù)的傳輸工作。SIMATIC S7-300的操作系統(tǒng)可以自主地完成傳輸過(guò)程。并且*使用相同的符號(hào)和數(shù)據(jù)庫(kù)。
• 診斷功能：
  CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)不斷地檢測(cè)系統(tǒng)的功能、記錄故障信息和特定的系統(tǒng)事件（例如，時(shí)間錯(cuò)誤、模塊故障等）。采用環(huán)境緩沖區(qū)記錄事件信息，并帶有時(shí)間截，以利于今后的故障排除。
• 口令保護(hù):
  使用密碼保護(hù)功能高效、可靠地保護(hù)用戶(hù)信息，以防受到非授權(quán)復(fù)制與更改。

SIMATIC S7-300符合的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有：

• DIN
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證
• FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C））
• ATEX 認(rèn)證
• 澳大利亞標(biāo)志
• 以下船級(jí)社資格認(rèn)證
  • 美國(guó)船級(jí)社
  • 法國(guó)船級(jí)社
  • 挪威船級(jí)社
  • 德國(guó)船級(jí)社
  • 英國(guó)勞氏船級(jí)社
  • 日本船級(jí)社（NK）
• 抗震

通訊

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類(lèi)型：

• 過(guò)程通訊：
  對(duì)于通過(guò)總線(xiàn)（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實(shí)現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過(guò)程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過(guò)程通訊。
• 數(shù)據(jù)通訊：
  用于自動(dòng)化系統(tǒng)間或多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)與HMI之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進(jìn)行，也可以基于事件驅(qū)動(dòng)通過(guò)塊由用戶(hù)程序發(fā)起。

STEP 7的操作界面極為友好，顯著地簡(jiǎn)化了用戶(hù)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(jī)制：

• 使用MPI，通過(guò)全局?jǐn)?shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅(qū)動(dòng)型通信。網(wǎng)絡(luò)連接通過(guò)MPI、PROFIBUS或PROFINET實(shí)現(xiàn)。

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(gè)字節(jié)）。據(jù)此，可以實(shí)現(xiàn)，例如，某個(gè)CPU訪問(wèn)另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)、位存儲(chǔ)單元和過(guò)程圖像等信息。只能通過(guò) MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。組態(tài)通過(guò)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：

• 通過(guò) MPI 進(jìn)行 S7 基本通訊。
• 通過(guò) MPI、C 總線(xiàn)、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。
  S7-300 可以用于：
  • 用作服務(wù)器時(shí)，使用MPI、C總線(xiàn)和PROFIBUS
  • 用作服務(wù)器或客戶(hù)端時(shí)，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門(mén)子設(shè)備之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通訊。
• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通訊（非西門(mén)子系統(tǒng)）。

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，對(duì)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(dòng)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(shí)現(xiàn)以下信息技術(shù)功能：

• IP 路由；
  借助IP訪問(wèn)列表，將IP V4報(bào)文以不低于Gigabit的速度轉(zhuǎn)發(fā)至受控PROFINET接口。
• WEB 服務(wù)器；
  使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器，可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁(yè)；通過(guò)FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)
• 標(biāo)準(zhǔn)診斷頁(yè)；
  無(wú)需額外工具，就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機(jī)架上的所有模塊的快速診斷工作。
• E-mail；
  直接從用戶(hù)程序中發(fā)送認(rèn)證電子郵件。電子郵件客戶(hù)端設(shè)計(jì)有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶(hù)。
• 通過(guò) FTP 進(jìn)行通訊；
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺(tái)都可以使用的開(kāi)放協(xié)議
• 設(shè)計(jì)有30 MB RAM文件系統(tǒng)，可以用作動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲(chǔ)器。

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：

• CPU 一般信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 標(biāo)簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報(bào)文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
• PROFINET 節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

等時(shí)模式

使用系統(tǒng)功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號(hào)采集、
• PROFIBUS 信號(hào)傳輸和
• 程序執(zhí)行

總線(xiàn)周期時(shí)間的程序運(yùn)行。

創(chuàng)建了自動(dòng)化解決方案，可以以固定間隔時(shí)間（常量總線(xiàn)周期時(shí)間）捕捉并處理輸入和輸出信號(hào)。同時(shí)創(chuàng)建了前后*的部分過(guò)程圖像。

借助常量總線(xiàn)周期時(shí)間和分布式I/O同步信號(hào)處理技術(shù)，S7-300確?？梢跃_地重現(xiàn)規(guī)定的過(guò)程響應(yīng)時(shí)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(yùn)動(dòng)控制、測(cè)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(dòng)化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開(kāi)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?cái)U(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。

模塊的診斷和過(guò)程監(jiān)視

SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 信號(hào)采用的監(jiān)控（診斷）。
• 監(jiān)控來(lái)自過(guò)程的信號(hào)（硬件中斷）。

診斷

診斷功能可以用來(lái)判斷模塊的信號(hào)采集（針對(duì)數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對(duì)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：

• 可參數(shù)賦值的診斷報(bào)文：
  僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會(huì)發(fā)出診斷消息。
• 不可參數(shù)賦值的診斷報(bào)文：
  這些消息的發(fā)出是一個(gè)常規(guī)事件，即該過(guò)程與參數(shù)化無(wú)關(guān)。

如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無(wú)傳感器輸入”），則模塊會(huì)發(fā)起一個(gè)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(guò)程之后才會(huì)產(chǎn)生中斷）。CPU會(huì)中斷用戶(hù)程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行，并接下來(lái)執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）。

清晰讀出

光學(xué)字符識(shí)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(kuò)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(diǎn)相同之處：這兩種人都有“解碼”的能力，可以辨別出哪怕是寫(xiě)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(kāi)發(fā)出的機(jī)器可以自動(dòng)識(shí)別出各式各樣的手寫(xiě)體。

幫助實(shí)現(xiàn)這一切的技術(shù)就是光學(xué)字符識(shí)別，或者OCR。西門(mén)子產(chǎn)品經(jīng)理Peter Schindler自豪地說(shuō)：“就地址識(shí)別而言，我們是全球市場(chǎng)*。”這里提到的這種能力不是識(shí)別印刷體的能力，因?yàn)槿魏我环N掃描儀都可以做到這一點(diǎn)，真正值得驕傲的是識(shí)別手寫(xiě)體的能力。Schindler預(yù)計(jì)，全球有將近一半的郵件分揀設(shè)備都在使用西門(mén)子的OCR技術(shù)。這些識(shí)別系統(tǒng)的全球市場(chǎng)銷(xiāo)售額現(xiàn)在大概是10億美元，西門(mén)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(mén)子的OCR開(kāi)發(fā)人員正在逐步提高該項(xiàng)技術(shù)的準(zhǔn)確度。Matthias Schulte-Austum是位于德國(guó)康斯坦茨的西門(mén)子交通集團(tuán)負(fù)責(zé)圖像預(yù)處理和目標(biāo)識(shí)別的團(tuán)隊(duì)的技術(shù)經(jīng)理，他說(shuō)：“我們新推出的產(chǎn)品系列ARTread，可以識(shí)別90%至95%的手寫(xiě)地址。”但是系統(tǒng)要做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止識(shí)別亂七八糟的手寫(xiě)地址。它還要自動(dòng)識(shí)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(xiě)下的注釋?zhuān)踔拎]票的金額。郵政自動(dòng)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(gè)地址查無(wú)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(dòng)化水平。Schulte-Austum解釋說(shuō)：“我們希望自動(dòng)提取和特定項(xiàng)目相關(guān)的所有信息，從而盡可能減少手工勞動(dòng)。”

不管是用于讀取食品保質(zhì)期，還是識(shí)別車(chē)牌號(hào)以支持道路通行費(fèi)定價(jià)（右上），或者在隧道中執(zhí)行限速政策，光學(xué)字符識(shí)別應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。

這類(lèi)系統(tǒng)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，尤其是在俄羅斯、印度、中國(guó)和阿拉伯國(guó)家。西門(mén)子康斯坦茨創(chuàng)新中心的專(zhuān)家Ingolf Rauh指出：“我們開(kāi)發(fā)出的算法可以閱讀每一種文字，不管是斯拉夫語(yǔ)文字、漢字還是阿拉伯文字。其實(shí)最近我們還在一場(chǎng)阿拉伯語(yǔ)手寫(xiě)體閱讀競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)。”這場(chǎng)競(jìng)賽的內(nèi)容包括準(zhǔn)確無(wú)誤地識(shí)別突尼斯眾多小鎮(zhèn)的名字。

光學(xué)字符識(shí)別的原理始終基于相同的法則，那就是用實(shí)踐證明較為有效的方法去訓(xùn)練系統(tǒng)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，讓它們比較不同來(lái)源的數(shù)以千計(jì)的手寫(xiě)數(shù)字和字母，并進(jìn)行準(zhǔn)確的歸類(lèi)。

Rauh解釋說(shuō)：“我們很快就認(rèn)識(shí)到，這種技術(shù)的潛在應(yīng)用領(lǐng)域很廣。正因?yàn)槿绱耍覀儧Q定探索OCR技術(shù)的各種應(yīng)用可能性，包括涉及全新市場(chǎng)的應(yīng)用。”

道路掃描。道路通行費(fèi)定價(jià)系統(tǒng)中的車(chē)輛牌照識(shí)別，正是這樣一個(gè)新市場(chǎng)。例如，西門(mén)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(shí)別出街上、高速路上疾馳而過(guò)的車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)，這種系統(tǒng)就在英國(guó)得到了應(yīng)用。在英國(guó)，像倫敦這樣的城市已經(jīng)實(shí)施了征收交通擁堵費(fèi)的措施。攝像頭自動(dòng)顯示經(jīng)過(guò)擁堵地段的車(chē)牌號(hào)，并與中央數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的數(shù)據(jù)比對(duì)核實(shí)，確保這些車(chē)輛的司機(jī)已經(jīng)在收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行登記。

還有一種應(yīng)用是使用攝像頭自動(dòng)記錄限速路段的車(chē)牌號(hào)。和雷達(dá)不同的是，這種攝像頭可測(cè)量車(chē)輛在一個(gè)較長(zhǎng)的路段的平均速度。這樣，系統(tǒng)就能夠判斷司機(jī)在隧道里是否車(chē)速過(guò)快。Stephan von der Nüll在西門(mén)子交通集團(tuán)負(fù)責(zé)研發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品，他說(shuō)：“利用我們的攝像技術(shù)，我們和英國(guó)的西門(mén)子ITS合作開(kāi)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(chē)速監(jiān)控的系統(tǒng)。”Safezone很快即將面世。

隧道安全。在德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部開(kāi)展的一個(gè)項(xiàng)目的框架內(nèi)，相關(guān)部門(mén)正在評(píng)估Safezone系統(tǒng)的擴(kuò)展應(yīng)用，其目標(biāo)是自動(dòng)識(shí)別卡車(chē)上的危險(xiǎn)品標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)是橙色的，包含兩個(gè)數(shù)字。*個(gè)數(shù)字標(biāo)識(shí)危險(xiǎn)品的類(lèi)別，第二個(gè)表示危險(xiǎn)品本身。

“如果能夠自動(dòng)識(shí)別這些標(biāo)識(shí)，那么隧道和橋梁的安全性將得以提高，”von der Nüll說(shuō)。舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)項(xiàng)目計(jì)劃，如果一輛運(yùn)載氫氣的卡車(chē)和一輛運(yùn)載氧氣的車(chē)輛離得太近的話(huà)，系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉隧道。載運(yùn)危險(xiǎn)品的卡車(chē)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(lái)，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的OCR技術(shù)有可能在各處得以應(yīng)用。它可以自動(dòng)識(shí)別食品的保質(zhì)期和藥品，就像識(shí)別汽車(chē)和電子行業(yè)中印在電路板上的生產(chǎn)批號(hào)和序列號(hào)一樣。弱視人群也可從中受益，因?yàn)镺CR系統(tǒng)能夠?yàn)樗麄冏x信、讀書(shū)，甚至讀出超市里的食品標(biāo)簽。