P 功能。

通过 PROFINET IO 进行过程通信

SIMATIC S7-300 通过通信模块或配有集成式 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU，可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

从用户的角度来看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 处理与集中式 I/O 处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

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 
  （通过带有 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 具有一个通信模块 (CP 342-2)，适合连接 AS-Interface 总线的现场设备（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
• 机械手控制装置
• 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。

通过多点接口 (MPI) 实现数据通信

MPI（多点接口）是集成在 SIMATIC S7-300-CPU 中的一个通信接口。可用来简单地组网。

• 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，一个 CPU 可以访问另一个 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 总线）：
  CPU 的 MPI 直接与 S7-300 的 C 总线相连。这样，通过 MPI，可直接从编程器来寻址带有 C 总线接口的 FM/CP 模块。
• 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
• 灵活的配置选件：
  使用性能可靠的组件建立 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 节点之间最多可以串入 10 个中继器以连接更大距离。

通过 CP 进行数据通信

SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信模块可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。

可连接以下设备：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 编程设备
• PC
• SIMATIC HMI 人机界面系统
• 数控
• 机械手控制装置
• 工业 PC
• 驱动控制装置
• 其它厂商的设备

S7-300F

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

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。

• 高速指令处理：
  指令执行时间从 4 ns 起，开辟了中低端性能范围内的全新应用。
• 浮点运算：
  可以高效率地使用浮点运算甚至复数运算功能。
• 用户友好的参数分配：
  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。
• 操作员控制与监视 (HMI)：
  用户友好的 HMI 服务已集成在 S7-300 操作系统中。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 操作系统在期望的更新时间完成这些数据的自动传输工作。并且完全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、记录错误信息和特定的系统事件（例如，时间错误、模块故障等）。这些事件已加上时间标签并储存在循环缓冲器内以用于将来故障排除。
• 密码保护：
  使用密码保护功能高效、可靠地保护用户信息，以防受到非授权复制与更改。

SIMATIC S7-300 符合以下国内和国际标准：

• CE 认证
• UL 认证
• CSA 认证
• cULus 认证
• cULus HAZ.LOC. 认证
• FM 认证
• ATEX 认证
• 澳大利亚标志
• IEC 61131
• 船级社认证
  
  • ABS（美国船级社）
  • BV（法国船级社）
  • DNV（挪威船级社）
  • GL（德国劳氏船级社）
  • LRS（英国劳氏船级社）
  • Class NK（日本船级社）

详细信息，请参阅手册《SIMATIC S7-300 可编程控制器 S7-300 模块数据》中的一般技术数据 / 1.1 标准与认证”。

通信

SIMATIC S7-300-CPU 支持以下通信类型：

• 过程通信：
  通过总线（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）对 I/O 模块进行循环寻址（交换过程映像）。从循环执行层调用过程通讯。
• 数据通信：
  在自动化系统之间或 HMI 与多个自动化系统之间进行数据交换。数据通信可循环进行，或在发生特定事件时通过块从用户程序调用。

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。

数据通信

SIMATIC S7-300 支持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。通过 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 实现网络连接。

全局数据

通过使用“全局数据通信”服务，联网的 CPU 可以相互循环交换数据（最多 8 个 GD 数据包，每个循环各含 22 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。

通信功能

通过系统内集成的块，可以建立与 S7/C7 伙伴之间的通信服务。

这些服务包括：

• 通过 MPI 进行 S7 基本通讯。
• 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网进行的 S7 通信。
  可以使用 S7-300：
  • 用作服务器时，使用MPI、C总线和PROFIBUS
  • 作为服务器或客户端，通过集成的 PROFINET 接口通讯

通过可加载的块，可以建立与 S5 通信伙伴和西门子设备之间的通信服务。

这些服务包括：

• 通过PROFIBUS和工业以太网进行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，必须建立通信连接才能实现通信功能。

集成到 IT 环境中

通过 SIMATIC S7-300，可以简单地将现代 IT 环境与自动化工程环境相连。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。
• 电子邮件；
  发送直接从用户程序认证的电子邮件。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 进行通信； 
  大多数操作系统平台上都提供了开放协议
• 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 集成有一个 Web 服务器。因此，可以使用标准 Web 浏览器读出 S7-300 站的信息：

• CPU 常规信息
• 诊断缓冲区的内容
• 变量表
• 变量状态
• 模块状态
• 报警
• 有关工业以太网的信息
• PROFINET 节点拓扑

通过用户定义的页面，也可经由该 Web 服务器对 S7-300 CPU 执行写访问。

等时同步模式

使用系统功能“等时同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信号采集、
• PROFIBUS/PROFINET 信号传输和
• 程序执行

适合 PROFIBUS/PROFINET 恒定总线循环时间。

创建自动化解决方案，以恒定间隔时间（恒定总线周期时间）来捕捉并处理输入和输出信号。同时创建一致的部分过程图像。

通过分布式 I/O 的恒定总线周期和同步信号处理，S7-300 确保可精确重复和定义的过程响应时间。

提供了大量支持等时同步模式系统功能的组件，可用来处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域内的要求苛刻的任务。

在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-300 可开辟高速处理运算的重要应用领域，实现极高精度和可重复性。这意味着可在提供且恒定的质量的同时提高产量。

模块的诊断和过程监控

许多SIMATIC S7-300的输入/输出模块具有智能功能：

• 监控信号采集（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）是否工作于无故障状态。在诊断分析中，必须区分可参数化和不可参数化的诊断消息：

• 可设置参数的诊断消息：
  仅当通过适当参数设置启用之后，才会发送诊断消息。
• 不可设置参数的诊断消息：
  这些消息是自动发送的，即与参数设置无关。

如果某个诊断消息处于激活状态（例如，“无传感器输入”），则该模块会触发一个诊断中断（如果已为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数设置之后才会触发中断）。CPU 将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块 (OB 82)。

硬件中断

通过硬件中断可以监控过程信号，并且可以触发对信号变化的响应。

• 数字量输入模块：
  根据具体参数设置，该模块可在信号状态变化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上为每个通道组触发硬件中断。CPU 将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块 (OB 40)。信号模块可以每个通道缓冲一个中断。
• 模拟量输入模块：
  通过设置上限值和下限值，可以定义工作范围。模块将数字化测量值与这些限值进行比较。若测量值违反其中任何一个限值，就会触发硬件中断。CPU 将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块 (OB 40)。若限值高于/低于过量程/欠量程值，则不进行进行比较。
  

S7-300F

工作模式

S7-300F 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并且位于故障安全信号模块之内。

信号模块通过差异分析和测试信号注入来监控输出和输入信号。

通过定期自检、命令测试以及按时间顺序执行的逻辑程序执行检查，CPU 可检查控制器的运行是否正常。此外，通过状态监视 (sign-of-life) 请求，还可以检查 I/O 状况。

若在系统中诊断出故障，则将系统切换到安全状态。

编程

CPU 315F 与安全有关的程序采用 STEP 7 语言的梯形图（LAD）和功能图（FBD）编制。与运行有关的功能范围和数据类型均限于在此处设置。编译时使用特定的格式和参数，可以创建安全相关程序。在单个CPU中，标准程序可以同时与故障安全程序一起运行（共存），无任何限制。

该软件包的另一个组件是F库，配有TUV认可的安全相关功能的编程实例。这些编程实例可以更改，但更改必须再次认证。

S7 F分布式安全选项软件包

编制安全相关的程序段时，必须使用选项软件包“S7 F Distributed Safety”。该软件包含有创建 F 程序所需要的全部功能和块。运行S7 F Distributed Safety必须安装不低于V5.1SP3版的STEP 7。