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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。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。

S7-300F 符合以下安全要求：

• 要求等级 AK 1 至 AK 6，根据 DIN V 19250/DIN V VDE 0801

• 安全要求等级 SIL 1 至 SIL 3，根据 IEC 61508

• Cat1 至 Cat4，根据 EN 954-1

另外，标准模块也可在 S7-300F 中与故障安全模块一起使用。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。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

设计

概述

S7-300 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。

系统包含下列组件：

• A 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）。

根据具体要求，也可使用下列模块：

• 负载电源 (PS) 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源电压。

• 接口模块 (IM) 用于连接多层配置中的中央控制器 (CC) 和扩展单元 (EU)。
  SIMATIC S7-300 可通过跨 CC 和 3 个 EU 分布的*多 32 个模块来操作。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。

• 适合扩展环境条件的 SIPLUS 模块：
  适合温度范围 -25 至 +60 °C、较高湿度、冷凝和结霜负荷条件。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。

1）DO模板的功能

数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。

（2）DO模板的类型

按负载回路使用的电源不同分为：

直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。

按输出开关器件的种类不同分为：

晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。

（3）DI模板的特点

晶体管输出模块只能带直流负载，属于直流输出模块；

晶闸管输出方式属于交流输出模块；

继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。

关于西门子输出模块输出问题分析

问题阐述:在现场使用的西门子输出模块为SM 322; DO 32 x DC24V/0.5A, (6ES7322-1BL00-0AA0),当强制输出模块上的任意一个点的时候,全部的输出模块的灯全亮了,当取消强制输出点时,模块的所有输出点就全灭了。

问题判断:首先我们判断可能是模块本身有问题,但是从临近的机架换一个好的输出模块,发现仍然有同样的问题,所以排除了模块本身的问题。然后我们查线的问题,发现,取消一个输出的线,输出点的LED灯灭一个,所以判断为接线问题。然后从新校线,接线。然后输出模块工作正常。问题解决。

问题分析:虽然问题解决了,但是我们分析为什么强制一点,所有的输出LED灯全亮。在正确的接线情况下,模块的接线应如下图1所示,24V电源的正直接进模块,然后从每个输出点接到负载再回到公共负端。

但是接线接错就是把公共端直接接到到一个输出点上,然后在模块的公共端上相当于接了两个负载,接线方式如下图2所示。

所以当上电强制一个输出点,相当于带了两个负载,目前我们假设两个负载的电抗是相同的,所以每个负载上分的电压是相同的,12V,他们的电压分布如下图所示,

所以在每个输出点上都有12V的电压,因为相当于在两个相同负载中间测的电压都是总电压的一半,在此为12V,所以由这12V电压驱动输出点的LED指示灯亮。有人会问了,那在正常接线情况下输出点没有电压吗?由上图1可以看出来的,当正常接线情况下如果输出点没有输出,那么输出点的电压和M点的电压是相同的,为0V。所以没有电压。至此解释完毕。

S7-300 的简单设计使其功能多样，易于维护：

• 安装模块：
  只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。

• 集成背板总线：
  集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。

• 模块采用机械编码，更换极为容易：
  更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。

• 现场证明可靠的连接：
  对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。

• TOP 连接：
  为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。

• 规定的安装深度：
  所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。

• 无插槽规则：
  信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。

扩展

如果用户需要使用 8 个以上插槽来安装其自动化任务中的信号模块、功能模块或通信处理器模块，则可以将 S7-300（CPU 312 和 CPU 312C 除外）扩展：

• 中央控制器和3个扩展机架*多可连接32个模块：
  总共可将 3 个扩展装置（EU）连接到中央控制器（CC）。每个 CC/EU 可以连接八个模块。

• 通过接口模板连接：
  每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中并自动处理与扩展装置的通信。

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