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西門子S7-300系列PLC 詳細(xì)介紹

概述

S7-300

• 模塊化微型 PLC 系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求
• 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)
• 簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，應(yīng)用十分靈活
• 操作方便，設(shè)計簡單，不含風(fēng)扇
• 任務(wù)增加時可順利擴(kuò)展
• 大量的集成功能，使它功能非常強(qiáng)勁

S7-300F

• 故障安全型自動化系統(tǒng)，可滿足工廠日益增加的安全需求
• 基于 S7-300
• 可連接配有安全型模塊的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進(jìn)行安全相關(guān)通信
• 標(biāo)準(zhǔn)模塊另外也可用于非安全相關(guān)應(yīng)用

可用性

SIMATIC S7-300 / ET 200M 系統(tǒng)家族是西門子已有產(chǎn)品線的組成部分，一般情況下，將會一直供應(yīng)到 2023 年。
根據(jù)產(chǎn)品淘汰聲明，這些產(chǎn)品將以備件形式另外供應(yīng) 10 年。

應(yīng)用

S7-300

SIMATIC S7-300 是適合中低端性能范圍的小型 PLC 系統(tǒng)。

模塊化、無風(fēng)扇設(shè)計、易于實現(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)

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

SIMATIC S7-300 可以通用：

• 具有很高電磁兼容性以及抗沖擊性和抗振性，因此擁有*的工業(yè)適用性。

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設(shè)備中。它可對立即停機(jī)不會給人員或環(huán)境帶來危險的過程進(jìn)行控制。

S7-300F 符合以下安全要求：

• 要求等級 AK 1 至 AK 6，根據(jù) DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級 SIL 1 至 SIL 3，根據(jù) IEC 61508
• Cat1 至 Cat4，根據(jù) EN 954-1

另外，標(biāo)準(zhǔn)模塊也可在 S7-300F 中與故障安全模塊一起使用。因此它可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(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?？梢允褂孟嗤臉?biāo)準(zhǔn)工具對整個工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。

設(shè)計

S7-300

概述

S7-300 自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進(jìn)行各種組合。

系統(tǒng)包含下列組件：

• A CPU:
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)具體要求，也可使用下列模塊：

• 負(fù)載電源 (PS) 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源電壓。
• 接口模塊 (IM) 用于連接多層配置中的中央控制器 (CC) 和擴(kuò)展單元 (EU)。
  SIMATIC S7-300 可通過跨 CC 和 3 個 EU 分布的多 32 個模塊來操作。所有模塊均在外殼中運(yùn)行，并且無需風(fēng)扇。
• 適合擴(kuò)展環(huán)境條件的 SIPLUS 模塊：
  適合溫度范圍 -25 至 +60 °C、較高濕度、冷凝和結(jié)霜負(fù)荷條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護(hù)等級為 IP20 機(jī)柜內(nèi)使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機(jī)柜和 IP65 外殼。

設(shè)計

S7-300 的簡單設(shè)計使其功能多樣，易于維護(hù)：

• 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。
• 集成背板總線：
  集成的背板總線；背板總線集成在模塊上。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(jī)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(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(hù)。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(kuò)展

如果用戶需要使用 8 個以上插槽來安裝其自動化任務(wù)中的信號模塊、功能模塊或通信處理器模塊，則可以將 S7-300（CPU 312 和 CPU 312C 除外）擴(kuò)展：

• 中央控制器和3個擴(kuò)展機(jī)架多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴(kuò)展裝置（EU）連接到中央控制器（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。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中并自動處理與擴(kuò)展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 進(jìn)行擴(kuò)展：
    1 個擴(kuò)展裝置遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米；電源電壓也通過擴(kuò)展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴(kuò)展：
    3 個擴(kuò)展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠(yuǎn)距離為 10m。
• 物理隔離安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：大 10 m
• 靈活的安裝選件：
  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訊模塊。
• 多點接口 (MPI)，集成到 CPU 中；
  用于同時連接編程器/PC、HMI 系統(tǒng)和其它 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)的低成本解決方案。

通過 PROFIBUS DP 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信模塊或配有集成式 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 
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400 
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7
  （通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通過 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 和 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(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信模塊或配有集成式 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(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300 
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200 
  （通過帶有 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)場設(shè)備

通過 AS-Interface 進(jìn)行過程通信

S7-300 具有一個通信模塊 (CP 342-2)，適合連接 AS-Interface 總線的現(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(jìn)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(jì)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(jī)
• 機(jī)械手控制裝置
• 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)。

通過多點接口 (MPI) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300-CPU 中的一個通信接口?？捎脕砗唵蔚亟M網(wǎng)。

• 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?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 S7-300 CPU 可與多達(dá) 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，一個 CPU 可以訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)部通信總線（C 總線）：
  CPU 的 MPI 直接與 S7-300 的 C 總線相連。這樣，通過 MPI，可直接從編程器來尋址帶有 C 總線接口的 FM/CP 模塊。
• 功能強(qiáng)大的通信技術(shù)：
  • 多達(dá) 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
• 靈活的配置選件：
  使用性能可靠的組件建立 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)計的化調(diào)整。例如，任意兩個 MPI 節(jié)點之間多可以串入 10 個中繼器以連接更大距離。

通過 CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信模塊可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

可連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設(shè)備
• PC
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控
• 機(jī)械手控制裝置
• 工業(yè) PC
• 驅(qū)動控制裝置
• 其它廠商的設(shè)備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計的方式運(yùn)行：

• ET 200M 中的 I/O 設(shè)計：
  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：
  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，支持用戶的S7-300編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。

• 高速指令處理：
  指令執(zhí)行時間從 4 ns 起，開辟了中低端性能范圍內(nèi)的全新應(yīng)用。
• 浮點運(yùn)算：
  可以率地使用浮點運(yùn)算甚至復(fù)數(shù)運(yùn)算功能。
• 用戶友好的參數(shù)分配：
  僅需一個帶有統(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。這降低了入職門檻和培訓(xùn)費用。
• 操作員控制與監(jiān)視 (HMI)：
  用戶友好的 HMI 服務(wù)已集成在 S7-300 操作系統(tǒng)中。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請求過程數(shù)據(jù)， S7-300 操作系統(tǒng)在期望的更新時間完成這些數(shù)據(jù)的自動傳輸工作。并且*使用相同的符號和數(shù)據(jù)庫。
• 診斷功能：
  CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)不斷地檢測系統(tǒng)的功能、記錄錯誤信息和特定的系統(tǒng)事件（例如，時間錯誤、模塊故障等）。這些事件已加上時間標(biāo)簽并儲存在循環(huán)緩沖器內(nèi)以用于將來故障排除。
• 密碼保護(hù)：
  使用密碼保護(hù)功能、可靠地保護(hù)用戶信息，以防受到非授權(quán)復(fù)制與更改。

SIMATIC S7-300 符合以下國內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)：

• CE 認(rèn)證
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證
• cULus 認(rèn)證
• cULus HAZ.LOC. 認(rèn)證
• FM 認(rèn)證
• ATEX 認(rèn)證
• 澳大利亞標(biāo)志
• IEC 61131
• 船級社認(rèn)證
  • ABS（美國船級社）
  • BV（法國船級社）
  • DNV（挪威船級社）
  • GL（德國勞氏船級社）
  • LRS（英國勞氏船級社）
  • Class NK（日本船級社）

詳細(xì)信息，請參閱手冊《SIMATIC S7-300 可編程控制器 S7-300 模塊數(shù)據(jù)》中的一般技術(shù)數(shù)據(jù) / 1.1 標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證”。

通信

SIMATIC S7-300-CPU 支持以下通信類型：

• 過程通信：
  通過總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對 I/O 模塊進(jìn)行循環(huán)尋址（交換過程映像）。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過程通訊。
• 數(shù)據(jù)通信：
  在自動化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個自動化系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信可循環(huán)進(jìn)行，或在發(fā)生特定事件時通過塊從用戶程序調(diào)用。

STEP 7的操作界面極為友好，顯著地簡化了用戶的通信功能組態(tài)工作。

數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 支持不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：

• 使用MPI，通過全局?jǐn)?shù)據(jù)通信，實現(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)動型通信。通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

全局?jǐn)?shù)據(jù)

通過使用“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（多 8 個 GD 數(shù)據(jù)包，每個循環(huán)各含 22 字節(jié)）。據(jù)此，可以實現(xiàn)，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。組態(tài)通過 STEP 7 的 GD 表完成。

通信功能

通過系統(tǒng)內(nèi)集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)包括：

• 通過 MPI 進(jìn)行 S7 基本通訊。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S7 通信。
  可以使用 S7-300：
  • 用作服務(wù)器時，使用MPI、C總線和PROFIBUS
  • 作為服務(wù)器或客戶端，通過集成的 PROFINET 接口通訊

通過可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)包括：

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

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實現(xiàn)通信功能。

集成到 IT 環(huán)境中

通過 SIMATIC S7-300，可以簡單地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動化工程環(huán)境相連。使用CP 343-1 Advanced，可以實現(xiàn)以下信息技術(shù)功能：

• IP路由；
  借助IP訪問列表，將IP V4報文以不低于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；通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)
• 標(biāo)準(zhǔn)診斷頁；
  無需額外工具，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。
• 電子郵件；
  發(fā)送直接從用戶程序認(rèn)證的電子郵件。電子郵件客戶端設(shè)計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。
• 通過 FTP 進(jìn)行通信； 
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺上都提供了開放協(xié)議
• 設(shè)計有30 MB RAM文件系統(tǒng)，可以用作動態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲器。

S7-300 PROFINET CPU 集成有一個 Web 服務(wù)器。因此，可以使用標(biāo)準(zhǔn) Web 瀏覽器讀出 S7-300 站的信息：

• CPU 常規(guī)信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 變量狀態(tài)
• 模塊狀態(tài)
• 報警
• 有關(guān)工業(yè)以太網(wǎng)的信息
• PROFINET 節(jié)點拓?fù)?/li>

通過用戶定義的頁面，也可經(jīng)由該 Web 服務(wù)器對 S7-300 CPU 執(zhí)行寫訪問。

等時同步模式

使用系統(tǒng)功能“等時同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS/PROFINET 信號傳輸和
• 程序執(zhí)行

適合 PROFIBUS/PROFINET 恒定總線循環(huán)時間。

創(chuàng)建自動化解決方案，以恒定間隔時間（恒定總線周期時間）來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建一致的部分過程圖像。

通過分布式 I/O 的恒定總線周期和同步信號處理，S7-300 確?？芍貜?fù)和定義的過程響應(yīng)時間。

提供了大量支持等時同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來處理運(yùn)動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。

在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-300 可開辟高速處理運(yùn)算的重要應(yīng)用領(lǐng)域，實現(xiàn)*精度和可重復(fù)性。這意味著可在提供且恒定的質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量。

模塊的診斷和過程監(jiān)控

許多SIMATIC S7-300的輸入/輸出模塊具有智能功能：

• 監(jiān)控信號采集（診斷）
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集（針對數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于*狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：

• 可設(shè)置參數(shù)的診斷消息：
  僅當(dāng)通過適當(dāng)參數(shù)設(shè)置啟用之后，才會發(fā)送診斷消息。
• 不可設(shè)置參數(shù)的診斷消息：
  這些消息是自動發(fā)送的，即與參數(shù)設(shè)置無關(guān)。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無傳感器輸入”），則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。

硬件中斷

通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且可以觸發(fā)對信號變化的響應(yīng)。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)具體參數(shù)設(shè)置，該模塊可在信號狀態(tài)變化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上為每個通道組觸發(fā)硬件中斷。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 40)。信號模塊可以每個通道緩沖一個中斷。
• 模擬量輸入模塊：
  通過設(shè)置上限值和下限值，可以定義工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些限值進(jìn)行比較。若測量值違反其中任何一個限值，就會觸發(fā)硬件中斷。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 40)。若限值高于/低于過量程/欠量程值，則不進(jìn)行進(jìn)行比較。

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號模塊之內(nèi)。

信號模塊通過差異分析和測試信號注入來監(jiān)控輸出和輸入信號。

通過定期自檢、命令測試以及按時間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查，CPU 可檢查控制器的運(yùn)行是否正常。此外，通過狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請求，還可以檢查 I/O 狀況。

若在系統(tǒng)中診斷出故障，則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。

編程

CPU 315F 與安全有關(guān)的程序采用 STEP 7 語言的梯形圖（LAD）和功能圖（FBD）編制。與運(yùn)行有關(guān)的功能范圍和數(shù)據(jù)類型均限于在此處設(shè)置。編譯時使用特定的格式和參數(shù)，可以創(chuàng)建安全相關(guān)程序。在單個CPU中，標(biāo)準(zhǔn)程序可以同時與故障安全程序一起運(yùn)行（共存），無任何限制。

該軟件包的另一個組件是F庫，配有TUV認(rèn)可的安全相關(guān)功能的編程實例。這些編程實例可以更改，但更改必須再次認(rèn)證。

S7 F分布式安全選項軟件包

編制安全相關(guān)的程序段時，必須使用選項軟件包“S7 F Distributed Safety”。該軟件包含有創(chuàng)建 F 程序所需要的全部功能和塊。運(yùn)行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。

技術(shù)規(guī)范