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S7-300F

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

S7-300F 滿(mǎn)足下列安全要求：

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

另外，標準模塊還可用在 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，在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存的工廠(chǎng)中使用。使用相同的標準工具對整個(gè)工廠(chǎng)進(jìn)行組態(tài)和編程。

設計

S7-300

一般步驟

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

一個(gè)系統包含下列組件：

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

根據要求，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) 和擴展裝置 (EU)。
  通過(guò)分布式中央控制器 (CC) 和 3 個(gè)擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個(gè)模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無(wú)需風(fēng)扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內使用時(shí)，可直接在汽車(chē)或室外建筑使用。不需要空氣調節的機柜和 IP65 外殼。

設計

簡(jiǎn)單的結構使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡(jiǎn)單地將模塊掛在安裝導軌上，轉動(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。按下閉鎖機構，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)的連接器錯插到其他的模塊上。
• 現場(chǎng)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(xiàn)端子或彈簧型接線(xiàn)端子連接的 1 線(xiàn) - 3 線(xiàn)連接系統提供預組裝接線(xiàn)另外還可直接在信號模塊上接線(xiàn)。
• 規定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護。因此，所有模塊應有明確的安裝深度。
• 無(wú)插槽規則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統可自行組態(tài)。

擴展

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 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴展：

• 中央控制器和3個(gè)擴展機架最多可連接32個(gè)模塊：
  總共可將 3 個(gè)擴展裝置（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)處理與擴展裝置的通信。
  • 通過(guò) IM 365 擴展：
    1 個(gè)擴展裝置最遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過(guò)擴展裝置提供。
  • 通過(guò) IM 360/361 擴展：
    3 個(gè)擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的最遠距離為 10m。
• 單獨安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長(cháng)達 10m。
• 靈活的安裝選項：
  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。
•  

汽車(chē)、電話(huà)、濾水器和助聽(tīng)器有何共同之處？乍看之下，似無(wú)共同之處，然而它們都是人們日常生活中所依賴(lài)之物。盡管我們對這些物品習以為常，然而其背后卻蘊藏著(zhù)復雜的科技。

磁懸浮飛船、無(wú)人駕駛汽車(chē)、通過(guò)手勢控制的全息顯示屏以及謀殺偵測預防方法——這些是大導演斯皮爾伯格在電影《少數派報告》中借助未來(lái)學(xué)家們展現的2054年的場(chǎng)景。2001年大家就在猜測，幾十年后，我們的生活真的會(huì )變成John Underkoffler等麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們所描述的那樣，抑或是Douglas Coupland在其小說(shuō)《Generation X》中所展現的那樣？想象未來(lái)*技術(shù)其實(shí)古已有之。比如，瑪雅人的寺廟墻壁之上就能見(jiàn)到類(lèi)似飛行器的裝飾物。那么，是什么促成了這些夢(mèng)想？是渴求進(jìn)步、力圖創(chuàng )新還是出于好奇心？是人們渴望生活變得越來(lái)越好，越來(lái)越簡(jiǎn)單？如今的挑戰要求我們提供新的解決方案——切實(shí)為人提供服務(wù)的技術(shù)。

醫療就是這樣的例子。供職于貝恩咨詢(xún)公司的Norbert Hültenschmidt博士表示，“所有的醫療系統都面臨著(zhù)相同的挑戰，這就是醫療服務(wù)需求的激增導致醫療服務(wù)成本的飆升——而醫療服務(wù)需求主要是由經(jīng)濟繁榮和人口老齡化推動(dòng)的。”譬如，糖尿病和癌癥已經(jīng)不再是工業(yè)化國家的“”。數字最有說(shuō)服力，當今世界每年有3600萬(wàn)人死于這兩種疾病。據世界衛生組織報道，其中80%的死亡病例來(lái)自發(fā)展中國家和新興國家。日趨嚴峻的老齡化趨勢也推高了醫療成本。國際阿爾茨海默病協(xié)會(huì )（ADI）報告說(shuō)，2010年失智癥相關(guān)成本約為6040億美元。就此我們可以做些什么？

一件事就是許多國家需要對其醫療衛生系統進(jìn)行改革。技術(shù)進(jìn)步可以降低醫療成本，改善治療效果，比如說(shuō)通過(guò)個(gè)性化醫療。2000年6月26日是一個(gè)具有歷史意義的日子，因為美國總統*以及Craig Venter和Francis Collins這兩位研究人員在這一天舉行新聞發(fā)布會(huì )，宣布人類(lèi)基因組工作草圖繪制完畢。迄今為止的一個(gè)主要科學(xué)目標就是打開(kāi)通向個(gè)性化醫療的大門(mén)。這樣的系統將結合應用人類(lèi)基因組知識和早期探測方法，來(lái)盡早發(fā)現疾病，以便能進(jìn)行有效的預防或治療。打造這樣的系統將提升患者康復和生存的幾率，同時(shí)降低醫療成本。

創(chuàng )新正在*改變人們生活的方方面面，從“刀鋒戰士”皮斯托留斯的高科技假肢，到超現代化的助聽(tīng)器，以及能測量運動(dòng)中脂肪燃燒情況的呼吸傳感器。

這正是西門(mén)子生物轉換技術(shù)項目研究人員力圖實(shí)現的目標。通過(guò)攜手海德堡大學(xué)的合作伙伴，西門(mén)子的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了用于分析心肌機能不全患者的基因的軟件。還有其他早期探測疾病的方法。西門(mén)子中央研究院（CT）的Maximilian Fleischer博士正在致力于研發(fā)一種設備，它使用傳感器，能從呼出氣體樣本中“嗅出”癌癥以及過(guò)敏和感染。

與此同時(shí)，其他研究人員正在開(kāi)發(fā)一種與手機差不多重的設備，它內置一款傳感器，能確定業(yè)余和專(zhuān)業(yè)運動(dòng)員在鍛煉時(shí)燃燒的脂肪量。

人類(lèi)壽命越來(lái)越長(cháng)是一個(gè)好消息，但這同時(shí)也意味著(zhù)生病的人會(huì )更多。然而，老齡化不一定只是負面消息，未來(lái)的老年人可以實(shí)現聯(lián)網(wǎng)、輕松移動(dòng)和獨立。為此，西門(mén)子正與其合作伙伴一起攜手開(kāi)展為期三個(gè)月的幫助老年人獨立生活的輔助系統的實(shí)際測試。該技術(shù)利用房間傳感器探測潛在的緊急情況，并自動(dòng)呼叫幫助，而腕表則會(huì )通知用戶(hù)燈是否亮著(zhù)，窗戶(hù)是否開(kāi)著(zhù)。

這些技術(shù)依然還在研究階段，但有些能使我們生活更輕松的技術(shù)已經(jīng)存在。其中包括天氣預報系統、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、交通運輸信息系統和新型家電。這份名單肯定會(huì )越來(lái)越長(cháng)。比如，西門(mén)子正攜手德國北萊茵－威斯特開(kāi)展實(shí)地測試，以找到利用智能化信息通信技術(shù)實(shí)現家庭供電自動(dòng)化的方式。這將成為降低消費者用電成本的改進(jìn)之一。

在德國波茨坦Hasso Plattner研究所從事全新生僻操作理念研究的Patrick Baudisch博士指出，智能手機可能很快就成為過(guò)去。“臺式計算機和移動(dòng)設備將會(huì )融合在一起，未來(lái)我們將只需要隨身攜帶具有手機外形和功能的計算機。”他這樣預測道。這只是Baudisch審視的未來(lái)諸多發(fā)展可能中的一個(gè)。另外一個(gè)涉及全新的操作界面，比如“觸摸地板”，可與SmartSenior系統中的房間傳感器一樣報告緊急情況。還有一個(gè)項目聚焦醫用植入體，比如無(wú)需任何醫生協(xié)助、可通過(guò)皮膚進(jìn)行操作的起搏器。

這些創(chuàng )新如果想獲得成功，就需要盡可能地做到用戶(hù)友好。因此，易于操作是西門(mén)子研究人員關(guān)注的重中之重。遵照這一原則，Werner Chmelar及其位于奧地利維也納的西門(mén)子交通集團下屬工廠(chǎng)的團隊為Inspiro地鐵系統開(kāi)發(fā)了全新的扶手。這些扶手就像樹(shù)枝一樣，使車(chē)內 “綠意盎然”。此外，這些扶手有不同的高度，適合不同身高的乘客使用。這種全新的地鐵列車(chē)還實(shí)現了無(wú)障礙設計。本身就是盲人的Klaus-Peter Wegge正在測試不同的組件，并提出改進(jìn)建議。來(lái)自西門(mén)子的可用性專(zhuān)家還在關(guān)注工作環(huán)境的用戶(hù)友好性。他們正在開(kāi)發(fā)一款應用程序，對列車(chē)操作人員之間隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)時(shí)通信提供培訓。這將會(huì )節省時(shí)間，并可加快操作速度。類(lèi)似的用于智能手機和平板電腦的應用程序將可能會(huì )在更多地方得到更廣泛地使用，比如醫院和工廠(chǎng)，助力提高工作流程效率。

西門(mén)子為印度的一個(gè)偏遠村莊安裝了濾水裝置和其他設備，以改善村民的健康狀況。

花小錢(qián)，辦大事。讓我們的生活更簡(jiǎn)單輕松的技術(shù)的確非比尋常，但是并非全球所有人都能受益于這些技術(shù)。譬如，印度有大約70%的人每天僅能依靠?jì)擅涝?。對于他們而言，生活必需品匱乏，比如清潔的飲用水、衛生系統和電力。這些必需品的缺失對生活條件造成了巨大影響，尤其是在農村地區。但是生活中還是充滿(mǎn)著(zhù)希望。

在孟買(mǎi)以北130公里的Amla村，西門(mén)子于2012年夏天為該村安裝了太陽(yáng)能電力設施和濾水器?，F在，村民們每天都可享用2萬(wàn)升清潔的飲用水，不用再長(cháng)途步行去打井水。盡管腹瀉不是常見(jiàn)疾病，但是在印度每天有大約1600人因此死亡。Amla的村民們現在有了電力和電燈，這有助于提升受教育水平，因為孩子們現在在夜間也能學(xué)習了。項目經(jīng)理Prashant Chandwadkar認為這個(gè)項目非常重要。“這些技術(shù)可以通過(guò)類(lèi)似方式為印度所有村莊帶來(lái)改變。”他這樣說(shuō)道。

這些例子清楚地表明，造福人的技術(shù)不一定非要像電影《少數派報告》中展現的那樣炫。小型、廉價(jià)的解決方案同樣可以大有作為。有時(shí)候，甚至一臺1.5米長(cháng)的濾水裝置就足以改變人們的生活，而這正是Amla村莊300位村民的發(fā)現。