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

模塊化、無(wú)風(fēng)扇設計、易于實(shí)現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應用中各種不同任務(wù)的經(jīng)濟、用戶(hù)友好的解決方案。

SIMATIC S7-300 的應用領(lǐng)域包括：

• 特殊機械，
• 紡織機械，
• 包裝機械，
• 一般機械設備制造，
• 控制器制造，
• 機床制造，
• 安裝系統，
• 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(hù)友好功能的全系列模塊，可允許用戶(hù)根據不同的應用選取相應模塊。任務(wù)擴展時(shí)，可通過(guò)使用附加模塊隨時(shí)對控制器進(jìn)行升級。

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。

軟件能救命

西門(mén)子中央研究院研制的軟件可以利用建筑數據自動(dòng)計算出逃生路線(xiàn)，并給出變更建筑結構的建議。這款軟件不僅對于建筑物乃至整個(gè)園區的規劃設計具有不可估量的作用，而且能夠自動(dòng)支持優(yōu)化疏散。

2015年新年前夜，迪拜一家酒店突發(fā)大火，舉世震驚。熊熊烈焰肆虐了這家高達63層的酒店。盡管有16人因吸入濃煙而受傷，但酒店的大部分客人均安然無(wú)恙。雖然酒店里的每個(gè)人都成功獲救，但這場(chǎng)大火敲響了警鐘，它說(shuō)明，哪怕在這樣的豪華酒店，一旦發(fā)生火災，火勢蔓延之迅猛，讓人措手不及。更糟的是，并非所有火災都能有僥幸逃生的結局。許多時(shí)候，被大火吞沒(méi)的建筑物會(huì )奪去鮮活的生命。

2015年新年前夜：臨近午夜前幾個(gè)小時(shí)，迪拜一家酒店突發(fā)大火。調查認為，這場(chǎng)火災是短路引起的。

支持多種數據格式的自動(dòng)化軟件

如果建筑業(yè)客戶(hù)能夠在早期階段利用模擬來(lái)確定建筑物在緊急狀況下進(jìn)行疏散的速度，就可以降低此類(lèi)災情的嚴重性。建筑項目開(kāi)工之前必須查明的危險區域包括，可能發(fā)生擁堵的瓶頸點(diǎn)和可能造成人員摔倒的陡峭樓梯。為了實(shí)現這一點(diǎn)，來(lái)自西門(mén)子核心研發(fā)部門(mén)——西門(mén)子中央研究院的專(zhuān)家已研制出“人群控制”疏散軟件，以便用戶(hù)早在建筑物竣工之前，模擬出建筑物的疏散場(chǎng)景。這款軟件已在一個(gè)歐盟研究項目中得到進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和測試，現在，西門(mén)子中央研究院的專(zhuān)家正在與建筑師和消防專(zhuān)家密切合作，將這款軟件用于新建筑物的規劃設計。西門(mén)子中央研究院的軟件專(zhuān)家Hermann Mayer表示：“盡管我們的軟件一直很可靠，但用戶(hù)基本上必須手動(dòng)輸入建筑物信息并分析結果。正因如此，現在我們已將‘人群控制’軟件實(shí)現一定程度的自動(dòng)化，用戶(hù)只要按下按鈕即可開(kāi)始進(jìn)行模擬。”

模擬過(guò)程的三個(gè)階段均已實(shí)現自動(dòng)化：首先，記錄建筑物的數據；其次，實(shí)際計算過(guò)程；第三，數據輸出。數據記錄過(guò)程極為復雜，因為如今的建筑物數據采用多種不同格式，如建筑圖紙、計算機生成的CAD圖，以及最近出現的數字3D建筑模型。盡管施工圖必須遵守有關(guān)標準，但仍可能出現偏差。譬如，隔熱墻可能是一條粗線(xiàn)或細線(xiàn)，也有可能是陰影線(xiàn)或虛線(xiàn)。西門(mén)子中央研究院的“人群控制”軟件開(kāi)發(fā)負責人Wolfram Klein說(shuō)：“我們開(kāi)發(fā)的軟件能夠解讀這些不同格式的數據，并單獨將之轉化為統一的數字建筑模型。”

優(yōu)化疏散？除用于防范措施之外，“人群控制”軟件亦可用于樓宇自控和智能響應系統，以便實(shí)時(shí)優(yōu)化控制疏散。

助建筑師一臂之力的軟件

在第二階段計算過(guò)程中，“人群控制”軟件展現了其簡(jiǎn)化工作的優(yōu)勢。過(guò)去，軟件要針對各個(gè)設置單獨進(jìn)行模擬計算。比如，如果要讓“人群控制”軟件分析500個(gè)人從建筑物的5個(gè)層樓中疏散的情況，那么，它將使用建筑設計圖來(lái)計算出疏散所需時(shí)間。如果疏散用時(shí)太長(cháng)，用戶(hù)必須通過(guò)手動(dòng)優(yōu)化特定建筑參數來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，如門(mén)的寬度。然而現在，自動(dòng)化的“人群控制”軟件可以利用建筑物的數字藍圖來(lái)單獨計算出適用于不同數量人群的可選解決方案。不僅如此，現在軟件還可以單獨改變不同參數，如門(mén)的寬度，以?xún)?yōu)化逃生路線(xiàn)。它還能模擬樓梯或建筑物的某部分阻塞時(shí)，會(huì )出現什么情況，如在迪拜火災中那樣。“人群控制”軟件將計算出能夠繞過(guò)該等障礙物的可選逃生路線(xiàn)。在第三階段輸出過(guò)程中，“人群控制”軟件將建議方案，給出能讓盡可能多的人盡快從建筑物中疏散的建筑布局建議。

結合使用數字建筑規劃設計圖時(shí)，“人群控制”軟件的優(yōu)勢尤為突出。建筑業(yè)將這一趨勢稱(chēng)為建筑信息模型（BIM）。在規劃設計階段使用BIM創(chuàng )建的建筑物3D模型包含了建筑物的全部要素。如果改變其中某個(gè)要素，軟件將立即顯示出與其他要素發(fā)生沖突之處。例如，它將顯示移動(dòng)一面墻是否會(huì )影響已設計好的管道或電纜布線(xiàn)位置。“人群控制”軟件是對BIM的有益補充，因為它利用現有建筑數據，為BIM模型提出關(guān)于疏散的改進(jìn)建議。

借助所謂的樓宇“數字化雙胞胎”，西門(mén)子展示如何優(yōu)化利用建筑模型——不僅在施工過(guò)程中，而且貫穿建筑物的整個(gè)生命周期。

實(shí)時(shí)疏散支持

未來(lái)，“人群控制”軟件將不僅協(xié)助進(jìn)行建筑物的規劃設計，而且也可在疏散期間提供實(shí)時(shí)支持。這是因為，它可以根據輸入的樓宇傳感器數據，在轉瞬之間計算出逃生路線(xiàn)。西門(mén)子樓宇科技集團的創(chuàng )新項目和負責人Christian Frey指出：“‘人群控制’軟件可以使用煙感探測系統提供的數據來(lái)提出疏散建議，并建議安全逃生路線(xiàn)。”有了“人群控制”軟件的支持，樓宇管理系統可以發(fā)布廣播通知或在智能手機APP上顯示疏散路線(xiàn)，引導人們逃出建筑物，還可以利用傳感器來(lái)識別是否有人被困在建筑物內，或者確定被困人員地點(diǎn)。

然而，“人群控制”軟件的適用范圍不只是建筑物，也包括其周邊區域。Mayer說(shuō)：“我們可以擴展模擬，納入與大學(xué)校園規模相當的整個(gè)建筑物綜合體。這樣一來(lái)，我們可以探索結構化的措施如何優(yōu)化周邊區域的疏散。”“人群控制”軟件甚至可以為和救護車(chē)停泊位置提出建議，以免阻塞人流疏散。

西門(mén)子中央研究院的Wolfram Klein和Hermann Mayer還考慮到了重大災害。二人均參與了歐盟出資的ELASSTIC項目，他們與高校及科研院所合作開(kāi)發(fā)解決方案，幫助保護建筑物及其住戶(hù)，抵御諸如地震和洪水等災害。項目的一些合作組織致力于優(yōu)化建筑物穩定性，而Klein和Mayer則側重于優(yōu)化緊急疏散方案。舉例來(lái)講，他們已使用“人群控制”軟件來(lái)模擬洪災導致地下車(chē)庫被淹的場(chǎng)景。這種情況提出了嶄新的問(wèn)題，比如，哪里是安全集合點(diǎn)，或者救助人員和救援工作者如何抵達受災建筑物進(jìn)行施救。所有這些信息均可輸入“人群控制”軟件。Wolfram Klein說(shuō)：“如此以來(lái)，現在我們擁有的全面的疏散模擬工具。”