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S7-300 PLC的存储区可以划分为四个区域：装载存储器(Load Memory)、工作存储器(Work Memory)、 系统存储器（System Memory）和保持存储区（Non-Volatile memory），具体如图7－1

 

图7－1

1.        系统存储器：

系统存储器用于存放输入输出过程映像区（PII,PIQ）、位存储器(M)、定时器(T)和计数器(C))、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。

2.        工作存储器：

工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM 工作存储器集成在CPU中， RAM中的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了S7 417-4 CPU可以通过插入专用的存储卡来扩展工作存储器外，其他PLC的工作存储器都无法扩展。

3.    装载存储器： 
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装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储器卡、内部集成的RAM或内部集成的EPROM.

4.    保持存储器：

保持存储器是非易失性的RAM，通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下，保存一部分位存储器（M）、定时器(T)、计数器（C）和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要指定要保持的区域。（注意：由于S7-400 PLC没有非易失性RAM，即使组态了保持区域，再掉电时若没有后备电池，也将丢失所有数据。这是S7-300 PLC 与S7-400 PLC 的重要区别）                              

1)     当在step7 中执行下装（download）时，会把编程设备中的用户程序下装到CPU的装载存储区，同时会把运行时使用的程序和数据写入工作存储区(如OB1和数据块)。

2)     若CPU没有后备电池，当系统断电时，在工作存储器中定义了保持特性的数据块会把数据写入保持存储器中，上电后保持存储器会把断电时的数据写入到工作存储区， 保证了运行数据断电不丢失（过程如图7－1中与箭头所示）。

3)    若CPU没有后备电池，当系统断电时，系统存储区中定义n的保持位存储器(M)、定时器(T)和计数器(C))断电时也会写入保持存储器，恢复上电时断电时的数据重新写入，保证了运行数据断电不丢失（如图7－1中与箭头所示）。

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2. S7-300 CPU的分类

    按照CPU 的装载存储器来分类：新型S7-300 CPU、标准型S7-300 CPU、带内置EPROM 的S7300 CPU，具体描述如下：

2.1 新型S7-300 CPU

 新型S7-300 CPU是指使用MMC卡作为其装载存储器的CPU,此类CPU不用安装后备电池,免维护。由于新型S7300-CPU它不含内置的装载存储器，因此必须使用MMC卡。新型的S7-300 CPU包括紧凑型 (即CPU31xC系列)和由标准型更新的新型CPU。任何程序的下载方式都直接保存到卡中， 没有MMC卡，是无法把程序下载到CPU中的。

光伏设备中使用的熔断器有着特殊的要求。这些熔断器拥有较高的额定直流电压、关断特性（专门设计用于保护光伏模块）和断开特性（新定义的工作等级 gPV）。变化较大的负载电流和宽大的温度范围也继续发挥着关键的作用。这些要求仅在近几年才纳入一个国际标准。目前，该标准已经发布为 IEC 60269-6。所有的西门子光伏熔断器都符合这个新标准。

• 规格为 10 X38 的圆筒型熔断器用来保护列车。
• 规格为 1 至 3L 的 NH 熔断器用来保护组（PV 子阵列）或者用作逆变器之前的累积式熔断器。对于规格 1 的熔断器，可以使用 3NH 熔断器底座。对于规格 1L、2L 和 3L 的熔断器，我们已经开发了一种专用型 3NH7..-4 熔断器底座。该底座有一个旋转机构，可以提供全方位的接触保护功能。这使得更换熔断器不存在任何危险，且无需使用熔断器手柄。
• 圆筒型熔断器座可供货单极型和双极型，可以带或不带信号检测器。对于带有信号检测器的装置，在插入式模块中一个检查窗口的后面安装了一个带 LED 的小型电子元件。如果安装的熔断体断开，则将通过闪烁的 LED 对此加以指示。
• 该熔断器座的规格为 10 mm × 38 mm，有一个
• 滑动键锁，从而，可以从装配件上拆下各个单独的装置。馈电可以来自顶部或底部。由于圆柱形熔断器支座在顶部和底部配有相同的防滑接线端，因此装置可以采用导轨安装在顶部和底部。
• 该圆筒型熔断器座和 3NH7..-4 熔断器座符合标准 IEC 60269-2，根据开关设备标准 IEC 60947，可以视作熔断器隔离开关。任何情况下，它们都不适用于切换负载。
• 这些熔断器的合理选型和设计，必须考虑具体的工作条件；计算电压和电流时，必须考虑 PV 模块的技术数据。

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SIMOTION D 控制单元：D410‑2，D4x5‑2（4 个性能级别）

SIMOTION D 是 SIMOTION 的结构紧凑、基于 SINAMICS S120 变频调速柜系列的版本。

SIMOTION D 控制单元有以下几种型号：

• SIMOTION D410-2 是带多轴选项的单轴应用的紧凑型控制单元。此控制单元有 D410-2 DP 和 D410-2 DP/PN 等型号，可卡装到块型 SINAMICS S120 PM340 功率模块上。
• SIMOTION D4x5-2 是适用于 SINAMICS S120 书本型变频调速柜多轴应用的控制单元，有以下几种型号：
  • SIMOTION D425-2 DP 和 D425-2 DP/PN 控制单元（基本性能），用于zui多 16 个轴
  • SIMOTION D435-2 DP 和 D435-2 DP/PN 控制单元（标准性能），用于zui多 32 个轴
  • SIMOTION D445-2 DP/PN（高性能型）控制单元，用于zui多 64 个轴
  • SIMOTION D455-2 DP/PN 控制单元（超高性能），用于zui多 128 个轴，或者带有非常短的控制时钟周期的应用

这种可扩展性可确保对自动化方面不断变化的要求快速做出响应，而无需对系统做出改变。

设备理念

通过 SIMOTION D，PLC、运动控制功能以及 SINAMICS S120 驱动软件能在一个共享控制硬件上运行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131‑3 的 PLC，这意味着该系统不仅能够控制运动序列，而且还可控制整台机器。

根据所用的 SIMOTION D 平台，HMI 设备可在内置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上运行，以进行操作员控制与监视。远程维护、诊断和远程服务等功能也可通过这些接口来使用。

• 通过在变频器中集成 PLC、运动控制和技术功能，可实现高性价比
• 利用更新的SINAMICS S120 设计
• 紧凑的形状因素减少了控制柜尺寸
• zui佳适用于模块化或分布式机器解决方案
• 操作方便
• 具有丰富的通讯接口，可进行各种型式的组网：
  • D410-2 DP, D4x5-2 DP:内置工业以太网和 PROFIBUS DP 接口
  • D410-2 DP/PN（从 autumn 2012 开始可用）, D4x5-2 DP/PN：内置工业以太网、PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 接口
• 具有广泛的技术功能，功能强大
• 从驱动器的调试到开环控制和运动控制等工程应用都十分的简单
• CF 卡，更换容易，包含所有数据（程序，数据，驱动参数和许可证），因此，可轻松进行维护
• PLC 和运动控制器之间无需接口，具有优秀的动态性能

能在任何地方zui优化使用SIMOTION D

• 使用SINAMICS S120驱动系列
• 直接在传动（SINAMICS S120）中执行运动控制和PLC功能
• 要求结构紧凑、节省空间
• 运动控制和高速I/O需要高性能
• 处于苛刻环境的条件下，要求高电磁兼容性，高抗冲击性和高抗振动性
• 采用了具有高速同步操作功能的模块化机器概念

灵活的模块化机器解决方案

SIMOTION D zui适用于单轴和高性能多轴组合系统的模块化机器概念的实施：

• SIMOTION D410-2（块型）为从单机传动到小型多机传动（通常为 2 至 3 个轴）的紧凑型传动设计提供了zui具性价比的解决方案。
• SIMOTION D4x5-2（书本型）可用于多轴系统（zui多 128 个轴）的开环和闭环控制。

重要应用包括：

• 包装机
• 塑料和橡胶机械
• 压力机和拉线机
• 纺织机械
• 印刷机械
• 木材、玻璃、陶瓷和石材加工机械
• 转换
• 搬运设备

随着伺服变频器和矢量变频器使用的增加，需要 PLC、运动控制和技术功能的高度集成。

通过 SIMOTION D4x5-2，某些控制模块还可用作 SIPLUS 型号，适合在极为恶劣的环境条件下使用（例如，在有毒环境中）。

性能

硬件支持的浮点运算能够有效使用复杂运算功能。

快速指令执行在中等到高等性能中开辟了全新的应用可能性。

配置／参数确定／编程

SIMOTION SCOUT是一个有效且用户界面友好的工程工具。它是从配置和参数化，到编程，再到测试及诊断的所有工程步骤的集成系统。提示、使用对话框以及向导的图形操作提示，以及用于编程的，基于测试的图形语言，显著减少了熟悉及练习时间。

操作员控制和监视 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持与 HMI 设备进行用户友好的数据交换的通讯服务。

操作员控制与监视可使用 TP（触摸面板）、OP（操作员面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 设备来完成。

这些设备可通过 PROFIBUS、工业以太网或 PROFINET 接口与 SIMOTION D 相连，并可使用 WinCC flexible 进行组态。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一个 SIMOTION 通道，作为标准，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信软件，可于从其它基于 Windows 的人机界面（HMI）系统访问一个开放的、标准的 OPC 接口。

SIMOTION IT 维护和诊断功能

SIMOTION IT 为 SIMOTION D 提供了一个集成 Web 服务器，可在该服务器上存储用户专用 Web 页面等。

可对控制单元变量进行读写访问。通过 Java Script 或 Applet，也可在 Web 页面中执行有效的操作与显示功能，这些功能可在一个带有因特网浏览器的客户端 PC 上执行。

处理及数据通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持过程与数据通讯。

带 IRT 的 PROFINET IO，用于运动控制应用。除了循环时钟同步，zui短 250 µs 的周期时间以及安全相关的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制单元上）也支持介质冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程师站，用于用户友好的通讯组态和诊断。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切实有效的人员与机器保护。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 变频调速柜：（术语符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩断开（STO）
• 可靠制动控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度监控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通过以下方法来激活集成安全功能：

• 通过控制单元和电源单元上的端子 (D4x5-2:仅 STO、SBC、SS1）
• 通过 TM54F 终端模块上的端子
• 通过 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通过电子设备实现，因此与带外部实现监控功能的解决方案相比，具有较短的响应时间。

通过 PROFIsafe 激活集成安全功能

通过“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通讯，激活集成安全功能。使用一个通过 PROFINET 或 PROFIBUS 连接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可实现控制（F 逻辑）。

将集成安全功能从 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制单元传送至以下变频器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 变频调速柜
• SIMOTION CX32-2 扩展控制器上的变频调速柜
• 通过 PROFIBUS 连接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制单元上的变频调速柜
• 通过 PROFINET 连接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制单元上的变频调速柜（在此情况下，必须通过 PROFINET 来连接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓扑、轴数量结构以及相应组件的详细信息，请与当地的西门子销售办事处。

有关详细信息，请参见《 SIMOTION D 调试手册》以及 SINAMICS 文档。

使用SIMOTION D的自动化解决方案的典型设计

SIMOTION D元件和接口

• 显示各种状态/误差显示
• 内置数字量 I/O
• 选件插槽（接口，仅限于 D4x5-2），例如，用于通过 TB30 端子板的附加 I/O 进行扩展
• 用于连接的综合通信接口：
  • SINAMICS S120 变频调速柜
  • 分布式 I/O
  • HMI 系统
  • 编程器/PC
  • 运动控制器和自动化系统之间
  • 其它带数字整定值接口的 SINAMICS S110/S120 变频调速柜
• 用于数据备份的 CF 卡插槽

带 SIMOTION D410-2 的单轴结构

以下组件构成 SIMOTION D410-2 单轴系统：

• 一个 SIMOTION D410-2 控制单元，用于单驱动器的开环及闭环
• 一个SINAMICS S120 PM340电源模块，块形式（结合馈电模块和电源模块）
• 其他驱动元件，如
  • 电源电压
  • 滤波器
  • 扼流圈等。

SIMOTION D410-2 和 SINAMICS S120 PM340 功率模块之间可通过集成 PM-IF 接口或通过 DRIVE-CLiQ 接口（若使用的是 CUA31/CUA32 控制单元适配器）进行连接。

采用 SIMOTION D410-2 的单轴系统结构

为了创建带 SIMOTION D410-2 的多轴系统，通过 PROFIBUS 或 PROFINET 将附加的 SINAMICS S110/S120 控制单元连接至 SIMOTION D410-2。

SIMOTION D410-2 通过使用 SIMOTION 技术功能来集中进行运动控制。

采用 SIMOTION D4x5-2 的单轴系统结构

以下组件可用于构建 SIMOTION D4x5-2 多轴系统：

• 一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元，用于控制多轴系统的开环及闭环
• 一个SINAMICS S120线路模块（馈电模块）
• 一个或以上SINAMICS S120电机模块（电源模块）
• 其他驱动元件，如
  • 电源电压
  • 滤波器
  • 扼流圈等。

SIMOTION D 控制单元与 SINAMICS S120 变频调速柜模块之间通过 DRIVE-CLiQ 进行连接。

注意：
通过使用 CUA31/CUA32 控制单元适配器，SINAMICS S120 PM340 块型功率模块可运行在 SIMOTION D4x5-2上。

使用 I/O 进行扩展

SIMOTION D可扩展出下列I/O：

• 分布式 I/O 站，(例如，SIMATIC ET 200)
• 基于驱动的的控制柜I/O（如：TM15、TM31端子模块等）
• 书本型变频调速柜中的 I/O 模块（例如，TMC1080 PN 等）

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加电时加载。基本功能包括：

• SIMOTION 运行系统
  • 符合 IEC61131 的带集中语言的用户可编程序
  • 各种程序执行方式（循环、顺序、事件驱动）
  • PLC 和算术功能
  • 通讯和管理功能
  • 运动控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驱动个控制软件
  • SIMOTION D410-2：
    电流/转速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），适用于zui多 1 个伺服轴、1 个矢量轴或 1 个 V/f 轴
  • SIMOTION D4x5-2：
    zui多 6 个伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴的电流/转速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），馈电闭环控制（调节型电源模块）
• 测试及诊断工具

如果需要，此基本功能可通过可加载的技术软件包进行扩展。

位置控制的驱动器运动控制

• 集成变频调速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率单元可通过 DRIVE-CLiQ 接口进行连接；对于 SIMOTION D410-2，也可通过集成的 PM-IF 接口进行连接。
• 带数字设定值接口的驱动:
  SIMOTION D 通过带 PROFI 驱动装置的 PROFIBUS DP／PROFINET 输入输出，使位置控制动作可控制具有数字设定点接口。
• 带模拟量设定点接口的驱动，例如，用于改装或液压应用：
  使用 ADI 4（ 4 轴模拟驱动接口）或 IM 174（ 4 轴接口模块）模块，可连接带模拟量 ± 10V 整定值接口的变频调速柜。IM 174 同样可连接带脉冲方向接口连接的步进电机。
  所有模块均连接 PROFIBUS DP下述装置可连接一个 ADI 4 或 IM 174 模块：
  • 4个驱动装置
  • 4 编码器
  • 数字量输入和输出

SIMOTION 技术功能包

SIMOTION 的一个特性就是，它的基本功能可通过装载技术功能包来扩展，如：

• 带技术功能的运动控制：
  • POS--定位
  • GEAR--同步操作／电子驱动装置
  • CAM--凸轮
  • PATH – 路径插补（不适用于 D410-2）
• 温度控制器– TControl
• DPM – 直接产品运动
• MIIF – 多用途信息接口
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