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機械社區
標題:
s7-300系列(在整個體系上介紹)
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作者:
hobbylinux
時間:
2008-12-1 22:31
標題:
s7-300系列(在整個體系上介紹)
S7-300是模塊化小型PLC系統，能滿足中等性能要求的應用。
SIMATIC S7-300 可編程序控制器是模塊化結構設計。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合以用于擴展。
系統組成:
中央處理單元 (CPU)
8 Q: Y0 _2 v9 s8 {
各種 CPU 有各種不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有輸入/輸出點，有的 CPU 上集成有 PROFIBUS-DP 通訊接口等。
信號模塊 (SM)
& g; w8 D1 W7 {" G
用于數字量和模擬量輸入/輸出
通訊處理器 (CP)
, l `8 I. ?4 ^* a* O
用于連接網絡和點對點連接
功能模塊 (FM)
$ t: G# C0 V* M9 U1 _+ g) u8 }
用于高速計數，定位操作 (開環或閉環定位) 和閉環控制。
負載電源模塊 (PS)
1 H8 ^# \# k, z, w& P& S- `
用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 伏交流電源，或 24/48/60/110 伏直流電源。
接口模塊 (IM)
$ _1 j9 a: U' G. d8 w/ \
用于多機架配置時連接主機架 (CR) 和擴展機架 (ER)。S7-300 通過分布式的主機架 (CR) 和 3 個擴展機架 (ER)，可以操作多達 32 個模塊。運行時無需風扇。
SIMATIC S7-300 適用于通用領域：
高電磁兼容性和強抗振動，沖擊性，使其具有最高的工業環境適應性。
! w0 @2 R: K9 u; s& w) z1 H8 I
S7-300 有兩種類型：
標準型
- l6 L1 H4 c' v: f+ y' u
溫度范圍從 0℃到 60℃
環境條件擴展型
+ o* ^. Q( C, v: G* E. Y
溫度范圍從 -25℃ 到 +60℃ 更強的耐受振動和污染特性。
功能
SIMATIC S7-300 的大量功能支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護
高速的指令處理
5 l" q9 W, {) |' o2 }. [
0.6~0.1μs的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內開辟了全新的應用領域。
浮點數運算
' j# \" r/ o/ l( J" t( W" i
用此功能可以有效地實現更為復雜的算術運算
方便用戶的參數賦值
* ?7 c9 k+ C! ~. n$ y
一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行參數賦值，這樣就節省了入門和培訓的費用。
人機界面 (HMI)
9 a! p: I. S0 w$ j& j, F% {7 U! G
方便的人機界面服務已經集成在 S7-300 操作系統內。因此人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面 (hmi) 從 S7-300 中取得數據，S7-300 按用戶指定的刷新速度傳送這些數據。S7-300 操作系統自動地處理數據的傳送。
診斷功能
' n8 E1 J( U2 J
CPU 的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件 (例如 ：超時，模塊更換，等等)。
口令保護
7 c4 ?: I2 u6 I/ o
多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改。
操作方式選擇開關
+ D( u2 }' E" t& l
操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程序。
通訊
這是一個經濟而有效的解決方案；方便用戶的STEP7的用戶界面提供了通訊組態功能，這使得組態非常容易、簡單。
SIMATIC S7-300 具有多種不同的通訊接口：
多種通訊處理器用來連接 AS-I 接口、和工業以太網總線系統
串行通訊處理器用來連接點到點的通訊系統
多點接口 (MPI) 集成在 CPU 中，用于同時連接編程器、PC 機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7 等自動化控制系統。
8 s7 |! `% d8 L- x- y; k
CPU支持下列通訊類型：
過程通訊
8 j* ^% I7 L5 R' q+ _; W+ U
通過總線 (AS-I 或 PROFIBUS ) 對 I/O 模塊周期尋址 (過程映象交換)
數據通訊
6 i2 F0 d' N5 g) d
在自動控制系統之間或人機界面 (HMI) 和幾個自動控制系統之間，數據通訊會周期地進行或被用戶程序或功能塊調用。
結構
DIN 標準導軌安裝
9 l1 x; C8 \, n3 P/ o* z
只需簡單地將模塊鉤在 DIN 標準的安裝導軌上，轉動到位，然后用螺栓鎖緊。
集成的背板總線
2 ~* J; c' y2 S1 t9 Z* r
背板總線集成在模塊上，模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機殼的背后。
更換模塊簡單并且不會弄錯
9 r) u9 ^; {+ u4 ~& O- P' J: D
更換模塊時，只需松開安裝螺釘。很簡單地拔下已經接線的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模塊上。
可靠的接線端子
- @, n `! Q# y+ x: [
對于信號模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子
TOP 連接
* B/ \9 @! z. x3 l9 ?/ ~( R* V
采用一個帶螺釘或夾緊連接的 1 至 3 線系統進行預接線。或者直接在信號模塊上進行接線。
確定的安裝深度
: O1 y( N5 U, \. G( S% k
所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內，并有端蓋保護，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。
沒有槽位的限制
1 d6 o. e' A2 S1 z3 g0 @/ |! F
信號模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個槽上，系統自行組態。
CPU性能簡介
性能適合你的要求
$ p. w+ N+ F, \- f8 \0 n/ N
SIMATIC S7－300能使你選擇最適合的CPU以滿足特殊應用。這可以是有"純粹"過程控制能力的CPU，集成過程控制功能的CPU或帶有一個集成的PROFIBUS－DP接口的CPU。所有這些CPU都有一個編程用的接口。多點接口的其他優點是，它很容易建立一個小型網絡。不需要附加任何硬件或軟件，不需編程。
智能與速度相結合
4 p q t& X4 a1 E! V3 u
我們靈巧的"運動員"總是跑在最前面。大多數這類CPU能在不到0.6~0.1ms時間內處理1024條二進制語句。由于純粹的二進制命令是不多見的，因此我們提供混合操作時的處理速度：用65％二進制語句和35％字操作，這位銳利的小CPU依舊能在0.8ms內處理1K語句。
體積小巧，功能強大
) @& d8 ~9 x! Q' a8 I% h# b0 y$ i
全面的成功：用最大存儲量為512KB的主存儲器，我們的CPU能最多處理82K語句，并提供最大8192個標記，512個定時器和512個計數器。較小的 CPU可擴充到128DI/DO或32AI/AO;較大的 CPU可擴充到1024DI/DO或128AI/AO。現代技術水平，無電壓RAM存儲器長時間的保持動態數據，如標記、計數器和數據字，最大容量達4K。其最大優點是不再需要額外的后備電池。這在事實上消除了S7－300無維護運行的最后障礙。
PID控制任何事情都保持在極限之內
# {4 w; j# ?( Z" b( O
不管你的應用包括壓力、溫度的控制或流量控制，集成的PID控制器可作為是參數化連續作用控制器，或作為階躍作用控制器 。
集成的 PROFIBUS－DP接口：包括通信
$ N4 V" A; G. p* _3 m. Q, s8 y
S7－300CPU的最強大功能也可用一個集成的PROFIBUS－DP接口達到，并可作為主設備或從設備設置。最多可將125個PROFIBUS－DP站連接到主設備。數據傳輸率為12M位/S。這種CPU肯定加速通信過程。分布式 I/O 以與中央 I/O 完全相同的方式(即用STEP 7〕進行配置和編程。換言之：你不必擔心通信線路！如果你在尋找實現現場分布式智能的、靈巧的方式，作為從設備連接到 PROFIBUS－DP的SIMATIC S7－300 單元是最理想的解決方案。
' i3 h! h. c! K/ j, j! u% t
----
順便指出：也可將SIMATIC編程設備和操作員面板連接到集成的 PROFIBUS－DP接口。
存儲卡－－程序存儲器的安全資產
( N) S1 P& Y* N6 I- ?- s7 u" u% @
如果確實需要安全保護數據，可將用戶程序存儲在存儲卡內，用這種方式，可保證斷電時不會丟失數據或程序，存儲卡以FLASH EPROM提供最大512KB存儲器。它們是直接在CPU內編程，因此不需要MC編程器。存儲卡在CPU上的中央數據管理方面也起到重要作用，這是因為，連接I/O模塊的所有參數化數據都安全的存儲在卡上。當更換模塊時，不需要一個新的編程設備，甚至不必重新分配參數。作為一種實際的替代辦法，在斷電時，可用后備電池在內部自動地將所有程序和數據保存在CPU上。
系統數據安全：用戶程序保護
* E% @& `$ X- }+ J* d9 N6 k
無疑，因為安全和保密原因。我們不給任何無關的人操作CPU的機會。為此目的，所有CPU都裝有安全系統，它可靠的保護整個數據庫，防治偶然操作和越權存取。數據安全的整個對象完全處于控制之下。這一方面是用一個鑰匙開關，另一方面通過口令保護整個程序或各個程序塊。
作者:
hobbylinux
時間:
2008-12-1 22:34
模塊
4 Q1 M7 C4 N8 f6 |# ?1 l, Z
2 m H' n. `/ M. A
3 `% _. c$ _# b" y
擴展模塊
3 e+ U0 Z: D/ ?: w/ j
---- 小巧、快速、功能強大，用途廣泛－－這些是S7－300的主要特點。模塊的封裝密度使它顯得如此小巧；它的速度和功能來自你早已遇到的CPU。而它的多方面用途主要歸功于多種多樣的信號、功能、和通信模塊。這些模塊使 S7－300 PLC成為用途廣泛的控制設備。以下是信號模塊的概況：
- \$ i3 V, I3 x0 v, I, L6 s9 [# {
信號模塊－－它們的格言是"有信號就進行處理"。
0 c% o5 d( r+ n5 K! u
---- 模擬或數字 ，輸入或輸出： S7－300處理出現的信號。所有信號模塊是隔離的：
8 l; e- e' y: U( I
多種數字的I/O
2 j6 N5 {; u) W
2線BERO接近開關用的數字輸入
7 H! a" f9 j0 k: r! h( g
快速響應、有過程中斷的數字輸入
: D5 a0 B$ @; L6 v$ t% F" Y* F" {
快速故障識別、有診斷功能的數字和模擬I/O
# h% l t5 C5 a, o1 E7 x. C
各種電流的數字輸出
5 {' v9 W4 W* C5 s" M0 v/ ^% ~
無限開關循環的數字電子輸出
I {% O; I& l _ T; X
各種模塊電壓的數字繼電器輸出
9 [) G0 i' k% E) d
所有電流和電壓范圍的模擬輸入
, p5 o4 [/ y, i% a3 \2 Z8 D+ _
集成有對熱電偶和熱電阻進行線性補償的模擬量輸入
. w5 [, @/ Y \4 P3 d+ {
用于精確值表示，有高分辨率和低誤差的模擬輸入
) l! e, X" ? @$ q( P5 J
用于復雜的PID控制任務，有快速轉換時間的模擬輸入
' }* }* Y, ?9 A1 ~( r+ o
Ex(i)區域的信號模塊
! x. P( \( O/ Z7 c+ F$ H
0至10伏和0至20mA輸入和輸出的組合模塊
1 U5 p1 I8 g+ a) r; {
用仿真進行測試
+ q4 W8 N/ W) J. Y8 u6 ^- U+ p( M
---- 如需要在開始工作之前盡早測試用戶程序（或在項目已在運行時作檢查），只需裝上仿真模塊來代替DI/DO模塊。然后，可用開關來仿真傳感器信號，并在LED上顯示輸出信號狀態。
& E) T2 \0 n! U6 T1 H, L9 \5 v: ?9 U/ E
---- 有各種各樣的模塊用于小型PLC，而最令人感興趣的是，你不必考慮任何槽位規則的限制！
# D: g- @6 d" F- h+ A2 @
空位模塊：用于備用槽
+ [$ n" d4 L1 F: B. `# Q
---- 空位模塊有一個重要作用：它保留尚未參數化的信號模塊用的槽。當用信號模塊替代它時，機械設計依舊不變（如整個配置的地址分配）。
! k) W4 t+ ?# K3 D i, {, R
( K. @" V2 z9 T d
9 @% ~! V7 A! r3 s- k
功能模塊
/ O* D6 g7 o5 l: e: d
---- 功能模塊毫無疑問的使S7－300用途更為廣泛－－并提高性能，尤其是用于機械工程更是如此。所有功能模塊都有在STEP7中的統一參數分配，而且操作簡便，不必編程。應用在線幫助使起動十分容易。
5 Q! D* Q" A; G4 G$ \2 I
高速計數
/ c d; p% }( A0 b, t
---- 不管是頻率測量、轉速測量、長度測量，還是位置檢測：FM 350 模塊提供吸引人的解決方案；頻率最高為500KHZ。
X# y" K( |7 H: `$ J
控制
. g- m. W" n5 ^5 k
---- 循環時間20ms 和400ms之間，連續控制和步進控制的專家：FM 355模塊，還適宜于復雜的應用。
F5 G; u# S, K3 P( `) O
凸輪控制
0 \- f* Q: c# u. T4 F+ c* l! L
---- 在某些場合，例如需要在運行時間內處理工件，電子式FM352凸輪控制模塊是機械解決方案的一種經濟的替代方案，它能在32個凸輪軌跡中形成128個凸輪。
* j7 p& i7 f4 ]8 i) _4 d
定位
5 i, y( O7 L$ `' M
---- 與定位和進給軸一起，經常要用到快速往復/蠕動進給定位程序。用FM351雙通道模塊控制軸的高度動態調節；該模塊可用于控制變級電動機和控制標準電動機的變頻器。帶步進電機的定位機械軸一般不需要位置測量系統。這里建議，對有高的時鐘脈沖速率的高度動態機械軸采用FM353步進電機模塊。
# _( I$ i( _7 I! O( a/ `: p- H
---- 對于不僅要求高動態性能，還要求高精度軸定位的應用，最佳的解決方案是使用伺服電機。FM354功能模塊也控制對動態性能，精度和速度都有高要求的復雜的往復進給運動。FM 357非常適宜于最多4個插補軸的協同定位－－既能用于伺服電機也能用于步進電機。所有定位模塊的一個附加優點是，它們可以與控制程序無關的定位各軸。其結果是：有可能進行自主測試，全面降低復雜性－－從而在啟動過程中提高了效率。
0 _' T" H) q) @' b; W- K
. W4 i, @: q% `% B0 Z7 J
0 }9 t* p# ^+ U/ \% q
; R3 P" ]: @% o8 m. H) G
新模塊
1 F' W0 M' R1 e3 `: K
SIMATIC S7-300產品系列又推出了幾種新的模塊，這些模塊擴大了用戶的選擇范圍，為更多的應用帶來了便利和可能。新推出的模塊有以下幾種：
1 n) l& @5 K6 A3 w. H" j( |
---- ▲ PS305電源模塊，24-110V DC輸入，24V DC/2A輸出，環境條件擴展型。
/ C E* [/ v& F
---- ▲ CPU314 IFM中央處理單元新增一種可外插存儲器卡的模塊，（6ES7314-5AE10-0AB0），該模塊需STEP7 V5.0 SP3以上版本支持。
8 y% s, J$ c; [% u+ c
---- ▲ 48-125V DC，SM321數字量輸入模塊（6ES7321-1CH80-0AA0），環境條件擴展型。
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---- ▲ 48-125V DC/1.5A，SM322數字量輸出模塊（6ES7322-1CF80-0AA0），環境條件擴展型。
9 ?8 i, d- l1 O! u& d
---- ▲ SM331熱電阻/電阻輸入模塊（6ES7331-7PF00-0AB0），分辨率24位。
& i8 p j. n! [; _% @7 A+ P
---- ▲ SM331熱點偶輸入模塊（6ES7331-7PF10-0AB0），分辨率24位。
- u0 Z( Z, ~1 K5 ^6 I1 J
---- ▲ SM335 4入/4出 模擬輸入/輸出模塊（6ES7335-7HG01-0AB0），背板總線隔離，診斷與中斷功能。
% D) c: v9 `6 m+ H6 n
---- ▲ SM338超聲波位置解碼器（6ES7338-7UH01-0AC0），可連4個超聲波位置傳感器,最多8個測量點。
5 ]; I. a% l2 m0 n& E3 k
---- ▲ CM35計數器模塊（6AT1735-0AA01-0AA0），8通道計數，最大10KHz。
/ i- q) X6 p7 K3 D* L1 C0 s0 ]
---- ▲ CP343-1 IT通訊模塊（6GK7343-1GX00-0XE0），10/100Mbit/s工業以太網，Web服務器，WWW網頁，E-mail發送功能。
' T/ N2 a2 T: r$ E3 ~/ J' Z/ `
指令系統
6 B: g& P. Y x# e* d
SIMATIC S7－300遠非一般的特性反映在它的特殊功能度上。 有350多條指令，包括熟知的、功能強大的STEP 5指令和SIMATIC TISOFT指令。
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1 ^; q9 h; _ W* G
高效的新指令集
7 I s9 Y, |& [* F# B
---- 我們增加了不少新指令，從二進制處理到32位浮點運算使你節省可觀的時間（以及用戶存儲器）。乘除三角函數、對數函數和平方根函數也都集成在內。
# r; i1 g) n6 o# x1 H
---- 為簡化起見，我們將邊界求值用的整個指令序列組合在一條指令內。我們甚至找到一個直接編址的非常簡單的解決方案：實際上，你可間接的對任何指令進行編址，然后將它以簡潔形式（例如AI（DB 5，D3.6）集成到程序內。如系統功能調用等的新的程序早已集成在操作系統內，從而顯著的減少所需要的用戶存儲器容量，你可將它們用于中斷處理，以及出錯或復制數據處理，或是（例如）可以利用時鐘功能。
' B5 A' m% q' z. c n8 g
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包括多種運算功能
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---- 我們極大的拓寬了運算指令的范圍。S7－300小型PLC不僅能處理加、減，而且能在指令級完成乘和除運算。準確度為16和32位。可處理定點和浮點數。
x) G% ^ E" V3 ~$ E3 t
6 i* h' S8 J$ U1 Q3 u$ f7 f. f
從一開始起就有人－機接口服務
- W% ]9 \1 X8 T/ p7 |9 g V
---- 由于在簡單和復雜的應用中，操作員控制和監視顯得日益重要，我們已將HMI（人－機接口）服務集成到操作系統本身內 ，可經過SIMATIC HMI系統的操作員面板或操作站傳送循環小數數據，不必對CPU進行編程，對存儲器的要求非常小。
( {: d3 {6 b% w4 c* [% L
; O' A7 {8 k1 n
通信服務：內在的功能
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---- S7－300操作系統早已為你提供了全范圍的通信調用。由于這方面的參數分配是經過CPU簡單地進行的，因而不占用任何的用戶程序－－這意味著：有更多的用戶程序可用于實際任務，而通信作業是在不占用循環時間下完成的。
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STEP 7 編程
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) r' N1 M4 T1 M T. l5 S, u+ D2 f
SIMATIC S7－300 軟件與硬件同樣出色， S7－300 的軟件STEP7與硬件一樣簡潔、方便、易用。這種編程軟件基于用標準工具STEP 7 軟件實現SIMATIC 工業軟件功能，并能應用所有新的S7 硬件的優勢。例如：
. Q- q6 M* S! e
6 f/ E8 m* e: e
! m! U8 U b0 H3 H
按照 IEC 1131－3！
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---- 已開發成功塊圖和梯形圖編程語言，符合上述標準。它是用于流程控制，過程控制或需要高級語言編程的編程工具。語句表編程語言與標準稍有不同，以保證與STEP 5 的兼容。
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相同用戶接口的統一
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---- STEP 7 有中央數據存儲器和完全匹配的工具。這意味著，從現在起，你只需在一個用戶接口上將數據輸入一次，然后，你可為每個任務使用相同的功能：從配置和編程到啟動和文件編制。
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原有程序和新程序可一起使用
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---- 如果你已擁有STEP 5 或 TISOFT 寫的程序－－這不成問題。我們的轉換程序可將原有程序立即轉換到 STEP 7。
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內存豐富的軟件工具箱
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---- STEP 7 有豐富的功能，能使PLC解決任何問題。你可使用任何一種編程語言：STL，FBD和LADDER；可隨心所欲的從一種語言切換到另一種。它也提供面向對象數據管理和功能的圖形賦活SIMATIC－Manager。硬件配置工具和試驗工作方式的切換設備（經過按鈕）以及指令集，指令集的指令是如此豐富，即使是非常復雜的功能也能簡便地編程。包括使用圖形編程語言也是如此！
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網絡通訊
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PROFIBUS和工業以太網總線系統家庭中的兩個領先成員的結合，形成強有力的通信網絡，其通信能力實際上是無限的。
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----PROFIBUS 網絡能力以12M位/秒的傳輸速率，最多與127個網絡上的結點進行數據交換，借助于現代技術水平的纖維光纜，這種網絡可擴充至90Km范圍內而無任何問題。
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----工業以太網能以10/100M位/秒的傳輸速率，最多與1024個網絡上的節點進行通信。這種網絡的范圍最大是150Km。
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S7和S5之間的數據交換：無間隙的數據交換
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---- 二種經現場證明的控制系統S7和S5從不產生任何通信問題。這二代SIMATIC經過PROFIBUS（FDL協議）和工業以太網（ISO協議），利用S5和S7的通信服務進行數據交換。CP通信處理器保證不加重CPU的通信服務。最多可將8個通信處理器插入到S7-300內，每個通信處理器最大能建立16條鏈路。
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與非西門子公司的設備數據交換包括柔性！
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---- 兼容性和柔性是SIMATIC的二個基本特征。這里，S7-300和與非西門子公司設備之間的數據交換是不成問題的，只要求PROFIBUS網絡采用FMS協議，工業以太網采用TCP/IP或ISO協議。自然，也可以將SIMATIC S5集成到這些網絡內。
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戶外型產品介紹
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! D/ w+ z1 n6 y( _ y" n
% A1 x9 P4 O. |6 ~
現在，寒冷和潮濕對SIMATIC S7－300 也不成問題。這是通過擴展環境溫度（從－25度～＋60度）范圍而保證的。
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應用范圍廣泛
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---- 這種PLC非常適宜用于運輸，水廠，石化行業和食品工業。簡言之，適用于所有無空調的車間等，如火車，信號站和匯接站，水泥攪拌機，垃圾車，升降平臺，橋梁懸臂，交通控制系統，污水處理廠和煉油廠，以及飲用水供應和管道用的泵站，冷藏庫，冷藏貨車和冷藏車。
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用于惡劣環境：防止機械沖擊和受潮
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---- 用于車輛的PLC實際上經常處于惡劣的工作環境。這就是為何S7－300的擴展溫度形式也對沖擊和振動有升級的耐受力。它適用于有凝露，結冰和95％濕度的環境，這些特性使它能在戶外應用而無任何問題。所有這些應用所需要的是防護等級為IP20的控制電纜或控制箱。
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----CPU，信號模塊，接口模塊和 ET 200M分布式I/O單元都有擴展的溫度形式提供。
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