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概述

• 22個不同的CPU:
  • 7種標準型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
  • 6 個緊湊型 CPU（帶有集成技術功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP、 CPU 314C-2 PN/DP）
  • 5 個故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）
  • 3技術型CPU(CPU 315T-3 PN/DP,CPU 317T-3 PN/DP,CPU 317TF-3 PN/DP)
• 還提供了 25 個適用于寬環境溫度范圍和中等負荷的 CPU
• 具有不同性能等級，滿足不同的應用要求。

應用

各種性能級別的 CPU 可用于 SIMATIC S7-300。除標準型 CPU 外，還可以使用緊湊型 CPU。
還提供了 T-CPU 和故障安全 CPU。

提供了以下標準 CPU

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有極大容量程序量何組網能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

提供有以下緊湊型 CPU：

• CPU 312C，具有集成數字量 I/O 以及集成計數功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C，具有集成數字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成數字量 I/O 、2個串口和集成計數功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 DP，具有集成數字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計數功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PtP，具有集成數字量和模擬量 I/O 、2個串口和集成計數、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成數字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計數、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PN/DP 帶有集成數字量和模擬量 I/O 和集成計數和定位功能的緊湊型 CPU，
  可通過 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 實現分布式拓撲；
  可在作為 PROFINET 上基于組件的自動化 (CBA) 中的分布式智能設備

提供了以下技術 CPU

• CPU 315T-3 PN/DP 適用于在程序范圍和分布式組態方面具有中等/較高要求的裝置，這些裝置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO，并且需要對最多 8 個軸執行可調節運動控制。
• CPU 317T-3 PN/DP 適用于在程序范圍和分布式組態方面具有較高要求的裝置，這些裝置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO，還需要對最多 32 個軸執行可調節運動控制。
• CPU 317TF-3 PN/DP 適用于在程序范圍和分布式組態方面具有較高要求的裝置，這些裝置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO，需要有安全功能并對最多 32 個軸執行可調節運動控制。

提供有以下故障安全型 CPU：

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進行分布式組態、對程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的故障安全工廠
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的故障安全型工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

設計

所有 CPU 均具有堅固、緊湊的塑料機殼。在前面板上的部件有：

• 狀態和故障 LED
• 模式選擇開關
• MPI 端口

CPU 還具有以下配置：

• SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）插槽；
  MMC 卡替代集成的裝載存儲器，因此是操作*品。
• 使用前連接器連接到集成的 I/O 端口（僅限緊湊型 CPU）
• 連接 PROFIBUS 總線(僅限于DP型CPU)
• RS 422/485 的連接（僅 PtP CPU）
• 連接 PROFINET(僅限于PN型CPU)

功能

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及最小的維護成本，因此提高了性價比。

• 高處理速度；
  例如，在 CPU 315-2 DP 中，位運算時，0.05 µs；浮點運算時，0.45 µs，
  在 CPU 319-3 PN/DP 中，位運算時，0.004 µs；浮點運算時，0.04 µs
• 擴展數量
• 作為裝載存儲器的 SIMATIC 微型存儲卡（MMC）：
  可在微型存儲卡中存儲一個完整的項目，包括符號和注釋。RUN 模式下也可以進行讀/寫操作。這樣可以降低服務成本
• 無需電池即可在 MMC 上備份 RAM 數據

編程

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 對 CPU 進行編程。可以使用下列編程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以運行 CPU 314 的工程與組態工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

標準型CPU

對標準型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件。

緊湊型 CPU

對緊湊型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級。

數字化浪潮對經濟的沖擊

轟轟烈烈的數字化進程，正在*轉變經濟價值鏈。據德國IT協會Bitkom透露，2013年，全球范圍內，信息通信技術（ICT）領域的產品和服務銷售額增長了3.8%，達到破紀錄的2.84萬億歐元。Bitkom的常務董事Bernhard Rohleder博士預計道，“因此，全球ICT市場的增長速度，或許將再度超過全球經濟的平均增速。”

美國在全球ICT市場占有的份額最大，為27.1%。歐盟的份額為21.3%。ICT市場增速最快的金磚國家緊隨其后（占有18.7%的份額）。但專家預計，短短幾年內，諸如中國和印度等新興市場國家所產生的數據量將躍居世界首位。據IDC稱，到2020年，這些市場產生的數據量，將占全球數據總量的62%。

2012年，IBM商業價值研究院和牛津大學賽德商學院聯合開展了一項全球調查，調查結果證實了數字化轉型對商業的重要性。調查涵蓋了來自各行各業的上千位專家。近三分之二的被調查者認為，數據和分析過程的應用，為他們的企業帶來了競爭優勢。2010年，相應的數字僅為37%。

然而，問題不僅僅在于管理海量數據，還涉及控制數據的速度和變化。這是一個艱巨的挑戰，因為據市場調查和顧問公司――國際數據公司（IDC）開展的調查，預計到2020年，數字世界將包含40澤字節（澤字節是在單位后面跟21個零）數據。

這樣的增長意味著，在今后10年內，數據量將增加50倍。IDC還在研究報告中估計，迄今為止，全球只有3%的數據加了標簽，能夠利用適當的主題詞，在網絡上查找到。真正得到了分析的數據量甚至更低。IDC稱這種情形為巨大的數據缺口。

正如國際戰略顧問公司――博斯管理咨詢公司，在世界經濟論壇發布的《2013年全球信息技術報告》中所表明的那樣，數字化也對經濟和社會產生了巨大沖擊。這份研究報告指出，一個國家的數字化率提高10%，將使其人均國內生產總值增加0.75%，失業率降低1.02%。

正因如此，博斯管理咨詢公司得出結論，認為相比于先前的寬帶接入浪潮，消費者、企業和政府對數字服務的使用效率提高了三倍以上。一個國家的數字化率，主要取決于信息通信技術的廣泛應用和適當的政策扶持。

對于發達國家，加強利用數字技術，主要有益于經濟增長，而在新興國家，數字技術則主要用于創造新的就業機會。2011年，歸功于數字技術的應用，北美和西歐新增就業崗位近40萬，而在亞太經濟區，數字技術的應用更是創造了接近350萬份的工作機會。博斯管理咨詢公司表示，關于這些新增就業主要分布于哪些經濟部門，尚無充分數據。然而，美國和墨西哥的情況表明，受較低工資水平吸引，許多美國企業都傾向于將其業務運營轉移到墨西哥。轉移的主要經營活動包括，金融服務以及生產和貿易業務。

對于許多數字化服務而言，一個重要的前提條件是，存在一個動態的云計算基礎設施。IDC預計，到2020年，所有數據中，將有幾乎40%的數據在其創建與使用之間的某個環節，涉及云計算技術。因此，全球云計算服務器的數量將增長10倍。然而，美國軟件公司――Symantec公司2013年開展的一項調查發現，全球3000多家受訪企業中，只有17%的企業使用了云計算存儲系統。

在使用率上，大型企業（26%）與中小企業（7%）差距顯著。Symantec公司指出，企業之所以決定不使用云計算系統的主要原因，是出于對隱含成本的擔憂。對于歐洲企業而言，當前最要緊的任務，是投資于增強IT安全。三分之二以上的受訪者表示，對他們而言，這項任務非常或者極其重要。只有2%的受訪者回復稱，當前對他們而言，投資于IT安全并不重要。借由歐洲信息技術觀察組織（EITO）不久前所開展的研究，BITKOM得出了這些結論。

博斯管理咨詢公司開展的另一項研究——“暢行于數字未來（Navigating the Digital Future）”——表明，在全球范圍內，平均而言，數字工具投資占企業研發預算的8.1%，而在軟件/互聯網、航空航天/國防和醫療等行業，比例最高。最重要的10大技術趨勢，包括了基礎設施的現代化改造，和諸如智能電話和平板電腦等移動終端的使用。

55%的企業認為，將移動解決方案融合到工作流程中，是重要或非常重要的優先考慮事項。相應地，面向智能電話和平板電腦的移動應用程序得到了普遍使用；正因如此，目前蘋果公司和谷歌公司提供了超過70萬款應用程序。據Appnation Research透露，2013年，應用程序創造了大約720億美元的商業價值，到2017年，這個數字有望增加一倍多，達到1510億美元。不過，這些數字包含了通過應用程序出售產品的所有收入。當前，僅應用程序本身，就創造了約250億美元的銷售收入。盡管當今大多數應用程序是用在娛樂行業和最終消費商業領域，但它們也將越來越多地被應用到制造行業。

隨著信息通信技術的進步，為了打開提高生產效率的新局面，工廠正日益加強與互聯網的連接。術語“工業4.0”系指，繼機械化、工業化和自動化之后的第四次工業革命。然而，正如德國的例子所表明的那樣，這場新工業革命的到來依然有待時日。

弗勞恩霍夫協會工業工程研究所對德國制造企業開展的一項調查表明，只有不到四分之一的受訪企業實現了高度自動化或全面自動化。受訪者認為，打造智能工廠的主要障礙，在于：遲遲未能得到解決的IT安全問題；缺乏標準；需要高素質的人才；信息通信基礎設施的性能還不夠好；以及高昂的投資成本。

Gitta Rohling