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SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-300 的应用领域包括：

• 特殊机械，
• 纺织机械，
• 包装机械，
• 一般机械设备制造，
• 控制器制造，
• 机床制造，
• 安装系统，
• 电气与电子工业及相关产业。

多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：

• 具有高电磁兼容性和抗震性，可最大限度地用于工业领域。

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制，因此不会对人身、环境造成损害。

S7-300F 满足下列安全要求：

• 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
• 类别 1 - 4 符合 EN 954-1

另外，标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

设计

S7-300

一般步骤

S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。

一个系统包含下列组件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
• 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
• 用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
• 用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。

根据要求，也可使用下列模块：

• 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
• 接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
  通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。
• SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件：
  适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
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一个小小的硬件，可确保设备安全地连接至云端，并且经济划算，适于大众市场。这对工业物联网来说是一个很大的进步，因为只有确保高度安全，工业物联网才能充分发挥其潜力。西门子新研制的数据二极管可以阻止在互联网上控制各种系统，这对于关键型基础设施的运营者而言至关重要。

如火如荼的数字化和网络化进程，对关键基础设施的运营者提出了新的要求。举例而言，通过收集和分析诸如轨道网络、电网和生产设施等系统的状态数据，来帮助缩短停机时间，从未像现在这样容易。但另一方面，袭击危险与日俱增，因为轨道交通基础设施连接至互联网甚或云平台，让有可乘之机非法访问数据和系统，从而对轨道交通造成严重破坏。

硬件助推数字化进程

现在，西门子新推出的一个硬件为网络安全带来了各种新的可能性。西门子的全球研发部门——西门子中央研究院的IT安全专家Martin Wimmer解释道，“在此之前，不可能以这种形式通过云平台来连接关键基础设施，并提供新的数字服务。交通集团与我们合作，研发出一个硬件设备，可以既安全又经济可行地实现这样的连接。”

大马德里地区的Chamartín至Torrejón de Velasco铁路路段：尽管能够读取数据并确定信号塔状态，但这并不影响网关和道岔的安全。更重要的是它们不会受到影响。

这种从新的维度确保安全的银色小盒子，是一个数据二极管（数据捕获单元，简称DCU）。它的大小与电脑移动硬盘差不多，虽然它其貌不扬，但却蕴含无穷潜力。DCU通过单向数据通道，安全地将封闭式网络连接至存储介质、服务器或云平台。Wimmer表示，“这有点像数据单行道。这个二极管允许我们监测数据流并记录所有操作。一般而言，不论未经授权的人员能否看到数据流，都与目标应用领域的安全无关。”以信号塔为例。在本例中，尽管能够读取数据并确定系统状态，但这并不影响网关和道岔的安全。由于二极管基于物理原理，数据仅可单向传输，因此，不可能从互联网接入二极管。这样，就可以将系统连接至云端。

获得联邦铁路管理局审批，在比利时开展试点

在数据保密至关重要的领域，包括政府机关和，已经在使用数据二极管。西门子交通集团的数据二极管研发合作负责人Matthias Seifert指出，“然而，这些设备的功能复杂得多，因而价格更为昂贵。不仅如此，这些系统的供应商用来证明系统安全性的方法十分复杂。相比之下，DCU的安全性浅显易懂。”联邦铁路管理局已经批准使用新的DCU。现在，当德国客户向西门子订购信号塔时，这个能够安全地将它连接至物联网的设备就已经安装完毕。Seifert补充道，“我们的DCU比此前市场上的其他同类设备的价格低廉得多。”对于大众市场产品，这是一个基本标准。譬如，在比利时开展的试点项目中，一个铁路网络的运营者使用DCU，通过云连接来监测轨道电路。

Seifert解释道，“我们的设备采用物理原理。只要将二极管挂到线路上，就可以监测线路上传输的信号。”他解释道，这是利用线路电感耦合实现的。他进一步解释说：“它是一个只能读取不能写入的半导体电子设备。当我把它夹到电缆上时，我可以读取电流信息，也就是抽取出1和0。”二极管单向发送这些数据，在客户系统中，它的工作方式类似于“以太网分流器”——一种用于监测数据信号但不能更改它们的设备。它没有自己的IP地址，第三方找不到它的位置。它具有优良的抗冲击和防振性能，可耐受温度变化，并且防电磁振荡，因而非常适于在恶劣环境中使用，如列车和工厂等。

记录数据用于法律用途

Seifert表示安装也极为简便，“可以不为人知地将DCU装到任何数据传输系统上，并连接至由一台或多台计算机构成的外部评估系统。拆除或关闭DCU亦不会被监测系统检测出。客户的系统继续照常工作。”因此，他胸有成竹地说，DCU也能被用作所谓的入侵检测系统（IDS）：用可控方式高效地扫描网络以检测异常或恶意活动；和司法记录系统（JRS）：记录数据用于法律用途。Wimmer补充道，“取决于我在上游和下游为应用加装多少设备，它还可以保证数据记录的完整性和保密性。”

传统上，注重安全的领里，网络采用防火墙甚或所谓的“气隙隔离”加以保护，这意味着它们是*孤立的数据孤岛。这两种解决方案各有缺点。举例来讲，电站网络使用的气隙隔离不允许向网络外部传输任何实时数据。因此，现有的丰富数据的潜力得不到充分挖掘。而防火墙的缺点则是容易出现配置错误和后门。以具备强大的通讯能力和多种功能的机器为例，必须经常检查并调整防火墙的过滤规则，因为新的网络威胁层出不穷。

DCU是典型的专为交通集团研发的特定解决方案，结果成为对于西门子战略性推进数字化转型至关重要的、通用型网络安全应用的设备。西门子交通集团*执行官Michael Peter说：“多亏数据二极管，用户不仅能为实现安全的智能交通作出贡献，而且可以推进能源和工业生产的数字化转型。”