西门子S7-300的概况
大、中型PLC(例如西门子的S7-300和S7-400系列)一般采用模块式结构，用搭积木的方式来组成系统，?？槭絇LC由机架和模块组成。S7-300是模块化的中小型PLC，适于中等性能的控制要求。品种繁多的CPU?？?、信号模块和功能?？槟苈愀髦至煊虻淖远刂迫挝?，用户可以根据系统的具体情况选择合适的?？?，维修时更换?？橐埠芊奖恪５毕低彻婺＠┐蠛透丛邮?、可以增加?？?，对PLC进行扩展。简单实用的分布式结构和强大的通信联网能力，使其应用十分灵活。
S7-300的CPU模块（简称CPU）集成了过程控制功能，用于执行用户程序。每个CPU都有一个编程用的RS485接口，有的还带有集成总线PROFIBUS-DP接口或PtP(点对点)串行通信接口，S7-300不需要附加任何硬件、软件和编程，就可以建立一个MPI（多点接口）网络，如果有PROFIBUS-DP接口，可以建立一个DP网络。
S7-300的通信功能、通信?？椤⑼ㄐ诺纳柚糜氡喑痰南晗盖榭黾菊舅婧蠓⒉嫉募际跷恼?。
功能最强的CPU的RAM存储容量为512kB，有8192个存储器位，512个定时器和512个计数器，数字量通道最大为65536点，模拟量通道最大为4096个。由于使用Flash EPROM，CPU断点后无需后备电池也可以长时间保持动态数据，使S7-300成为完全无维护的控制设备。
S7-300/400有很高的电磁兼容性和抗振动抗冲击能力。S7-300标准型的环境温度为0-60.环境条件扩展型的温度范围为-25-+60，有更强的耐振动和耐污染性能。
通过系统功能和系统功能块的调用，用户可以使用集成在操作系统内的程序，从而显著地减少所需要的用户存储器容量，他们可以用于中断处理、出错处理、复制和处理数据等。
S7-300/400的编程软件STEP 7功能强大，使用方便。S7-300有350多条指令。
STEP 7的功能块图和梯形图编程语言符合IEC 61131标准，语句表编程语言与标准IEC稍有不同，以保证与STEP 5的兼容性，3种编程语言可以相互转换。用转换程序可以将西门子的STEP 6或TISOFT编写的程序转换到STEP 7。STEP 7还有SCL、GRAPH和HiGrahp等编程语言供用户选购。
计数器的计数范围为1-999，定时器的定时范围为10ms-9990s?？梢允褂肐EC标准的定时器和计数器。
STEP 7通过带标准用户接口的软件工具来为所有的?？樯柚貌问?，可以节省用户入门的时间和培训的费用。
CPU用智能化的诊断体统连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件（例如超时、模块更换等）。S7-300有看门狗中断、过程报警、日期时间中断和定时中断功能。
操作员控制和监视显得日益重要，S7-300/400已将HMI（人机接口）服务集成到操作系统内，因此大大减少了人机对话的编程要求。SIMATIC人机界面从S7-300中获得数据，S7-300/400按用户指定的刷新速度自动地传递这些数据。
S7-300的组成部件
西门子S7-300 PLC是?？槭降腜LC，它由以下几个部分组成：
(1)中央处理单元(CPU)
各种CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有数字量和模拟量输入/输出点，有的CPU集成有PROFIBUS-DP等通信接口。CPU前面板上有状态故障指示灯、模式开关、24V电源端子、电池盒与存储器?？楹?有的CPU没有)。
(2)负载电源?？?PS)
负载电源模块用于将AC220V电源转换为DC24V电源，供CPU和I/0?？槭褂?。额定输出电流有2A、5A和10A 3种，过载时?？樯系腖ED闪烁。
(3)信号模块(SM)
信号?？槭鞘至渴淙?输出?？楹湍Ｄ饬渴淙?输出?？榈淖艹?，它们使不同的过程信号电压或电流与PLC内部的信号电平匹配：信号?？橹饕惺至渴淙肽？镾M321和数字量输出?？镾M322。模拟量输入模块SM331和模拟量输出?？镾M332。模拟量输入?？榭梢允淙肴鹊缱?、热电偶、DC4-20mA和DC0-1OV等多种不同类型和不同量程的模拟信号。每个模块上有一个背板总线连接器，现场的过程信号连接到前连接器的端子上。
(4)功能?？椋‵M）
功能?？橹饕糜诙允凳毙院痛娲⑷萘恳蟾叩目刂迫挝瘢缂剖髂？?、快速/慢速进给驱动位置控制?？?、电子凸轮控制器?？?、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、未定和连续路径控制模块、闭环控制?？椤⒐ひ当晔断低车慕涌谀？椤⒊浦啬？?、位置输入模块、超声波位置解码器等。
(5)通信处理器（CP）
通信处理器用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将PLC接入PROFIBUS-DP、AS-i和工业以太网，或用于实现点对点通信等。通信处理器可以减轻CPU处理通信的负担，并减少用户对通信的编程工作。
(6)接口?？椋↖M）
接口?？橛糜诙嗷芘渲檬绷唇又骰埽–R）和扩展机架（ER）。S7-300通过分布式的主机架和3个扩展机架，最多可以配置32个信号?？?、功能?？楹屯ㄐ糯砥鳌?/span>
（7）导轨
铝质导轨用来固定和安装S7-300上述的各种?？?。
S7-300的系统结构
S7-300采用紧凑的、无槽位限制的?？榻峁?，电源?？?PS) 、CPU、信号?？?SM)、功能?？?FM)、接口?？?IM)和通信处理器(CP)都安装在导轨上。导轨是一种专用的金属机架，只需将?？楣吃贒IN标准的安装导轨上，然后用螺栓锁紧就可以了。有多种规格的导轨供用户选择。
电源模块总是安装在机架的最左边，CPU?？榻艨康缭茨？?。如果有接口?？椋旁贑PU?？榈挠也?。
S7-300用背板总线将除电源模块之外的各个?？榱悠鹄?。背板总线集成在模块上，?？橥ü齍形总线连接器相连，每个?？槎加幸桓鲎芟吡悠鳌?，后者插在各?？榈谋澈?。安装时先将总线连接器插在CPU?？樯?，并固定在导轨上，然后依次装入各个?？?。
外部接线接在信号?？楹凸δ苣？榈那傲悠鞯亩俗由?，前连接器用插接的方式安装在模块前门后面的凹槽中，前连接器与模块是分开订货的。
S7-300的电源?？橥ü缭戳悠骰虻枷哂隒PU?？橄嗔?，为CPU?？樘峁〥C24V电源。PS307电源?？榛褂幸恍┒俗涌梢晕藕拍？樘峁〥C24V电源。
更换?？槭敝恍杷煽沧奥荻?，拔下已经接线的前连接器。前连接器上的编码块用于防止将已接线的连接器插到其他模块上。
信号模块和通信处理器?？榭梢圆皇芟拗频夭逶谌魏我桓霾凵希低晨梢宰远峙淠？榈牡刂?。每个机架最多只能安装8个信号?？?、功能?？榛蛲ㄐ糯砥髂？?。如果系统任务需要的这些模块超过8块，则可以增加扩展机架，有的低端CPU没有扩展功能。
除了带CPU的中央机架（CR），最多可以增加3个扩展机架（ER）每个机架可以插8个模块（不包括电源?？?、CPU?？楹徒涌谀？镮M），4个机架最多可以安装32个?？?。
机架的最左边是1号槽，最右边是11号槽，电源?？樽苁窃?号槽的位置。中央机架（0号机架）的2号槽上是CPU?？?。这3个槽号被固定占用，信号模块、功能?？楹屯ㄐ糯砥魇褂?-11号槽。
因为模块是用总线连接器连接的，而不是像其他?？槭絇LC那样，用焊在背板上的总线插座来安装?？?，所以槽号是相对固定的，在机架导轨上并不存在物理槽位。例如在不需要扩展机架时，中央机架上没有接口模块，此时虽然3号槽位仍然被实际上并不存在的接口?？檎加?，中央机架上的CPU?？楹?号槽的模块实际上是紧挨在一起的。
如果有扩展机架，接口?？檎加?号槽位，负责与其他扩展机架自动地进行数据通信。
如果只需要扩展一个机架，可以使用价格便宜的IM 365接口?？槎裕礁鼋涌??？橛?m长的固定电缆连接。由于IM 365不能给机架1提供通信总线，机架1上只能安装信号?？?，不能安装通信?？楹推渌悄苣？椤＠┱够艿牡缭从蠭M 365提供，两个机架的DC5V电源的总电流应在允许值之内。
使用IM 360/361接口?？榭梢岳┱?个机架，中央机架（CR）使用IM 360，扩展机架（ER）使用IM 361，各相邻机架之间的电缆最长为10m。每个IM361需要一个外部DC24V电源，向扩展机架上的所有?？楣┑?，可以通过电源连接器连接PS 307负载电源。所有的S7-300模块均可以安装在ER上。接口?？槭亲宰樘模扌杞械刂贩峙?。
每个机架上安装的信号模块、功能模块和通信处理器除了不能超过8块外，还受到背板总线DC5V供电电流的限制。0号机架的DC5V电源由CPU?？椴?，其额定电流值与CPU的型号有关。扩展机架的背板总线的DC5V电源由接口模块IM361产生，各类?？橄牡牡缌骺刹镾7-300模板手册。
S7-300系列PLC的I/O模块地址的确定
S7-300的开关量地址由地址标识符、地址的字节部分和位部分组成，一个字节由0-7这8个位组成。地址标识符I表示输入，Q表示输出，M表示存储器位。例如I3.2是一个数字输入量的地址，小数点前面的3是地址的字节部分，小数点后的2表示这个输入点是3号字节中的第2位。
开关量除了按位寻址外，还可以按字节、字和双字寻址。例如输入量I2.0-12.7组成输入字节IB2，B是Byte的缩写；字节IB2和IB3组成一个输入字IW2，W是Word的缩写，其中的IB2为高位字节；IB2-IB5组成一个输入双ID2，D是Double Word的缩写，其中的IB2为最高位的字节。以组成字和双字的第一个字节的地址作为字和双字的地址。
S7-300的信号?？榈淖纸诘刂酚肽？樗诘幕芎藕筒酆庞泄?，位地址与信号线接在?？樯系哪囊桓龆俗佑泄?。
对于数字量?？椋?号机架的4号槽开始，每个槽位分配4B（4个字节）的地址，相当于32个I/O点（见表1）。最多可能有32个数字量?？?，共占有32×4B=128B。
表1 S7-300 PLC的I/O模块的字节地址
表2 S7-300 PLC信号?？榈刂肪倮?br />
模拟量?？橐酝ǖ牢ノ唬桓鐾ǖ勒家桓鲎值刂?，或两个字节地址。例如模拟量输入通道IW640由字节IB640和IB641组成。S7-300位模拟量?？楸Ａ袅俗ㄓ玫牡刂非?，字节地址范围为IB256-767?？梢杂米霸刂噶詈痛椭噶罘梦誓Ｄ饬磕？?。
一个模拟量?？樽疃嘤?个通道，从256开始，给每一个模拟量?？榉峙?6B（8个字）的地址。
数字量输入/输出块内最低的位地址(例如I0.0)对应的端子位置最高，最高的位地址(例如16点输入模块的I1.7)对应的端子位置最低。
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1、模块诊断功能
S7-300有的信号?？榫哂卸孕藕沤屑嗍?诊断)和过程中断的智能功能：通过诊断可以确定数字量?？榛袢〉男藕攀欠裾?，或模拟量?？榈拇硎欠裾?。
数字量输入/输出模块可以诊断出以下故障：无编码器电源、无外部辅助电压、无内部辅助电压、熔断器熔断、看门狗故障、EPROM故障、RAM故障、过程报警丢失。
模拟量输入?？榭梢哉锒铣鑫尥獠康缪埂⒐材９收?、组态/参数错误、断线、测量范围上溢出或下溢出。模拟量输出?？榭梢哉锒铣鑫尥獠康缪埂⒆樘?参数错误、断线和对地短路。
2、过程中断
通过过程中断，可以对过程信号进行监视和响应。
根据设置的参数，可以选择数字量输入?？槊扛鐾ǖ雷槭欠裨谛藕诺纳仙?、下降沿，或两个边沿都产生中断，信号?？榭梢远悦扛鐾ǖ赖囊桓鲋卸辖性荽妗?/span>
模拟量输入?？橥ü舷拗岛拖孪拗刀ㄒ逡桓龉ぷ鞣段?，?？榻饬恐涤肷?、下限值进行比较。如果超限，则执行过程中断。执行过程中断时，CPU暂停执行用户程序，桌暂停执行低优先级的中断程序，来处理相应的诊断中断功能块（OB40）。
