能力改變命運(yùn)，我們這能高效提高你的技術(shù)應(yīng)用能力。

S7－300主要支持的硬件有：

（1）電源（PS）

電源模塊提供了機(jī)架和CPU內(nèi)部的供電電源，置于1號機(jī)架的位置。

（2）*處理器（CPU）

CPU存儲(chǔ)并處理用戶程序，為模塊分配參數(shù)，通過嵌入的MPI總線處理編程設(shè)備和PC、模塊、其它站點(diǎn)之間的通訊，并可以為進(jìn)行DP主站或從站操作裝配一個(gè)集成的DP接口。置于2號機(jī)架。

（3）接口模塊（IM）

接口模塊將各個(gè)機(jī)架連接在一起。不同型號的接口模塊可支持機(jī)架擴(kuò)展或PROFIBUS DP連接。置于3號機(jī)架，沒有接口模塊時(shí)，機(jī)架位置為空。

（4）信號模塊（SM）

通常稱為I/O（輸入/輸出）模塊。測量輸入信號并控制輸出設(shè)備。信號模塊可用于數(shù)字信號和模擬信號，還可用于進(jìn)行連接，如傳感器和啟動(dòng)器的連接。

（5）功能模塊（FM）

用于進(jìn)行復(fù)雜的、重要的但獨(dú)立于CPU的過程，如：計(jì)算、位置控制和閉環(huán)控制。

（6）通訊處理器（CP）

模塊化的通訊處理器通過連接各個(gè)SIMATIC站點(diǎn)，如：工業(yè)以太網(wǎng)，PROFIBUS或串行的點(diǎn)對點(diǎn)連接等。

后三個(gè)模塊在機(jī)架上可以任意放置，系統(tǒng)可以自動(dòng)分配模塊的地址。

需要說明的是，每個(gè)機(jī)架較多只能安裝8個(gè)信號模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統(tǒng)任務(wù)**過了8個(gè)，則可以擴(kuò)展機(jī)架（每個(gè)帶CPU的*機(jī)架可以擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架）。

各個(gè)模塊的性能具體如下：

（1）電源模塊（PS）

電源模塊用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。

（2）接口模塊

接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)*風(fēng)扇。

（3）CPU模塊

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(diǎn)，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。

以上只是列出了部分指標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)還要參看相應(yīng)的手冊。

（4）信號模塊

信號模塊用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出，又分DI/DO（數(shù)字量輸入/輸出）和AI/AO（模擬量輸入/輸出）模塊。

①數(shù)字量輸入模塊：

②數(shù)字量輸出模塊：

③數(shù)字輸入/輸出模塊：

④繼電器輸出模塊：

⑤模擬量輸入模塊

⑥模擬量輸出模塊：

⑦模擬量輸入/輸出模塊：

（5）功能模塊

西門子S7－300功能模塊模塊適用于各種場合，功能塊的所有參數(shù)都在STEP7中分配，操作方便，而且不必編程。包括：計(jì)數(shù)器模塊（FM350），定位模塊（FM351），凸輪控制模塊（FM352），閉環(huán)控制模塊（FM355）等許多用于特定場合的模塊。

（6）通訊模塊（CP）

S7－300通訊模塊是用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對點(diǎn)通訊用的**模塊，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通過PROFIBUS通訊的模塊CP343－5，用于S7－300和工業(yè)以網(wǎng)通訊的模塊CP343－1及CP343－1 IT等。

二、S7－300CPU**板說明

S7－300CPU**板如上圖所示。需要說明的是，S7－300系列有20種不同的CPU，每種CPU的**板是不同的，但也是大同小異。現(xiàn)以CPU318－2為例，分別說明如下：

1、負(fù)載電源模塊

負(fù)載電源模塊用于將AC 220V電源轉(zhuǎn)化為DC 24V，供CPU和I/O模塊及其它模塊使用。

2、后備電池

后備電池的作用是在PLC斷電時(shí)，用來保證CPU實(shí)時(shí)時(shí)鐘的正常運(yùn)行，并可以保存用戶的程序和數(shù)據(jù)（在RAM中）。有的低端的CPU因?yàn)闆]有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，沒有后備電池。

3、DC 24V接線端子

CPU輸出一個(gè)DC 24V，L＋和M分別是DC 24V的正極和負(fù)極?？捎米鰿PU開關(guān)信號輸入或外部元器件的電源。

4、模式選擇開關(guān)

模式選擇開關(guān)用來選擇CPU的運(yùn)行方式。有的該開關(guān)是一種鑰匙開關(guān)，改變運(yùn)行方式需要插入鑰匙，用來防止未經(jīng)授權(quán)的人改變CPU的運(yùn)行方式。

模式選擇開關(guān)各位置的含義如下：

（1）RUN－P（運(yùn)行－編程）位置：CPU不僅執(zhí)行程序，還可以在線讀出和修改程序及改變運(yùn)行方式；

（2）RUN（運(yùn)行）位置：CPU執(zhí)行程序，可以讀出程序，但不能修改程序；

（3）STOP（停機(jī)）位置：CPU不執(zhí)行程序，可以讀出和修改程序；

（4）MERS（清除存儲(chǔ)器）位置：可以復(fù)位存儲(chǔ)器，使CPU回到初始狀態(tài)。此位置不能保持，當(dāng)松開后，又會(huì)回到STOP的位置。

5、狀態(tài)和故障指示燈

（1）SF（系統(tǒng)故障指示，紅色）：CPU硬件故障或軟件出錯(cuò)時(shí)常亮；

（2）BATF（電池故障，紅色）：電池電壓低或無電池時(shí)常亮；

（3）DC 5V（＋5V電源指示，綠色）：CPU和S7－300總線＋5V電源正常時(shí)常亮；

（4）FRCE（強(qiáng)制指示，黃色）：至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)常亮；

（5）RUN（運(yùn)行指示，綠色）：CPU處于RUN運(yùn)行方式時(shí)常亮，重啟動(dòng)時(shí)以2Hz的頻率閃亮，HOLD狀態(tài)時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮；

（6）STOP（停機(jī)指示，黃色）：CPU處于STOP、HOLD狀態(tài)時(shí)常亮；請求存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃爍；正在復(fù)位時(shí)以2Hz的頻率閃爍；

（7）BUSF（總線故障指示，紅色）：Profibud－DP接口硬件或軟件故障時(shí)常亮。

6、存儲(chǔ)器卡

存儲(chǔ)器卡用于在斷電時(shí)保存用戶程序和一些數(shù)據(jù)，可以擴(kuò)展CPU的存儲(chǔ)容量。

7、MPI接口

MPI接口用于CPU與其它PLC、PG/PC（編程器/個(gè)人計(jì)算機(jī)）、OP（操作員接口）通過MPI網(wǎng)絡(luò)的通信。

8、前連接器

前連接器用于將傳感器和執(zhí)行元件連接到信號模塊，**有蓋板（9）保護(hù)。

三、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、PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

• 通訊處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)。

• 多點(diǎn)接口(MPI) 集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

----用戶可以方便的使用Step7軟件進(jìn)行通訊組態(tài)。

----CPU 支持下列通訊類型：

• 過程通訊

  通過總線(AS-i或PROFIBUS)對I/O模塊周期尋址(過程映象交換) 。

• 數(shù)據(jù)通訊

  在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面(HMI)和幾個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會(huì)周期地進(jìn)行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。

通過PROFIBUS的過程通訊

-- --

S7-300通過通訊處理器，或通過集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。

----帶有PROFIBUS-DP主站/從站接口的CPU可以使用戶能夠方便高效地進(jìn)行組態(tài)。

----而且，用戶通過PROFIBUS-DP分布式I/O就像處理集中的I/O一樣，具有相同的組態(tài)、地址和編程。

----下列設(shè)備可以作為通訊的主站：

• SIMATIC S7-300

  (通過帶PROFIBUS-DP 接口CPU或通過 PROFIBUS-DP)

• 
  

  1、系統(tǒng)配置

  1.1 軟件  

  安裝 Step7 Micro/Win SMART software(含 Modbus協(xié)議庫)的PC機(jī)，本例中使用的是Step7 Micro-Win SMART V2.0。 

  1.2 硬件 

  G120配備CU240E-2控制單元的變頻器一臺、異步電機(jī)一臺、S7-200 SMART PLC 一臺、標(biāo)準(zhǔn)DRIVE-CLIQ電纜一根、雙絞屏蔽電纜一根。本例中，使用的G120的控制單元CU240E-2固件版本V4.6。

  注意：在使用MicroWin software創(chuàng)建項(xiàng)目之前，確認(rèn)Modbus庫文件已經(jīng)存在。   

  圖1-1 S7-200 SMART 界面 

  2、硬件接線 2.1  CU240E-2控制單元接口 

  CU240E-2控制單元端子排如圖2-1，RS485接口在控制單元的底部，共有5個(gè)接線端子，其中從左到右，2號端子為RS485P，3號端子為RS485N，這兩端子用于通信數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。   

  圖2-1  控制單元端子圖 

  2.2 G120 與S7-200 SMART接線 

  圖2-2  PLC和控制器接線圖 

  S7-200 SMART作為Modbus通信主站，其通信端口和變頻器從站的接線如圖 2-2。在通信網(wǎng)絡(luò)的首、末端需要使用終端電阻。對于S7-200 SMART，需要在通信端口端子 3和8之間連接一阻值為120歐姆的電阻。對于變頻器，把通 信網(wǎng)絡(luò)末端的CU240E-2終端電阻撥碼開關(guān)撥到ON位置即可（位置在圖 2-1中，標(biāo)號⑨）；中間位置的 CU240E-2，終端電阻撥碼開關(guān)必須撥到OFF位置。本 例中，S7-200 SMART使用CPU自帶通信端口和變頻器進(jìn)行通信。 

  3、通信設(shè)置 

  3.1 設(shè)置通訊接口  

  本例程使用PLC 以太網(wǎng)接口和 DRIVE-CLIQ 電纜，設(shè)置通信接口，如下圖3-1。

  第一步:雙擊“通信”，彈出“通信”設(shè)置窗口； 

  第二步：選擇網(wǎng)絡(luò)接口卡，設(shè)置為“ICP/IP.AUTO.1”，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)收索CPU。 

  圖3-1 設(shè)置通信接口 

  3.2 建立PC和PLC之間的連接  

  選擇“網(wǎng)絡(luò)接口”后自動(dòng)搜索到CPU，如圖3-2。 

  第一步：搜索到 CPU 后，選擇搜索到的CPU，點(diǎn)擊CPU的”IP地址”。 

  第二步：點(diǎn)擊“ 確定 ” 按鈕，完成網(wǎng)絡(luò)連接。 

  圖3-2  建立S7-200 CPU和控制器連接 

  4、變頻器參數(shù)設(shè)置 

  4.1 變頻器地址設(shè)置 

  變頻器的Modbus通信地址可以通過控制單元上的總線地址撥碼開關(guān)進(jìn)行設(shè)置，如圖 4-1。 當(dāng)?shù)刂窊艽a開關(guān)的位置都為OFF時(shí)，也可用過參數(shù) P2021進(jìn)行設(shè)置。（說明： 改變地址后需重新上電后才能生效） 

  圖 4-1 地址開關(guān)設(shè)置 

  4.2  變頻器參數(shù)設(shè)置 

  對變頻器一些基本的通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，才可以進(jìn)行Modbus通信，如表4-2所示：  

  表4-2  變頻器的參數(shù)設(shè)置 

  4.3 G120常用寄存器說明  

  G120變頻器常用寄存器介紹，也是本例所使用的寄存器，如表4-3。要了解更多的 G120寄存器信息，請參見G120操作手冊 。 

  表4-3  常用寄存器說明 

  5、PLC編程 

  5.1 初始化程序 

  使用Modbus協(xié)議的初始化模塊MBUS_CTRL，初始化S7-200 SMART的CPU端口**于Modbus主站通信，如圖 5-1。 

  圖 5-1 初始化 

  功能塊說明：  

  注：此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內(nèi)的主要管腳功能，未說 明的管腳功能，請參考 Step7 Micro-Win SMART V2.0軟件的幫助文件。

  EN使能： 必須保證每一掃描周期都被使能（使用SM0.0

  Mode模式： 為1時(shí)，使能Modbus協(xié)議功能；為0時(shí)恢復(fù)為系統(tǒng)PPI協(xié)議。Baud 波特率： 支持的通訊波特率為4800，9600，19200 ,此處設(shè)置 9600。 Parity 校驗(yàn)： 校驗(yàn)方式選擇 （G120采用偶校驗(yàn)）  

  0＝無校驗(yàn) 

  1＝奇較驗(yàn) 

  2＝偶較驗(yàn) 

  Port端口：設(shè)置物理通信端口（0= CPU中集成的 RS-485，1= 可選 CM01信號板上的 RS-485或RS-232）。

  Timeout**時(shí)：主站等待從站響應(yīng)的時(shí)間，以毫秒為單位，典型的設(shè)置值為1000毫秒（1 秒），允許設(shè)置的范圍為 1-32767。注意：這個(gè)值必須設(shè)置足 夠大以保證從站有時(shí)間響應(yīng)。 

  Done完成位：初始化完成，此位會(huì)自動(dòng)置1。

  Error：初始化錯(cuò)誤代碼。  

  5.2 主站讀寫功能塊 

  5.2.1 寫控制字 

  圖5-2 寫控制字 

  功能塊說明：  

  注：此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內(nèi)的主要管腳功能，未說 明的管腳功能，請參考Step7 Micro-Win SMART V2.0軟件的幫助文件。 

  EN使能：同一時(shí)刻只能有一個(gè)讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能。注意：G120對于寫指令同一時(shí)刻只運(yùn)行對一個(gè)保持寄存器操作；讀指令同一時(shí) 刻較大允許操作125個(gè)保持寄存器。 

  First讀寫請求位：每一個(gè)新的讀寫請求必須使用脈沖觸發(fā)。 

  Slave從站地址：可選擇的范圍1-247

  RW請求方式： 0＝讀，1＝寫

  Count數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)：通訊的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)（位或字的個(gè)數(shù)）。注意：Modbus主站可讀/寫的較大數(shù)據(jù)量為120個(gè)字（是指每一個(gè)MBUS_MSG指令）。 

  DataPtr數(shù)據(jù)指針： 

  如果是讀指令，讀回的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中 ；                      

  2. 如果是寫指令，寫出的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中 。  

  Done 完成位：讀寫功能完成位 。 

  Error錯(cuò)誤代碼： 只有在 Done位為1時(shí)，錯(cuò)誤代碼才有效。

  常用的控制字：  

  047E ：運(yùn)行準(zhǔn)備 

  047F ：正轉(zhuǎn)啟動(dòng) 

  0C7F ：反轉(zhuǎn)啟動(dòng) 

  04FE ：故障確認(rèn) 

  5.2.2  寫速度設(shè)定值 

  圖5-3  寫速度值 

  5.2.3 讀狀態(tài)字和速度實(shí)際值 

  圖5-4  讀狀態(tài)字1和速度實(shí)際值 

  5.2.4 讀取斜坡時(shí)間 

  圖5-5  讀參數(shù) P1120、P1121 

  5.2.5 寫斜坡下降時(shí)間   

  圖5-6  寫參數(shù) P1121 

  6、分配庫存儲(chǔ)區(qū) 

  在編譯程序之前，首先要為Modbus庫分配可用的全局 V存儲(chǔ)器地址，如圖6-1所示。 

  第一步：選擇 “程序塊” ->“ 庫” 右鍵，選擇“庫存儲(chǔ)區(qū)”； 

  第二步：點(diǎn)擊 “建議地址”， 選擇 V存儲(chǔ)器的地址； 

  第三步：點(diǎn)擊 “確定”退出。   

  圖6-1 分配庫存儲(chǔ)區(qū) 

  7、調(diào)試程序  

  程序編輯完成后，要調(diào)試程序，如下圖7-1所示。 

  第一步：點(diǎn)擊“保存“，保存好編輯的程序； 

  第二步：點(diǎn)擊“編譯“，編譯程序； 

  第三步：點(diǎn)擊“下載“，把程序下載到PLC的CPU當(dāng)中； 第四步：點(diǎn)擊“運(yùn)行“，啟動(dòng)程序。   

  圖7-1  調(diào)試程序 

  8、監(jiān)控狀態(tài)表   

  通過監(jiān)控狀態(tài)表，可以修改過程數(shù)據(jù)和監(jiān)控過程數(shù)據(jù)的變化狀態(tài)，如圖8-1所示。 

  圖8-1狀態(tài)表  

  控制字：VW100=16#047F  說明啟動(dòng)命令已經(jīng)給了。 

  狀態(tài)字：VW300=16#EF37 說明變頻器的狀態(tài)，參見 r0052。 

  主設(shè)定值：VW200=16#1000 說明速度設(shè)定值已經(jīng)給了，16#0-4000對應(yīng)轉(zhuǎn)速 0-P2000的值。 

  速度實(shí)際值：VW302=16#1000 說明電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速已經(jīng)運(yùn)行到 375rpm。 斜坡上升時(shí)間：VW400=1000，從寄存器列表中可以看到 40322的寄存器的定 標(biāo)系數(shù)是 100，所以參數(shù) P1120=1000/100=10。  

  斜坡下降時(shí)間：VW402=2000，讀的下降時(shí)間；VW500=2000，設(shè)定的下降時(shí) 間；VW402=VW500，說明寫指令已經(jīng)生效。從寄存器列表中可以看到 40323 的寄存器的定標(biāo)系數(shù)是 100，所以參數(shù) P1121=2000/100=20。 

  9、Modbus錯(cuò)誤代碼 

  Done完成位：Modbus功能塊的完成位，用于確定功能塊的操作是否完成； 

  Error 錯(cuò)誤代碼：只有在Done位為1時(shí)，錯(cuò)誤代碼才有效。Modbus錯(cuò)誤代碼及含義如表 9-1所示。     

  表9-1  Modbus錯(cuò)誤代碼表

  
  

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