西門子S7-300模塊6ES7312-1AE14-0AB0

PLC的基本組成

　　1. 中央處理器

　　中央處理器(CPU)由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成并集成在一個(gè)芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線總線、地址總線、控制總線和電源總線與存儲器、輸入輸出接口、編程器和電源相連接。

　　小型PLC的CPU采用8位或16位微處理器或單片機(jī)，如8031、M68000等，這類芯片價(jià)格很低；中型PLC的CPU采用16位或32位微處理器或單片機(jī)，如8086、96系列單片機(jī)等，這類芯片主要特點(diǎn)是集成度高、運(yùn)算速度快且可靠性高；而大型PLC則需采用高速位片式微處理器。

　　CPU按照PLC內(nèi)系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC控制系統(tǒng)完成各項(xiàng)工作任務(wù)。

　　2. 存儲器

　　PLC內(nèi)的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)等。

　　1)系統(tǒng)程序存儲器

　　PLC系統(tǒng)程序決定了PLC的基本功能，該部分程序由PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程序存儲器中，主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分。

　　系統(tǒng)管理程序主要控制PLC的運(yùn)行，使PLC按正確的次序工作；用戶指令解釋程序?qū)LC的用戶指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言指令，傳輸?shù)紺PU內(nèi)執(zhí)行；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用則負(fù)責(zé)調(diào)用不同的功能子程序及其管理程序。

　　系統(tǒng)程序?qū)儆谛栝L期保存的重要數(shù)據(jù)，所以其存儲器采用ROM或EPROM。ROM是只讀存儲器，該存儲器只能讀出內(nèi)容，不能寫入內(nèi)容，ROM具有非易失性，即電源斷開后仍能保存已存儲的內(nèi)容。

　　EPEROM為可電擦除只讀存儲器，須用紫外線照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫入內(nèi)容，可電擦除可編程只讀存儲器還有E2PROM、FLASH等。

　　2)用戶程序存儲器

　　用戶程序存儲器用于存放用戶載入的PLC應(yīng)用程序，載入初期的用戶程序因需修改與調(diào)試，所以稱為用戶調(diào)試程序，存放在可以隨機(jī)讀寫操作的隨機(jī)存取存儲器RAM內(nèi)以方便用戶修改與調(diào)試。

　　通過修改與調(diào)試后的程序稱為用戶執(zhí)行程序，由于不需要再作修改與調(diào)試，所以用戶執(zhí)行程序就被固化到EPROM內(nèi)長期使用。

RUN 運(yùn)行指示燈 綠色，運(yùn)行模式。
STOP 停業(yè)運(yùn)行燈 ，停止模式。S7-300CPU：SF指示燈 用作系統(tǒng)出錯(cuò)/故障顯示，為紅色，CPU的硬件出現(xiàn)故障或軟件有錯(cuò)，帶診斷功能模塊出錯(cuò)時(shí)點(diǎn)亮。BATF 為電池故障，紅色，電池電壓低或沒有電池時(shí)點(diǎn)亮。DC5V 5V電源指示，綠色，CPU和S7300總線的5V電源正常時(shí)點(diǎn)亮。FRCE 強(qiáng)制，，至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)點(diǎn)亮。RUN 運(yùn)行方式，綠色，CPU處于RUN狀態(tài)時(shí)點(diǎn)亮，重新啟動時(shí)以2Hz的頻率閃亮，保持HOLD狀態(tài)時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮。TOP 停止方式，，CPU處于STOP、HOLD狀態(tài)時(shí)或重新啟動時(shí)常亮，請求存儲器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮，正在執(zhí)行存儲器復(fù)位時(shí)以2Hz的頻率閃亮，由于存儲器卡插入需要存儲器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮。
BUSF 總線錯(cuò)誤，紅色，PROFIBUS-DP接口硬件或軟件故障時(shí)點(diǎn)亮，集成有DP口的CPU才有此LED，(如CPU 315-2DP)，集成有2個(gè)DP口的CPU有兩個(gè)LED（BUS1F和BUS2F）

標(biāo)準(zhǔn)型S7-300 CPU除了CPU 318-2 DP的數(shù)據(jù)保持問題：

1．存儲器M定時(shí)器T計(jì)數(shù)器C的可保持性取決于是否被組態(tài)為保持，如果定義為非保持，則Stop->Run或者Power off/on均被復(fù)位，如果被組態(tài)為保持，則Stop->Run或者Power off/on均被保持，不管有無電池。但注意，無電池時(shí)，必須要有FEPROM程序備份，否則，組態(tài)丟失。

S7-300/400屬于模塊式PLC，主要由機(jī)架CPU模塊信號模塊功能模塊接口模塊通信處理器電源模塊和編程設(shè)備工程師操作員站和操作屏組成。

邏輯運(yùn)算關(guān)系表 在CPU模塊上有存儲器用來存放系統(tǒng)程序用戶程序邏輯變量和其它一些信息，包括ROM和RAM?？赏ㄟ^擴(kuò)展槽擴(kuò)展用戶RAM。RAM：主程序區(qū)OB1+子程序區(qū)FBFCB定時(shí)中斷塊等斷電時(shí)由鋰電池供電幾年以免RAM中信息丟失。鋰電池電壓<規(guī)定值，燈報(bào)警，換電池期間靠電容充電幾分鐘。

PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1是用于循環(huán)處理的組織塊主程序，它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序組織塊中斷。在起動完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1中可以調(diào)用其它邏輯塊FB, SFB, FC或SFC。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過程中，CPU并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)。批量輸入批量輸出。

西門子S7-300plc和S7-200的以太網(wǎng)通信程序

完成以太網(wǎng)向?qū)渲煤笮枰诔绦蛑姓{(diào)用以太網(wǎng)向?qū)傻腅THx_CTRL和ETH0_XFR,然后，將整個(gè)項(xiàng)目到作客戶端的S7-200 CPU上。1. 調(diào)用向?qū)傻淖映绦?，?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸對于S7-200的同一個(gè)連接的多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸，不能同時(shí)，必須分時(shí)調(diào)用。

1系統(tǒng)存儲器：

系統(tǒng)存儲器用于存放輸入輸出過程映像區(qū)PII,PIQ位存儲器M定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C塊堆棧和中斷堆棧以及臨時(shí)存儲器本地?cái)?shù)據(jù)堆棧。

   對于標(biāo)準(zhǔn)型S7-300CPU,每次拔卡后上電或者插卡后上電，CPU都會要求執(zhí)行復(fù)位，Stop 燈出現(xiàn)慢閃，需要用MRES復(fù)位用MRES復(fù)位注意：拔卡和插卡均只可在掉電時(shí)進(jìn)行。對于S7-400CPU每次拔卡后上電或者插卡后上電CPU都不會要求執(zhí)行復(fù)位，但在拔卡后，工作存儲器的程序自動丟失，即使有后備電池也一樣。

2.3    帶內(nèi)置EPROM的S7-300 CPU

     對帶有集成EPROM的CPU模塊，可以使用“Copy RAM to ROM"將程序復(fù)制到集成EPROM中，以確保在沒有備用電池的情況下發(fā)生電源故障或存儲器復(fù)位時(shí)數(shù)據(jù)不丟失。CPU 312 IFMCPU 314 IFM和C7系列 帶有內(nèi)置的EPROM裝載存儲器，由于不太常用，這里不作重點(diǎn)描述。

3        S7-300PLC西門子312模塊312-1AE14-OABO關(guān)于數(shù)據(jù)保持

3.1   CPU啟動方式：

S7-300CPU只有“暖啟動"Warm Start,但CPU 318-2 DP的啟動方式可定義為暖啟動Warm Start和冷啟動Cold Start兩種，定義為暖啟動時(shí)與其他標(biāo)準(zhǔn)型S7-300相同，定義為冷啟動時(shí)，與S7 400的冷啟動相同。暖啟動調(diào)用OB100組織塊。當(dāng)啟動時(shí)，過程映像和非保持?jǐn)?shù)據(jù)被清除。當(dāng)過程映像讀入后，就開始新的一個(gè)循環(huán)。

  對于使用MMC卡的S7300 CPU

暖啟動時(shí)，有的數(shù)據(jù)塊DB都是被保持的，“保持存儲器"Retentive Memory標(biāo)簽頁的定義區(qū)為“灰色"不可選的，如圖9－3示。定義了保持的存儲器M定時(shí)器T計(jì)數(shù)器C中的數(shù)據(jù)將被保持。過程映像和非保持?jǐn)?shù)據(jù)被清除。

S7-300 CPU 存儲器復(fù)位

當(dāng)存儲器復(fù)位時(shí)，工作存儲器內(nèi)置裝載存儲器對于標(biāo)準(zhǔn)CPU和帶保持的數(shù)據(jù)都被清除，然后執(zhí)行硬件測試。如果存儲器卡存在，用戶程序就從存儲器卡拷貝到工作存儲器。

S7-300 CPU使用MMC卡的數(shù)據(jù)保持問題

1．      存儲器M定時(shí)器T計(jì)數(shù)器C的可保持性取決于是否被組態(tài)為保持，如果組態(tài)為非保持，則Stop->Run或者Power off/on均被復(fù)位，如果組態(tài)為保持，則Stop->Run或者Power Off/On均被保持。
S7-300PLC西門子312模塊312-1AE14-OABO

3裝載存儲器：

裝載存儲器是用于存放不包含符號地址分配或注釋這些保留在編程設(shè)備的存儲器中的用戶程序。裝載存儲器可以是存儲器卡內(nèi)部集成的RAM或內(nèi)部集成的EPROM。

4保持存儲器：

保持存儲器是非易失性的RAM，通過組態(tài)可以在PLC掉電后即使沒有安裝后備電池的情況下，保存一部分位存儲器M定時(shí)器T計(jì)數(shù)器C和數(shù)據(jù)塊DB。在設(shè)置CPU參數(shù)時(shí)一定要要保持的區(qū)域。注意：由于S7-400PLC沒有非易失性RAM，即使組態(tài)了保持區(qū)域，再掉電時(shí)若沒有后備電池，也將丟失有數(shù)據(jù)。這是S7-300PLC與S7-400PLC的重要區(qū)別

1當(dāng)在step7中執(zhí)行時(shí)，會把編程設(shè)備中的用戶程序到CPU的裝載存儲區(qū)，同時(shí)會把運(yùn)行時(shí)使用的程序和數(shù)據(jù)寫入工作存儲區(qū)如OB1和數(shù)據(jù)塊。

2若CPU沒有后備電池，當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，在工作存儲器中定義了保持特性的數(shù)據(jù)塊會把數(shù)據(jù)寫入保持存儲器中，上電后保持存儲器會把斷電時(shí)的數(shù)據(jù)寫入到工作存儲區(qū)，保證了運(yùn)行數(shù)據(jù)斷電不丟失。

3若CPU沒有后備電池，當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，系統(tǒng)存儲區(qū)中定義n的保持位存儲器M定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C斷電時(shí)也會寫入保持存儲器，恢復(fù)上電時(shí)斷電時(shí)的數(shù)據(jù)重新寫入，保證了運(yùn)行數(shù)據(jù)斷電不丟失