S7-300的CPU模塊的元件
S7-300有20種不同型號的CPU，分別適用于不同等級的控制要求。有的CPU模塊集成了數(shù)字量I/O，有的同時(shí)集成了數(shù)字量I/O和模擬量I/O。
CPU內(nèi)的元件封裝在一個(gè)牢固而緊湊的塑料機(jī)殼內(nèi)，面板上有狀態(tài)和故障指示LED、模式選擇開關(guān)和通信接口。大多數(shù)CPU還有后備電池盒，存儲(chǔ)器插槽可以插入多達(dá)數(shù)兆字節(jié)的Flash EPROM微存儲(chǔ)器卡（檢查MMC），用于掉電后程序和數(shù)據(jù)的保存。CPU 318-2的面板如圖所示。
1、狀態(tài)與故障顯示LED
CPU模塊面板上的LED的意義如下：
①SF(系統(tǒng)出錯(cuò)/故障顯示，紅色)：CPU硬件故障或軟件錯(cuò)誤時(shí)亮。
②BATF(電池故障，紅色)：電池電壓低或沒有電池時(shí)亮。
③DC5V(+5V電源指示，綠色)：CPU和S7-300總線的5V電源正常時(shí)亮。
④FRCE(強(qiáng)制，黃色)：至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)亮。
⑤RUN(運(yùn)行方式，綠色)：CPU處于RUN狀態(tài)時(shí)亮；重新啟動(dòng)時(shí)以2Hz的頻率閃亮；HOLD狀態(tài)時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮。
⑥STOP(停止方式，黃色)：CPU在STOP、HOLD狀態(tài)或重新啟動(dòng)時(shí)常亮；請求存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮，正在執(zhí)行存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以2Hz的頻率閃亮
⑦BUSF(總線錯(cuò)誤，紅色)：PROFIBUS-DP接口硬件或軟件故障時(shí)亮，集成有DP接口的CPU才有此LED。集成有兩個(gè)DP接口的CPU有兩個(gè)對應(yīng)的LED(BUS1F和BUS2F)。
2、CPU的運(yùn)行模式
①CPU有4中操作模式：STOP(停機(jī))、STARTUP(啟動(dòng))、RUN(運(yùn)行)和HOLD(保持)。在所有的模式中，都可以通過MPI接口與其他設(shè)備通信。
②STOP模式：CPU模塊通電后自動(dòng)進(jìn)入STOP模式，在該模式不執(zhí)行用戶程序，可以接收全局?jǐn)?shù)據(jù)和檢查系統(tǒng)。
③RUN模式：執(zhí)行用戶程序，刷新輸入和輸出，處理中斷和故障信息服務(wù)。
④HOLD模式：在啟動(dòng)和RUN模式執(zhí)行程序時(shí)遇到調(diào)試用的斷點(diǎn)，用戶程序的執(zhí)行被掛起（暫停），定時(shí)器被凍結(jié)。
⑤STARTUP模式：啟動(dòng)模式，可以用鑰匙開關(guān)或編程軟件啟動(dòng)CPU。如果鑰匙開關(guān)在RUN或RUN-P位置，通電時(shí)自動(dòng)進(jìn)入啟動(dòng)模式。
3、模式選擇開關(guān)
有的CPU的模式選擇開關(guān)(模式選擇器)是一種鑰匙開關(guān)，操作時(shí)需要插入鑰匙，用來設(shè)定CPU當(dāng)前的運(yùn)行方式。鑰匙拔出后，就不能改變操作方式。這樣可以防止未經(jīng)授權(quán)的人員非法刪除或改變用戶程序。還可以使用多級口令來保護(hù)整個(gè)數(shù)據(jù)庫，使用戶有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。鑰匙開關(guān)各位置的意義如下：
①RUN-P(運(yùn)行-編程)位置：CPU不僅執(zhí)行用戶程序，在運(yùn)行時(shí)還可以通過編程軟件讀出或修改用戶程序，以及改變運(yùn)行方式。在這個(gè)位置不能拔出鑰匙開關(guān)。
②RUN(運(yùn)行位置)位置：CPU執(zhí)行用戶程序，可以通過編程軟件讀出用戶程序，但是不能修改用戶程序，在這個(gè)位置可以取出鑰匙開關(guān)。
③STOP(停止)位置：不執(zhí)行用戶程序，通過編程軟件可以讀出和修改用戶程序，在這個(gè)位置可以取出鑰匙開關(guān)。
④MRES(清除存儲(chǔ)器)：MRES位置不能保持，在這個(gè)位置松手時(shí)開關(guān)將自動(dòng)返回STOP位置。將鑰匙開關(guān)從STOP狀態(tài)扳到MRES位置，可復(fù)位存儲(chǔ)器，使CPU回到初始狀態(tài)。工作存儲(chǔ)器、RAM裝載存儲(chǔ)器中的用戶程序和地址區(qū)被清除，全部存儲(chǔ)器位、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)塊均被刪除，即復(fù)位為零，包括有保持功能的數(shù)據(jù)。CPU檢測硬件，初始化硬件和系統(tǒng)程序的參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)、CPU和模塊的參數(shù)被恢復(fù)為默認(rèn)設(shè)置，MPI(多點(diǎn)接口)的參數(shù)被保留。如果快閃存儲(chǔ)器卡，CPU在復(fù)位后將它里面的用戶程序和系統(tǒng)參數(shù)復(fù)制到工作存儲(chǔ)區(qū)。
復(fù)位存儲(chǔ)器按下述順序操作：PLC通電后將鑰匙開關(guān)從STOP位置扳到MRES位置，STOP LED熄滅1s，再熄滅1s后保持亮。放開開關(guān)，使它回到STOP位置，然后又回到MRES，STOP LED以2Hz的頻率至少閃動(dòng)3s，表示正在執(zhí)行復(fù)位，最后STOP LED一直亮，可松開模式開關(guān)。
存儲(chǔ)器卡被取掉或插入時(shí)，CPU發(fā)出系統(tǒng)復(fù)位請求，STOP LED以0.5Hz的頻率閃動(dòng)。此時(shí)應(yīng)將模式選擇開關(guān)扳到MRES位置，執(zhí)行復(fù)位操作。
4、微存儲(chǔ)器卡
Flash EPROM為存儲(chǔ)卡(MMC)用于在斷電時(shí)保存用戶程序和某些數(shù)據(jù)，它可以擴(kuò)展CPU的存儲(chǔ)器容量，也可以將有些CPU的操作系統(tǒng)保存在MMC中，這對于操作系統(tǒng)的升級是非常方便的。MMC用作裝載存儲(chǔ)器或便攜式保存媒體。MMC的讀寫直接在CPU內(nèi)進(jìn)行，不需要專用的編程器。由于CPU 31xC沒有安裝集成的裝載存儲(chǔ)器，在使用CPU時(shí)必須插入MMC，CPU與MMC是分開訂貨的。
如果在寫訪問過程中拆下SIMATIC微存儲(chǔ)卡，卡中的數(shù)據(jù)會(huì)被破壞。在這種情況下，必須將MMC插入CPU中并刪除它，或在CPU中格式化存儲(chǔ)卡。只有在斷電狀態(tài)或CPU處于STOP狀態(tài)時(shí)，才能取下存儲(chǔ)卡。
5、通信接口
所有的CPU模塊都有一個(gè)多點(diǎn)接口MPI，有的CPU模塊有一個(gè)MPI和一個(gè)PROFIBUS-DP接口、有的CPU模塊有一個(gè)MPI/DP接口和一個(gè)DP接口。
MPI用于PLC與其他西門子PLC、PG/PC(編程器或個(gè)人計(jì)算機(jī)).OP(操作員接口)通過MPI網(wǎng)絡(luò)的通信。CPU通過MPI接口或PROFIBUS-DP接口在網(wǎng)絡(luò)上自動(dòng)地廣播它設(shè)置的總線參數(shù)(即波特率)，PLC可以自動(dòng)地“掛到”MPI網(wǎng)絡(luò)上。
PROFIBUS-DP的傳輸速率最高12Mbit/s，用它與其他西門子帶DP接口的PLC、PG/PC、OP和其他DP主站和從站的通信。
6、電池盒
電池盒是安裝鋰電池的盒子，在PLC斷電時(shí)，鋰電池用來保證實(shí)時(shí)鐘的正常運(yùn)行，并可以在RAM中保存用戶程序和更多的數(shù)據(jù)，保存的時(shí)間為1年，有的低端CPU(例如312IFM與313)因?yàn)闆]有實(shí)時(shí)鐘，沒有配備鋰電池。
7、電源接線端子
電源模塊的L1、N端子接AC220V電源，電源模塊的接地端子和M端子一般用短路片短接后接地，機(jī)架的導(dǎo)軌也應(yīng)接地。
電源模塊上的L+和M端子分別是DC4V輸出電壓的正極和負(fù)極。用專用的電源連接器或?qū)Ь€連接電源模塊和CPU模塊的L+和M端子。
8、實(shí)時(shí)鐘與運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器
CPU 312 IFM與CPU313因?yàn)闆]有鋰電池，只有軟件實(shí)時(shí)鐘，PLC斷電時(shí)停止計(jì)時(shí)，恢復(fù)供電后從斷電瞬時(shí)的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，有后備鋰電池的CPU有硬件實(shí)時(shí)鐘、可以在PLC電源斷電時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行小時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍為O-32767h。
9、CPU模塊上的集成I/O
西門子S7-300的CPU右側(cè)是模擬量輸入端子和模擬量輸出端子。
