SIMATIC S7-300，CPU 312 帶 MPI 的中央處理器， 集成電源 24V DC， 內存 32 KByte， 需要微型存儲卡

西門子S7-300 PLC數據類型介紹

一、基本數據類型

基本數據類型的長度不超過32位。

位（BOOL），字節（BYTE），字（WORD），雙字（DOUBLE WORD），整數（INT），

雙整數（DOUBLE INT）,浮點數（REAL），S5TIME(SIMATIC時間)，IEC時間（TIME），IEC日期（date），日計時（TIME_OF_DAY）,字符（CHAR），

重點： S5TIME和IEC時間數據類型結構，二者區別

二、復雜數據類型

復雜數據類型是由其他基本數據類型組合而成的，長度超過32位的數據類型。

1．日期時間數據類型（ Data_And_Time ）：

2．字符串類型（String）：

3．數組類型Array

4．結構（STRUCT）：

5．用戶定義類型（UDT）：

三、參數數據類型

用于功能FC或功能塊FB的數據類型

1. Pointe指針類型，6字節指針類型，傳遞數據塊號和數據地址

2. Any指針類型，10字節指針類型，傳遞數據塊號、數據地址、數據數量以及數據類型

S7-300

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(SIEMENS)上海非俗工控自動化設備有限公司（西門子分銷商）

顏家釗（銷售工程師）185 7050 2115 （24小時服務熱線）

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西門子S7-300硬件介紹

S7－300主要支持的硬件有：

（1）電源（PS）

電源模塊提供了機架和CPU內部的供電電源，置于1號機架的位置。

（2）中央處理器（CPU）

CPU存儲并處理用戶程序，為模塊分配參數，通過嵌入的MPI總線處理編程設備和PC、模塊、其它站點之間的通訊，并可以為進行DP主站或從站操作裝配一個集成的DP接口。置于2號機架。

（3）接口模塊（IM）

接口模塊將各個機架連接在一起。不同型號的接口模塊可支持機架擴展或PROFIBUS DP連接。置于3號機架，沒有接口模塊時，機架位置為空。

（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備。信號模塊可用于數字信號和模擬信號，還可用于進行連接，如傳感器和啟動器的連接。

（5）功能模塊（FM）

用于進行復雜的、重要的但獨立于CPU的過程，如：計算、位置控制和閉環控制。

（6）通訊處理器（CP）

模塊化的通訊處理器通過連接各個SIMATIC站點，如：工業以太網，PROFIBUS或串行的點對點連接等。

后三個模塊在機架上可以任意放置，系統可以自動分配模塊的地址。

需要說明的是，每個機架*多只能安裝8個信號模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統任務超過了8個，則可以擴展機架（每個帶CPU的中央機架可以擴展3個機架）。

PLC的功能
隨著自動化技術、計算機技術及網絡通信技術的迅速發展，PLC的功能日益增多。它不僅能實現單機控制，而且能實現多機群控制；不僅能實現邏輯控制，還能實現過程控制、運動控制和數據處理等，其主要功能如下：
1、開關量邏輯控制
這是PLC的*基本的功能。PLC具有強大的邏輯運算能力，它提供了與、或、非等各種邏輯指令，可實現繼電器觸點的串聯、并聯和串并聯等各種連接的開關控制，常用于取代傳統的繼電器控制系統。使用PLC提供的定時、計數指令，可實現定時、計數功能，其定時值和計數值既可由用戶在編程時設定，也可用數字撥碼開關來設定，其值可進行在線修改，操作十分靈活方便。
2、模擬量控制
在工業生產過程中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC提供了各種智能模塊，如模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、熱電阻用模擬量輸入模塊、熱電阻用模擬量輸出模塊等，通過使用這些模塊，把現場輸入的模擬量經A/D轉換后送CPU處理；而CPU處理的數字結果，經D/A轉換成模擬量去控制被控設備，以完成對連續量的控制。
3、閉環過程控制
使用PLC不僅可以對模擬量進行開環控制，而且還可以進行閉環控制。配置PID控制單元或模塊，對控制過程中某一變量（如速度、溫度、電流、電壓等）進行PID控制。
4、定時、定位、計數控制
PLC具有定時控制的功能，它為用戶提供了若干個定時器，定時器的時間可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關在外部設定，實現定時或延時控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實現各種需求的定位控制。PLC具有計數控制的功能，它為用戶提供了若干個計數器或高速計數模塊。計數器的計數值可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關在外部設定，實現計數控制。

5、順序（步進）控制
在工業控制中，選用PLC實現順序控制，可以采用IEC規定的用于順序控制的標準化語言——順序功能圖進行設計，可以用移位寄存器和順序控制指令編寫程序。
6、網絡通信
現代PLC具有網絡通信的功能，它既可以對遠程I/O進行控制，又能實現PLC與計算機之間的通信，從而構成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統，實現工廠自動化。PLC通過RS232接口可與各種RS232設備進行通信。PLC還可與其它智能控制設備（如變頻器、數控裝置）實現通信。PLC與變頻器組成聯合控制系統，可提高交流電動機的自動化控制水平。
7、數據處理
現代PLC具有數運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表[2]。
2.2.2 
PLC的特點
1、通用性強、靈活性好、功能齊全
PLC是專為在工業環境下應用而設計的，具有面向工業控制的鮮明特點。通過選配相應的控制模塊便可適用于各種不同的工業控制系統。同時，由于PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內存中，當生產工藝改變或生產設備更新時，不必改變PLC的硬件，只需改變程序，改變控制邏輯，其連線少，體積小，加之PLC中每只軟繼電器的觸點數理論上無限，因此，靈活性和擴展性都很好。
2、可靠性高、抗干擾能力強
為了確保PLC在惡劣的工業環境下能可靠的工作。在設計中強化了PLC的抗干擾能力，使之能抗諸如電噪聲、電源波動、振動、電磁干擾等的干擾。PLC能承受電網電壓的變化，可直接由交流市電供電，直接取自電控箱電源。即使在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。PLC在設計、生產過程中除了對元器件嚴格篩選外，硬件和軟件還采用屏蔽、濾波。光電隔離和故障診斷、自動恢復等措施，有的PLC還采用了冗余技術等，進一步增強了PLC的可靠性。
3、編程簡單、使用方便
PLC在基本控制方面采用梯形圖語言進行編程，這種梯形圖是與繼電器控制電路圖相呼應的，形式簡單、直觀性強，廣大電氣人員容易接受。用梯形圖編程出錯率比匯編語言低得多。梯形圖、流程圖、語句表之間可以有條件的相互轉換，使用極其方便。
4、模塊化結構、安裝簡單、調試方便
PLC的各個部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化結構設計，由機架和電纜將各模塊連接起來，由于配置靈活，使擴展、維護更加方便。另外，PLC的接線十分方便，只需將輸入信號的設備（如按鈕、開關等）與PLC的輸入端子相連，將接受控制的執行元件（接觸器、電磁閥等）與輸出端子相連即可。調試工作大部分是室內調試，用模擬開關模擬輸入信號，其輸入狀態和輸出狀態可以觀察PLC上相應的發光二極管，可以根據它進行測試、排錯和修改[2]。
2.3 西門子S7-300 PLC 
2.3.1 

S7-300的系統結構
S7-300 PLC是模擬式中小型PLC，電源、CPU和其他模塊都是獨立的，可以通過U形總線把電源（PS）、CPU和其他模塊緊密固定在西門子S7-300的標準軌道上。每個模塊都有一個總線連接器，后者插在各模塊的背后。電源模塊總是安裝在機架的*左邊，CPU模塊緊靠電源模塊。CPU的右邊是可以選擇的IM接口模塊，如果只用主架導軌而沒有使用擴展支架可以不選擇IM接口模塊。S7編程軟件組態主架導軌硬件時，電源，CPU和IM分別放在導軌的1號槽、2號槽和3號槽上。一條導軌共有11個槽號：1號槽至11號槽，其中4號槽至11號槽可以隨意放置除電源、CPU和IM以外的其他模塊。如：DI（數字量輸入）、DO（數字量輸出）、AI（模擬量輸入）、AO（模擬量輸出）、FM（功能模塊）和CP（通信模塊）等[3]。
2.3.2 S7-300 CPU模塊
CPU模塊是控制系統的核心，負責系統的中央控制責任，存儲并執行程序，實現通信功能，為U形總線提高5V電源。CPU有4種操作模式：STOP（停機），STARTUP（啟動），RUN（運行）和HOLD（保持）。在所有的模式中，都可以通過MPI接口與其他設備通信。S7-300的CPU模塊大致可以分為以下幾類：
1、6種緊湊型CPU，帶有集成的功能和I/O：CPU 312C、313C、313C-PtP、313C-2DP、314C-PtP和314C-2DP。
2、革新的標準型CPU：CPU 312、314和315-2DP。
3、5種標準的CPU：CPU 313、314、315、315-2DP和316-2DP。
4、戶外型CPU：CPU 312 IFM、314 IFM、314戶外型和315-2DP。
5、大容量高端型CPU：317-2DP和CPU 318-2DP。
6、主從接口安全型CPU：CPU 315F-2DP[3]。
2.3.3 
S7-300的模擬量輸入模塊在生產過程中有大量的連續變化的模擬量需要用PLC來測量或控制。有的是非電
量，例如溫度、壓力、流量物體的成分和頻率等。有的是強電量，例如發電機組的電流、電壓、有功功率和無功功率等。變送器用于將傳感器提供的電量或非電量轉換成標準的量程的直流電流和直流電壓信號，例如DC1~5V和DC4~20mA。模擬量輸入模塊用于將模擬量信號轉換為CPU內部處理用的數字信號，其主要組成部分是A/D轉換器。模擬量輸入模塊的輸入信號一般都是模擬量變送器輸出的標準量程的直流電壓，直流電流信號。模擬量輸入/輸出模塊中模擬量對應的數字稱為模擬值，模擬值用16位二進制補碼來表示*高位為符號位。模擬量輸入模塊的模擬值與百分數表示的模擬量之間的對應關系為：雙極性模擬量量程的上下限(100%和-100%)分別對應模擬值27648和-27648。單極性模擬量量程的上下限(100%和0%)分別對應于模擬值27648和0[3]。

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