为主要讲授对象。西门子的PLC以其较高的性能价格比，在**国内市场占有很大的份额，在我国的各行各业得到了广泛的应用。S7-300/400属于模块式PLC，主要由机架、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理器、
电源
模块和编程计算机组成，各种模块安装在机架上。通过CPU模块或通信模块上的通信接口，PLC被连接到通信网络，可以与计算机、其他PLC或其他设备通信。
1．CPU模块
CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。S7 - 300/400将CPU模块简称为CPU。
2．信号模块
输入( Input)模块和输出(Output)模块简称为I/O模块，开关量输入、开关量输出模块简称为DI模块和DO模块，模拟量输入、模拟量输出模块简称为AI模块和AO模块，它们统称为信号模块。信号模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。
输入模块用来接收和采集输入信号，开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、
接近开关
、光电开关、压力
继电器
等来的开关量输入信号。模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压信号，或者直接接收热电阻、热电偶提供的温度信号。
开关量输出模块用来控制
接触器
、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备，模拟量输出模块用来控制电动调节阀、
变频器
等执行器。
CPU模块内部的工作电压一般是DC 5V，而PLC的外部输入/输出信号电压一般较高，例如DC 24V或AC 220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的
元器件
，或使PLC不能正常工作。在信号模块中，用光耦合器和小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的输入、输出电路。信号模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。
3．功能模块
为了增强PLC的功能，扩大其应用领域，减轻CPU的负担，PLC厂家开发了各种各样的功能模块。它们主要用于完成某些对实时性和存储容量要求很高的控制任务，例如高速计数、位置控制和闭环控制等。
4．接口模块
CPU模块所在的机架称为*机架，如果一个机架不能容纳全部模块，可以增设一个或多个扩展机架。接口模块（简称为IM）用来实现*机架与扩展机架之间的通信。
5．通信处理器
通信处理器(简称为CP)用于PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将S7 - 300/400接入各种通信网络，CP也用于实现点对点通信等。CPU模块集成有MPI通信接口，有的CPU模块还集成了其他通信接口。
6．电源模块
电源模块（简称为PS）用于将输入的AC 220V电源或DC 24V电压转换为稳定的DC 24V和DC 5V电压，供其他模块和输出模块的负载使用。
7．编程设备
S7 - 300/400一般使用安装了编程软件STEP 7的个人计算机作为编程设备，可以生成和编辑各种文本程序或图形程序。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。编程软件还有对网络和硬件组态、参数设置、监控和故障诊断等功能。
使用该指令是将地址寄存器AR1的内容加上作为地址偏移量的累加器1中低字的内容，或加上指令中的16位常数，结果在AR1( AR2)中。首先将整数（16位）扩展为符号正确的24位，然后将其加到AR1的较低有效的24位（AR1中的相对地址的部分）。在AR1( AR2)中，区域ID的部分（*24~ 26位）保持不变。要加到AR1、AR2的内容中的整数（16位）由ACCU 1的低字中的值*。允许值的范围为-32768~+32767。参数P#Byte. Bit（被加到AR1或AR2上的地址）的数据类型为指针常数。要加到AR1、AR2的内容中的偏移量由参数P#Byte，Bit地址*。指令的执行与状态位无关，而且对状态位没有影响。
+AR1：加地址寄存器1中内容的整数（16位）通过累加器1低字中的数值定义，允许范围为-32768~+32767。
+AR1<P#Byte. Bit>：要加上的偏移量通过<P#Byte. Bit>地址定义。
编程示例1：
L  +300    说明：将数值装入累加器1低字中
+AR1    将累加器1低字中的内容（整数，16位）加到地址寄存器1
编程示例2：
+ AR1 P#300.0    说明：将偏移量300.0加到地址寄存器1
2．+AR2加累加器1至地址寄存器2*（+AR2、+LAR2<P#Byte. Bit>）
使用该指令，可以将语句中或累加器1低字中定义的偏移量加至地址寄存器2。首先将整数（16位）扩展为带有其正确符号的2位数，然后加到地址寄存器2的较低有效24位（地址寄存器2中部分相关地址）。地址寄存器2中ID区部分（位24、25和26）保持不变。指令的执行与状态位无关，而且对状态位没有影响。
  ①STL形式的打开数据块指令“OPN<数据块>”。使用打开数据块指令，可以打开一个数据块作为共享数据块或背景数据块，可以同时打开一个共享数据块和一个背景数据块。访问已打开的数据块内的存储单元时，其地址中不必指明是哪一个数据块的存储单元，如打开数据DB10后，DB10. DBW35可简写为DBW35。
编程示例：
OPN DB10    说明：打开数据块DB10作为共享数据块
L DBW35    将打开数据块的数据字DBW35装入累加器1低字中
T MW22    将累加器1低字中的内容传送到存储字MW22
OPN DB20    打开数据块DB20作为背景数据块
L  DIB12    将打开背景数据块的数据字节12装入累加器1低字中
T  DBB37    将累加器1低字中的内容传送到打开共享数据块的数据字
节DBB37
②LDA形式的打开数据块指令“-(OPN)”。“-(OPN)”（打开数据块指令）可以打开一个共享数据块( DB)或背景数据块(DI)。“-( OPN)”功能是一种数据块无条件调用功能。数据块的编号被传送到DB或DI寄存器。在此之后，DB和DI指令根据寄存器的内容访问相应的数据块。
编程示例如图所示：数据块10( DB10)被打开。接点地址( DBX0.0)指的是数据块DB10中包含的当前数据记录的数据字节0的0位。该位的信号状态被赋值给输出Q4.0。
打开数据块指令使用示例
打开数据块指令使用示例
图   打开数据块指令使用示例
CDB交换共享数据块和背景数据块
使用该指令，可以交换共享数据块和背景数据块。该指令可以交换数据块寄存器。一个共享数据块可转换为一个背景数据块，反之亦然。
上海庆惜自动化设备有限公司
详细信息
西门子S7-300PLCSIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
概述
S7-300
? 模块化微型 PLC 系统，满足中、小规模的性能要求
? 各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
? 简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
? 操作方便，设计简单，不含风扇
? 任务增加时可顺利扩展
? 大量的集成功能，使它功能非常强劲
S7-300F
? 故障安全型自动化系统，可满足工厂日益增加的安全需求
? 基于 S7-300
? 可连接配有安全型模块的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
? 通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全相关通信
? 标准模块另外也可用于非安全相关应用

应用
S7-300
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括：
? 特殊机械，
? 纺织机械，
? 包装机械，
? 一般机械设备制造，
? 控制器制造，
? 机床制造，
? 安装系统，
? 电气与电子工业及相关产业。
多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：
? 具有高电磁兼容性和抗震性，可更大限度地用于工业领域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制，因此不会对人身、环境造成损害。
S7-300F 满足下列安全要求：
? 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
? 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
? 类别 1 - 4 符合 EN 954-1
另外，标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
设计
S7-300
一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件：
? CPU：
不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
? 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
? 用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
? 用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。
根据要求，也可使用下列模块：
? 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
? 接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且*风扇。
? SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件：
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护：
? 安装模块：
只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。
? 集成的背板总线：
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。
? 模块采用机械编码，更换较为*：
更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
? 现场证明可靠的连接：
对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
? ** 连接：
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
? 规定的安装深度：
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。
? 无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求，准确提供输入/输出。
数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电气隔离、诊断和警报功能等方面都存在着差别。在这里提到的所有模块范围中，SIPLUS 组件可用于扩展的温度范围 -25… 60°C 和有害的空气/冷凝。
诊断、中断
许多模块还会监控信号采集（诊断）和从过程（过程中断）中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误（例如断线或短路）以及任何过程事件（例如数字输入时的上升边或下降边）立刻做出反应。使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。
专用模块
用于测试和仿真时，模拟量模块可插入到 S7-300。该模块通过 LED 转换和指示输出信号，实现对编码器信号的模拟。
该模块可插入到任何地方（不必遵守插槽规则）。该虚拟模块为未组态的信号模块预留了一个插槽。稍后安装该模块时，整个组态的机械配置和地址分配均不会更改