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S7－300主要支持的硬件有：

（1）电源（PS）

电源模块提供了机架和CPU内部的供电电源，置于1号机架的位置。

（2）*处理器（CPU）

CPU存储并处理用户程序，为模块分配参数，通过嵌入的MPI总线处理编程设备和PC、模块、其它站点之间的通讯，并可以为进行DP主站或从站操作装配一个集成的DP接口。置于2号机架。

（3）接口模块（IM）

接口模块将各个机架连接在一起。不同型号的接口模块可支持机架扩展或PROFIBUS DP连接。置于3号机架，没有接口模块时，机架位置为空。

（4）信号模块（SM）

通常称为I/O（输入/输出）模块。测量输入信号并控制输出设备。信号模块可用于数字信号和模拟信号，还可用于进行连接，如传感器和启动器的连接。

（5）功能模块（FM）

用于进行复杂的、重要的但独立于CPU的过程，如：计算、位置控制和闭环控制。

（6）通讯处理器（CP）

模块化的通讯处理器通过连接各个SIMATIC站点，如：工业以太网，PROFIBUS或串行的点对点连接等。

后三个模块在机架上可以任意放置，系统可以自动分配模块的地址。

需要说明的是，每个机架较多只能安装8个信号模块、功能模块或通讯模块。如果系统任务**过了8个，则可以扩展机架（每个带CPU的*机架可以扩展3个机架）。

各个模块的性能具体如下：

（1）电源模块（PS）

电源模块用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。

（2）接口模块

接口模块用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架 (ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时*风扇。

（3）CPU模块

各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。

以上只是列出了部分指标，设计时还要参看相应的手册。

（4）信号模块

信号模块用于数字量和模拟量输入/输出，又分DI/DO（数字量输入/输出）和AI/AO（模拟量输入/输出）模块。

①数字量输入模块：

②数字量输出模块：

③数字输入/输出模块：

④继电器输出模块：

⑤模拟量输入模块

⑥模拟量输出模块：

⑦模拟量输入/输出模块：

（5）功能模块

西门子S7－300功能模块模块适用于各种场合，功能块的所有参数都在STEP7中分配，操作方便，而且不必编程。包括：计数器模块（FM350），定位模块（FM351），凸轮控制模块（FM352），闭环控制模块（FM355）等许多用于特定场合的模块。

（6）通讯模块（CP）

S7－300通讯模块是用于连接网络和点对点通讯用的**模块，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通过PROFIBUS通讯的模块CP343－5，用于S7－300和工业以网通讯的模块CP343－1及CP343－1 IT等。

二、S7－300CPU前面板说明

S7－300CPU前面板如上图所示。需要说明的是，S7－300系列有20种不同的CPU，每种CPU的前面板是不同的，但也是大同小异。现以CPU318－2为例，分别说明如下：

1、负载电源模块

负载电源模块用于将AC 220V电源转化为DC 24V，供CPU和I/O模块及其它模块使用。

2、后备电池

后备电池的作用是在PLC断电时，用来保证CPU实时时钟的正常运行，并可以保存用户的程序和数据（在RAM中）。有的低端的CPU因为没有实时时钟，没有后备电池。

3、DC 24V接线端子

CPU输出一个DC 24V，L＋和M分别是DC 24V的正极和负极。可用作CPU开关信号输入或外部元器件的电源。

4、模式选择开关

模式选择开关用来选择CPU的运行方式。有的该开关是一种钥匙开关，改变运行方式需要插入钥匙，用来防止未经授权的人改变CPU的运行方式。

模式选择开关各位置的含义如下：

（1）RUN－P（运行－编程）位置：CPU不仅执行程序，还可以在线读出和修改程序及改变运行方式；

（2）RUN（运行）位置：CPU执行程序，可以读出程序，但不能修改程序；

（3）STOP（停机）位置：CPU不执行程序，可以读出和修改程序；

（4）MERS（清除存储器）位置：可以复位存储器，使CPU回到初始状态。此位置不能保持，当松开后，又会回到STOP的位置。

5、状态和故障指示灯

（1）SF（系统故障指示，红色）：CPU硬件故障或软件出错时常亮；

（2）BATF（电池故障，红色）：电池电压低或无电池时常亮；

（3）DC 5V（＋5V电源指示，绿色）：CPU和S7－300总线＋5V电源正常时常亮；

（4）FRCE（强制指示，黄色）：至少有一个I/O被强制时常亮；

（5）RUN（运行指示，绿色）：CPU处于RUN运行方式时常亮，重启动时以2Hz的频率闪亮，HOLD状态时以0.5Hz的频率闪亮；

（6）STOP（停机指示，黄色）：CPU处于STOP、HOLD状态时常亮；请求存储器复位时以0.5Hz的频率闪烁；正在复位时以2Hz的频率闪烁；

（7）BUSF（总线故障指示，红色）：Profibud－DP接口硬件或软件故障时常亮。

6、存储器卡

存储器卡用于在断电时保存用户程序和一些数据，可以扩展CPU的存储容量。

7、MPI接口

MPI接口用于CPU与其它PLC、PG/PC（编程器/个人计算机）、OP（操作员接口）通过MPI网络的通信。

8、前连接器

前连接器用于将传感器和执行元件连接到信号模块，前面有盖板（9）保护。

三、SIMATIC S7-300具有多种不同的通讯接口：

• 多种通讯处理器用来连接AS-i接口、PROFIBUS 和工业以太网总线系统。

• 通讯处理器用来连接点到点的通讯系统。

• 多点接口(MPI) 集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

----用户可以方便的使用Step7软件进行通讯组态。

----CPU 支持下列通讯类型：

• 过程通讯

  通过总线(AS-i或PROFIBUS)对I/O模块周期寻址(过程映象交换) 。

• 数据通讯

  在自动控制系统之间或人机界面(HMI)和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。

通过PROFIBUS的过程通讯

-- --

S7-300通过通讯处理器，或通过集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口连接到PROFIBUS-DP网络上。

----带有PROFIBUS-DP主站/从站接口的CPU可以使用户能够方便高效地进行组态。

----而且，用户通过PROFIBUS-DP分布式I/O就像处理集中的I/O一样，具有相同的组态、地址和编程。

----下列设备可以作为通讯的主站：

• SIMATIC S7-300

  (通过带PROFIBUS-DP 接口CPU或通过 PROFIBUS-DP)

• 
  

  1、系统配置

  1.1 软件  

  安装 Step7 Micro/Win SMART software(含 Modbus协议库)的PC机，本例中使用的是Step7 Micro-Win SMART V2.0。 

  1.2 硬件 

  G120配备CU240E-2控制单元的变频器一台、异步电机一台、S7-200 SMART PLC 一台、标准DRIVE-CLIQ电缆一根、双绞屏蔽电缆一根。本例中，使用的G120的控制单元CU240E-2固件版本V4.6。

  注意：在使用MicroWin software创建项目之前，确认Modbus库文件已经存在。   

  图1-1 S7-200 SMART 界面 

  2、硬件接线 2.1  CU240E-2控制单元接口 

  CU240E-2控制单元端子排如图2-1，RS485接口在控制单元的底部，共有5个接线端子，其中从左到右，2号端子为RS485P，3号端子为RS485N，这两端子用于通信数据的发送和接收。   

  图2-1  控制单元端子图 

  2.2 G120 与S7-200 SMART接线 

  图2-2  PLC和控制器接线图 

  S7-200 SMART作为Modbus通信主站，其通信端口和变频器从站的接线如图 2-2。在通信网络的首、末端需要使用终端电阻。对于S7-200 SMART，需要在通信端口端子 3和8之间连接一阻值为120欧姆的电阻。对于变频器，把通 信网络末端的CU240E-2终端电阻拨码开关拨到ON位置即可（位置在图 2-1中，标号⑨）；中间位置的 CU240E-2，终端电阻拨码开关必须拨到OFF位置。本 例中，S7-200 SMART使用CPU自带通信端口和变频器进行通信。 

  3、通信设置 

  3.1 设置通讯接口  

  本例程使用PLC 以太网接口和 DRIVE-CLIQ 电缆，设置通信接口，如下图3-1。

  第一步:双击“通信”，弹出“通信”设置窗口； 

  第二步：选择网络接口卡，设置为“ICP/IP.AUTO.1”，系统会自动收索CPU。 

  图3-1 设置通信接口 

  3.2 建立PC和PLC之间的连接  

  选择“网络接口”后自动搜索到CPU，如图3-2。 

  第一步：搜索到 CPU 后，选择搜索到的CPU，点击CPU的”IP地址”。 

  第二步：点击“ 确定 ” 按钮，完成网络连接。 

  图3-2  建立S7-200 CPU和控制器连接 

  4、变频器参数设置 

  4.1 变频器地址设置 

  变频器的Modbus通信地址可以通过控制单元上的总线地址拨码开关进行设置，如图 4-1。 当地址拨码开关的位置都为OFF时，也可用过参数 P2021进行设置。（说明： 改变地址后需重新上电后才能生效） 

  图 4-1 地址开关设置 

  4.2  变频器参数设置 

  对变频器一些基本的通信参数进行设置，才可以进行Modbus通信，如表4-2所示：  

  表4-2  变频器的参数设置 

  4.3 G120常用寄存器说明  

  G120变频器常用寄存器介绍，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，请参见G120操作手册 。 

  表4-3  常用寄存器说明 

  5、PLC编程 

  5.1 初始化程序 

  使用Modbus协议的初始化模块MBUS_CTRL，初始化S7-200 SMART的CPU端口**于Modbus主站通信，如图 5-1。 

  图 5-1 初始化 

  功能块说明：  

  注：此处以及下文的“功能块说明”仅介绍了功能块内的主要管脚功能，未说 明的管脚功能，请参考 Step7 Micro-Win SMART V2.0软件的帮助文件。

  EN使能： 必须保证每一扫描周期都被使能（使用SM0.0

  Mode模式： 为1时，使能Modbus协议功能；为0时恢复为系统PPI协议。Baud 波特率： 支持的通讯波特率为4800，9600，19200 ,此处设置 9600。 Parity 校验： 校验方式选择 （G120采用偶校验）  

  0＝无校验 

  1＝奇较验 

  2＝偶较验 

  Port端口：设置物理通信端口（0= CPU中集成的 RS-485，1= 可选 CM01信号板上的 RS-485或RS-232）。

  Timeout**时：主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为1000毫秒（1 秒），允许设置的范围为 1-32767。注意：这个值必须设置足 够大以保证从站有时间响应。 

  Done完成位：初始化完成，此位会自动置1。

  Error：初始化错误代码。  

  5.2 主站读写功能块 

  5.2.1 写控制字 

  图5-2 写控制字 

  功能块说明：  

  注：此处以及下文的“功能块说明”仅介绍了功能块内的主要管脚功能，未说 明的管脚功能，请参考Step7 Micro-Win SMART V2.0软件的帮助文件。 

  EN使能：同一时刻只能有一个读写功能（即 MBUS_MSG）使能。注意：G120对于写指令同一时刻只运行对一个保持寄存器操作；读指令同一时 刻较大允许操作125个保持寄存器。 

  First读写请求位：每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。 

  Slave从站地址：可选择的范围1-247

  RW请求方式： 0＝读，1＝写

  Count数据个数：通讯的数据个数（位或字的个数）。注意：Modbus主站可读/写的较大数据量为120个字（是指每一个MBUS_MSG指令）。 

  DataPtr数据指针： 

  如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中 ；                      

  2. 如果是写指令，写出的数据放到这个数据区中 。  

  Done 完成位：读写功能完成位 。 

  Error错误代码： 只有在 Done位为1时，错误代码才有效。

  常用的控制字：  

  047E ：运行准备 

  047F ：正转启动 

  0C7F ：反转启动 

  04FE ：故障确认 

  5.2.2  写速度设定值 

  图5-3  写速度值 

  5.2.3 读状态字和速度实际值 

  图5-4  读状态字1和速度实际值 

  5.2.4 读取斜坡时间 

  图5-5  读参数 P1120、P1121 

  5.2.5 写斜坡下降时间   

  图5-6  写参数 P1121 

  6、分配库存储区 

  在编译程序之前，首先要为Modbus库分配可用的全局 V存储器地址，如图6-1所示。 

  第一步：选择 “程序块” ->“ 库” 右键，选择“库存储区”； 

  第二步：点击 “建议地址”， 选择 V存储器的地址； 

  第三步：点击 “确定”退出。   

  图6-1 分配库存储区 

  7、调试程序  

  程序编辑完成后，要调试程序，如下图7-1所示。 

  第一步：点击“保存“，保存好编辑的程序； 

  第二步：点击“编译“，编译程序； 

  第三步：点击“下载“，把程序下载到PLC的CPU当中； 第四步：点击“运行“，启动程序。   

  图7-1  调试程序 

  8、监控状态表   

  通过监控状态表，可以修改过程数据和监控过程数据的变化状态，如图8-1所示。 

  图8-1状态表  

  控制字：VW100=16#047F  说明启动命令已经给了。 

  状态字：VW300=16#EF37 说明变频器的状态，参见 r0052。 

  主设定值：VW200=16#1000 说明速度设定值已经给了，16#0-4000对应转速 0-P2000的值。 

  速度实际值：VW302=16#1000 说明电机实际转速已经运行到 375rpm。 斜坡上升时间：VW400=1000，从寄存器列表中可以看到 40322的寄存器的定 标系数是 100，所以参数 P1120=1000/100=10。  

  斜坡下降时间：VW402=2000，读的下降时间；VW500=2000，设定的下降时 间；VW402=VW500，说明写指令已经生效。从寄存器列表中可以看到 40323 的寄存器的定标系数是 100，所以参数 P1121=2000/100=20。 

  9、Modbus错误代码 

  Done完成位：Modbus功能块的完成位，用于确定功能块的操作是否完成； 

  Error 错误代码：只有在Done位为1时，错误代码才有效。Modbus错误代码及含义如表 9-1所示。     

  表9-1  Modbus错误代码表

  
  

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