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数据通信是指可编程控制器相互之间的数据传送，或一台可编程控制器与智能设备之间的数据传送。数据通信是由MPI、PROFIBUS或工业以太网完成的。

大中型PLC（例如西门子公司的S7-300和S7-400系列）一般采用模块式结构，用搭积木的方式来组成系统，模块式PLC由机架和模块组成。S7-300（见图1-5）是模块化的中型PLC，适用于中等性能的控制要求。品种繁多的CPU模块、信号模块和能模块能满足各种领域的自动控制任务，用户可以根据系统的具体情况选择合适的模块，而且维修时更换模块也很方便。当系统规模扩大和更为复杂时，可以通过增加模块对PLC进行扩展。简单实用的分布式结构和强大的通信联网能力，使得PLC应用十分灵活。

S7-300系列PLC采用模块化结构，一般由处理器模块（CPU）、负载电源模块（PS）、信号模块（SM）、能模块（FM）、通信模块（CP）和接口模块（IM）组成。各个模块以搭积木的方式在机架上组成系统，组成灵活，便于维修。

S7-300的每个CPU都有一个编程用的RS-485接口，使用西门子的MPI（多点接口）通信协议。有的CPU还带有集成的现场总线PROFIBUS-DP接口或PtP（点对点）串行通信接口。S7-300不需要附加任何硬件、软件和编程，就可以建立一个MPI网络，通过PROFIBUS-DP接口可以建立一个DP网络。

能强的CPU的RAM存储容量为512KB，有8192个存储器位、512个定时器和512个计数器，数字量通道大为65536点，模拟量通道大为4096个；计数器的计数范围为1～999，定时器定时范围为10ms～9990s。由于使用Flash EPROM,CPU断电后无需后备电池也可以长时间保持动态数据，使得S7-300成为完全无维护的控制设备。

S7-300有很高的电磁兼容性和抗震动、抗冲击能力。S7-300标准型的环境温度为0～60℃，环境条件扩展型的温度范围为−25～60℃，有更强的耐震动和耐污染性能。

S7-300采用紧凑的、无槽位限制的模块结构，控制系统主要由输入模块、CPU模块、接口模块、通信处理器、电源模块和输出模块组成（见图1-5），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被连接到通信网络上，可以与计算机、其他PLC或其他设备通信。

CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成，S7-300将CPU模块简称为CPU。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、执行用户程序和刷新系统的输出，模块中的存储器用来储存程序和数据。

CPU的元件封装在一个牢固而紧凑的塑料机壳内，前面板上有状态和故障指示显示LED、模式选择开关（模式选择器）和通信接口等。存储器插槽可以插入多达数兆字节的Flash EPROM微存储器卡（简称为MMC），用于断电后保存程序和数据。

CPU模块面板上的LED（发光二极管）的意义如下。

SF（系统出错/故障显示，红色）：CPU硬件故障或软件错误时亮。

BATF（电池故障，红色）：电池电压低或没有电池时亮。

DC 5V（+5V电源指示，绿色）：CPU和S7-300总线的5V电源正常时亮。

FRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O被强制时亮。

STOP（停止方式，黄色）：CPU处于STOP、HOLD状态或重新启动时长亮；执行存储器复位时闪亮。

BUSF（总线错误，红色）：PROFIBUS-DP接口硬件或软件故障时亮。集成有DP接口的CPU才有此LED，集成有两个DP接口的CPU有两个对应的LED（BUSlF和BUS2F）。

2.CPU的运行模式

CPU有4种操作模式，分别为STOP（停机）、STARTUP（启动）、RUN（运行）和HOLD（保持）。在所有模式下，都可以通过MPI接口与其他设备通信。

STOP模式：CPU模块通电后自动进入STOP模式，在该模式下不执行用户程序，可以接收全局数据和检查系统。

RUN模式：执行用户程序，刷新输入和输出，处理中断和故障信息服务。

HOLD模式：在STARTUP和RUN模式下执行程序时遇到调试用的断点，用户程序的执行被挂起（暂停），定时器被冻结。

STARTUP模式：启动模式，可以用模式选择开关或编程软件启动CPU。如果模式选择开关在RUN或RUN-P位置，通电时将自动进入启动模式。

有的CPU模式选择开关是一种钥匙开关，操作时需要插入钥匙，用来设置CPU当前的运行方式。钥匙拔出后，就不能改变操作方式。这样可以防止未经授权的人员非法删除或改写用户程序。用户还可以使用多级口令来保护整个数据库，以有效地保护技术机密，防止未经允许的复制和修改。钥匙开关各位置的意义如下。

RUN-P（运行-编程）：CPU不仅执行用户程序，在运行时还可以通过编程软件读出和修改用户程序，以及改变运行方式。在这个位置不能拔出钥匙。

RUN（运行）：CPU执行用户程序，可以通过编程软件读出用户程序，但是不能修改用户程序。在这个位置可以取出钥匙。

STOP（停止）：CPU不执行用户程序，通过编程软件可以读出和修改用户程序。在这个位置可以取出钥匙。

MRES（清除存储器）：MRES位置不能保持，如果在这个位置松手，开关将自动返回STOP位置。将模式选择开关从STOP状态扳到MRES位置，可以复位存储器，使CPU回到初始状态，工作存储器、RAM装载存储器中的用户程序和地址区被清除；全部存储器位、定时器、计数器和数据块均被删除，即复位为零，包括有保持能的数据；CPU检测硬件、初始化硬件和系统程序的参数，系统参数、CPU和模块的参数被恢复为默认设置，MPI（多点接口）的参数被保留。