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大量功能特性為用戶針對 S7-300 進行的編程、調試和維護提供支持。

• 快速的指令處理：
  指令處理時間為 0.01μs，可在低端和中端性能范圍中完全開辟新的應用。
• 浮點算術運算：
  使用浮點運算可以有效地執行更為復雜的運算功能。
• 用戶友好的參數設置:
  只需一個帶有統一用戶界面的軟件工具便可參數化所有模塊。熟悉和培訓時間較短。
• 操作和監控 (HMI)：
  用戶友好的人機界面 (HMI) 服務已集成在 S7-300 的操作系統中。這些功能不再需要耗時的編程：SIMATIC HMI 系統需要來自 SIMATIC S7-300 的過程數據 - S7-300 按照請求的更新周期傳輸過程數據。SIMATIC S7-300 操作系統可自主執行傳輸。所有這些都是使用同一的符號和數據庫完成的。
• 診斷功能：
  CPU 的智能診斷系統連續檢查系統功能并記錄故障和特定系統事件（例如，時間錯誤、模塊故障等）。這些事件已加上時間標簽并儲存在循環緩沖器內以用于將來故障排除。
• 口令保護:
  通過密碼保護功能，用戶可有效地保護他們的專有技術免遭未經授權的復制和更改。

SIMATIC S7-300 符合以下國內和國際標準：

• DIN
• UL 認證
• CSA 認證
• FM 等級 1 div.2；A、B、C 和 D 組（溫度組 T4 (≤135℃）
• ATEX 認證
• 澳大利亞標志
• 以下船級社資格認證
  • 美國船級社
  • 法國船級社
  • 挪威船級社
  • 德國船級社
  • 英國勞氏船級社
  • 日本船級社（NK）
• 地震保護

通訊

SIMATIC S7-300 的 CPU 支持下列通訊模式：

• 過程通訊：
  用于通過總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）的 I/O 模塊（過程映像交換）循環尋址。從循環執行層調用過程通訊。
• 數據通訊：
  用于自動化系統間或多個自動化系統與HMI之間的數據交換�？梢灾芷谛缘貓绦袛祿�通訊，或由用戶程序通過程序塊的事件驅動程序調用進行數據通訊

STEP 7 用戶界面使用方便，可用于對通訊功能進行組態，使組態更加容易。

數據通訊

SIMATIC S7-300 配備不同的數據通訊機制：

• 使用全局數據通訊通過 MPI 在網絡連接的 CPU 之間進行的數據包循環交換。
• 與具有通訊功能的其他設備進行的事件驅動通訊。可通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 進行網絡連接。

全局數據

通過使用“全局數據通訊”服務，聯網的 CPU 可以循環方式相互交換數據（最多 8 GD 數據包，每個包含 22 字節/循環）。通過這種方式，一個 CPU 訪問可另一個 CPU 的數據、位存儲器或過程映像。只能通過 MPI 進行全局數據交換。使用 STEP 7 中的 GD 表進行組態。

通訊功能

可以使用集成在系統中的功能塊建立與 S7/C7 合作伙伴的通訊服務。

這些服務是：

• 通過 MPI 進行 S7 基本通訊。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業以太網的 S7 通訊。
  S7-300 可以用于：
  • 作為服務器，通過 MPI、C 總線和 PROFIBUS 通訊
  • 作為服務器或客戶端，通過集成的 PROFINET 接口通訊

可以使用加載的功能塊建立與 S5 對等和非西門子設備的通訊服務。

這些服務是：

• 通過PROFIBUS和工業以太網進行S5兼容通訊。
• 通過PROFIBUS和工業以太網與第三方系統進行標準通訊。

與全局數據相比，必須建立通訊功能的通訊鏈路。

集成到 IT 世界

通過 S7-300，可將當今的 IT 技術方便的集成到自動化系統中。使用 CP 343-1 Advanced 可以實現下列 IT 功能：

• IP 路由；
  通過 IP 訪問列表可在千兆以太網和 PROFINET 接口之間轉發 IP V4 報文
• WEB 服務器；
  通過標準瀏覽器可以調用多達 30 MB 可自由定義的 HTML 頁面；數據通過 FTP 從內部文件系統處理
• 標準診斷頁面；
  用于對設備所有插入機架的模塊進行快速診斷，無需使用附加工具
• E-mail；
  直接從用戶程序發送包含身份驗證信息的電子郵件。電子郵件客戶端功能可以從控制系統直接向用戶發出警告。
• 通過 FTP 進行通訊；
  一種在大多數操作系統平臺常用的開放式協議
• 30 MB RAM 文件系統可用于動態數據的緩存。

S7-300 PROFINET CPU 配備集成的 Web 服務器。使用標準 Web 瀏覽器，可從 S7-300 站讀取信息：

• CPU 一般信息
• 診斷緩存中的內容
• 變量表
• 變量狀態
• 模板的狀態
• 報警
• 工業以太網的相關信息
• PROFINET 站的拓撲結構

等時模式

同步模式系統功能支持同步耦合

• 分布式信號采集
• 通過 PROFIBUS 的信號傳輸
• 程序執行

使用等距PROFIBU 的周期。

這形成了可采集和處理輸入信號并定期（恒定的總線循環時間）產生輸出信號的自動化解決方案。同時創建一致的過程映像分割。

由于分布式 I/O 的等距和同步信號處理，S7-300 保證了精確可重復的規定過程響應時間。

支持系統功能同步模式的組件系列眾多，可用于解決運動控制、測量值采集、高速閉環控制等方面要求嚴格的任務。

因此SIMATIC S7-300 目前適用于分布式自動化解決方案中的高速機加工過程，可確保極高精度和重復性。其結果是，在保持始終如一的最佳質量的同時提高產量。

模塊的診斷和過程監視

SIMATIC S7-300 的許多輸入/輸出模塊都具有智能能力：

• 監視信號(診斷)
• 監視過程信號（過程中斷）

診斷

可使用診斷來確定信號采集或模擬量處理是否分別在數字量模塊或模擬量模塊中功能正常。在評估診斷時，必須區別可參數化診斷消息和非可參數化診斷消息：

• 可參數化診斷報警：
  只有在由相關參數參數設置啟用了診斷報警時，才可輸出診斷報警。
• 非可參數化診斷報警：
  無需任何參數設置即可輸出這些報警。

若診斷報警處于活動狀態（例如，“編碼器電源掉電”），則模塊輸出一個診斷報警（對于可參數化診斷報警，只在相關參數化后輸出）。CPU 中斷執行用戶程序或較低的優先級，處理相關的診斷中斷塊 (OB 82)。

CPU 啟動(暖啟動)，冷啟動和熱啟動的區別是什么？

通電后，西門子S7-400 CPU 或 CPU 318-2 開始執行用戶程序之前，啟動程序已開始工作。在啟動程序中，用戶可以對循環程序通過編程啟動 OB 來進行相應地定義預設置。

如下有三種啟動方式：

在操作模式“STARTUP”中：

• 程序在啟動 OB 中運行( OB 100 為啟動(暖啟動)，OB101 為熱啟動，OB102 為冷啟動) 。
• 不可用時間和報警控制程序運行。
• 時間保持更新。
• 運行時間表在運行。
• 信號模塊上的數字輸出被鎖定，但可以通過直接存儲來設置。

啟動(暖啟動)：

圖 01

 在啟動(暖啟動)中， 程序處理以“基本設置”內系統數據和用戶地址范圍為程序啟動點來重啟。

• 過程映像區，非保持存儲器，定時器和計數器都重新設置。保持的存儲器，定時器，計數器各自都保留其最后的有效數值。所有以“未保留”的屬性參數化的數據塊被復位為初始值。其他數據塊各自保留其最后的有效數值。
• 程序處理從頭開始再次重新啟動 (啟動 OB 或 OB1) 。
• 如果供電中斷，暖啟動只可用于緩沖模式。如若運行的 CPU 沒有后備電池，當開關接通或 POWER OFF 后重新上電時，CPU 將自動復位并重新啟動(暖啟動)。

如果系統不要求完全復位，那么啟動(暖啟動)一直是可行的。在如下情況發生后，只有啟動(暖啟動)可行：

• 完全復位。
• 在CPU 的 STOP 模式下載入用戶程序。
• USTACK/BSTACK 溢出。
• 通過 POWER OFF 或模式開關使啟動(熱啟動)被中斷。
• 重新啟動超出參數化中斷的時間限制。

啟動(暖啟動)的操作命令：

用戶可以觸發手動啟動(暖啟動)：

• 通過模式選擇開關
• (如果可以，CRST/WRST  開關必須設置為 CRST)
• 通過PG的命令菜單或通訊功能
• (模式選擇開關需設置在 RUN 或 RUN-P 位置).

在 POWER ON 時，下面的狀態會觸發自動啟動(暖啟動)：

• POWER OFF 時 CPU 不在 STOP .  
• 模式選擇開關設置到 RUN 或者 RUN-P.
• 沒有將 POWER ON 的參數設置為自動熱啟動或自動冷啟動。
• CPU　的啟動(暖啟動)沒有因電源故障而引起中斷(不依賴于啟動的參數設置)

冷啟動：

圖 02

• 冷啟動時，主存儲器中 SFC 生成的數據塊都被刪除，其他數據塊從裝載存儲器中獲取默認值。
• 無論是否設置數據保持，過程映像區，定時器，計數器，指示器都將在程序(裝載存儲器)中重新設置到初始值。
• 輸入的過程映像區被讀入，STEP 7 用戶程序開始重新啟動 (OB102 或 OB1).

冷啟動的操作命令：

• 只能從 PG 觸發手動冷啟動。
• 如果參數已相應地定義于 STEP 7 中，某些 S7-400 CPU 可通過模式選擇開關和啟動模式轉換 (CRST/WRST) 來執行冷啟動。

熱啟動：

圖 03

在 RUN 狀態下電源中斷后再次供電，S7-400 CPU 通過初始化路徑然后自動執行熱啟動。重新熱啟動后，用戶程序在中斷點繼續運行 (定時器，計數器，指示器不被重新設置，當前數值保存在 DB 塊中)。在斷電前未執行的用戶程序被稱為剩余循環程序。剩余循環程序同時包括時間和報警控制程序部分。 

• 熱啟動中，所有數據包括過程映像區都執行它們最后的有效數值。
• 程序在中斷點繼續執行命令。
• 在當前周期完成之前，輸出不會改變。
• 如果供電中斷，熱啟動只可適用于緩沖模式。

原則上來說，如果用戶程序在 STOP 狀態下沒有改變 (例如裝載一個修改過的塊) 或者因為某些原因而不需要進行啟動 (暖啟動)，那么，熱啟動是允許的。

熱啟動的操作命令：

如果相關參數已設定于 CPU 中，并且是如下原因造成 STOP, 那么手動熱啟動是可行的：

• 模式選擇器從 RUN 轉換到 STOP。
• STOP 已被用戶編程，STOP 在調用 OB 后未被載入。
• STOP 狀態包含于 PG 或某個通訊功能。

用戶可以觸發熱啟動：

• 通過模式選擇開關來選擇。
• CRST/WRST 需設置在 WRST。
• 通過 PG 菜單命令或通過通訊功能 (模式選擇開關設置到 RUN 或 RUN-P)
• 手動熱啟動已在 CPU 中參數化。

自動熱啟動可在 POWER ON 狀態下被觸發，如果：

• 在 POWER OFF 狀態下，CPU 不在 STOP 或 HALT。
• 模式選擇開關設置到 RUN 或 RUN-P。
• 自動熱啟動已為 POWER ON 在 CPU 內參數化。
• 在自動熱啟動中，CRST/WRST 的轉換是無效的。

西門子S7-200子程序，多次調用的“怪”現象

在S7-200編程中，子程序想必大家都用過，使用子程序可以更好地組織程序結構，便于閱讀和調試，也可以縮短程序代碼。但是使用子程序也有一些需要注意的地方，除了子程序在同一周期內被多次調用時，不能使用上升沿、下降沿、定時器和計數器之外，還有子程序中局部變量的特點，在編程多次調用帶參數子程序時要特別注意。下面就是前些天熱線上遇到的一個Case，非常有代表性，在這里跟大家分享。
E：您好，西門子技術支持。
C：您好，我想問下，200子程序是不是多次調用時會不好使？
E：不會啊，您是不是在子程序里使用了沿指令或者定時器？
C：沒有啊，我就編了一句很簡單的開關程序，開關閉合，線圈導通，然后主程序里調用了兩次這個子程序，結果第一個I點閉合了，兩個Q點都導通了。
E：（心里活動：看來是和子程序的局部變量有關了，估計客戶程序邏輯有問題）那請您描述一下您的子程序吧，我幫您看看。
于是客戶描述了一下自己的程序，大致了解了之后告知客戶我這邊測試下，稍后回復。
客戶的程序是這樣的：
子程序：是個常見的自保持邏輯，接口參數如紅框所示。

圖. 01
主程序：調用了兩次上面的子程序，實現I0.0和I0.1控制Q0.0的閉合和斷開，I0.2和I0.3控制Q0.1的閉合和斷開。

圖. 02
那么在線測試下程序執行情況，發現果然如客戶所描述的，I0.0為1后，Q0.0和Q0.1都為1了。見下圖.03所示。而如果閉合I0.2，則Q0.0和Q0.1都斷開。

圖. 03
為什么會這樣呢？首先我們先明確子程序局部變量的特點。局部變量的變量類型分為四種：IN，IN_OUT，OUT和TEMP，局部變量存儲區是在子程序調用時開辟的，子程序調用完成，局部變量占用的存儲空間釋放。
我們來分析下客戶的子程序。
在主程序第一次調用子程序時，如果I0.0為1，I0.1為0，它們將自身值分別傳給輸入局部變量#AA和#BB，子程序中程序邏輯執行如下圖.04所示。此時局部變量#CC值為1，子程序完成，#CC將值傳送到輸出參數Q0.0上，使其置1。根據局部變量的特點，子程序第一次調用完成后，局部變量存儲區釋放。

圖.04

那么當主程序第二次調用該子程序時，開辟臨時存儲空間，但是此時的存儲空間與第一次調用時開辟的不一定一致�？墒�，也有可能由于程序簡單，仍然使用第一次調用時占用的存儲空間。如果這種情況發生了，那么第一次調用時已經將#CC的L0.2置了1，而此值依舊存在，那么第二次調用時雖然輸入參數I0.2和I0.3為0 ，但是#CC（L0.2）為1，由于客戶的子程序邏輯有自保持部分，所以最后L0.2的邏輯結果仍然是1。子程序完成后，#CC將值傳送到輸出參數Q0.1上，使其置1。所以就會出現客戶反映的那種問題。
那么該如何避免這種情況呢？
大家是否還記得剛剛介紹局部變量參數類型時除了IN, OUT類型外，還有一種類型叫IN_OUT，這種類型的參數是先讀入，然后再寫出，這里我們就可以利用它的特點解決上面的問題。
下面對子程序的參數進行修改，將原先的#CC變量類型改為IN_OUT。如下圖所示：

圖.05
主程序結構不變，如下所示，可以看到由于#CC的類型是IN-OUT，它在子程序塊的接口位置也轉到了左側輸入側。

圖.06
下面再次將I0.0置1，其他輸入都為0，監控程序狀態，如圖.07所示，可以看到只有Q0.0為1，Q0.1狀態為0。而如果將I0.1置1， Q0.0被復位，Q0.1還是0，這樣就符合客戶的控制要求了。

圖.07
同樣，如果只給I0.2置1，那么也只有Q0.1會亮，不會再影響Q0.0。
了解了IN_OUT類型變量的特點，就不難分析以上的結果。因為每次調用子程序時，局部變量#CC都會先去讀取輸入參數Q0.0或Q0.1的狀態，所以即使兩次調用子程序時，#CC變量使用的同一區域，該區域的值也會在開始被Q點的狀態所修改，就不存在兩次調用相互影響的情況了。
另外，如果在子程序一開始就添加一條指令，對局部變量#CC進行賦初值（如圖.08），也可以避免臨時變量區數值不定的問題，您可以嘗試測試下。

圖.08
所以，在編寫200子程序時要特別注意局部變量的特點，一旦出現多次調用不正常的情況，就可以從局部變量的特點出發分析，看看是不是存在隱患。善加利用IN_OUT變量也許可以解決許多問題。

AS控制器內存分配及優化

西門子SIMATIC S7家族中的控制器按照應用場合、性能等分為S7-1200、S7-200、S7-300、S7-400等各種不同的系列。而每一系列中又細分不同的型號，例如，S7-400系列中有S7-412、S7-414、S7-416、S7-417等型號。不同系列、不同型號的控制器對應不同的控制性能（運算速度、內存容量等）。本文基于S7-400系列控制器，詳細介紹內存的類型、分配情況及實際使用過程中可能的內存優化方法。
1．內存類型

S7-400型控制器的內存按照功能的不同，可以分為：
√ 系統內存（System Memory）--- 控制器的自身功能（M、T、C等）
√ 工作內存（work Memory）--- 用于運行程序；
√ 裝載內存（Load Memory）--- 用于裝載程序；
其中，工作內存部分又可以細分為：
√ 代碼工作內存（Code Memory）--- 用于運行程序的代碼部分；
√ 數據工作內存（Data Memory）--- 用于運行程序的數據部分；
S7-400型控制器的內存按照集成方式的不同，可以分為：
√ 集成內存（Integrated）--- 直接集成在控制器內部隨控制器一起提供，無需額外訂購；
√ 擴展內存（Expanded）--- 通過擴展存儲卡的方式擴展提供，需要額外訂購；
一般情況下，控制器的工作內存不可擴展，而裝載內存則可以通過FEPROM或RAM的方式進行擴展。如果希望和集成的RAM裝載內存無縫擴展使用，則擴展的裝載內存必須選用RAM類型。下圖為CPU 412的性能參數示例。

圖 1 CPU 412的性能參數示例
2．內存分配
控制器內存詳細分配情況如下表所示。#