控制和显示单元

8.3.1　控制和显示单元

S7-300PLC有20种不同型号的CPU，分别适用于不同等级的控制要求。有的CPU模块集成了数字量I/O，有的同时集成了数字量I/O和模拟量I/O，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP。CPU内的元件封装在一个牢固而紧凑的塑料机壳内，面板上有状态和故障指示LED、模式选择开关和通信接口。大多数CPU还有后备电池盒，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），用于掉电后程序和数据的保存。如图8-9所示为一个CPU 31xC的控制和显示单元。

图8-9　CPU 31xC的控制和显示单元

1．显示状态和故障

CPU模块面板上的LED如图8-10所示，各LED的意义如下：

（1）SF（红色）：系统出错/故障显示，CPU硬件故障或软件错误时亮。

（2）BATF（红色）：备用电池故障显示，备用电池电压低或没有电池时亮。

图8-10　CPU LED

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

（4）FRCE（黄色）：强制显示，至少有一个I/O被强制时亮。

（5）RUN（绿色）：运行模式显示，CPU处于RUN状态时亮；重新启动时以2Hz的频率闪亮；HOLD状态时以0.5Hz的频率闪亮。

（6）STOP（黄色）：停止模式显示，CPU处于STOP、HOLD状态或重新启动时常亮；请求存储器复位时以0.5Hz的频率闪亮，正在执行存储器复位时以2Hz的频率闪亮。

带有PROFIBUS-DP接口的CPU还有总线错误BUSF显示（红色），PROFIBUS-DP接口硬件或软件故障时该LED亮。集成有两个DP接口的CPU有两个对应的LED（BUS1F和BUS2F）。

2．CPU的运行模式及模式选择开关

CPU有4种工作模式：STOP（停机）、STARTUP（启动）、RUN（运行）和HOLD（保持）。在所有的模式下，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，在启动和RUN模式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，可以用钥匙开关或编程软件启动CPU。如果钥匙开关在RUN或RUN-P位置，通电时自动进入启动模式。

有的CPU的模式选择开关（模式选择器）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。钥匙拔出时，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。还可以使用多级口令来保护整个数据库，使用户有效地保护其技术机密，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）位置：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开关。

RUN（运行）位置：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开关。

STOP（停止）位置：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开关。

MRES（清除存储器）；MRES位置不能保持，在这个位置松手时开关将自动返回STOP位置。将钥匙开关从STOP状态扳到MRES位置，可复位存储器，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，包括有保持功能的数据。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。如果有快闪存储器卡，CPU在复位后将它里面的用户程序和系统参数复制到工作存储区。

复位存储器按下述顺序操作：PLC通电后将钥匙开关从STOP位置扳到MRES位置，STOP LED熄灭1s，亮1s，再熄灭1s后保持亮。放开开关，使它回到STOP位置，然后又回到MRES，STOP LED以2Hz的频率至少闪动3s，表示正在执行复位，最后STOP LED一直亮，可以松开模式开关。

存储器卡被取掉或插入时，CPU发出系统复位请求，STOP LED以0.5Hz的频率闪动。此时应将模式选择开关扳到MRES位置，执行复位操作。

3．微存储器卡

Flash EPROM微存储卡（MMC）用于在断电时保存用户程序和 某些数据，它可以扩展CPU的存储器容量，也可以将有些CPU的操作系统保持在MMC中，这对于操作系统的升级是非常方便的。MMC用作装载存储器或便携式保存媒体。MMC的读写直接在CPU内进行，不需要专用的编程器。由于CPU 31xC没有安装集成的装载存储器，在使用CPU时必须插入MMC，CPU与MMC是分开订货的。

如果在写访问过程中拆下SIMATIC微存储卡，卡中的数据会被破坏。在这种情况下，必须将MMC存储器插入CPU中并删除它，或在CPU中格式化存储卡。只有在断电状态或CPU处于STOP状态时，才能取下存储卡。

4．通信接口

所有的CPU模块都有一个多点接口MPI，有的CPU模块有一个MPI和一个PROFIBUS-DP接口，有的CPU模块有一个MPI/DP接口和一个PROFIBUS-DP接口。

MPI用于PLC与其他西门子PLC、PG/PC（编程器和个人计算机）、OP（操作员接口）通过MPI网络的通信。CPU通过MPI接口或PROFIBUS-DP接口在网络上自动地广播它设置的总线参数（即波特率），PLC可以自动地“挂到”MPI网络上。

PROFIBUS-DP的传输速率最高为12Mbit/s，用于与其他西门子带PROFIBUS-DP接口的PLC、PG、PC、OP、其他DP主站和从站之间的通信。