S7-300系列PLC采用模块化结构（见图1-1），一般由处理器模块（CPU）、负载电源模块（PS）、信号模块（SM）、功能模块（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。
功能*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FlashEPROM,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FlashEPROM微存储器卡（简称为MMC），用于断电后保存程序和数据。
工程工具以用户友好、面向任务的方式对自动化系统进行附加编程。工程工具提供了S7-SCL（结构化语言，是一种基于PASCAL的**语言）、S7-GRAGH（对顺序控制进行图形组态）、S7-HIGRAGH（使用状态图对顺序或异步生产过程进行图形化描述）及CFC（连续功能图，通过复杂功能的图形化内部连接生成工艺规划）。
1.全集成自动化
全集成自动化就是指用单个集成系统就可以完成用户的所有自动化任务，所有功能部件都集成在一个环境之下，将智能部件移植到I/O系统中，使工厂和机器的结构均采用模块化结构形式设计方案。这种设计方案带来很多好处，比如软件可以重复使用，可以加快启动速度和提高工作效率。
通信网络是系统内部的一个重要模块，包括工业以太网（供区域或基层单位联网用的****）、PROFIBUS（供基层单位现场使用的****）、AS-Interface（与传感器和执行机构进行通信的****）、EIB（供楼宇安装系统和楼宇自动化应用的****）、MPI-多点接口（供CPU、PG/PC以及TD/OP间相互通信使用）以及点到点连接（供2个节点之间以专用的通信协议进行通信。点到点连接是*简单的通信方式，有多种通信协议可以使用，如RS232C、RS422及RS485等）。
2.过程或现场通信
过程或现场通信用于将执行机构和传感器连接到CPU。这种连接通过集成在CPU上的接口或接口模块（IM）、功能模块（FM）和通信模块（CP）来实现。另外，AS-i接口和PROFIBUS-DP网也支持过程或现场通信。
3.数据通信
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、信号模块和功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。
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。
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3.模式选择开关
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。