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程序设计
程序设计采用了结构化设计，将所需实现的各主要功能编制成为S7-300中的用户功能块（FC块），在主程序循环模块（组织块OB1）中调用这些已经编制好的子程序。
程序设计分成硬件设计和软件设计两方面。在硬件方面针对系统要求进行设计，在软件方面则按需要编制了速度计算模块、报警和故障模块、伺服电机执行模块、增塑剂执行模块、生产统计计算模块等FC块和预设、保持系统及生产数据的数据块DB块。
(1) 硬件设计与组态
本系统在S7-300的硬件方面采用了1块PS307 5A电源模块，1块CPU-315-2DP，4块24V/0VSM321数字量输入模块，3块24V/0.5ASM322数字量输出模块，1块FM352-2高速计数模块，2块SM331模拟量输入模块，1块SM332模拟量输出模块以及用于DP总线通讯的IM153-1通讯模块1块。
S7-300外围设备为5个伺服电机的DP通讯端。
对上述硬件按要求进行组态，分别占据Profibus-DP通讯端的2、3~7和9号站，具体硬件组态如图3所示。
(2) 软件设计
由于编制的用户功能模块很多，限于篇幅，在这里不能一一作出介绍。以下介绍几个比较重要的用户功能模块。
① 数据块组（Group of Data-Blocks）
数据块组由一系列数据块组成。这些数据块除了一部分是S7-300程序中FB（功能块的一种）所要求的之外，其他的数据块都是用户自定义的。这是因为生产中机组的一些系统和生产数据必须被预设或保存。由于S7-300内部保持型M区的保存数量相对不足，例如：CPU315-2DP中整个可使用的M区的容量仅1024Bytes。同时，程序运行中所大量使用中间参数也需要不可重复的地址空间，所以将大部分的数据（特别是在触摸屏上显示的参数）编制成保持型DB块
四、机型的选择
(一)PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制。
(二)输入输出模块的选择
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑电平、传输距离、隔离、供电等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关，电感性低功率因数负荷，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。
可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便控制水平和应用成本。
考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。
(三)电源的选择
PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用，应采用不间断电源或稳压电源供电。
如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。
(四)存储器的选择
由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。
(五)冗余功能的选择
1．控制单元的冗余
(1)重要的单元：CPU（包括存储器）及电源均应1B1冗余。
(2)在需要时也可选用PLC硬件与热备构成的热备冗余、2重化或3重化冗余容错等。
2．I/O接口单元的冗余
(1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。
(2)重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3）根据需要对重要的I/O，可选用2重化或3重化的I/O接口单
(六)经济性的考虑
选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，终选出较满意的产品
配置 S7-300 CPU 时钟同步
仅当使用如下工业以太网 CP，才需要为 S7-300 CPU 配置时钟同步：
| . | SIMATIC S7 300 | MLFB | Firmware |
| 1 | CP343-1 | 6GK7 343-1EX30-0XE0 | V2.2 onwards |
| 2 | CP343-1 Adv | 6GK7 343-1GX30-0XE0 | V1.0 onwards |
| 3 | CP343-1 Lean | 6GK7 343-1CX10-0XE0 | V2.2 onwards |
如果使用了上面提及的工业以太网 CP，必须在 CPU 属性对话框中进行设置。该设置依靠 CPU 背板总线中的通信总线配置。
通信总线是物理“接线直达”到 CPU MPI 接口。该结构能够在“小” CPU 中找到。也就是从 CPU312 上到并包括CPU315-2 DP 和 C7 设备。这种情况，在 CPU 属性对话框中选择“诊断/时钟”标签，为同步模式设置“Asslave”或“As master”在 MPI 上。
西门子6ES7307-1EA01-0AA0
图 02
图 03
通信总线不是物理“接线直达”到 CPU MPI 接口，也就是 MPI 接口和通信总线是分开的。该总线结构能够在“大” CPU中找到。也就是从 CPU315-2 PN/DP 上到并包括 CPU319-3 PN/DP。这种情况，在 CPU属性对话框中选择“诊断/时钟”标签，为同步模式设置“As slave”或“As Master” 在 PLC 中。
图 04
图 05
精度 +/- 10ms。
如果 S7-300 配置作为主时钟，那么 CPU 时钟消息通过工业以太网 CP 传送到工业以太网子网上从时钟站。
如果 S7-300 配置作为从时钟，那么主时钟时钟消息通过工业以太网 CP 传送到 CPU。
在 S7-300 站硬件配置中配置通过工业以太网 CP 转发时钟消息。在 S7-300 站硬件配置中，打开工业以太网 CP属性对话框并选择“时钟同步”标签。使能“Forward time of day”功能，点击“OK”关闭该对话框。
图 06
1、MM440的DP通讯功能简介
MM440变频器既支持和主站的周期性数据通讯，也支持和主站的非周期性数据通讯，即S7-300可以使用功能块SFC14/SFC15读取和修改MM440参数值，调用一次可以读取或者修改一个参数。同时也可以使用功能块SFC58/SFC59或者SFB52/SFB53读取和修改MM440参数值，一次多可以读取或者修改39个参数。
2、MM440周期性数据通讯的报文说明
MM440周期性数据通讯报文有效数据区域由两部分构成，即PKW区（参数识别ID－数值区）和PZD区（过程数据），见表1。PKW区多占用4个字，即PKE（参数标识符值：占用一个字）、IND（参数的下标：占用一个字）、PWE1和PWE2（参数数值：共占用两个字）。S7-300使用功能块SFC14/SFC15读取和修改参数需要占用4个PKW，即调用一次功能块可以修改一个参数。PKW区的说明见表2。下面分别介绍一下PKW区的四个字。
表1
