毕业设计（论文）-基于PLC的球磨机群控系统设计.doc

I XXXXXXXXXX 学院学院 毕毕业业设设计计 题题 目目 姓姓 名名 学学 号号 专业专业班班级级 分分 院院 指指导导教教师师 II 20XX 年年 XX 月月 XX 日日 目录 摘 要.I ABSTRACT.II 目录.III 前言.1 第 1 章 绪论.2 1.1 球磨机的工作原理.2 1.1.1 结构原理.2 1.1.2 特点.3 1.2 球磨机的控制要求.3 第 2 章 硬件组成.6 2.1 系统结构与控制原理简介.6 2.2 S7-2OO 系列模块功能及地址分配.6 2.3 组态软件的功能.9 2.4 可编程控制器与计算机之间的通信.9 第 3 章 PLC 的编程.12 3.1 STEP7-MICRO/WIN32 安装与启动.12 3.1.1 STEP7-Micro/WIN32 软件安装.12 3.1.2 STEP7-Micro/WIN32 软件的启动和退出.14 3.2 STEP7-MICRO/WIN32 软件介绍.14 3.3 系统块的配置.17 3.4 程序编辑、调试及运行.20 3.4.1 建立项目文件.20 3.4.2 编辑程序文件.21 3.4.3 程序的编译及下载.23 3.4.4 程序的运行、监控与调试.24 3.5 程序设计.25 第 4 章 组态软件的使用.28 III 4.1 组态软件的功能及指标.28 4.2 组态软件的参数设置.29 4.3 用户界面编辑.38 结束语.40 参考文献.41 致谢.42 1 前言 随着计算机技术的发展，可编程控制器作为通用的工业控制计算机，其功能日益 强大，已经成为工业控制领域的主要控制设备。可编程控制器（PLC）广泛的应用于 工业控制。它通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有可靠性高、稳定性好和 实时处理能力强的优点。PLC 是把计算机技术与继电器控制技术有机的结合起来，为 工业自动化提供近乎完美的现代化自动控制的装置。目前，PLC 产品大致可分为美国、 欧洲国家、日本三大主流。在 PLC 选型时，反复比较，选择目前流行的、有较高性 价比的西门子 S7-200 系列小型 PLC。该 PLC 指令丰富、功能强大，其占有率在内市 场内正处于上升趋势。而且该机型的指令及编程运作与计算机通用编程语言比较接近， 本论文主要介绍基于 PLC 和组态软件完成对多台球磨机的群控。随着计算机技术和 可编程控制器的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷 地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术， 使系统更加安全可靠，在这方面，CoreView 工控组态软件将为您提供强有力的软件 支持。CoreView 工控组态软件可稳定运行于 Windows95/98/NT/2000/XP 操作系统， 集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工 程报表、历史数据与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输出 设备，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械、纺织、航天、建筑、 材料、制冷、交通、通讯、食品、制造与加工业、水处理、环保、智能楼宇、实验室 等多种工程领域。球磨机是在火电厂、水泥厂和其他一些大型矿山设备中所使用的关 键设备。其正常运行至关重要，直接影响整个厂家的工作。目前，仍有一些厂家还采 用继电器进行控制。这类系统的自动化程度很低，大部分操作都由手动完成，而且其 电气线路复杂，可靠性不高,不便维护。PLC 设计的控制系统实现了球磨机的全自动 控制，系统结构先进合理、功能完善、体积小、耗电省、便于维护，并且具有极高的 可靠性。 2 第 1 章 系统要求 1.1 球磨机的工作原理 1.1.1 结构原理 KQ 型可倾湿磨机结构原理如图 1-1 所示，它主要由电机、上支架、筒体、传动 机构、冷却系统组成。由电动机、齿轮减速机链轮、筒体等组成主旋转运动；由液压 工作站、油缸、回转轴承及液压元件组成进、出料倾翻机构；由旋转接头、联接座、 筒体轴体、外套等组成冷却系统。 图 1-1 KQ 型可倾式球磨机结构示意图 湿磨机筒体由不锈钢制成，当筒体转动时，装在筒内的研磨体（物料）在摩擦力 和离心力的作用下，随筒体旋转至一定高度，对筒内物料产生冲击和磨削作用而将物 料磨碎。此外，球的搅拌作用还使物料均匀混合。 控制进、出料倾翻机构的液压回路如图 1-2 所示。在水平工作位置，左、右两个 支叉支撑上支架支杆两端，油泵关闭。当启动油泵，通过单向阀向油缸无杆腔输入压 力油，活塞伸出，油缸顶起上支架，当到达所需卸料位置时，切断油泵电机电源，关 闭截止阀，此时，系统处于保压状态，筒体在此稳定状态下卸料完毕。当筒体需回复 3 到水平位置或装料位置时，打开截止阀，在筒体重量的作用下，油液流回油箱。筒体 的升、降速度可以通过调节截止阀的开口大小来实现。 图 1-2 进、出料倾翻机构的液压回路示意图 1.1.2 特点 （1）合理的磨筒工作转速使物料达到较高的混合和研磨效果。 （2） 筒体内壁沿轴向水平有对称分布的提升筋板以防止研磨体沿筒体内壁滑动。 这样，不仅减少了对筒体的摩擦，而且有利于提高研磨效果。 （3）研磨筒可向上和向下倾斜 45左右，即装料时向下倾斜 45，工作时，保持 水平状态，使用十分方便。 （4）球磨机外套壳内通冷却水进行冷却，以利于保证湿磨浆的质量。 （5）结构简单，造型美观，占地面积小，设备容积大，产量和效率高，工艺稳 定，装、卸料方便。 1.2 球磨机的控制要求 本次对球磨机的控制主要包括：启停控制，时间控制，时间设定，计时，流量报 警自停（冷却水），数据记录，查询，报表。其中最主要的是对球磨机的时间控制， 传统的球磨机生产都是由人工操作，而人工操作的弊端是：人的时间观念不怎么强， 4 本来正常情况下球磨机运行 2 个小时产品就已经合格，而工人可能会超过 2 个小时才 停机，这样尽管产品质量的标准是达到了，但是消耗了大量的电能，长期这样对工厂 的影响是相当大的。如果工人在没到 2 个小时就停机的话，这样产品的质量达不到要 求，就会浪费材料和时间，这样费时耗料对工厂的影响是可想而知的。因此，我们必 须用西门子 S7-200 系列的可编程控制器来对其进行定时，计时。在时间设定上必须 注意：假定我们对球磨机的运行时间设定为 2 小时，2 小时之后就会自动停止，如没 有到 2 个小时而遇到特殊情况球磨机停机后，当球磨机再度启动时，时间累加继续计 时，直到 2 个小时为止。 另外对启停控制有 2 种方法：一是手动，即每台球磨机上都有启停按钮开关，我 们可以通过按钮开关来对球磨机的启停进行控制。二是自动控制，即通过人机界面上 的启停按钮进行控制，只要在一台计算机上就可以完成对 16 台球磨机的启停的群控。 这样大大的节省了劳力，提高了球磨机的工作效率，实在是一种好方法。此外，就是 对球磨机的装卸料的控制，我们这次操作的是可倾斜式球磨机。球磨机有三种工作状 态：运行，停止和装卸料，因此装卸料的控制也是事在必行的。首先球磨机必须倾斜 然后装入料再把钢球放进去，然后球磨机直立运行。不然直立的球磨机装卸料极不方 便，而且钢球也有可能掉出来，所以对球磨机的装卸料的控制是必要的。 再次，对流量报警自停（冷却水）的控制也是非常重要的，它的控制原理是：当 水的流量小于一定值时（即冷却水达不到冷却的效果），流量开关就会发出一个信号 给系统，系统就会自动报警。流量报警自停控制的重要性在于：由于电机之间摩擦比 较大，热量极大，只有通过冷却水来对其进行冷却，不然电机的损耗就会很大，那样 球磨机的寿命就不长，这样不仅会影响工作效率而且会花费大量的钱财，对生产极为 不利，故自动报警也是相当重要的。 而动态显示，数据记录，查询，报表和打印都属于用户要求，我们也必须认真按 照用户的要求来对球磨机的要求进行控制。如果是一台球磨机的话我们就没有必要对 其进行动态显示来控制，而这次课题我们是对 16 台球磨机进行群控，因此对球磨机 的动态显示就是必要的，对于动态显示的详细内容请参考第四章组态软件的使用的部 分内容。另外就是报表，如图 1-3 所示，它包括六个内容：操作者，设定值，数值， 批号，初始时间和累积时间。 5 图 1-3 报表 数据记录和保存的我们暂时不作介绍，现在我们来介绍一下查询，如图 1-4 所示， 查询器包括四种查询方法：按操作者，炉号，批号，时间。这四种方式都可以查询， 因此我们可以按照我们所知道的消息来查询，这样不仅省事而且省时。另外这六个内 容可以按不同的方式来进行组合，这样不仅报表方便，而且对查询也有很大的帮助， 当这些都完成了，我们就可以把报表的记录值打印出来，这样做既有利于以后的查询 对工人的表现也可以从表中看出，这样我们就完成了对系统的控制。 图 1-4 查询器 6 第 2 章 硬件组成 本系统选用西门子 S7-200 系列的 PLC 为控制系统，工控机为上位机，PLC 为下 位机。下面对整个系统的集成简单介绍。 2.1 系统结构与控制原理简介 本系统由一个 S7-200 主体 CPU226，一个人机界面（组态软件），一个通信模块 组成。 2.2 S7-2OO 系列模块功能及地址分配 S7-200 系列微型可编程控制器可以对球磨机进行启停控制，可分别设定每台球 磨机的运行时间，运行时间一到，球磨机自动停止运行，具有计时功能，如果运行时 间未到，设备出现故障或其它原因造成停机，停止计时，等下次球磨机投入运行后， 接着计时，直到达到设定的时间。可由计算机控制球磨机的倾斜。 下面是它的 I/O 地址分配： I/O 地址 类 型 描述 置位方式 扫描状态 AIW0 数值量输入 1 运行故障 自动 启动 AIW2 数值量输入 2 运行故障 自动 启动 AIW4 数值量输入 3 运行故障 自动 启动 AIW6 数值量输入 4 运行故障 自动 启动 AIW8 数值量输入 5 运行故障 自动 启动 AIW10 数值量输入 6 运行故障 自动 启动 AIW12 数值量输入 7 运行故障 自动 启动 AIW14 数值量输入 8 运行故障 自动 启动 AIW16 数值量输入 9 运行故障 自动 启动 AIW18 数值量输入 10 运行故障 自动 启动 7 AIW20 数值量输入 11 运行故障 自动 启动 AIW22 数值量输入 12 运行故障 自动 启动 AIW24 数值量输入 13 运行故障 自动 启动 AIW26 数值量输入 14 运行故障 自动 启动 AIW28 数值量输入 15 运行故障 自动 启动 AIW30 数值量输入 16 运行故障 自动 启动 I0.0 数字量输入 1 正/倾状态 自动 启动 I2.0 数字量输入 1 转/停状态 自动 启动 I4.0 数字量输入 1 自/手动状态 自动 启动 I0.1 数字量输入 2 正/倾状态 自动 启动 I2.1 数字量输入 2 转/停状态 自动 启动 I4.1 数字量输入 2 自/手动状态 自动 启动 I0.2 数字量输入 3 正/倾状态 自动 启动 I2.2 数字量输入 3 转/停状态 自动 启动 I4.2 数字量输入 3 自/手动状态 自动 启动 I0.3 数字量输入 4 正/倾状态 自动 启动 I2.3 数字量输入 4 转/停状态 自动 启动 I4.3 数字量输入 4 自/手动状态 自动 启动 I0.4 数字量输入 5 正/倾状态 自动 启动 I2.4 数字量输入 5 转/停状态 自动 启动 I4.4 数字量输入 5 自/手动状态 自动 启动 I0.5 数字量输入 6 正/倾状态 自动 启动 I2.5 数字量输入 6 转/停状态 自动 启动 I4.5 数字量输入 6 自/手动状态 自动 启动 I0.6 数字量输入 7 正/倾状态 自动 启动 I2.6 数字量输入 7 转/停状态 自动 启动 I4.6 数字量输入 7 自/手动状态 自动 启动 I0.7 数字量输入 8 正/倾状态 自动 启动 I2.7 数字量输入 8 转/停状态 自动 启动 I4.7 数字量输入 8 自/手动状态 自动 启动 I1.0 数字量输入 9 正/倾状态 自动 启动 I3.0 数字量输入 9 转/停状态 自动 启动 I5.0 数字量输入 9 自/手动状态 自动 启动 8 I1.1 数字量输入 10 正/倾状态 自动 启动 I3.1 数字量输入 10 转/停状态 自动 启动 I5.1 数字量输入 10 自/手动状态 自动 启动 I1.2 数字量输入 11 正/倾状态 自动 启动 I3.2 数字量输入 11 转/停状态 自动 启动 I5.2 数字量输入 11 自/手动状态 自动 启动 I1.3 数字量输入 12 正/倾状态 自动 启动 I3.3 数字量输入 12 转/停状态 自动 启动 I5.3 数字量输入 12 自/手动状态 自动 启动 I1.4 数字量输入 13 正/倾状态 自动 启动 I3.4 数字量输入 13 转/停状态 自动 启动 I5.4 数字量输入 13 自/手动状态 自动 启动 I1.5 数字量输入 14 正/倾状态 自动 启动 I3.5 数字量输入 14 转/停状态 自动 启动 I5.5 数字量输入 14 自/手动状态 自动 启动 I1.6 数字量输入 15 正/倾状态 自动 启动 I3.6 数字量输入 15 转/停状态 自动 启动 I5.6 数字量输入 15 自/手动状态 自动 启动 I1.7 数字量输入 16 正/倾状态 自动 启动 I3.7 数字量输入 16 转/停状态 自动 启动 I5.7 数字量输入 16 自/手动状态 自动 启动 Q0.0 数字量输出 1 停设定 Q2.0 数字量输出 1 启动设定 Q0.1 数字量输出 2 停设定 Q2.1 数字量输出 2 启动设定 Q0.2 数字量输出 3 停设定 Q2.2 数字量输出 3 启动设定 Q0.3 数字量输出 4 停设定 Q2.3 数字量输出 4 启动设定 Q0.4 数字量输出 5 停设定 Q2.4 数字量输出 5 启动设定 Q0.5 数字量输出 6 停设定 Q2.5 数字量输出 6 启动设定 9 Q0.6 数字量输出 7 停设定 Q2.6 数字量输出 7 启动设定 Q0.7 数字量输出 8 停设定 Q2.7 数字量输出 8 启动设定 Q1.0 数字量输出 9 停设定 Q3.0 数字量输出 9 启动设定 Q1.1 数字量输出 10 停设定 Q3.1 数字量输出 10 启动设定 Q1.2 数字量输出 11 停设定 Q3.2 数字量输出 11 启动设定 Q1.3 数字量输出 12 停设定 Q3.3 数字量输出 12 启动设定 Q1.4 数字量输出 13 停设定 Q3.4 数字量输出 13 启动设定 Q1.5 数字量输出 14 停设定 Q3.5 数字量输出 14 启动设定 Q1.6 数字量输出 15 停设定 Q3.6 数字量输出 15 启动设定 Q1.7 数字量输出 16 停设定 Q3.7 数字量输出 16 启动设定 2.3 组态软件的功能 组态软件我们选择 CoreView 软件，因为 CoreView 从一开始就是建立在 Microsoft 的操作系统平台上，并且其类 Windows 界面使用户几乎不需要任何培训或 学习就可以轻松的使用它，考虑到要最大限度的提高用户的资金及设备利用率，同时 CoreView 也使你能利用 PC 技术带来的诸如低廉的采购和维护费用、高速发展的技术 以及软件和人员的充分支持等等的好处。同时 CoreView 还积极借鉴现代最新的管理 及服务理论，努力使控制不仅仅局限于生产部门，通过编辑灵活、详尽准确的实时和 历史报表以及第三方支持的 ODBC 与企业上层管理系统如 MIS、ERP 建立联系，使 企业的决策、管理层能够及时准确的获取生产第一线的数据报表和趋势分析，提高企 业内部的数据、信息的流动效率，加快企业对生产和外部变化的反应速度，达到迅速 提高管理水平的目的。在稳定性方面，CoreView 采取数据冗余，网络冗余，计算冗 余，还有硬件方面的双机备份等多种手段使系统始终运行在良好的环境里。综合这些 因素我们在软件上毫不犹豫的选择 CoreView 软件。 10 2.4 可编程控制器与计算机之间的通信 在工厂自动化中，计算机的通信功能作为各级之间接口是十分必要的。可编程控 制器与计算机联网构成的综合系统，可使可编程控制器与计算机互补功能不足。对于 控制，可编程控制器对现场，对设备都及其方便，但打印图表，图形显示，中文输入 就逊色一些，而这些功能正是计算机的特长。可编程控制器与计算机联网时，计算机 通常仅用于编程，修改参数，数据显示，系统管理等方面，而不直接参与控制过程， 而可编程控制器在第一线脱机运行，即使计算机发生故障，也不会影响生产过程的正 常运行。 可编程控制器与计算机之间的通信一般是通过 RS-485 和 RS-232C 口进行的，信 息交换的方式为字符串方式，运用 RS-485 和 RS-232C 通道，容易配置一个与计算机 进行通信的系统。将所有软元件的数据和状态由可编程控制器送入计算机，由计算机 采集这些数据，进行分析及运行状态监测。用计算机改变可编程控制器设备的初始值 和设定值，从而实现计算机对可编程控制器的直接控制。一旦确定了可编程控制器的 控制指令格式就能方便地与计算机联机，可以这样说，凡具有 R-232 口并能输入字符 串的计算机都可以用于通信。 （1）S7-200 系列 PLC 的通信方式 在大多数控制系统中，仅仅是实现控制是不够的，在许多情况下也需要监控界面 对工艺过程和参数进行监控。由 S7-200 系列 PLC 构成的控制系统的监控功能一般由 以下三种方法来实现： 采用组态软件来组态监控界面；第三方软件编制的监控软件监控；使用触摸屏 监控。用组态软件 WinCC 实现监控，功能强大，灵活性好，可靠性高。但软件价格 高，并需要解决 WinCC 与 S7-200 系列 PLC 的通讯问题。在复杂控制系统中可以采 用此方法。 用第三方软件(如 VB 或 Delphi 等高级语言)编制的监控软件实现监控，灵活性 好，系统投资低，能适用于各种系统。但开发工作量大，可靠性难保证，除了对技术 人员的经验和技术水平的要求较高外，还必须购买通信协议软件，在系统资金投资有 限，技术人员水平较高的情况下可以采用此方法。 采用触摸屏进行监控，可靠性高，监控实现容易，触摸屏与 PLC 之间的通讯 问题生产厂商已处理好，用户不用考虑，可以大大缩短工程周期。但灵活性较差，功 能有限，不能满足复杂控制系统的监控要求，而且价格高，在系统可靠性要求高、工 期短的情况下可以采用此方法。 （2）RS-232 串行接口标准 RS-232 是 1969 年由美国电子工业协会 EIA(Electronic Industries Association)所公 11 布的串行通信接口标准。PLC 与上位计算机间的通信就是通过 RS-232 接口来实现的。 它的最大传送距离为 15m(实际上可以达到 30m)，最高传送速率为加 KbPs(Kbi 确)。 目前各 PLC 生产厂家的各种型号的 PLC 大多数都有 RS-232C 接口。OMRON 公 司的 COMI 型 PLC 自带 RS-232C 端口，RS-232 是目前广泛应用的串行通信的接口。 （3）RS-485 标准 在许多工业环境中，要求用最少的信号线完成通信任务，目前在 PLC 局域网络 中广泛应用的 RS-485 串行接口总线正是在此背景下形成的，它实际上是 RS-422 的 变形，它与 RS-422A 不同之处在于 RS-422A 为全双工，RS485 为半双工，RS-422A 采用两对平衡差分信号线，而 RS-485 只需要其中一对。RS-485 对于多站互连的应用 十分方便，这是它的明显优点。RS-485 在 PLC 局域网络中应用很普遍。RS-485 串 行接口用于多站互连，可以节省昂贵的信号线费用，还可以高速远距离传送数据，因 此将它们联网构成分布式控制系统非常方便。 （4）上位机和 PLC 之间的通信 硬件：上位计算机（PC）通过 CP5611 卡与可编程控制器（PLC）的串行通信接 口连接，对 PLC 进行集中监视和管理。 软件实现上：PLC 和 PC 是通过变量来实现的，变量是上位机与 PLC 之间用于 数据交换的最重要的通讯方式。 变量有两种类型：全局变量和局部变量。 全局变量是带有 PLC 链接的变量，它在 PLC 上占据一个定义的存储器地址，从 上位机与 PLC 都可以对之进行读与写访问。它是通信的关键。局部变量不连到 PLC 上，它们仅在上位机上可用。 在启动视拓组态软件建立一个新的控制项目时，视拓组态的设备中选择基于 Windows PC 的 PLC，以及使用的协议，因为这里使用的是 S7-200 系列的微型可编程 控制器，所以选择 S7-200 系列协议。在组态软件的 S7-200 系列下设置变量，每个变 量有三个设置项：变量名、数据类型、地址，其中最重要的是变量地址，它定义了此 变量与 S7-200 系列中某一确定地址如某一输入位、输出位或标志位等一一对应的关 系。可以直接利用在 S7-200 中配置的变量表，如设置变量地址为 Q0.0，表示 S7-200 系列中输出地址 Q0.0。以此方法，将 S7-200 系列与视拓组态软件之间需要通信的数 据一一定义变量，即完成西门子 S7-200 系列与视拓组态软件之间的数据通信。然后 在画面编辑器（Graph editer）中，用基本元件或图形库中对象制作生产工艺流程监控 画面，并将变量与每个对象连接，即相当于画面中各对象与现场设备相连，从而可在 屏幕上显视、控制现场设备。 12 第 3 章 PLC 的编程 STEP7-Micro/WIN32 是 SIEMENS 公司专为 SIMATIC 系列 S7-200 研制开发的编 程软件，它是基于 Windows 平台的应用软件。STEP7-Micro/WIN32 可以使用个人计 算机作为图形编辑器，用于联机或脱机开发用户程序，并可在线实时监控用户程序的 执行状态。 3.1 STEP7-Micro/WIN32 安装与启动 3.1.1 STEP7-Micro/WIN32 软件安装 （1）系统要求 操作系统：Windows 95、Windows 98、Windows ME 或 Windows XP。 硬件配置：IBM486 以上兼容机，内存 8MB 以上，VGA 显示器，至少 50MB 以 上硬盘空间，鼠标。 通信电缆：PC/PPI 电缆（或使用一个通信处理器卡），用于计算机与 PLC 的连 接。 （2）硬件连接 典型的单台 PLC 与 PC 机的连接，只需要用一根 PC/PPI 电缆,如图 3-1 所示。 PC/PPI 电缆的两端分别为 RS-232 和 RS-485 接口，RS-232 端连接到个人计算机 RS- 232 通信口 COM1 或 COM2 接口上，RS-485 端接到 S7-200CPU 通信口上。 13 图 3-1 PLC 与计算机的连接 （3）软件安装 将存储软件的光盘放入光驱； 双击光盘中的安装程序 SETUP.EXE，选择 English 语言，进入安装向导； 按照安装向导完成软件的安装，然后打开此软件，选择菜单； ToolsOptionsGeneralChinese，完成汉化补丁的安装； 软件安装完毕。 （4）建立通信联系 设置连接好硬件并且安装完软件之后，可以按下面的步骤进行在线连接： 在 STEP7-Micro/WIN32 运行时，单击浏览条中通信图标，或从菜单检视 （View）中选择元件通信（Communications），则会出现如图 3-2 所示的通信对 话框。 图 3-2 通信联系对话框 双击对话框中的刷新图标，STEP7-Micro/WIN32 编程软件将检查所连接的所 有 S7-200CPU 站。 双击要进行通信的站，在通信建立对话框中，可以显示所选的通信参数，也可 以重新设置。 （5）通信参数设置 单击浏览条中的系统块图标，或从菜单检视（View）中选择元件系统块 （System Block）选项，将出现系统块对话框，如图 3-3 所示。 单击“通信口”选项卡，检查各参数，确认无误后单击确定。若需要修改某些 14 参数，可以先进行有关的修改，再单击“确认”。 单击工具条的下载按钮，将修改后的参数下载到可编程控制器。 图 3-3 通信参数设置对话框 3.1.2 STEP7-Micro/WIN32 软件的启动和退出 （1）启动方法 方法一：双击桌面快捷 图标； 。 方法二：单击开始SimaticSTEP7-Micro/WIN32 V4.0 STEP7-Micro/WIN。 （2）退出方法： 方法一：从菜单文件（File）退出（Exit） ； 方法二：单击右上角关闭按钮； 方法三：双击左上角控制图标； 方法四：按组合键 ALT+F4。 15 3.2 STEP7-Micro/WIN32 软件介绍 启动 STEP 7-Micro/WIN 32 编程软件，其主界面外观如图 3-4 所示。主界面一般 可以分为以下几个部分：主菜单、工具条、浏览条、指令树、用户窗口、输出窗口和 状态条。除菜单条外，用户可以根据需要通过检视菜单和窗口菜单决定其它窗口的取 舍和样式的设置。 图 3-4 编程软件主界面 （1）主菜单 主菜单包括：文件、编辑、检视、PLC、调试、工具、窗口、帮助 8 个主菜单项。 文件（File） 文件下拉菜单包括新建、打开、关闭、保存、另存、导出、导入、上载、下载、 打印预览、页面设置等操作。 编辑(Edit) 16 文件下拉菜单包括撤销、剪切、复制、粘贴、全选、插入、删除、查找、替换等 功能操作，与字处理软件 word 相类似，主要用于程序编辑工具。 检视(View) 检视菜单用于设置软件的开发环境，功能包括：选择不同的程序编辑器 LAD、 STL、FBD；可以进行数据块、符号表、状态图表、系统块、交叉引用、通信参数的 设置；可以选择程序注解、网络注解显示与否；可以选择浏览条、指令树及输出窗口 的显示与否；可以对程序块的属进行设置。 PLC PLC 菜单主要用于与 PLC 联机时的操作，包括 PLC 类型的选择、PLC 的工作方 式、进行在线编译、清除 PLC 程序、显示 PLC 信息等功能。 调试（Debug） 调试菜单用于联机时的动态调试，有单次扫描、多次扫描、程序状态等功能。 工具（Tools） 工具菜单提供复杂指令向导（PID、NETR/NETW、HSC 指令），TD200 设置向 导，设置程序编辑器的风格，在工具菜单中添加常用工具等功能。 窗口（Windows） 窗口菜单功能是打开一个或多个窗口，并进行窗口之间不同排放形式，如水平、 层叠、垂直。 帮助（Help） 帮助菜单可以提供 S7-200 的指令系统及编程软件的所有信息，并提供在线帮助、 网上查询、访问等功能，也可按 F1 键。 （2）工具条 STEP7-Micro/WIN32 提供了两行快捷按钮工具条，共有四种，可以通过检视 工具条重设。 标准工具条，如图 3-5 所示，从左至右包括新建、打开、保存、打印、预览、 粘贴、拷贝、撤销、编译、全部编译、上载、下载等按钮。 图 3-5 标准工具条 调试工具条，如图 3-6 所示，从左至右包括 PLC 运行模式、PLC 停止模式、 程序状态打开/关闭状态、图状态打开/关闭状态、状态图表单次读取、状态图表全部 写入等按钮。 17 图 3-6 调试工具条 公用工具条，如图 3-7 所示，从左至右依次为插入网络、删除网络、切换 POU 注解、切换网络注解、切换符号信息表、切换书签、下一个书签、上一个书签、 清除全部书签、建立表格未定义符号、常量说明符。 图 3-7 公用工具条 图 3-8 LAD 指令工具条 LAD 指令工具条，如图 3-8 所示，从左至右依次为插入向下直线、插入向上 直线、插入左行、插入右行、插入触点、插入线圈、插入指令盒。 （3）浏览条 浏览条中设置了控制程序特性的按钮，包括程序块（Program Block）、符号表 （Symbol Table、状态图表（Status Chart）、数据块（Data Block）、系统块（System Block）、交叉引用（Cross Reference）和通信（Communication）。 （4）指令树 指令树以树型结构提供编程时用到的所有项目对象和 PLC 所有指令。 （5）用户窗口 可同时或分别打开 6 个用户窗口，分别为：交叉引用、数据块、状态图表、符号 表、程序编辑器、局部变量表。 （6）输出窗口 用来显示 STEP7-Micro/WIN 32 程序编译的结果，如编译结果有无错误、错误编 码和位置等。 （7）状态条 提供有关在 STEP7-Micro/WIN 32 中操作的信息。 3.3 系统块的配置 系统块配置又称 CPU 组态，进 STEP 7-Micro/WIN32 编程软件。 系统块配置有 3 种方法： 在“检视”菜单，选择“元件”“系统块”项； 在“浏览条”上单击“系统块”按钮； 双击指令树内的系统块图标。系统块对话框如图 3-9 所示。 18 图 3-9 系统块对话框 系统块配置的包括数字量输入滤波，模拟量输入滤波，脉冲截取（捕捉），数字 输出表，通讯端口，密码设置、保持范围，背景时间等。可以在图 3-9 的对话框中选 择不同的标签实现上述配置。 （1）设置数字量输入滤波 对于来自工业现场的输入信号的干扰，可以通过对 S7-200 的 CPU 单元上的全部 或部分数字量输入点，合理地定义输入信号延迟时间，就可以有效地抑制或消除输入 噪声声的影响，这就是设置数字量输入滤波器的原由。如 CPU22X 型，输入延迟时 间的范围为 0.212.8ms，系统的默认值是 6.4ms，设置窗口如图 3-10 所示。 图 3-10 设置数字量输入滤波对话框 （2）设置模拟量输入滤波（适用机型：CPU222，CPU224，CPU226） 如果输入的模拟量信号是缓慢变化的信号， 可以对不同的模拟量输入采用软件 滤波器，进行模拟量的数字滤波设置。模拟输入滤波系统设置界面如图 3-11 所示， 其中三个参数需要设定：选择需要进行数字滤波的模拟量输入地址，设定采样次数和 设定死区值。系统默认参数为：选择全部模拟量输入(AIW0AIW62 共 32 点)，采 样次数为 64，死区值为 320（如果模拟量输入值与滤波值的差值超过 320，滤波器对 最近的模拟量输入值的变化将是一个阶跃数） 19 （3）脉冲截取（捕捉） 如果在两次输入采样期间，出现了一个小于一个扫描周期的短暂脉冲，在没有设 置脉冲捕捉功能时，CPU 就不能捕捉到这个脉冲信号。脉冲截取（捕捉）设置对话 框如图 3-12 所示，系统的默认状态为所有的输入点都不设脉冲捕捉功能。 图 3-11 设置模拟量输入滤波对话框 图 3-12 脉冲截取设置对话框 （4）设置数字输出表 S7-200 在运行过程中可能遇到由 RUN 模式转到 STOP 模式，在已经配置了数字 输出表功能时，就可以将数字输出表复制到各个输出点，使各个输出点的状态变为由 数字输出表规定的状态，或者保持转换前的状态。数字输出表如图 3-13 所示。 20 图 3-13 数字输出表对话框 （5）定义存储器保持范围 在 S7-200 中，可以用编程软件来设置需要保持数据的存储器，以防止出现电源 掉电时，可能丢失一些重要参数。当电源掉电时，在存储器 V，M，C 和 T 中，最 多可定义 6 个需要保持的存储器区。对于 M，系统的默认值是 MB0MB13 不保持； 对于定时器 T， 只有 TONR 可以保持；对于定时器 T 和计数器 C，只有当前值可 以保持，而定时器位和计数器位是不能保持的。保持范围如图 3-14 所示。 图 3-14 定义存储器保持范围对话框 （6）CPU 密码设置 CPU 的密码保护的作用是限制某些存取功能。在 S7-200 中，对存取功能提供了 3 个等级的限制，系统的默认状态是 1 级（不受任何限制）。设置密码的方式如图 3- 15 所示，首先选择限制级别，然后输入密码确认。如果在设置密码后又忘记了密码， 只有清除 CPU 存储器的程序，重新装入用户程序。当进入 PLC 程序进行下载操作时， 弹出请输入密码对话框，输入 clearplc 后确认，PLC 密码清除，同时清除 PLC 中的程 21 序。 图 3-15 CPU 密码设置对话框 3.4 程序编辑、调试及运行 3.4.1 建立项目文件 （1）创建新项目文件方法： 可用菜单命令文件新建按钮； 可用工具条中的“新建”按钮来完成。新项目文件名系统默认项目 1，可以通 过工具栏中的“保存”保存并重新命名。每一个项目文件包括的基本组件有程序块、 数据块、系统块、符号表、状态图表、交叉引用及通信，其中程序块中包括 1 个主程 序、1 个子程序（SBR_0）和 1 个中断程序（INT_0）。 （2）打开已有的项目文件方法： 可用菜单命令文件打开按钮； 可用工具条中的“打开”按钮来完成。 （3）确定 PLC 类型 用菜单命令“PLC”选择“类型”，调出“PLC 类型”对话框，单击“读取 PLC”按钮，由 STEP 7-Micro/WIN32 自动读取正确的数值。单击“确定”，确认 PLC 类型，对话框如图 3-16 所示。 22 图 3-16 PLC 类型的对话框 3.4.2 编辑程序文件 （1）选择指令集和编辑器 S7-200 系列 PLC 支持的指令集有 SIMATIC 和 IEC1131-3 两种，这里用 SIMATIC 编程模式，方法如下：用菜单命令“工具”“选项”“一般”标签 “编程模式选 SIMATIC”单击“确定”。采用 SIMATIC 指令编写的程序可以 使用 LAD（梯形图）、STL（语句表）、FBD（功能块图）三种编辑器，常用 LAD 或 STL 编程，选择编辑器方法如下：用菜单命令“检视” “LAD”或“STL” 。 图 3-17 为梯形图编辑器。 图 3-17 梯形图编辑器 （2）梯形图中输入指令 编程元件的输入编程元件包括线圈、触点、指令盒和导线等，梯形图每一个网 络必须从触点开始，