西门子STEP7安装与使用教程.ppt

1 STEP7 Micro WIN32软件简介 2 简介 STEP7 Micro WIN32编程软件是基于Windows的应用软件 由西门子公司专门为SIMATICS7 200系列可编程序控制器设计开发 主要内容 软件的安装软件的基本功能编程 调试 运行监控方法 3 STEP7 Micro WIN32软件包内容 STEP7 Micro WIN32软件包括 有Microwin3 1 新版本编程软件STEP7 Micro WIN32Version3 1 软件 Microwin3 1的升级版本软件Microwin3 1SP1 Toolbox Toolbox包括Uss协议指令 变频通讯用 和TP070 触摸屏 的组态软件TpDesignerV1 0设计师 工具箱 以及Microwin3 11Chinese Microwin3 11SP1和TpDesigner的专用汉化工具 等编程软件 4 第一节软件安装及硬件连接 一 软件安装软件来源 STEP7 Micro WIN32 西门子网站下载或光盘 安装 双击STEP7 Micro WIN32的安装程序setup exe 根据在线提示 完成安装 编程语言 选择英语 界面汉化 安装完后可用STEP7 Micro WIN32中文汉化软件将编程界面和帮助文件汉化 使编程环境为中文状态 5 二 硬件连接电缆连接 PC PPI电缆RS 232与PC机相连 RS 485与PLC的RS 485相连 模式设置 PC PPI电缆DIP开关中1 2 3设定波特率 4选择10位或11位数据传输模式 5选择RS 232为数据通讯设备模式或数据终端设备模式 没有调制解调器时开关4 5均应设置为0 6 建立S7 200CPU的通讯 1 PC PPI电缆通讯PLC用PC PPI电缆与个人计算机连接 2 MPI通讯多点接口 MPI 卡提供了一个RS485端口 可以用直通电缆和网络相连 7 三 通信参数的设置和修改运行STEP7 Micro WIN32 在引导条中单击 通讯 图标 或从主菜单中选择 检视 中的 通讯 项 则会出现一个通讯设定对话框 波特率 开关 双击PC PPI电缆的图标 将出现设置PG PC接口的对话框 这时可安装或删除通信接口 设置检查通信接口参数等操作 设置好参数后 可双击通讯设定对话框中的刷新图标 STEP7 Micro WIN32将检查所连接的所有S7 200CPU站 默认站地址为2 并为每个站建立一个CPU图标 8 第二节软件功能介绍 一 基本功能创建用户程序 修改和编辑原有的用户程序 设置PLC的工作方式和参数 上装和下装用户程序 进行程序的运行监控 具有简单语法的检查 对用户程序的文档管理和加密等功能 并提供在线帮助 9 二 主界面各部分功能1 菜单条 引导条指令树程序编辑器符号表状态图表数据块 输出窗口状态条程序察看局部变量表 菜单条 10 2 工具条提供简便的鼠标操作 可用 检视 菜单的 工具栏 项自定义工具条 可添加和删除3种按钮 标准 调试和指令 3 引导条提供按钮控制的快速窗口切换功能 可用 检视 菜单的 浏览栏 项选择是否打开 引导条包括程序块 ProgramBlock 符号表 SymbolTable 状态图表 StatusChart 数据块 DataBlock 系统块 SystemBlock 交叉索引 CrossReference 和通讯 Communications 七个组件 一个完整的项目文件 Project 通常包括前六个组件 4 指令树提供编程时用到的所有快捷操作命令和PLC指令 可用 检视 菜单的 指令树 项决定是否将其打开 主界面 11 主界面 5 输出窗口显示程序编译的结果信息 6 状态条显示软件执行状态 编辑程序时 显示当前网络号 行号 列号 运行时 显示运行状态 通讯波特率 远程地址等 7 程序编辑器梯形图 语句表或功能图表编辑器编写用户程序 或在联机状态下从PLC上装用户程序进行程序的编辑或修改 8 局部变量表每个程序块都对应一个局部变量表 在带参数的子程序调用中 参数的传递就是通过局部变量表进行的 12 允许为部分或全部数字量输入点设置输入滤波 检视 系统块 输入过滤器 延时时间范围为0 2 12 8ms 默认值为6 4ms 三 系统组态 1 数字量输入滤波 13 2 模拟量输入滤波 S7 200CPU222 224和226在模拟量输入信号变化缓慢的场合 可以对不同的模拟量输入选择软件滤波 检视 系统块 模拟量输入过滤器 系统默认参数为 模拟量输入点全部滤波 采样次数为64 静区值为320 14 如果数字量输入点有一个持续时间小于扫描周期的脉冲 则CPU不能捕捉到此脉冲 S7 200CPU为每个主机数字量输入点提供脉冲捕捉功能 3 设置脉冲捕捉 15 4 输出表的设置 系统块 输出表冻结输出 RUN STOP后 所有数字量输出点将冻结在CPU进入STOP方式之前的状态 否则 数字量输出点的状态用输出表来设置 16 CPU用EEPROM保存用户程序 程序数据及CPU组态数据 用一个超级电容器 使PLC在掉电时保存整个RAM存储器中的信息 S7 200PLC还可选用存储器卡保持用户程序 CPU模块在STOP方式下 点击菜单 PLC 中的 程序存储器卡 项就可将用户程序 CPU组态信息及V M T C的当前值复制到存储器卡中 单击 系统块 的 保存范围 标签 可选择PLC断电时希望保持的内存区域 最多可定义六个要保存的存储区范围 设置保存的存储区有V M C和T 对于定时器 只能保存定时器TONR 而且只能保持定时器和计数器的当前值 定时器位和计数器位不能保持 上电时定时器位和计数器位均被消除 对M存储区的前14个字节 系统缺省设置为不保持 5 PLC断电后的数据保存方式 17 6 CPU密码的设置 默认是1级 相当于关闭了密码功能 在 系统块 窗口中点击 密码 标签 首先选择适当的限制级别 如2 3级 需输入密码 密码不区分大小写 并确认密码 要使密码设置生效 必须先运行一次程序 如果忘记了密码 必须清除存储器 重新下载程序 18 第三节编程软件的使用 一 项目生成1 新建项目 1 确定PLC的CPU型号 2 项目文件更名 3 添加一个子程序 4 添加一个中断程序 5 编辑程序2 打开已有项目文件3 上装和下装项目文件 19 1 程序的输入 编辑通常利用LAD 梯形图 进行程序的输入 程序的编辑包括程序的剪切 拷贝 粘贴 插入和删除 字符串替换 查找等 还可以利用符号表对POU 程序组织单元 中的符号赋值 2 程序的编译及上 下载 1 编译 程序的编译 能明确指出错误的网络段 编程者可以根据错误提示对程序进行修改 然后再次编译 直至编译无误 2 下载 用户程序编译成功后 将下载块中选中下载内容下载到PLC的存储器中 3 载入 上载 载入可以将PLC中未加密的程序或数据向上送入编程器 PC机 将选择的程序块 数据块 系统块等内容上载后 可以在程序窗口显示上载的PLC内部程序和数据信息 二 程序的编辑与传送 20 梯形图编辑器 1 梯形图元素的工作原理触点代表电流 能量流 的控制开关 线圈代表由电流充电的中继或输出 框盒 指令盒 代表能量流到达此框时执行指令盒的功能 2 梯形图排布规则网络必须从触点开始 以线圈或框盒 没有ENO使能输出端 结束 注 每个用户程序 一个线圈或指令盒只能使用一次 并且不允许多个线圈串联使用 3 在梯形图中输入指令 编程元件 光标 阶梯的开始 继续输入元件等标志的识别 4 程序的编辑及参数设定5 程序注释6 程序的编译及上 下载 21 以梯形图编辑器为例 语句表和功能块图编辑器的操作类似 1 输入编程元件梯形图的编程元件 编程元素 主要有线圈 触点 指令盒 标号及连接线 输入方法 指令树窗口中双击要输入的指令 就可在矩形光标处放置一个编程元件 工具条上的编程按钮 单击触点 线圈或指令盒按钮 从弹出的窗口下拉菜单所列出的指令中选择要输入指令单击即可 22 2 插入和删除方法一 在编辑区右击要进行操作的位置 弹出图示的下拉菜单 选择 插入 或 删除 选项 弹出子菜单 单击要插入或删除的项 然后进行编辑 方法二 也可用菜单 编辑 中相应的 插入 或 编辑 中的 删除 项完成相同的操作 23 3 符号表 将梯形图中的直接地址编号用具有实际含义的符号代替方法 在编程时使用直接地址 如I0 0 然后打开符号表 编写与直接地址对应的符号 如与I0 0对应的符号为start 编译后由软件自动转换名称 另一种方法 是在编程时直接使用符号名称 然后打开符号表 编写与符号对应的直接地址 编译后得到相同的结果 24 4 局部变量表 1 局部变量与全局变量程序中的每个POU ProgramOrganizationalUnit 程序组织单元 都有64K字节L存储器组成的局部变量表 局部变量只在他被创建POU中有效 全局变量在各POU中均有效 只能在符号表 全局变量表 做定义 2 局部变量的设置 将光标移到编辑器的程序编辑区的上边缘 向下拖动上边缘 则自动出现局部变量表 此时可为子程序和中断服务程序设置局部变量 25 5 注释梯形图编辑器中的Networkn表示每个网络或梯级 同时又是标题栏 可在此为每个网络或梯级加标题或必要的注释说明 双击Networkn区域 弹出图示的对话框 此时可以在 题目 文本框键入相关标题 在 注释 文本框键入注释 6 语言转换语句表 梯形图和功能块图三种编程语言 编辑器 之间的任意切换 检视 STL 语句表 LAD 梯形图 或FBD 功能块图 便可进入对应的编程环境 26 程序编辑完成 可用菜单 PLC 中的 编译 项进行离线编译 编译结束后在输出窗口显示程序中的语法错误的数量 各条错误的原因和错误在程序中的位置 双击输出窗口中的某一条错误 程序编辑器中的矩形光标将会移到程序中该错误所在的位置 必须改正程序中的所有错误 编译成功后才能下载程序 7 编译用户程序 27 8 程序的下载和清除 注意 下载之前 PLC应处于STOP方式 单击工具栏的 停止 按钮 或选择菜单命令 PLC 中的 停止 项 可以进入STOP状态 如果不在STOP状态 可将CPU模块上的方式开关扳到STOP位置 为了使下载的程序能正确执行 下载前必须将PLC存储器中的原程序清除 清除的方法是 单击菜单 PLC 中的 清除 项 会出现清除对话框 选择 清除全部 即可 28 程序的监视 运行 调试 1 程序运行方式的设置将CPU的工作方式开关置在RUN位置 或将开关置在TERM 暂态 位置时 操作STEP7 Micro WIN32菜单命令或快捷按钮对CPU工作方式进行软件设置 2 程序运行状态的监视运用监视功能 在程序状态打开下 观察PLC运行时 程序执行的过程中各元件的工作状态及运行参数的变化 29 三 程序的打印输出单击菜单 文件 中的 打印 项 可选择需要打印的组件的复选框 如图示 图中选择打印网络1至网络21梯形图程序的主程序 但如果还希望打印程序的附加组件 例如还要打印符号表等 则所选打印范围无效 将打印全部LAD网络 30 第四节程序监控与调试 一 选择扫描次数STEP7可选择单次或多次扫描来监视用户程序 可以指定主机以有限的扫描次数执行用户程序 通过选择主机扫描次数 当过程变量改变时 可监视用户程序的执行 多次扫描时 应使PLC置于STOP模式 使用菜单命令 排错 中的 多次扫描 来指定执行的扫描次数 然后单击 确认 按钮 初次扫描时则将PLC置于STOP模式 然后使用菜单命令 排错 中的 单次扫描 进行 31 二 用状态表监控程序 使用状态表来监视用户程序 在程序运行时 可以用状态表来读 写监视和强制PLC的内部变量 并可以用强制表操作修改用户程序 如图示 32 1 打开和编辑已有的状态表单击目录树中的状态表图标 或菜单 检视 中的 状态表 选项均可打开已有的状态表 并对它进行编辑 多个状态表 可用状态表底部的标签切换 2 创建新的状态表用鼠标右键单击目录树中的状态表图标或单元已经打开的状态表 将弹出一个窗口 在窗口中选择 插入状态表 选项 可创建新的状态表 33 3 启动和关闭状态表STEP7与PLC的通信成功后 打开状态表 用菜单 排错 中的 图状态 选项或单击工具条上的 状态表 图标 可启动状态表 再操作一次可关闭状态表 4 单次读取状态信息状态表被关闭时 用菜单命令 排错 中的 单次读取 或单击工具条上的 单项读取 按钮 可以获得PLC的当前数据 并在状态表中将当前数值显示出来 执行用户程序时并不进行数据的更新 要连续收集状态表信息 应启动状态表 34 在RUN方式且对控制过程影响较小的情况下 可对程序中的某些变量强制性地赋值 S7 200CPU允许强制性地给所有的I O点赋值 此外最多还可改变16个内部存储器数据 V或M 或模拟量I O AI或AQ V或M可按字节 字或双字来改变 模拟量只能从偶字节开始以字为单位 如AIW6 来改变 强制的数据将永久性地存储在CPU的EEPROM中 5 用状态表强制改变数值 35 四 梯形图程序的状态监视利用梯形图编辑器可以监视在线程序运行状态的窗口 梯形图中显示所有操作数的值 所有这些操作数状态都是PLC在扫描周期完成时的结果 打开监视梯形图的方法有两种 一种方法是 打开菜单 工具 中的 选项 对话框 选择 LAD状态 选项 然后选择一种梯形图的样式 梯形图可选择的样式有3种 指令内部显示地址 外部显示值 指令外部显示地址和值 只显示状态值 另一种方法是 或直接打开梯形图窗口 在工具条中单击 程序状态 按钮 功能块图程序监视和语句表程序监视方法与梯形图程序类似 不再一一介绍 36 致命错误会导致PLC停止执行程序 CPU检测到致命错误时 自动进入STOP 停止 方式 点亮系统错误LED 并关闭输出 在消除致命错误之前 CPU一直保持这种状态 有些错误可能会使PLC无法进行通信 此时在计算机上看不到CPU的错误代码 这表示硬件出错 CPU模块需要修理 修改程序或清除PLC的存储器不能消除这种错误 非致命错误非致命错误会影响CPU的某些性能 但不会使用户程序无法执行 运行错误程序编译错误程序执行错误 五 S7 200的出错处理 37 小结 通过本讲的学习 重点掌握软件的安装 软件的基本功能 编程 调试 运行监控方法 作业 STEP7 Micro WIN32实际操作练习 本讲学习要求 38 实验一认识可编程控制器的硬件与软件 SIMATIC使用方法练习 39 实验一认识可编程控制器的硬件与软件 SIMATIC使用方法练习 首先研究SIMATIC指令系统的基本操作方法 然后进行PLC的练习实验 本实验给出了PLC控制系统实验要求的样例程序 参考电路等PLC练习实验所需要的所有资料 可以通过程序输入 调试 运行 逐步掌握PLC实验的基本方法 1 实验目的 1 练习使用S7 200编程软件 了解PLC实验装置的组成 2 掌握用户程序的输入和编辑方法 3 熟悉基本指令的应用 4 熟悉语句表指令的应用及其与梯形图程序的和转还 40 2 实验内容 1 输入图1 1所示的梯形图 并转换成对应的语句表指令 也可结合教材习题练习 2 为梯形图1 1中段1注释 并用符号表为I0 0 I0 1 Q0 0添加符号名 符号名可任意设定 3 练习程序的编辑 修改 复制 粘贴的方法 4 将图1 1中程序改成图1 2 并转换成语句表程序 分析OLD ALD语句用法 5 参考教材 练习栈操作指令的使用方法 6 参考教材 练习定时器和计数器指令及参数的输入方法 例如梯形图1 3 7 练习系统块设置的方法 41 图1 1梯形图练习1 网络1LDI0 0OQ0 0ANI0 1 Q0 0网络2LDI0 0AI0 1LDM0 0AQ0 1OLD Q0 1 42 图1 2梯形图练习2 LDI0 0AI0 1OM0 0AQ0 1LDNI0 2OM0 1AQ0 0ALD Q0 1 43 部分含有定时器的梯形图 44 部分含有计数器的梯形图 45 3 实验步骤 1 开机 打开计算机电源 但不接PLC电源 2 进入S7 200编程软件 3 选择语言类型 SIMATIC 4 输入CPU类型 5 由主菜单或快捷按钮输入 编辑程序 6 进行编译 并观测编译结果 修改程序 直至编译成功 46 4 实验报告内容 1 以图1 1为例 总结梯形图输入及修改的操作过程 2 写出梯形图添加注释及符号名的操作过程 3 总结OLD ALD指令和栈操作指令的使用方法 4 简述系统块设置的方法 5 思考练习 1 分析各种定时器的使用方法及不同之处 2 总结程序输入 调试的方法和经验 47 STEP7 Micro WIN编程软件应用实例 48 STEP7 Micro WIN编程软件应用实例 通过一个简单例子程序的几个简短步骤 将能够学会如何在S7 200中连接 编程和运行程序 为了完成这个例子程序 需要PPI多主站电缆 S7 200CPU和运行STEP7 Micro WIN软件的编程设备 49 一 连接S7 200CPU 连接S7 200十分容易 在本例中 只需要给S7 200CPU供电 然后在编程设备与S7 200CPU之间连上通讯电缆即可 给S7 200CPU供电第一个步骤就是要给S7 200的CPU供电 图3 1给出了直流供电和交流供电两种CPU模块的接线方式 在安装和拆除任何电气设备之前 必须确认该设备的电源已断开 在安装或拆除S7 200之前 必须遵守相应的安全防护规范 并务必将其电源断开 50 图1给S7 200CPU供电 51 连接RS 232 PPI多主站电缆图2所示为连接S7 200与编程设备的RS 232 PPI多主站电缆 连接电缆 1 连接RS 232 PPI多主站电缆的RS 232端 标识为 PC 到编程设备的通讯口上 本例中为COM1 2 连接RS 232 PPI多主站电缆的RS485端 标识为 PPI 到S7 200的端口0或端口1 3 如图2所示 设置RS 232 PPI多主站电缆的DIP开关 52 图2连接RS 232 PPI多主站电缆 53 打开STEP7 Micro WIN点击STEP7 Micro WIN的图标 打开一个新的项目 图3所示为一个新项目 注意左侧的操作栏 可以用操作栏中的图标 打开STEP7 Micro WIN项目中的组件 点击操作栏中的通讯图标进入通讯对话框 可以用这个对话框为STEP7 Micro WIN设置通讯参数 54 图3新建STEP7 Micro WIN项目 55 为STEP7 Micro WIN设置通讯参数在示例项目中使用的是STEP7 Micro WIN和RS 232 PPI多主站电缆的缺省设置 检查下列设置 1 PC PPI电缆的通讯地址设为0 2 接口使用COM1 3 传输波特率用9 6Kbps 如果您需要改变通讯设置 请参考有关资料 56 图4设置通讯参数 57 用通讯对话框与S7 200建立通讯 1 在通讯对话框中双击刷新图标 STEP7 Micro WIN搜寻并显示所连接的S7 200站的CPU图标 2 选择S7 200站并点击OK 如果STEP7 Micro WIN未能找到您的S7 200CPU 请核对您的通讯参数设置 并重复以上步骤 建立与S7 200的通讯之后 您就可以创建并下载示例程序 58 二 创建一个例子程序 创建这个例子程序将使您体会到使用STEP7 Micro WIN编程有多简单 这个例子程序在三个程序段中用6条指令 完成了一个定时器自启动 自复位的简单功能 在本例中 您用梯形图编辑器来录入程序 下面给出了完整的梯形图和语句表程序 语句表中的注释 解释了程序的逻辑关系 时序图显示了程序的运行状态 59 60 点击程序块图标 打开程序编辑器 见图6 注意指令树和程序编辑器 可以用拖拽的方式将梯形图指令插入到程序编辑器中 在工具栏图标中有一些命令的快捷方式 在输入和保存程序之后 就可以下载程序到S7 200中 61 图6STEP7 Micro WIN窗口 62 输入程序段1 启动定时器 当M0 0的状态为0时 常闭触点接通启动定时器 输入M0 0的触点 1 双击位逻辑图标或者单击其左侧的加号可以显示出全部位逻辑指令 2 选择常闭触点 3 按住鼠标左键将触点拖到第一个程序段中 4 单击触点上的 并输入地址 M0 0 5 按回车键确认 63 图7Network1 64 定时器指令T33的输入步骤如下 1 双击定时器图标 显示定时器指令 2 选择延时接通定时器TON 3 按住鼠标左键将定时器拖到第一个程序段中 4 单击定时器上方的 输入定时器号 T33 5 按回车键确认后 光标会自动移动到预置时间值 PT 参数 6 输入预置时间值 1007 按回车键确认 65 输入程序段2 使输出点闭合 当定时器T33的定时值大于等于40时 40 10毫秒 即0 4秒 S7 200的输出点Q0 0会闭合 输入比较指令的步骤如下 1 双击比较指令图标 显示所有的比较指令 选择 I 指令 2 按住鼠标左键将比较指令拖到第二个程序段中 3 单击触点上方的 输入定时器号 T33 4 按回车键确认后 光标会自动移动到比较指令下方的比较值参数 5 在该处输入比较值406 按回车键确认 66 图8Network2 67 输出指令的输入步骤如下 1 双击位逻辑图标 显示位逻辑指令并选择输出线圈 2 按住鼠标左键将输出线圈拖到第二个程序段中 3 单击线圈上方的 输入地址 Q0 0 4 按回车键确认 68 输入程序段3 定时器复位 当计时值到达预置时间值 100 时 定时器触点会闭合 T33闭合会使M0 0置位 由于定时器是靠M