S7-200PLC 培训资料.ppt

SIMATICS7 200PLC从入门到精通 SIMATICS7 200PLC从入门到精通 预备知识 PLC知识第一部分 S7 200可编程序控制器1 1S系列PLC发展概述1 2S7 200PLC系统组成1 3编程元件及程序知识1 4相关设备1 5工业软件第二部分 编程原则技巧及应用举例 预备知识 PLC概述 1 1概述1 2PLC的硬件组成1 3PLC的软件系统1 4PLC的工作过程1 5建立PLC与计算机的连接 STEP 7MICRO WIN入门 1 1概述 PLC在早期是一种开关逻辑控制装置 被称为可编程序逻辑控制器 ProgrammableLogicController 简称PLC 随着计算机技术和通信技术的发展 PLC采用微处理器作为其控制核心 它的功能已不再局限于逻辑控制的范畴 因此 1980年美国电气制造协会 NEMA 将其命名为ProgrammableController PC 但为避免与个人计算机 PersonalComputer 的简称PC混淆 习惯上仍将其称为PLC 1 1 1PLC的定义 国际电工委员会 IEC 于1982年11月1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统 专为在工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的命令 并通过数字式模拟式的输入和输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程序控制器及其有关设备 都应按易于与工业控制系统联成一个整体 易于扩充功能的原则而设计 PLC的定义 PLC的产生与发展 PLC的应用领域 PLC与其他工业控制系统的比较 PLC与继电接触器控制系统的比较 PLC与计算机控制系统的比较 PLC的特点 请同学们结合右边的主题写一篇关于PLC在某个领域应用的综述 整体式 组合式 PLC的基本分类 小型机常采用整体式 中 大型机常采用组合式 1 2认知PLC的硬件组成 整体式PLC的基本组成框图 组合式PLC的基本组成框图 输入并存储用户程序 显示输入内容和地址 CPU指挥PLC完成各种预定的功能 检查 校验用户程序 发现错误即报警 执行用户程序 驱动外部输出设备动作 诊断故障 记忆故障信息并报警 1 2 1CPU单元 PLC中所采用的CPU通常有三种 1 通用处理器 8086 80286 80386 2 单片机芯片 8031 8096 3 位片式微处理器 AMD 2900小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU大型PLC多采用高速位片式微处理器 系统程序存储器 存储系统系统程序 用户程序存储器 存储系统用户程序 工作数据存储器 存储工作数据 2 存储器 RAM 存储各种暂存数据 中间结果 用户正调试的程序 ROM 存放监控程序和用户已调试好的程序 存储器 PLC与外部设备联系的桥梁 开关量输入单元 开关量输出单元 1 2 2 I O单元 输入 输出接口 采用光电隔离 实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离 减小了电磁干扰 输出接口作用 将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号 以便控制接触器线圈等电器通断电 另外输出电路也使计算机与外部强电隔离 输出三种形式 继电器 低速大功率可控硅 高速大功率晶体管 高速小功率 输入接口作用 将按钮 行程开关或传感器等产生的信号 转换成数字信号送入主机 1 输入接口电路 采用光电耦合器 防止强电干扰 直流输入电路 交流输入电路 继电器输出 2 输出接口电路 以继电器形式为例 PLC 交流电源或直流电源 晶体管输出电路 光电耦合 输出点的状态显示 公共端 输出点 晶闸管输出电路 光电耦合 输出点的状态显示 公共端 输出点 继电器输出电路 输出点的状态显示 继电器 机械触点 公共端 输出点 PLC由开关式稳压电源为内部电路供电 抗干扰性能好 有的PLC能向外部提供24V的直流电源 可作为输入单元连接的外部设备的电源 开关电源 输入电压范围宽 体积小 重量轻 效率高 1 2 3电源单元 电源单元 把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源 可供开关量输入单元连接的现场无源开关等使用 PLC的供电 各种接口 高功能模块 便于扩展小型机 一体机 有接口可扩展 PowerinaSmallPackage CPU模块 中 大型机 模块式 可根据需要在主板上随意组合 PS 可选 PLC的外部设备主要有 编程设备触摸屏操作面板文本显示器打印机等 1 2 4外部设备 编程设备 PCFPPROGRAMMER HELP CLR WRT FN PFL STKIX IY NOTDT Ld READ OTL WL ORR WR ANY WY STX WX SRC OP BIN K H SC CTC EV TMT SV ACLR ENT B A F E D C 9 8 3 2 1 0 7 6 5 4 DELT CLR 编程器是对PLC进行操作的工具 专用编程器 在装有专用编程软件的计算机上编程 简易编程器 直插式 便携式 计算机辅助编程 图形编程器 编程工具 1 3PLC的软件系统 1 3 1系统程序系统程序是由PLC的制造者采用汇编语言编写的 固化于ROM型系统程序存储器中 用于控制PLC本身的运行 用户不能更改 系统程序分为 1 系统管理程序2 用户指令解释程序3 标准程序模块和系统调用程序 PLC的软件系统 1 3 2用户程序用户程序又称为应用程序 是用户为完成某一控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序 用户程序是线性地存储在系统程序制定的存储区内 1 用户环境用户环境是由系统程序生成的 它包括用户数据结构 用户元件区 用户程序存储区 用户参数 文件存储区等 2 用户程序结构用户程序结构大致可以分为三种 1 线性程序 2 分块程序 3 结构化程序3 用户程序语言PLC的编程语言有多种 其中梯形图 语句表 功能块图是三种基本语言 1 4PLC的工作过程 PLC的循环扫描工作过程 接线程序控制与存储程序控制 1 4 1接线程序控制与存储程序控制 继电接触器控制系统 又称为接线程序控制系统 是通过电器元器件的固定接线来实现控制逻辑 完成控制任务的 接线程序控制与存储程序控制 在PLC控制系统中 用户根据控制要求编制出相应的控制程序 并写入PLC的程序存储器中 系统运行时 PLC将程序执行结果输出给相应的输出设备 控制被控对象工作 这种控制称为存储程序控制 1 4 2PLC的循环扫描工作过程 扫描工作分为5个阶段 PLC的循环扫描工作过程 扫描工作一般分为 读输入 执行程序 处理通信请求 自诊断检查和写输出等过程 CPU反复不停地分阶段处理上述各种不同的任务 这种周而复始的循环工作方式称为循环扫描 执行用户程序只是扫描周期的一个组成部分 用户程序不运行时 PLC也在扫描 只不过在一个周期中去除了执行用户程序和读输入 写输出的内容 PLC最主要的工作方式是循环扫描 周期扫描 PLC在运行工作状态 执行如上所述的一次扫描操作所需的时间称为扫描周期 其典型值为1 100ms 扫描周期与用户程序的长短 指令的种类和CPU的运算速度有很大的关系 用户程序较长时 指令执行的时间在扫描周期中占相当大的比例 循环扫描工作流程 PLC 接通电源 初始化 硬件检查 正常 异常报警 异常处理 扫描周期监视 执行用户程序 程序结束 扫描周期检查 有固定设置 等待 扫描周期计算 I O刷新 外设端口服务 异常 1 PLC扫描工作各环节的功能 PLC上电后 首先检查硬件是否正常 按自上而下的顺序 逐条读用户程序并执行 对输入的数据进行处理 将结果存入元件映象寄存器 计算扫描周期 若正常 则进行下一步 若不正常 则报警并作处理 母线 I O刷新阶段 外设端口服务 读输入点的状态并写入输入映像寄存器 将元件映像寄存器的状态经输出锁存器 输出电路送到输出点 访问外设端口连接的外部设备 读 读 读 写 写 执行用户程序 2 PLC执行用户程序的过程 3 PLC控制的原理 等效电路图 SB1 公共端 公共端 输出端子 输入端子 主电路 线圈通电 SB1闭合 I0 0闭合 接点闭合 触点闭合 电动机转 触点闭合 SB2 ST SB1 KM 线圈断电 I0 1断开 接点断开 触点断开 电动停转 触点断开 SB2闭合 KM 第一部分 S7 200可编程序控制器 1 1S系列PLC发展概述1 2S7 200PLC系统组成1 3编程元件及程序知识1 4相关设备1 5工业软件 本章以西门子公司生产的S7 200系列小型可编程序控制器为例 介绍具体型号的PLC 内容包括 lS系列PLC发展概述lS7 200可编程序控制器的系统组成l编程元件及程序知识l相关设备l常用工业软件 返回本章首页 1 1S系列PLC发展概述 德国的西门子 SIEMENS 公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商 生产的SIMATIC可编程序控制器在欧洲处于领先地位 其第一代可编程序控制器是1975年投放市场的SIMATICS3系列的控制系统 在1979年 微处理器技术被应用到可编程序控制器中 产生了SIMATICS5系列 取代了S3系列 之后在20世纪末又推出了S7系列产品 最新的SIMATIC产品为SIMATICS7 M7和C7等几大系列 返回本章首页 1 2S7 200PLC系统组成 1 2 1系统基本构成1 2 2主机结构1 2 3扫描周期及工作方式1 2 4输入输出扩展1 2 5主机性能指标 返回本章首页 从CPU模块的功能来看 SIMATICS7 200系列小型可编程序控制器发展至今 大致经历了两代 第一代产品其CPU模块为CPU21X 主机都可进行扩展 它具有四种不同结构配置的CPU单元 CPU212 CPU214 CPU215和CPU216 对第一代PLC产品不再作具体介绍 第二代产品其CPU模块为CPU22X 是在21世纪初投放市场的 速度快 具有较强的通信能力 它具有四种不同结构配置的CPU单元 CPU221 CPU222 CPU224和CPU226 除CPU221之外 其他都可加扩展模块 1 2 1系统基本构成 SIMATICS7 200系统由硬件和工业软件两大部分构成 如图3 1所示 图3 1S7 200PLC系统组成 系统基本构成1 硬件 1 基本单元 2 扩展单元 3 特殊功能模块 4 相关设备2 工业软件工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序 文档及其规则的总和 它主要由标准工具 工程工具 运行软件和人机接口等几大类构成 返回本节 1 2 2主机结构 1 各CPU介绍及I O系统 1 主机外形SIMATICS7 200系统CPU22X系列PLC主机 CPU模块 的外形如图3 2所示 图3 2S7 200主机外形 2 基本结构特点 输出信号类型电源输出基本I O存储安全高速反应模拟电位器实时时钟输入输出可扩展性 4种CPU各有晶体管输出和8继电器输出两种类型 具有不同电源电压和控制电压 各类型的型号如表3 1所示 表3 1CPU型号 SIMATICS7 200系统CPU22X系列PLC主机及I O特性如表3 2所示 表3 2主机及I O特性 2 存储系统 1 存储系统 2 存储器及使用 3 存储安全 图3 3存储系统 表3 3存储容量 2 存储器及使用上装和下装用户程序定义存储器保持范围用程序永久保存数据存储器卡的使用 3 存储安全1 主机CPU模块内部配备的EEPROM 上装程序时 可自动装入并永久保存用户程序 数据和CPU的组态数据 2 用户可以用程序将存储在RAM中的数据备份到EEPROM存储器 3 主机CPU提供一个超级电容器 可使RAM中的程序和数据在断电后保持几天之久 4 CPU提供一个可选的电池卡 可在断电后超级电容器中的电量完全耗尽时 继续为内部RAM存储器供电 以延长数据所存的时间 5 可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘一样来方便地备份和装载程序和数据 返回本节 数据在存储器中的存取方式 1 基本数据类型 位 字节 字 双字 I3 2 2 数据的存取方式 1 2 3扫描周期及工作方式 1 扫描周期2 工作方式3 改变CPU工作方式的方法 图3 4CPU的扫描周期 1 扫描周期 1 输入处理 2 执行程序 3 处理通信请求 4 执行CPU自诊断测试 5 写数字输出 2 工作方式 1 STOP方式 2 RUN方式 3 改变CPU工作方式的方法 1 用PLC上的方式开关来手动切换 方式开关有3个挡位 2 用STEP7 Micro Win32编程软件 应首先把主机的方式开关置于TERM或RUN位置 然后在此软件平台用鼠标单击STOP和RUN方式按钮即可 3 在用户程序中用指令由RUN方式转换到STOP方式 前提是程序逻辑允许中断程序的执行 返回本节 1 2 4输入输出扩展 1 设备连接2 最大I O配置的预算3 输入输出及CPU组态 1 设备连接 图3 5I O扩展示意图 2 最大I O配置的预算 1 映像寄存器数量 2 电流提供 3 模块电流 4 电流预算规则 2 电流提供各CPU所能提供的最大5VDC电流如表3 4所示 3 模块电流CPU22X可连接的各扩展模块消耗5VDC电流如表3 5所示 3 输入输出及CPU组态 1 I O点数扩展和编址 2 设置输入滤波 3 设置脉冲捕捉 4 输出表配置 5 定义存储器保持范围 例如 某一控制系统选用CPU224 系统所需的输入输出点数各为 数字量输入24点 数字量输出20点 模拟量输入6点 模拟量输出2点 本系统可有多种不同模块的选取组合 表3 6所示为其中的一种可行的系统输入输出组态状况 若按表3 6的扩展方式 各模块在I O链中的位置排列方式也可以有多种 图3 6所示为其中的一种模块连接形式 图3 6扩展连接图 S7 200CPU为每个主机数字量输入提供了脉冲捕捉功能 它可以使主机能够捕捉小于一个扫描周期的短脉冲 并将其保持到主机读到这个信号 但前提是只有通过滤波器后 脉冲捕捉才有效 此外 在一个给定的扫描周期内如果有不只一个脉冲 则只有第一个脉冲可以被捕捉到 几种情况下的脉冲捕捉波形如图3 7所示 图3 7脉冲捕捉波形图 表3 722X主机主要技术指标 返回本节 1 2 5主机性能指标 S7 20022X各主机的主要技术性能指标如下表3 7所示 返回本节 1 3编程元件及程序知识 编程软件的应用1 3 1编程元件及寻址1 3 2指令系统1 3 3编程语言1 3 4程序结构 返回本章首页 1 3 1编程元件及寻址 1 数据类型2 直接寻址方式3 间接寻址方式 1 数据类型 1 数据类型及范围SIMATICS7 200系列PLC数据类型可以是布尔型 整型和实型 浮点数 实数采用32位单精度数来表示 其数值有较大的表示范围 正数为 1 175495E 38 3 402823E 38 负数为 1 175495E 38 3 402823E 38 不同长度的整数所表示的数值范如表3 8所示 2 常数在编程中经常会使用常数 常数数据长度可为字节 字和双字 在机器内部的数据都以二进制存储 但常数的书写可以用二进制 十进制 十六进制 ASCII码或浮点数 实数 等多种形式 几种常数形式分别如表3 9所示 2 直接寻址方式 1 编址形式按位寻址的格式为 Ax y存储区内另有一些元件是具有一定功能的硬件 由于元件数量很少 所以不用指出元件所在存储区域的字节 而是直接指出它的编号 其寻址格式为 Ay数据寻址格式为 ATx 2 各元件介绍输入继电器 I 输出继电器 Q 通用辅助继电器 M 特殊标志继电器 SM 变量存储器 V 局部变量存储器 L 顺序控制继电器 S 定时器 T 计数器 C 模拟量输入映像寄存器 AI 模拟量输出映像寄存器 AQ 高速计数器 HC 累加器 AC S7200数据区的寻址 1 输入映像寄存器 I 寻址2 输出映像寄存器 Q 寻址3 变量存储器 V 区4 位存储器 M 区5 局部存储器 L 6 特殊存储器 SM 标志位寻址7 定时器存储器 T 区寻址8 计数器存储器 C 区寻址9 顺序控制继电器 S 寻址10 模拟量输入 AI 寻址11 模拟量输出 AQ 寻址12 累加器 AC 寻址13 高速计数器 HC 寻址14 常数的表示方法与范围 特殊存储器 SM 标志位 SM0 0一直为 1 状态 SM0 1仅在执行用户程序的第一个扫描周期为 1 状态 SM0 4和SM0 5分别提供周期为1分钟和1秒的时钟脉冲 SM1 0 SM1 1和SM1 2分别是零标志 溢出标志和负数标志 32位累加器 AC0 AC3 可以按字节 字和双字来存取 按字节 字只能存取累加器的低8位或低16位 I Q V M S SM L均可按位 字节 字和双字来存取 位存储器的使用 可以把中间的存储状态用M位存储器来存储连续控制是一种状态 用M0 0表示 点动控制是一种状态 用M0 1表示 控制对象是一个Q0 0 用M去控制Q 正确的程序分析 程序扫描周期的理解 程序仿真 任务 阀门控制 控制要求 1 阀门有两种工作方式 自动 手动 点动 2 自动方式 按下开启按钮 阀门自动到全开 碰到全开限位接点 3 自动方式 按下关闭按钮 阀门自动到全关 碰到全关限位接点 4 手动方式 按下开启按钮 阀门向开启方向开 松开开启按钮 阀门停止运动 5 手动方式 按下关闭按钮 阀门向关闭方向关 松开关闭按钮 阀门停止运动 开始工作 S7 200将编程元件统一归为存储器单元 存储单元按字节进行编址 无论所寻址的是何种数据类型 通常应指出它在所在存储区域和在区域内的字节地址 每个单元都有惟一的地址 地址用名称和编号两部分组成 元件名称 区域地址符号 如表1 10所示 按位寻址的格式为 Ax y必须指定元件名称 字节地址和位号 如图1 8所示 图1 8中MSB表示最高位 LSB表示最低位 图3 8位寻址格式 3 间接寻址方式 间接寻址方式是 数据存放在存储器或寄存器中 在指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址 存储单元地址的地址又称为地址指针 这种间接寻址方式与计算机的间接寻址方式相同 间接寻址在处理内存连续地址中的数据时非常方便 而且可以缩短程序所生成的代码的长度 使编程更加灵活 用间接寻址方式存取数据需要作的工作有3种 建立指针 间接存取和修改指针 1 建立指针 建立指针必须用双字传送指令 MOVD 将存储器所要访问的单元的地址装入用来作为指针的存储器单元或寄存器 装入的是地址而不是数据本身 格式如下 例 MOVD VB200 VD302MOVD MB10 AC2MOVD C2 LD14注意 建立指针用MOVD指令 2 间接存取 指令中在操作数的前面加 表示该操作数为一个指针 下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法 MOVD VB200 AC0MOVW AC0 AC1若存储区的地址及单元中所存的数据如下所示执行过程如下 3 修改指针 下面的两条指令可以修改指针的用法 INCDAC0INCDAC0MOVW AC0 AC1 返回本节 1 3 2指令系统 S7 200系列PLC主机中有两类基本指令集 SIMATIC指令集和IEC1131 3指令集 程序员可以任选一种 提供了许多类型的指令以完成广泛的自动化任务 SIMATIC指令集 是为S7 200系列PLC设计的 本指令通常执行时间短 而且可以用LAD STL和FBD三种编程语言 IEC1131 3指令集是不同PLC厂家的指令标准 它不能使用STL编程语言 返回本节 1 3 3编程语言 1 语句表2 梯形图3 功能块图4 其他编程语言 1 语句表 语句表 STL 语言类似于计算机的汇编语言 特别适合于来自计算机领域的工程人员 用指令助记符创建用户程序 属于面向机器硬件的语言 STEP7Micro Win32的语句表如图3 9所示 图3 9语句表举例 2 梯形图 图3 10梯形图举例 3 功能块图 功能块图 FBD 的图形结构与数字电子电路的结构极为相似 如下图3 11所示 4 其他编程语言 SIMATIC工业软件中的工程工具中为大型或中型PLC提供了许多高级编程工具 以下简要其中的几种 1 S7 SLC和M7 ProC C 2 S7 GRAPH 3 S7 HiGraph 4 CFC 1 S7 SLC和M7 ProC C 图3 12SLC语言 S7 SLC的语言与PASCAL非常相似 如图3 12所示 2 S7 GRAPH 图3 13顺序流程图 3 S7 HiGraph 它借助于状态图来描述异步过程 用于装置和过程 以及可能的转移状态的图形描述 本工具可基于系统框图和流程图直接进行编程 程序结构和过程清晰 S7 HiGraph如图3 14所示 图3 14状态图 4 CFC CFC 连续功能图 是在原来的CSF 控制系统流程图 的基础上发展起来的 它通过绘制过程控制流程图 将各程序块在版面上布置 然后将它们相互连接即可 控制系统流程图如图3 15所示 返回本节 图3 15连续功能图 1 3 4程序结构 1 用户程序 1 主程序 2 子程序 3 中断处理程序2 数据块3 参数块 如果编程使用的是手编器 主程序应安排到程序的最前面 其他部分的位置安排没有严格的顺序 但习惯上把子程序安排在中断程序的前面 如图3 16所示 图3 16程序结构 返回本节 1 4相关设备 1 4 1手编器1 4 2计算机1 4 3人机界面1 4 4特殊功能模块 返回本章首页 1 4 1手编器 工业上用的各厂商的可编程序控制器的使用中 手编器曾是主要编程设备 后来出现了图形输入设备 又出现了计算机编程软件 通过通信设备 使PLC和计算机相连 用编程软件可直接在计算机上编程 由于计算机的显示器屏幕较大 对程序的编制和修更加方便高效 但即使是现在 手编器的使用仍十分广泛 特别是用小型和微型PLC实现的小规模系统 返回本节 1 4 2计算机 计算机包括个人计算机和工业计算机 在可编程序控制器系统的工业应用中发挥着越来越重要的作用 几乎PLC系统从工程项目开发 编程 调试到系统的运行和维护 计算机越来越成了不可缺少的工具 返回本节 1 4 3人机界面 1 构造特点文本显示区 可显示两行信息 每行20个字符 的液晶显示LCD 按键 共有9个键 通信 通过TD CPU电缆 通用RS232接口 可以提供可编程序控制器与TD200的通信 同时可以提供TD的电源 而不必再另接电源 电源 如果不用TD CPU通信电缆 可以通过面板右侧的电源接口连接外部电源 2 主要功能可以显示从CPU主机读出的信息 如读取指令 数据 当前值及状态 可以调整运行中选定的程序变量 可以提供对输入输出点的强制功能 可以为实时时钟设置日期和时间 支持多种语言形式的菜单和提示并支持中文 返回本节 1 4 4特殊功能模块 1 数字量扩展模块2 模拟量扩展模块3 热电偶 热电阻模块4 通信扩展模块5 现场设备接口模块 1 数字量扩展模块数字量扩展模块主要有 EM221数字量输入模块 24V 8输入 EM222数字量输出模块 24V 8输出 EM223数字量混合模块 24V 2 模拟量扩展模块模拟量扩展模块主要有 EM231 4模拟输入点 2W 12位 EM232 2模拟输出点 2W 12位 EM235 4模拟输入点 1模拟量输出点 2W 12位 3 热电偶 热电阻模块EM231为1 8W 15位 模拟量输入 4 通信扩展模块EM277PROFIBUS DP模块用于PLC现场总线通信连接 波特率可从9600 12M波特 5 现场设备接口模块CP243 2通信处理器是AS I主站连接部件 专门用于S7 200CPU22x 连接的同时显著增加了S7 200可利用的I O点数 返回本节 1 5工业软件 1 5 1应用和特点1 5 2工业软件的类型 返回本章首页 1 5 1应用和特点 1 应用它为自动化工程项目的所有阶段提供如下方便使用的功能 硬件和通信的规划 配置和参数的赋值 用户编程 文件编制 系统测试 起动 服务 过程控制 归档 2 特点采用多种标准共享数据管理工具系统集成化开放化的系统可重用的程序段集成的诊断功能 返回本节 1 5 2工业软件的类型 1 标准工具标准工具是SIMATICS7 M7 C7自动化系统进行编程的基础 SIMATIC系列标准工具及其适用范围如表3 12所示 2 工程工具工程工具主要包括 编程员用的高级语言 技术专家用的图形语言 诊断 仿真 远程维护和工厂文件编制等用的辅助软件 3 运行软件运行软件种类很多 以下是几个常用的运行软件 1 SIMATICS7的控制 例如 标准控制 模块化和模糊控制系列软件 2 将自动化系统连接到Windows应用程序的程序接口工具 3 SIMATICM7的实时操作系统 4 人机接口人机接口包括 操作员面板和系统组态用的软件 如Protool和Protool Life等 用于过程诊断的可选软件包ProAgent Windows95 NT用的高性能可视化工具系统WinCC 返回本节 STEP7 Micro WIN32编程软件应用 1 建立PC与PLC的连接2 系统块的配置 系统块的配置 系统块配置又称CPU组态 进行STEP7 Micro WIN32编程软件系统块配置有3种方法 1 在 检视 菜单 选择 元件 系统块 项 2 在 浏览条 上单击 系统块 按钮 3 双击指令树内的系统块图标 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 系统块的配置 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 2 12 8ms 系统的默认值是6 4ms 系统块的配置 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 AIW0 AIW62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 系统块的配置 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 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 系统块的配置 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MB0 MB13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 系统块的配置 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中的程序 程序编辑 调试及运行 一 建立项目文件1 创建新项目文件方法 1 可用菜单命令文件 新建按钮 2 可用工具条中的 新建 按钮来完成 程序编辑 调试及运行 2 打开已有的项目文件方法 1 可用菜单命令文件 打开按钮 2 可用工具条中的 打开 按钮来完成 程序编辑 调试及运行 3 确定PLC类型用菜单命令 PLC 类型 调出 PLC类型 对话框 单击 读取PLC 按钮 由STEP7 Micro WIN32自动读取正确的数值 单击 确定 确认PLC类型 程序编辑 调试及运行 二 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 本教材用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 程序编辑 调试及运行 2 梯形图中输入指令 1 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 以线圈或没有ENO输出的指令盒结束 编程元件可以通过指令树 工具按钮 快捷键等方法输入 当编程元件图形出现在指定位置后 再单击编程元件符号的 输入操作数 按回车键确定 红色字样显示语法出错 当把不合法的地址或符号改变为合法值时 红色消失 若数值下面出现红色的波浪线 表示输入的操作数超出范围或与指令的类型不匹配 程序编辑 调试及运行 2 上下行线的操作将光标移到要合并的触点处 单击上行线或下行线按钮 3 程序的编辑用光标选中需要进行编辑的单元 单击右键 弹出快捷菜单 可以进行剪切 复制 粘贴 删除 也可插入或删除行 列 垂直线或水平线的操作 4 编写符号表 程序编辑 调试及运行 单击浏览条中的 符号表 按钮 在符号列键入符号名 在地址列中键入地址 在注释列键入注解即可建立符号表 如图3 18所示 符号表建立后 使用菜单命令 检视 符号编址 直接地址将转换成符号表中对应的符号名 也可通过菜单命令 工具 选项 程序编辑器 标签 符号编址 选项 来选择操作数显示的形式 如选择 显示符号和地址 程序编辑 调试及运行 5 局部变量表可以拖动分割条 展开局部变量表并覆盖程序视图 此时可设置局部变量表 如图3 20所示 在符号栏写入局部变量名称 在数据类型栏中选择变量类型后 系统自动分配局部变量的存储位置 局部变量有四种定义类型 IN 输入 OUT 输出 IN OUT 输入输出 TEMP 临时 程序编辑 调试及运行 6 程序注释LAD编辑器中提供了程序注释 POU 网络标题 网络注释三种功能的解释 方便用户更好的读取程序 方法是单击绿色注释行输入文字即可 其中程序注释和网络注释可以通过工具栏按钮或 检视 菜单进行隐藏或显示 程序编辑 调试及运行 三 程序的编译及下载1 编译用户程序编辑完成后 需要进行编译 编译的方法如下 1 单击 编译 按钮或选择菜单命令 PLC 编译 编译当前被激活的窗口中的程序块或数据块 2 单击 全部编译 按钮或选择菜单命令 PLC 全部编译 编译全部项目元件 程序块 数据块和系统块 程序编辑 调试及运行 2 下载程序经过编译后 方可下载到PLC 下载前先作好与PLC之间的通信联系和通信参数设置 还有下载之前 PLC必须在 停止 的工作方式 如果PLC没有在 停止 单击工具条中的 停止 按钮 将PLC置于 停止 方式 单击工具条中的 下载 按钮 或用菜单命令 文件 下载 出现 下载 对话框 可选择是否下载 程序代码块 数据块 和 CPU配置 单击 下载 按钮 开始下载程序 程序的运行 监控与调试 1 程序的运行下载成功后 单击工具条中的 运行 按钮 或菜单命令 PLC 运行 PLC进入RUN 运行 工作方式 2 程序的监控在工具条中单击 程序状态打开 关闭 按钮 或用菜单命令 调试 程序状态 在梯形图中显示出各元件的状态 这时 闭合触点和得电线圈内部颜色变蓝 3 程序的调试结合程序监视运行的动态显示 分析程序运行的结果 以及影响程序运行的因素 然后退出程序运行和监控状态 在停止状态下对程序进行修改编辑 重新编译 下载 监视运行 如此反复修改调试 直至得出正确运行结果 程序的运行 监控与调试 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 ProgramBlock 符号表 SymbolTable 状态图表 StatusChart 数据块 DataBlock 系统块 SystemBlock 交叉引用 CrossReference 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 WIN32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 WIN32中操