西门子s7300 实验指导

1、实验指导书实验一、S7-300系统硬件组态一、实验目的：1. 了解西门子S7-300系列的硬件模块。2. 学会使用SIMATIC MANAGER 进行S7-300系列的硬件组态和下装。3. 学会PC机与PLC之间的通讯诊断。二、实验内容及步骤1、 按照下图，检查配置的S7-300的硬件网络是否正确，给系统送电。图112、 试验台电源开关功能列表：序号开关位号电源性质说 明1S0380VAC给直流调速装置6RA2818供电2S1220VAC给控制系统的供电3S2220VAC给PLC的供电4S3220VAC给交流/直流的开关电源供电5S4220VAC给上位机供电6S524VDC24VDC电源端子排

2、PT2供电开关7S6220VAC备用系统送电过程：合上S1-S3-S2-S5-S4。在给本控制系统供电的过程中，必须注意观察整个系统设备的状态指示灯变化，以及其它的异常现象的出现。如果供电开关合上后，相应的设备没有相应状态显示，必须立即停止送电，并进行检查确认，直到故障完全解决为止，供电工作才可以继续进行。3、 打开计算机中SIMATIC STEP7软件，进行通讯测试。打开计算机后，双击桌面上的图标，打开STEP7软件，界面如下：图12点击工具栏中的Option-set PG/PC interface，将会弹出设定通讯的界面，如下图：图13选中CP5611(MPI)通讯卡，然后点击Diagno

3、stics按钮，进行通讯诊断，如下图：图14分别点击PROFIBUS/MPI Network Diagnostics 和 Hardware 两项任务中的Test按钮，如果右边的诊断显示都为OK，则说明上位机与PLC的硬件连接和通讯均没有问题。诊断结束后点击“确定”按钮关闭窗口。4、 在STEP7软件的SIMATIC MANAGER中建立新项目。1) 建立新项目的名字和存储路径点击SIMATIC MANAGER窗口中 图标或者点击工具栏上的FileNew，弹出如图15的对话窗口。 图15 图16在Name栏下，填入你要建立的新项目的名称，如：LG2004，然后通过BROWSE按钮选择你的新项目所

4、要存储的路径。最后，点击OK按钮关闭改窗口。在SIMATIC MANAGER将会出现刚新建的项目LG2004，如图16所示。2） 建立项目工作站点击Insert-Station-2 SIMATIC 300 Station，建立一个S7-300的工作站。如图17，图18。图17图185、 在工作站的HARDWARE 组态器中进行硬件组态。点击SIMATIC MANAGER界面的的左边窗口的SIMATIC 300(1)，在右面的窗口出现Hardware图标，如图19。图19双击Hardware图标，打开Hw configuration，如图110。图110在右边的产品目录窗口选择SIMATIC 3

5、00中的机架，双击Rail，将在右边的窗口出现带槽位的机架示意，如图111。图111在右边的目录窗口选择相应的模块插入到（0）UR的槽位中去。各模块的订货号可查看硬件实物的下方标识。切记选中的模块型号要与实际的模块型号一致。槽位1，插入电源模块PS；槽位2，插入CPU，槽位3，空白；槽位4及后面的槽位，插入的模块对应实际I/O模块的安装顺序。全部硬件插入完毕后如图112所示：图1126、 编译硬件组态，并下装到CPU。点击画面上的图标，对刚刚完成的硬件组态进行编译。系统提示编译成功没有错误后，点击图标将硬件的组态下装到CPU。或者，在编译完成后，关闭HW configuration 窗口，返回

6、到SIMATIC MANAGER窗口，用鼠标选中SIMATIC 300(1)图标，然后点击窗口上的图标，下装刚刚完成的硬件组态。根据画面上的提示完成下装，然后将CPU打倒RUN的位置，观察运行指示灯的状态，应该是绿色的灯先闪烁几下然后稳定一直亮，代表你的硬件组态下装成功，并且与实际硬件的配置一致无误。7、 测试硬件组态。CPU运行正常后，对各个卡件的硬件通道进行测试。按照附录1的接线图，将信号端子与试验板一上的各接插口连好。打开HW configuration ，选中各I/O模块分别进行测试。1） 测试DI模块通道将试验板上的旋转开关左旋，打到“1”位，观察与之对应的DI卡的通道显示灯，“1”

7、位时应该亮了，然后再将开关复“0”位，“0”位时应该灭了。只要通道灯的动作正确则证明该通道的连接没有问题。我们也可以在HW CONFIGURATION中观察状态，鼠标选中DI卡所在的槽位，点鼠标右键，选择右键菜单中的“Monitor/Modify”，打开如图113的通道监控窗口。图113选中Monitor的复选框，就可以看到每个通道的“Status value”的状态显示，当该通道为“1”时，“Status value”显示绿色，“0”时，为灰色。2） 测试DO通道在HW CONFIGURTION 中，选中DO卡所在的槽位，参照测试DI通道的方法打开DO卡的监控窗口，选中Monitor和Mod

8、ify的复选框，通过改变各通道的 Modify value ，来观察状态。 如：在1通道的Modify value中写入“1”，然后回车，1通道就变为“1”状态，“Status value”显示绿色，硬件模块上的1通道显示灯亮，试验板上对应的指示灯L1也亮了；在Modify value中写入“0”，然后回车，1通道就变为“0”状态，“Status value”显示灰色，硬件模块上的1通道显示灯灭，试验板上对应的指示灯L1也灭了。3）测试AI通道图114参照DI通道测试方式打开AI卡的监控窗口如图114所示，选中Monitor的复选框，就可以看到每个通道的“Status value”的状态显示，

9、有16进制的数值显示，转动试验板上的电位器，对应的通道的“Status value”的数值发生变化，证明该通道的连接通讯正确。4）测试AO通道参照AI、DO通道的测试方式，打开AO卡的监控窗口，选中Monitor和Modify的复选框，通过改变各通道的 Modify value ，来观察试验板上对应的电流表或者电压变化。8给系统断电完成对硬件的测试后，关闭HW CONFIGURTION窗口，关闭SIMATIC MANAGER窗口，关闭计算机。然后给系统断电，断电过程为系统送电的反过程：断开S4- S5-S2- S3 - S1。三、实验设备1硬件西门子CPU315-2DP 1台西门子PS307

10、1台西门子SM332/SM331/SM322/SM321 各1台西门子PROFIBUS-DP通讯电缆 1根研华工控机 1台2软件SIMATIC STEP7四、注意事项1在进行硬件组态时一定要确认各个通讯接口连接牢固。2在第一次下装程序时必须使用MPI编程电缆进行下装，并且CPU必须处在STOP状态下。3在第二次及以后的程序下装可以使用PROFIBUS-DP通讯电缆，并且可在CPU处在STOP或者RUN状态下进行。4在进行通道测试时，CPU必须处在RUN状态。五、参考资料8、 SIMATIC STEP7 V5.2光盘随机资料。9、 电子版STEP7 V5.0使用入门。实验二、S7-300系统简单

11、编程、下装及程序的运行与调试一、 实验目的1 熟练使用SIMATIC STEP7编程软件。2 根据示例工艺编写程序。3 学会程序的下装及调试。二、 实验内容及步骤1 示例工艺通过开关水泵和阀门来调节水箱的液位。G-101：水泵 B-101：储水罐V-101：出水阀 LT-101：液位计工艺描述：可通过启停G-101，向B-101内灌水，通过开关V-101，给B-101泄水。平时要求罐内的液位保持在1.01.8米。在自动控制状态下，当液位低于0.5米,阀V-101处在关闭状态的时候启动G-101向罐内进水，当液位高于1.5米的时候，停G-101。 图212 总结该工艺中所用的控制点。序号设备号控

12、制点位号类型位号说明1G-101XR-101DI水泵G-101运行信号2XS-101DO水泵G-101启停信号3V-101VR-101DI阀V-101状态反馈信号4VS-101DO阀V-101开/关信号5B-101LT-101AIB-101罐内液位信号根据上述表格，可以看出我们在该例中需要用到AI、DI、DO三种I/O模块。3 在实验一的硬件基础上，定义所用的模块通道。在SIMATIC MANAGER中打开项目LG2004，打开HW CONFIGURTION，选中AI卡槽位，点击鼠标右键，选择“EDIT SYMBOLIC NAMES”命令，如图22。打开编辑通道的窗口，输入位号名称和信号类型，

13、如图23。图22图23编辑完毕后，点击OK，关闭窗口。这样信号LT-101的硬件通道地址就被定义为：PIW272。用同样的方法定义其他信号的地址。地址表如下：序号位号硬件通道数据类型地址1LT-101AI1-1INTPIW 2722XS-101DO1-1BOOLQ 8.03VS-101DO1-2BOOLQ 8.14XR-101DI1-1BOOLI 12.05VR-101DI1-2BOOLI 12.14在SYMOBLE中编辑定义变量数据地址和说明。单击SIMATIC MANAGER中LG2004项目的左边窗口中的S7 PROGRAM，右边的窗口中会出现SOURCES、 BLOCKS 、SYMBO

14、LS三个图标，双击SYMBOLS，打开如图24的Symbol Editor窗口，编辑程序所需的各变量数据的类型和地址，以及说明。图24编辑完成后保存，关闭该窗口5编写程序。1）LG2004项目的SIMATIC MANAGER窗口，在其S7 Program/Block 的窗口中，点击鼠标右键，选择Insert New Object-Funtion Block，建立一个FB块，如图25、图26，并且为FB1块命名。图25图262）参照建立一个FB块的方式建立一个数据块DB1，如图27。用鼠标双击刚建好的DB1，打开DB1的编辑窗口，如图28。编辑一个实时数据LT101R，用来作为罐B-101的液位

15、的实时显示数据，数据地址为DB1.DBD0（即Adress栏内为“0.0”）。编辑完成后保存，关闭编程窗口。图27图283)双击FB1，打开FB1的编程窗口，编写如下程序：图29注：带的数据在编辑窗口的最上端的中间变量定义表中进行编辑定义。如图210图210编写完成后，保存程序，然后关闭FB1编辑窗口。4）将FB1引入主程序OB1。双击OB1，打开OB1的编辑窗口，在PROGRAM ELEMENT中选择FB blocks。如图211。图211双击“FB1 罐B-101液位控制”， 将其插入Network1，并为其定义存储的数据块DB10。如图212。图212保存并关闭OB1的编程窗口。6将程序

16、下装到CPU。确认CPU的开关处在STOP的状态。在SIMATIC Manager的窗口，鼠标选中“SIMATIC 300(1)”，如图213。然后，点击图标，根据窗口提示，下装整个项目到CPU。然后将CPU打到RUN状态。当RUN的状态指示灯一直显示绿色，证明程序下装成功。7调试程序。打开FB1的编辑窗口，点击图标，进行程序监控，可以看到编辑窗口最下边有，显示监控CPU的状态，处在RUN状态时显示绿色的RUN，处在STOP状态时显示红色的STOP。CPU处在RUN状态，FB1程序中处于已满足条件的程序部分都显示绿色的线和框。如图213。图2131）改变BOOL类型数据的值进行调试。在RUN的

17、监控状态下，选中你要改变的BOOL数据的，点击鼠标右键，选择“Modify to 0”或“Modify to 1”。该数据的状态值就会被强制改变。如图214。图2142）改变数值型数据的值进行调试。在RUN的监控状态下，选中你要改变数值的数据，点击鼠标右键，选择“Modify”，如图215。打开如图216的数据输入框，输入你想要的数值，该数据的值就会被强制改变成你输入的数值。图215图216通过上述的方法我们能改变数据的的状态和数值，可以方便的模拟创造各程序执行下去的条件，以程序的执行情况来判定我们所编写的程序是否符合工艺的要求，以便我们及时的对编写错误的程序进行更正。三、 实验设备1硬件西门

18、子CPU315-2DP 1台西门子PS307 1台西门子SM332/SM331/SM322/SM321 各1台西门子PROFIBUS-DP通讯电缆 1根研华工控机 1台2软件SIMATIC STEP7四、 注意事项1 在进行程序的下装前，确认PLC的各模块在已送电状态下工作是否正常。2 整个项目下装必须在CPU处在STOP状态下进行。3 单个程序的调试有改动时，需要下装到CPU时，CPU处于RUN状态下就可进行。五、 参考资料1 SIMATIC STEP7 V5.2光盘随机资料。2 电子版STEP7 V5.0使用入门。实验三、S7-300系统简单编程-送料电机的顺序控制一、实验目的1进一步熟悉

19、SIMATIC STEP7编程软件。2根据示例工艺编写程序。3熟练掌握程序的编译、下装、调试。4加强使用WINCC进行监控画面的组态和调试。二、实验内容及步骤1示例工艺顺序控制4台电机进行送料。工艺要求：4台送料电机M1M2M3M4，要求可单独操作4台电机；在启动自动送料的状态下要求先启动M4，然后延时20秒启动M3，再延时20秒启动M2，再延时20秒启动M1；在停止自动送料时，要求先停止M1，然后延时20秒停止M2，再延时20秒停止M3，延时20秒停止M4。2总结该工艺中所用的控制点。序号设备号控制点位号类型位号说明1M1XR701DIM1电机运行信号2M1XS701DO控制M1电机启停3M

20、2XR702DIM2电机运行信号4M2XS702DO控制M2电机启停5M3XR703DIM3电机运行信号6M3XS703DO控制M3电机启停7M4XR704DIM4电机运行信号8M4XS704DO控制M4电机启停根据上述表格，可以看出我们在该例中需要用到DI、DO两种I/O模块。3在以前的实验基础上，定义所用的硬件模块通道，对应通道地址如下。序号位号硬件通道数据类型地址1XS701DO1-3BOOLQ8.22XS702DO1-4BOOLQ8.33XS703DO1-5BOOLQ8.44XS704DO1-6BOOLQ8.55XR701DI1-3BOOLI12.26XR702DI1-4BOOLI12

21、.37XR703DI1-5BOOLI12.48XR704DI1-6BOOLI12.54在SYMOBLE中编辑定义变量数据地址和说明。5编写程序。1) LG2004项目的SIMATIC MANAGER窗口，在其S7 Program/Block 的窗口中，建立一个新的FB块FB2，命名为“送料电机顺序控制”。2) 双击打开FB2，编写程序。编写完成后，保存程序，然后关闭FB2编辑窗口。3）将FB2引入主程序OB1。双击OB1，打开OB1的编辑窗口，在PROGRAM ELEMENT中选择FB blocks，双击“FB2 送料电机顺序控制”， 将其插入Network3，并为其定义存储的数据块DB3。6

22、程序下装到CPU，进行调试。7程序调试完毕后，打开WINCC组态编辑器，添加本次工艺监控所用的变量。8在图形编辑器中，添加一幅送料电机的监控画面，并在画面中添加调用其他完成的画面的按钮。9在其他已完成的画面中添加一个用来调用送料电机画面的按钮。10将4台电机的运行状态添加到报警记录编辑器中。当4台电机运行时，就会在报警消息中体现出来，用以提醒操作员注意电机已经启动了。11检查画面上定义的各个相关动作是否正确。运行画面进行测试。三、实验设备1硬件西门子CPU315-2DP 1台西门子PS307 1台西门子SM332/SM331/SM322/SM321 各1台西门子PROFIBUS-DP通讯电缆

23、1根研华工控机 1台2软件SIMATIC STEP7 SIMATIC WINCC四、注意事项1进行程序的下装前，确认PLC的各模块在已送电状态下工作是否正常。2整个项目下装必须在CPU处在STOP状态下进行。3单个程序的调试有改动时，需要下装到CPU时，CPU处于RUN状态下就可进行。4要运行WINCC，必须将WINCC组态编辑器中的服务器定义为本地的服务器。即服务器的名称应该与本地服务器的一致。5运行WINCC必须定义启动画面。五、参考资料SIMATIC STEP7 V5.2光盘随机资料。SIMATIC WINCC V6.0光盘随机资料。电子版STEP7 V5.0使用入门。电子版wincc

24、手册。实验四、S7-300系统简单编程-PID控制压力调节阀一、实验目的1进一步熟悉SIMATIC STEP7编程软件。2根据示例工艺编写程序。3了解和熟悉使用PID控制。4熟练掌握程序的编译、下装、调试。5加强使用WINCC进行监控画面的组态和调试。二、实验内容及步骤1示例工艺使用PID控制气体罐的压力调节阀来调节罐内的压力。工艺要求：使用PID来控制气体罐入口处的压力调节阀的开度，从而实现罐内的压力始终保持在设定范围之内。2总结该工艺中所用的控制点。序号设备号控制点位号类型位号说明1PI800AI气体罐内压力2PIC800AO控制气体罐入口压力调节阀根据上述表格，可以看出我们在该例中需要用

25、到AI、AO两种I/O模块。3在以前的实验基础上，定义所用的硬件模块通道，对应通道地址如下。序号位号硬件通道数据类型地址1PI800AI2-2INTPIW2742PIC800AO2-1WORDPQW2564在SYMOBLE中编辑定义变量数据地址和说明。5编写程序。1）LG2004项目的SIMATIC MANAGER窗口，在其S7 Program/Block 的窗口中，建立一个新的FB块FB3，命名为“PID控制压力调节阀”。2）双击打开FB3，编写程序。如图7-1。在此次程序中，我们要调用FB41 CONT_T ICONT ，它可在PROGRAM ELEMENTLibrariesStandar

26、d LibraryPID control blocks中找到，有关此功能块的说明及各项参数的定义，请看step7中改功能块的帮助。图713）将FB2引入主程序OB1。双击OB1，打开OB1的编辑窗口，在PROGRAM ELEMENT中选择FB blocks，双击“FB3 PID控制压力调节阀”， 将其插入Network4，并为其定义存储的数据块DB4。6将程序下装到CPU，进行调试。7程序调试完毕后，打开WINCC组态编辑器，添加本次工艺监控所用的变量。8在图形编辑器中，添加一幅气体罐压力调节的监控画面如图所示，并在画面中添加调用其他完成的画面的按钮。9将PI800压力转换后的实时值，以及在P

27、ID控制中用到的设定值、手操值、输出值都添加到变量记录中，然后再在画面中添加一幅趋势图显示这4个变量。10在其他已完成的画面中添加一个用来调用气体罐画面的按钮。11检查画面上定义的各个相关动作是否正确。运行画面进行测试。三、实验设备1硬件西门子CPU315-2DP 1台西门子PS307 1台西门子SM332/SM331/SM322/SM321 各1台西门子PROFIBUS-DP通讯电缆 1根研华工控机 1台2软件SIMATIC STEP7 SIMATIC WINCC四、注意事项1在进行程序的下装前，确认PLC的各模块在已送电状态下工作是否正常。2整个项目下装必须在CPU处在STOP状态下进行。

28、3单个程序的调试有改动时，需要下装到CPU时，CPU处于RUN状态下就可进行。4要运行WINCC，必须将WINCC组态编辑器中的服务器定义为本地的服务器。即服务器的名称应该与本地服务器的一致。5运行WINCC必须定义启动画面。五、参考资料SIMATIC STEP7 V5.2光盘随机资料。SIMATIC WINCC V6.0光盘随机资料。电子版STEP7 V5.0使用入门。电子版wincc 手册。实验五、组建带两个PROFUBUS-DP MASTER的网络通讯一、实验目的1熟悉SIMATIC STEP7编程软件。2熟悉SIMATIC WINCC 组态软件。3学会使用SIMATIC DP-DP C

29、OUPLER将两个PROFIBUS-DP网连接起来。4学会使用SIMATIC MANAGER 软件进行两个工作站的网络组态。5学会进行从一个工作站读取另一个工作站数据的组态方法。6在一个工作站的WINCC项目中建立读取另一个工作站的数据变量。二、实验内容及步骤1按照下图，检查配置的硬件连接是否正确，然后参照实验一的送电过程给系统送电。图51注意：在供电的过程中，必须注意观察整个系统设备的状态指示灯变化，以及其它的异常现象的出现。如果供电开关合上后，相应的设备没有相应状态显示，必须立即停止送电，并进行检查确认，直到故障完全解决为止，供电工作才可以继续进行。下面所作的步骤都是在前四个实验的基础上进

30、行的。2在SIMATIC MANAGER 中，打开项目LG2004，分别在SIMATIC 300 STATION站和LG站中的硬件组态中添加DP/DP COUPLER。1) 在SIMATIC 300 STATION的HW CONFIG中，选择产品库中的PROFIBUS DP>Additional Field Devices>Gateway>DP/DP Coupler,Release 2，拖到PROFIBUS (1) 上。（注意：选择的DP/DP Coupler的型号要与硬件实物相对应），将其地址通过属性界面定义成4（与硬件上开关定义的地址一致）。图522) 打开产品库中DP/

31、DP Coupler,Release 2的下拉菜单，选择你所需要的输入输出模块添加到DP/DP COUPLER 的INDEX中去。如图52。在本次实验中选择：4 Bytes Input consistent / 4 Bytes Output consistent / 2 Bytes Input /2 Bytes Output，分别添加到INDEX 1-4中。3) 选中index 4，点击右键选择Edit Symbolic names, 定义地址Q0.0为COM1_Q1、Q0.1为COM1_Q2。根据上述做法定义其他的输入输出。如图53。图534) 编译保存HW CONFIG，然后关闭。回到si

32、matic manager 界面。5) 在SIMATIC 300 STATION的BLOCKS中添加一个FC1块，打开后在块内编辑程序将变量“XS-101”赋给“COM1_Q1”，“VS-101”赋给“COM1_Q2”。保存，关闭。如图54。图546) 将建好的FC1添加到主程序OB1中去。保存，关闭。如图55。图557) 将300STATION的PG/PC Interface 设置为CP5611(MPI)。然后将MPI电缆连接CPU315-2DP和计算机的CP5611卡。将整个SIMATIC 300 STATION 下装到CPU中。然后将CPU打到RUN状态。参考SIMATIC 300 STATION的做法，添加DP/DP Coupler到lg站。如图56。图56定义 地址I2.0为COM2_IN1、I2.1为COM2_IN2。如图57。图57注意：在300 STATION 和 lg站中定义的DP/DP COUPLER 的子模块输入输出类型必须是一致的。将LG站的PG/PCINTERFACE定义为PC IN