西门子PLC培训报告

1、.西门子 PLC培训报告一、培训基本情况培训时间： 2015.5.15 2015.5.20培训地点：培训内容：PLC 的基本概念S7-300/400的硬件与组态西门子 PLC 编程软件 Step7 软件的使用参与培训的人员：有限公司：培训单位：（培训教员）：篇报告着重对 PLC 的基本概念、 S7-300/400的硬件与组态、西门子 PLC编程软件 Step7 软件的使用进行简要介绍。更详细内容请参见产品技术手册。二、 PLC 的基本概念可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为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，

2、定时，计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械和生产过程。 可编程控制器及其有关设备都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。-.PLC 可实现逻辑控制、过程控制、运动控制和通信联网等4 大功能。 PLC的基本结构如下图：图 1 PLC 基本结构示意图PLC 的特点：1. 编程方法简单易学2. 功能强，性能价格比高3. 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强4. 可靠性高，抗干扰能力强5. 系统的设计、安装、调试工作量少6. 维修工作量小，维修方便7. 体积小，能耗低PLC 的应用领域：1. 开关量逻辑控制2. 运动控制3. 闭环过程控制4

3、. 数据处理-.5. 通信联网PLC 的扫描工作过程：图 2 PLC 扫描周期OB1 是用于循环处理的组织块（主程序），起动完成后，不断地循环调用OB1 ，OB1 可以调用其它逻辑块 (FB、SFB、 FC 或 SFC) ，或被中断程序（组织块） 中断。读写 I/O 模块时，通过 CPU 内部的输入 / 输出过程映像区批量输入、 批量输出。执行用户程序时， CPU 访问输入 / 输出过程映像区。某一编程元件对应的过程映像位为1 、0 状态时，称该编程元件为ON 、OFF。扫描周期是指操作系统执行一次图2 所示的循环操作所需的时间。三、 S7-300/400的硬件与组态S7 系列：传统意义的PL

4、C 产品。S7-200/S7-1200/S7-200 SMART：小型 PLC。S7-300 ：模块式中小型PLC，最多可以扩展3 个机架、 32 个模块。-.S7-400 ：大型 PLC，可以扩展 300 多个模块。S7-300的物理结构：模块化的中小型PLC，功能最强的CPU 的 RAM 存储容量为 1400KB ，有8192 个存储器位， 4096 个定时器和 4096 个计数器，数字量最多65536 点，模拟量通道最多4096 个。S7-300 由以下几部分组成：中央处理单元 (CPU) ，导轨 (Rail) ，电源模块 (PS)信号模块 (SM) ：数字量 I/O 模块 (DI/DO

5、) 和模拟量 I/O 模块 (AI/AO) 的总称。功能模块 (FM) ：计数器模块、位置控制与检测模块、闭环控制模块、称重模块等。通信处理器 (CP)： PROFIBUS 、以太网、点对点、 AS-i 。接口模块 (IM) ：连接机架或从站。CPU 模块有一个 MPI(RS-485) 接口，有的有 PROFIBUS-DP (RS-485) 接口、PROFINET （以太网）接口、 PtP( 点对点 )串行通信接口。-.图 3 S7-300 实物图图 4 S7-300 的物理结构电源模块通过 U 形总线连接器提供DC 5V 电源，通过导线为CPU 和信号模块提供 24V 电源。最多 3 个扩展

6、机架 (ER)，每个机架最多8 个信号模块、功能模块或通信处理器。CPU 模块的元件1.状态与故障显示LEDSF（系统出错 / 故障显示，红色）： CPU 硬件故障或软件错误时亮。BF（总线错误，红色）。DC 5V （ 5V 电源指示，绿色）： 5V 电源正常时亮。FRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O 被强制时亮。RUN （运行方式，绿色）： CPU 处于 RUN 状态时亮。-.STOP（黄色）： CPU 处于 STOP 时亮。2. CPU 的操作模式1）RUN-P( 运行 -编程 )位置：运行时可以上载和下载用户程序。2）RUN ( 运行 )位置：执行用户程序。3）STOP（停止）位置：

7、不执行用户程序。4）MRES （清除存储器）：将模式开关从STOP 状态搬到MRES 位置两次，“ STOP”LED 从闪动到长亮，复位存储区，使CPU 回到初始状态。S7-400 的基本结构与特点模块的尺寸为 25( 宽 )290( 高)210( 深 )mm 。用 ET 200 分布式 I/O 可以进行远程扩展，用于分布范围很广的系统。S7-400 的机架 :（1）通用机架 UR1/UR2P 总线： I/O 总线， C（ K）总线：通信总线。（2）中央机架， CR2：10 8 槽, 需要一个电源模块和两个CPU 模块。CR3是 4 槽的中央机架，有 I/O 总线和通信总线。（3 ）扩展机架

8、ER1/ER2ER1 和 ER2 是扩展机架，分别有 18 槽和 9 槽，只有 I/O 总线。（4 ）UR2-H 机架-.UR2-H 机架用于在一个机架上配置一个完整的S7-400H冗余系统，每个均有自己的 I/O 。两个电源模块和两个冗余CPU 模块。图 5 S7-400 模块-.图 6 S7-400CPU 设计四、 STEP 7 编程软件使用STEP 7 硬件需求：1、能运行 Windows 2000或 Windows XP的 PG 或 PC 机 :2、CPU 主频至少为 600MHz ；3、内存至少为 256MB ；4、硬盘剩余空间在600MB 以上；5、具备 CD-ROM驱动器和软盘驱

9、动器；6、显示器支持 32 位、 1024 768 分辨率；7、具有 PC 适配器、 CP5611 或 MPI 接口卡。-.表 1 STEP 7 系统兼容性S7-300 系列 PLC 的编程语言是STEP 7 。用文件块的形式管理用户编写的程序及程序运行所需的数据，组成结构化的用户程序。 这样， PLC 的程序组织明确，结构清晰，易于修改。为支持结构化程序设计，STEP 7 用户程序通常由组织块(OB) 、功能块 (FB)或功能块 (FC)等三种类型的逻辑块和数据块(DB) 组成。OB1 是主程序循环块，在任何情况下，它都是需要的。块描述组织块（ OB ）操作系统与用户程序的接口，决定用户程序

10、的结构系统功能块（SFB）CPU 提供的重要系统功能，有存储区系统功能（ SFC）CPU 提供的重要系统功能，无存储区功能块（ FB）用户编写的包含常用功能的子程序，有存储区-.功能（ FC）用户编写的包含常用功能的子程序，无存储区背景数据块（DI ）调用 FB 和 SFB 时用于传递参数的数据块，编译时自动生成数据共享数据块（DB ）存储用户数据的数据区域，供所有块共享表 2用户程序中的块功能块 (FB、FC)实际上是用户子程序，分为带“记忆”的功能块FB 和不带“记忆”的功能块FC。FB 带有背景数据块 (Instance Data Block)，在 FB 块结束时继续保持，即被“记忆”。

11、功能块FC 没有背景数据块。数据块 (DB) 是用户定义的用于存取数据的存储区，可以被打开或关闭。DB可以是属于某个FB 的情景数据块，也可以是通用的全局数据块， 用于 FB 或 FC。FB1FC1IDB1操作FB2OB1系统IDB2FC2图 7 块调用的分层结构STEP7 的项目结构：在 STEP7 中，一个自动化系统的所有数据以项目（Project ）的形式来进行组织和管理。一个项目包含了以下的三类数据。1、硬件结构的组态数据及模块参数-.2、通信网络的组态数据3、可编程模块的程序上述数据都以对象的形式存储， STEP7 采用目录式的层次结构管理项目中的所有对象。对象从上到下有三个层次：第

12、一层：项目；第二层：通讯子网、 PLC 站或 S7 程序；第三层：第二层下面的具体对象，视第二层定。图 8浏览项目结构硬件组态：组态就是让 PLC 知道它都带了哪些模块（包括CPU 模块）及其详细信息，以便可以对其进行操作。 如从输入模块输入数据， 向输出模块输出数据或利用通信模块进行数据交换等。1 创建项目打开【 SIMATIC Manager】，系统会自动弹出“新建项目”向导（图9 ），同时，也可以通过选择菜单【文件】|【新建项目”向导】打开。这里，我们不使用“新建项目”向导。通过单击按钮【取消】关闭该向导。-.图 9 新建项目在工具栏中单击按钮或在【文件】菜单下单击【新建】，可以直接创建

13、一个新项目。在弹出的对话框中输入项目名称及路径，单击确定完成（如图10 ）。这里建立了一个名为example7-1的项目。-.图 10直接建立的项目只包含一个MPI子网对象，用户需要通过【插入】菜单来手动添家对象 .用户可以插入一个PLC 站，先进行硬件组态，完成硬件组态后，再在相应 CPU 的 S7 程序目录下编辑用户程序； 也可以先插入一个独立的S7 程序，编写用户程序，再进行硬件组态，等组态完成后将程序复制到相应的CPU中。图 112 硬件组态程序打开前面建立的项目example7-1，在项目的根接点下插入一个“SIMATIC300 站点”，将站点命名为 S7300PLC ，选中左边窗口

14、的“ S7300PLC ”，在右边窗口可以看到“硬件”的图标 。-.图 12双击“硬件”图标，就可以打开硬件组态界面图 133 配置主机架-.在 STEP7 中，可以通过简单的拖放操作来完成主机架的配置。在配置过程中，添加到主机架中的模块的定货号 （在硬件目录中选中一个模块， 目录下方的窗口会显示模块的定货号和对模块的描述）应该与实际的硬件一致。图 14插入主机架后，分别向机架中的1 号插槽添加电源、 2 号插槽添加 CPU。硬件目录中的某些CPU 型号有多种操作系统 （ Firmware ）版本，在添加 CPU 时，CPU 的型号和操作系统版本都要与实际的硬件一致。-.图 154 11 号槽

15、中可以添加信号模块、功能模块、通讯处理器等，上述模块分别在硬件目录的 SM-300 、 FM-300和 CP-300 中。例如图 16 机架中添加了一个数字量输入模块和一个数字量输出模块。-.图 16在配置过程中， STEP7 可以自动检查配置的正确性。当硬件目录中的一个模块被选中时，机架中允许插入该模块的槽会变成绿色，而不允许该模块插入的槽颜色无变化。将选中的模块拖到不能插入该模块的槽时，会提示不能插入的原因。-.图 17CPU 参数配置：双击机架中的CPU ，打开 CPU 属性对话框，在这里可以配置 CPU 的各类参数，不同型号的 CPU 参数不尽相同，在应用时应注意。常规设置在常规页面中

16、（图 18 ），包括了 CPU 的基本信息和 MPI 的接口设置。单击“属性”按钮会弹出MPI 通讯的属性设置界面，在这里可以设置MPI 通讯的速率等参数。-.图 18启动如图 19 所示为启动属性页，各参数描述如下：S7 系列 PLC 有三种启动方式（其中大多数300 系列 CPU 只有暖启动）：A、暖启动：启动时过程映像和不保持定时器、计数器及标志存储器被清除， CPU会自动调用 OB100 一次，然后开始循环执行OB1 。B、冷启动：启动时所有存储器被清除，CPU 会自动调用 OB100 一次，然后开始循环执行 OB1 。C、热启动：启动时所有存储器保持，CPU 会自动调用 OB100 一次，然后开始循环执行 OB1 。-.图 19周期 / 时钟存储器：周期 / 时钟存储器（图20 ）页面主要包含以下参数设置。图 20-.保持存储器：保持存储器页面（图21 ）包含了下面的项目：图 21诊断 / 时钟：诊断 / 时钟页（图 22 ）包括以下设置：-.图 22五、培训总结此次培训的主要收获有以下几方面：1、PLC 的基本概念2、S7-300