S7-300程序设计方法

1、Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.1SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation第第7章章 S7-300程序设计方法程序设计方法（开关量控制）（开关量控制）Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.2SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge fo

2、r Automation7.1 S7-300的程序结构的程序结构7.2 系统设计的原则系统设计的原则7.3 系统设计的内容系统设计的内容7.4 程序设计的方法与过程程序设计的方法与过程7.5 开关量控制系统的设计开关量控制系统的设计7.6 关于模拟量关于模拟量I/O模块模块7.7 模拟量控制系统的设计模拟量控制系统的设计7.8 关于乒乓控制关于乒乓控制7.9 关于关于PID控制控制Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.3SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training C

3、enterKnowledge for Automation7.1 S7-300的程序结构的程序结构STEP 7为设计程序提供三种方法。基于这些方法，可以选择最适合于你的应用的程序设计方法为设计程序提供三种方法。基于这些方法，可以选择最适合于你的应用的程序设计方法。线性化线性化模块化模块化结构化结构化线性化编程线性化编程：所有的指令都在一个块 （OB1） 内。模块化编程模块化编程：每个设备的控制指令都在各自的块内。 OB1按顺序调用每个块。结构化编程结构化编程：不同的块调用可重复利用的代码。OB1 (或其他块) 调用这些块并传递相应的参数。OB1OB1OB1配方 A配方 B混合器排空A类设备B类

4、设备Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.4SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation1 线性化编程线性化编程 线性程序的结构简单，分析起来一目了然。这种结构适用线性程序的结构简单，分析起来一目了然。这种结构适用于编写一些规模较小，运行过程比较简单的控制程序。于编写一些规模较小，运行过程比较简单的控制程序。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.5SIMATIC S7Sieme

5、ns AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation2 模块化编程模块化编程 分块程序有更大的灵活性，适用于比较复杂、规模较大的控制分块程序有更大的灵活性，适用于比较复杂、规模较大的控制工程的程序设计。工程的程序设计。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.6SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Aut

6、omation3 结构化编程结构化编程 结构化程序比分块程序有更大的灵活性，继承性。适用于比较结构化程序比分块程序有更大的灵活性，继承性。适用于比较复杂、规模较大的控制工程的程序设计。复杂、规模较大的控制工程的程序设计。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.7SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation4 程序块类型程序块类型故障FBFBFBFCSFCSFBFB 带背景数据块阴影: OB组织块组织块循环定时

7、过程OB = 组织块FB = 功能块FC = 功能SFB = 系统功能块SFC = 系统功能 操作系统Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.8SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 块类型块类型 特性特性 组织块 - 操作系统和用户程序的接口 (OB) - 各层次的优先级 (1 26)- 局部数据堆栈中的特殊启动信息 功能块 (FB) - 带参数 / 数据保持- 不带参数 / 数据保持 - 不带参数

8、/ 数据不保持 功能 (FC) - 只传递一个返回值 (调用时必须分配参数) - 数据不保持 - 可带参数 数据块 (DB)- 结构化，局部存储 (背景 DB)- 结构化，全局数据存储 (在整个程序中均有效) 用户定义的块用户定义的块Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.9SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation块类型块类型 特点特点 系统功能- 存储在CPU的操作系统中(SFC)- 用户可以调用此功能

9、 （不需要存储器）系统功能块- 存储在CPU的操作系统中 (SFB)- 用户可以调用此功能 （需要存储器）系统数据块- 用于组态数据和参数的数据块 (SDB) 系统块系统块Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.10SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 数据块类型和结构数据块类型和结构数据字节 0 数据字节 81918 位CPU314中块的大小是8K字节 数据块提供的最大存储空间依赖于CPU的型号07

10、Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.11SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 调用程序块调用程序块调用程序块调用程序块被调用的块被调用的块(OB, FB, FC)(FB, FC, SFB, SFC)程序执行程序执行调用另一个块的指令块结束Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.12SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserve

11、d.Information and Training CenterKnowledge for Automation7.2 系统设计的原则系统设计的原则1 1 满足要求 最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计控制系统的首最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计控制系统的首要前提。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究要前提。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究。收集控制现场的资料，收集控制过程中有效的控制经验，进行。收集控制现场的资料，收集控制过程中有效的控制经验，进行系统设计。同时要注意要和现场的管理人员、技术人员、工程操系统设计。同时要注意要和现场的管理人员、技术人员

12、、工程操作人员紧密配合，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。作人员紧密配合，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。2 2 安全可靠安全可靠 控制系统长期运行中能否达到安全、可靠、稳定，是设计控控制系统长期运行中能否达到安全、可靠、稳定，是设计控制系统的重要原则。为了能达到这一点，要求在系统设计上，器制系统的重要原则。为了能达到这一点，要求在系统设计上，器件选择上，软件编程上要全面考虑。比如说，在硬件和软件的设件选择上，软件编程上要全面考虑。比如说，在硬件和软件的设计上应该保证计上应该保证PLCPLC程序不仅在正常条件下能正确运行，而且在一些程序不仅在正常条件下能正确运行，而且在一些非正常情况下（

13、如突然掉电再上电，按钮按错等），也能正常工非正常情况下（如突然掉电再上电，按钮按错等），也能正常工作。程序只能接受合法操作，对非法操作程序能予以拒绝等等。作。程序只能接受合法操作，对非法操作程序能予以拒绝等等。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.13SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation3 经济实用经济实用 一个新的控制工程固然能提高产品的质量，提高产品的数量，一个新的控制工程固然能提高产品的质量，

14、提高产品的数量，从而为工程带来巨大的经济效益和社会效益。但是，新工程的投从而为工程带来巨大的经济效益和社会效益。但是，新工程的投入、技术的培训、设备的维护也会导致工程的投入和运行资金的入、技术的培训、设备的维护也会导致工程的投入和运行资金的增加。在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程增加。在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的y y运行成本。这就要运行成本。这就要求，不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用求，不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护即方便又低成

15、本。和维护即方便又低成本。 4 适应发展适应发展 社会在不断地前进，科学在不断地发展，控制系统的要求也一社会在不断地前进，科学在不断地发展，控制系统的要求也一定会不断地在提高、不断地在完善。因此，在控制系统的设计时定会不断地在提高、不断地在完善。因此，在控制系统的设计时要考虑到今后的发展、完善。这就要求在选择要考虑到今后的发展、完善。这就要求在选择PLC机型和输入机型和输入/输输出模块要能适应发展的需要，要适当留有余量。出模块要能适应发展的需要，要适当留有余量。 Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.14SIMATIC S7Siemens AG 2000. All

16、 rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation7.3 系统设计的内容系统设计的内容1 选择机型选择机型（1 1）根据系统类型选择机型根据系统类型选择机型单体控制的小系统单体控制的小系统 这种系统一般使用一台可编程序控制器就能完成控制要求，控这种系统一般使用一台可编程序控制器就能完成控制要求，控制对象常常是一台设备或多台设备中的一个功能。这种系统对可制对象常常是一台设备或多台设备中的一个功能。这种系统对可编程序控制器间的网络问题要求不高，甚至没有要求。但有时功编程序控制器间的网络问题要求不高，甚至没

17、有要求。但有时功能要求全面，容量要求变化大，有些还要与原设备系统的其它机能要求全面，容量要求变化大，有些还要与原设备系统的其它机器连接。对这类系统的机型选择要注意三种情况。器连接。对这类系统的机型选择要注意三种情况。 一是设备集中一是设备集中情况情况: :设备的功率较小，如机床。这时需选用局设备的功率较小，如机床。这时需选用局部式结构，低电压高密度输入输出模板。部式结构，低电压高密度输入输出模板。 二是设备分散二是设备分散情况情况: :设备的功率较大，如料场设备。这时需选设备的功率较大，如料场设备。这时需选用离散式结构，高电压低密度输入输出模板。用离散式结构，高电压低密度输入输出模板。 三是有

18、专门要求的设备三是有专门要求的设备情况情况: :如飞剪。输入输出容量不是关键如飞剪。输入输出容量不是关键参数，重要的是控制速度功能，选用高速计数功能模板等参数，重要的是控制速度功能，选用高速计数功能模板等。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.15SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation慢过程大系统慢过程大系统 对运行速度要求不高但设备间有连锁关系，设备距离远，控对运行速度要求不高但设备间有连锁关系，设

19、备距离远，控制动作多，如大型料场、高炉、码头、大型车站信号控制；也有制动作多，如大型料场、高炉、码头、大型车站信号控制；也有的设备本身对运行速度要求高，但是部分子系统要求并不高，如的设备本身对运行速度要求高，但是部分子系统要求并不高，如大型热连续轧钢厂、冷连续轧钢厂中的辅助生产机组和供油系统大型热连续轧钢厂、冷连续轧钢厂中的辅助生产机组和供油系统、供风系统等。、供风系统等。 对这一类型对象，一般不选用大型机，因为它编程、调试都不对这一类型对象，一般不选用大型机，因为它编程、调试都不方便，一旦发生故障，影响面也大。一般都采用多台中小机型和方便，一旦发生故障，影响面也大。一般都采用多台中小机型和低

20、速网相连接。低速网相连接。 由于现代生产的控制器多为插件式模板结构，它的价格是随输由于现代生产的控制器多为插件式模板结构，它的价格是随输入输出板数和智能模板数的多少决定的。同一种机型输入输出点入输出板数和智能模板数的多少决定的。同一种机型输入输出点数少，则价格便宜，反之则贵。所以一般使用网络相连后就不必数少，则价格便宜，反之则贵。所以一般使用网络相连后就不必要选大型机。这样选用每一台中小型可编程序控制器控制一台单要选大型机。这样选用每一台中小型可编程序控制器控制一台单体设备，功能简化，程序好编，调试容易，运行中一旦发生故障体设备，功能简化，程序好编，调试容易，运行中一旦发生故障影响面小，且容易

21、查找。影响面小，且容易查找。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.16SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation快速控制大系统快速控制大系统 随着可编程序控制器在工业领域应用的不断扩大，在中小型的随着可编程序控制器在工业领域应用的不断扩大，在中小型的快速系统中，可编程序控制器不仅仅完成逻辑控制和主令控制，快速系统中，可编程序控制器不仅仅完成逻辑控制和主令控制，它已逐步进入了设备控制级，如高速线材，中低速热

22、连轧等速度它已逐步进入了设备控制级，如高速线材，中低速热连轧等速度控制系统。控制系统。 在这样的系统中即使选用输入输出容量大、运行速度快、计算在这样的系统中即使选用输入输出容量大、运行速度快、计算功能强的一台大型可编程序控制器也难以满足控制要求。如用多功能强的一台大型可编程序控制器也难以满足控制要求。如用多台可编程序控制器，则有互相间信息交换与系统响应要求快的矛台可编程序控制器，则有互相间信息交换与系统响应要求快的矛盾。盾。 采用可靠的高速网能满足系统信息快速交换的要求。高速网一采用可靠的高速网能满足系统信息快速交换的要求。高速网一般价格都很贵，适用于有大量信息交换的系统。般价格都很贵，适用于

23、有大量信息交换的系统。 对信息交换速度要求高，但交换的信息又不太多的系统，也对信息交换速度要求高，但交换的信息又不太多的系统，也可以采用可编程序控制器的输出端口与另一台可编程序控制器的可以采用可编程序控制器的输出端口与另一台可编程序控制器的输入端口硬件互联，通过输出输入直接传送信息，这样传送速度输入端口硬件互联，通过输出输入直接传送信息，这样传送速度快而且可靠。当然传送的信息不能太多，否则输入输出点占用太快而且可靠。当然传送的信息不能太多，否则输入输出点占用太多。多。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.17SIMATIC S7Siemens AG 2000. A

24、ll rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（2 2）根据控制对象选择机型根据控制对象选择机型 根据控制对象要求的输入根据控制对象要求的输入/输出点数的多少，可以估计出输出点数的多少，可以估计出PLC的规模。的规模。 根据控制对象的特殊要求，可以估计出根据控制对象的特殊要求，可以估计出PLC的性能。的性能。 根据控制对象的操作规则可以估计出控制程序所占内存的容量根据控制对象的操作规则可以估计出控制程序所占内存的容量。 有了这些初步估计，会使得机型选择的可行性更大了。为了对有了这些初步估计，会

25、使得机型选择的可行性更大了。为了对控制对象进行粗估，首先要了解下列问题。控制对象进行粗估，首先要了解下列问题。 对输入对输入/ /输出点数的估计输出点数的估计 对开关量输入，按参数等级分类统计。对开关量输入，按参数等级分类统计。 对开关量输出，按输出功率要求及其它参数分类统计。对开关量输出，按输出功率要求及其它参数分类统计。 对模拟量输出对模拟量输出/ /输入，按点数进行粗估。输入，按点数进行粗估。对对PLCPLC性能要求的估计性能要求的估计 是否有特殊控制功能要求，如高速计数器等。是否有特殊控制功能要求，如高速计数器等。 机房离现场的最远距离为多少？机房离现场的最远距离为多少？ 现场对控制器

26、响应速度有何要求。现场对控制器响应速度有何要求。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.18SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 在此基础上选择控制器时尚需注意两个问题。在此基础上选择控制器时尚需注意两个问题。 其一是其一是PLCPLC可带可带I/OI/O点数。有的手册或产品目录单上给出的最大点数。有的手册或产品目录单上给出的最大输入点数或最大输出点数，常意味着只插输入模块或只插输出模输入点数或最大输

27、出点数，常意味着只插输入模块或只插输出模块的容量，即实际给出的是输入输出容量之和，有时也称为扫描块的容量，即实际给出的是输入输出容量之和，有时也称为扫描容量，需格外注意。容量，需格外注意。 其二是其二是PLCPLC通讯距离和速度。手册上给出的覆盖距离，有时叫通讯距离和速度。手册上给出的覆盖距离，有时叫最大距离，包括远程最大距离，包括远程I/OI/O板在内达到的距离。但远程板在内达到的距离。但远程I/OI/O板的板的I/OI/O反反应速度大大下降，一般为应速度大大下降，一般为19.2k19.2k波特率。波特率。对所需内存容量的估计对所需内存容量的估计 用户程序所需内存与下列因素有关。用户程序所需

28、内存与下列因素有关。 逻辑量输入输出点数的估计。逻辑量输入输出点数的估计。 模拟量输入输出点数的估计。模拟量输入输出点数的估计。 内存利用率的估计。内存利用率的估计。 程序编制者的编程水平的估计。程序编制者的编程水平的估计。 从上面内容的综合可以选择出合适的机型。从上面内容的综合可以选择出合适的机型。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.19SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation2 选择接口设备选择接

29、口设备 目前目前PLCPLC的产品很多，在选择机型和接口设备时要注意选择质的产品很多，在选择机型和接口设备时要注意选择质量好，控制可靠的产品。这里所说的接口设备包含两类。量好，控制可靠的产品。这里所说的接口设备包含两类。 一类是一类是PLCPLC自身的自身的I/OI/O模块、功能模块，模块、功能模块， 一类是和接口模块相连的外部设备。对于一类是和接口模块相连的外部设备。对于PLCPLC自身的模块的选自身的模块的选择主要注意两个问题。择主要注意两个问题。接口设备和接口设备和PLCPLC模块对接模块对接 这一点请注意模块的型号、规格要配套。最好类型、型号一这一点请注意模块的型号、规格要配套。最好类

30、型、型号一致。这样才能使对接的方便、可靠、稳定。致。这样才能使对接的方便、可靠、稳定。 PLCPLC模块和外部设备对接模块和外部设备对接 这就考虑到模块和外部设备要匹配，要性能匹配、速度匹配、这就考虑到模块和外部设备要匹配，要性能匹配、速度匹配、电平匹配。不仅要注意它们稳态特性，也要注意它们的动态特性电平匹配。不仅要注意它们稳态特性，也要注意它们的动态特性。在系统的硬件选定之后，主要的问题是程序设计。为了能够便。在系统的硬件选定之后，主要的问题是程序设计。为了能够便于程序设计，便于日常维护，合理地分配输入于程序设计，便于日常维护，合理地分配输入/ /输出点、恰当地对输出点、恰当地对输入输入/

31、/输出点进行命名、完整地编制输入输出变量表是必要的。输出点进行命名、完整地编制输入输出变量表是必要的。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.20SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation3 3 分配输入输出点分配输入输出点 输入输出定义是指整体输入输出点的分布和每个输入输出点输入输出定义是指整体输入输出点的分布和每个输入输出点的名称定义，它们会给程序编制、系统调试和文本打印等带来很多的名称定义，它们会给程

32、序编制、系统调试和文本打印等带来很多方便。方便。（1 1）单台单台PLCPLC系统的输入输出点的分配系统的输入输出点的分配 一台可编程序控制器完成多个功能，若把输入输出点统一按顺一台可编程序控制器完成多个功能，若把输入输出点统一按顺序排列，则会给编写程序与调试程序带来不便。序排列，则会给编写程序与调试程序带来不便。如果把输入输出点如果把输入输出点分组按控制设备把输入、输出点分组，同一个设备的输入分组按控制设备把输入、输出点分组，同一个设备的输入/输出点输出点相对的集中，会给程序编写与调试带来方便。相对的集中，会给程序编写与调试带来方便。 （2 2）多台）多台PLCPLC系统中输入输出点的分配系

33、统中输入输出点的分配 多台可编程序控制器系统中，应根据整体要求，按控制类别统多台可编程序控制器系统中，应根据整体要求，按控制类别统一分组，规定出每台可编程序控制器都要遵循的原则，对其多道工一分组，规定出每台可编程序控制器都要遵循的原则，对其多道工序进行控制。这些工序虽然控制内容不同，所用设备也很不相同。序进行控制。这些工序虽然控制内容不同，所用设备也很不相同。但是所控制的对象总起来可以分几类，比如各工序的控制器都有控但是所控制的对象总起来可以分几类，比如各工序的控制器都有控制台、电源、电机、输入检测信号、输出控制信号等等。能按类对制台、电源、电机、输入检测信号、输出控制信号等等。能按类对各台各

34、台PLCPLC的输入的输入/ /输出统一分组，统一编号，则可以十分有利于编程输出统一分组，统一编号，则可以十分有利于编程和维修。和维修。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.21SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation4 4 建立输入输出变量表建立输入输出变量表（1 1） 输入输出点信号名称定义输入输出点信号名称定义 输入输入/ /输出点名称定义要简短，明确，合理。下面提出逻辑变输出点名称定义要简短，明

35、确，合理。下面提出逻辑变量在名称定义时应当注意的问题。量在名称定义时应当注意的问题。信号的有效状态信号的有效状态 有些信号在有些信号在“1”1”状态有效，有些信号在状态有效，有些信号在“0”0”状态有效。在状态有效。在名称定义上也有对名称定义上也有对“1”1”信号有效还是对信号有效还是对“0 0信号有效的问题。信号有效的问题。信号有效方式信号有效方式 持续状态有效，在编程序时，使用的是信号的状态。例如持续状态有效，在编程序时，使用的是信号的状态。例如I0.0=1I0.0=1时系统启动，时系统启动，I0.1=0I0.1=0系统停止。系统停止。 信号状态变化有效是指信号由一种状态向另一种状态变化时

36、信号状态变化有效是指信号由一种状态向另一种状态变化时，发出的控制要求。当一个电机的启动和停止由两个按钮完成的，发出的控制要求。当一个电机的启动和停止由两个按钮完成的时候，就是这种情况。电机启动按钮是能自动回位的常开节点，时候，就是这种情况。电机启动按钮是能自动回位的常开节点，按下启动按钮时，按下启动按钮时，I2.0I2.0的状态由的状态由“0”0”变为变为“1”1”，发出电机启动，发出电机启动要求，抬起时启动按钮，要求，抬起时启动按钮，I2.0I2.0自动复位由自动复位由“1”1”变变“0”0”，已不再，已不再影响对电机的控制。影响对电机的控制。Date: 2022-5-21File No.:

37、 SSP1_03C.22SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（3）建立内存）建立内存变量分配表变量分配表 输入输出点占用输入输出点占用PLCPLC的一部分内存单元，即输入输出映像区。此外的一部分内存单元，即输入输出映像区。此外，一个应用程序还会用到定时器、计数器和一系列的，一个应用程序还会用到定时器、计数器和一系列的PLCPLC内部变量内部变量。在编制程序之前，对于程序可能用到的各种变量都要充分考虑。在编制程序之前，对于程序可能

38、用到的各种变量都要充分考虑，并建立内存变量分配表。内存变量分配表包含了程序中所用到，并建立内存变量分配表。内存变量分配表包含了程序中所用到的全部元件和变量，它是阅读程序、查找故障的依据。如果把内的全部元件和变量，它是阅读程序、查找故障的依据。如果把内存变量分配表写到存变量分配表写到S7-300S7-300的符号表内，就可以用变量名称代替变的符号表内，就可以用变量名称代替变量地址编写程序。量地址编写程序。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.23SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information an

39、d Training CenterKnowledge for AutomationDate: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.24SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation7.4 程序设计的方法与过程程序设计的方法与过程1设计方法设计方法 时序流程图法：时序流程图法： 时序流程图法是首先画出控制系统的时序图，再根据时序关系时序流程图法是首先画出控制系统的时序图，再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，最后把

40、程序框图写成画出对应的控制任务的程序框图，最后把程序框图写成PLC程序程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。 步进顺控法：步进顺控法： 一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从这个角度去段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从这个角度去看，一个复杂的系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统看，一个复杂的系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成

41、控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。对各个步的控制。 经验法编程经验法编程 经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的“试试验程序验程序”。结合自己工程的情况，对这些。结合自己工程的情况，对这些“试验程序试验程序”逐一修改逐一修改，使之适合自己的工程要求。这里所说的经验，有的是来自自己，使之适合自己的工程要求。这里所说的经验，有的是来自自己的经验总结，有的可能是别人的设计经验。的经验总结，有

42、的可能是别人的设计经验。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.25SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation计算机辅助设计编程计算机辅助设计编程 计算机辅助设计是通过计算机辅助设计是通过PLC编程软件在计算机上进行程序设计编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。S7-3200的编程软的编程软件件“STEP 7”, 仿真软件仿真软件“

43、PLCSIM”和和“WINCC”等都是等都是S7-300系列系列PLC编程专用软件。使用这些编程软件可以十分方便地在编程专用软件。使用这些编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试。计算机上离线或在线编程、在线调试。 5 设计过程设计过程对系统任务分块对系统任务分块 分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小的任务。这样就把一个复杂的、大的问题化为多个简单的、小的的任务。这样就把一个复杂的、大的问题化为多个简单的、小的问题。这样是便于编制程序。问题。这样是便于编制程序。 编制控制系统的逻辑关系图编制控制系统的逻辑关

44、系图 从逻辑关系图上可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一从逻辑关系图上可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又应该导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动结果又应该导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为准。逻辑关系图顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为准。逻辑关系图反映了输入与输出的关系。反映了输入与输出的关系。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.26SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training

45、 CenterKnowledge for Automation绘制各种电路图绘制各种电路图 在绘制在绘制PLCPLC的输入电路时，要考虑到输入端的电压和电流是否合适的输入电路时，要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到别要考虑到能否把高压引导到PLCPLC的输入端，把高压引入的输入端，把高压引入PLCPLC的输的输入端会对入端会对PLCPLC造成比较大的伤害。造成比较大的伤害。 在绘制在绘制PLCPLC的输出电路时，不仅要考虑到的输出电路时，不仅要考虑到PLCPL

46、C输出模块的带负载能力输出模块的带负载能力和耐电压能力，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个和耐电压能力，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中还要考虑就设计的原则，努力提高其稳定性和可靠电路的绘制中还要考虑就设计的原则，努力提高其稳定性和可靠性。在电路的设计上需要紧慎、全面。在绘制电路图时要考虑周性。在电路的设计上需要紧慎、全面。在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。编制编制PLCPLC程序并进行模拟调试程序并进行模拟调试 ( (略）略）制作控制台与控制柜制作控制台与控制柜 ( (略）略）现场调

47、试现场调试 ( (略）略）编写技术文件并现场试运行编写技术文件并现场试运行 经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了。这时就要经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了。这时就要全面整理技术文件，包括整理电路图、全面整理技术文件，包括整理电路图、PLCPLC程序、使用说明及帮助程序、使用说明及帮助文件文件Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.27SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation7.

48、5 开关量控制系统的设计开关量控制系统的设计1. 关于开关量控制系统 开关量控制是指控制系统的输入信号和输出信都是只有两个状态开关量控制是指控制系统的输入信号和输出信都是只有两个状态的开关量。这类系统包含手动、单次和自动控制。这类系统的设的开关量。这类系统包含手动、单次和自动控制。这类系统的设计要特别注意计要特别注意I/OI/O模块的隔离、接口的匹配和功率的消耗问题。模块的隔离、接口的匹配和功率的消耗问题。手动控制手动控制 手动控制在调试、维修过程中是不可少的。手动控制在调试、维修过程中是不可少的。单次控制单次控制 这种控制的特点是一旦控制系统被启动起来之后，控制过程将自这种控制的特点是一旦控

49、制系统被启动起来之后，控制过程将自动完成一个周期。如果系统需要再次启动，则必须再次人工启动动完成一个周期。如果系统需要再次启动，则必须再次人工启动。这种系统更便于参数的修改、调整。这种系统更便于参数的修改、调整。自动控制自动控制 系统启动之后，就可以按照工程要求进行控制。整个控制过程无系统启动之后，就可以按照工程要求进行控制。整个控制过程无人工干预。系统对输入人工干预。系统对输入/ /输出要求都很严格，系统的可靠性、安全输出要求都很严格，系统的可靠性、安全性设计尤为重要。性设计尤为重要。本节主要介绍自动控制本节主要介绍自动控制的设计方法的设计方法Date: 2022-5-21File No.:

50、 SSP1_03C.28SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation2.2.开关量控制系统设计方法举例开关量控制系统设计方法举例(1)(1)机械手控制系统线性程序设计机械手控制系统线性程序设计控制要求：控制要求：机械手一个循机械手一个循环周期可分为环周期可分为八步。八步。控制方式控制方式：自动、单动和自动、单动和手动。手动。 下面讨论下面讨论自动自动控制过程。控制过程。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.

51、29SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 硬件选择Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.30SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 硬件硬件接线原理图接线原理图Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.31SI

52、MATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation由逻辑流程图设计程序由逻辑流程图设计程序Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.32SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation由时序流程图设计程序由时序流程图设计程序 由时序流程图来设计程序，首先要把整个工程的

53、各个任务分成由时序流程图来设计程序，首先要把整个工程的各个任务分成多个时序，在不同的时序中完成不同的任务。多个时序，在不同的时序中完成不同的任务。例如本例子例如本例子中可分成中可分成8 8个时序。用个时序。用M1.0M1.0、M1.1M1.1M1.7M1.7分别分别表述各个时表述各个时序的特征位。序的特征位。当当M1.O=1M1.O=1时时为机械手下为机械手下降降1 1时序，时序，M1.1M1.1为机械为机械手抓紧时序等。手抓紧时序等。Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.33SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserv

54、ed.Information and Training CenterKnowledge for Automation线性结构线性结构软软件设计（件设计（S7-PR23S7-PR23）OB1OB1块块Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.34SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for AutomationOB1续续Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.35SIMATIC S7Siemens AG 2

55、000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for AutomationOB1续续Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.36SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for AutomationOB1续续Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.37SIMATIC S7Siemens AG 2000. All right

56、s reserved.Information and Training CenterKnowledge for AutomationOB1续续Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.38SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for AutomationOB1续续Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.39SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Inf

57、ormation and Training CenterKnowledge for Automation运行仿真运行仿真I0.4=1 I0.6=1 I0.4=1 I0.6=1 I1.5=1 I0.0=1I1.5=1 I0.0=1 Q0.0=1 Q0.0=1 降降1 1I0.4=0 I0.4=0 I0.5=1I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=1 T1=1 Q0.1=1 Q0.0=0 Q0.4=1 T1=1 Q0.1=1 升升1 1I0.5=0 I0.5=0 I0.4=1I0.4=1 Q0.1=0 Q0.2=1 Q0.1=0 Q0.2=1 右右I0.6=0 I0.6=0 I0.7=1I0.7=

58、1 Q0.2=0 Q0.0=1 Q0.2=0 Q0.0=1 降降2 2I0.4=0 I0.4=0 I0.5=1I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=0 T2=1 Q0.1=1 Q0.0=0 Q0.4=0 T2=1 Q0.1=1 升升2 2I0.5=0 I0.5=0 I0.4=1I0.4=1 Q0.1=0 Q0.3=1 Q0.1=0 Q0.3=1 左左I0.7=0 I0.7=0 I0.6=1I0.6=1 Q0.3=0 Q0.3=0Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.40SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.I

59、nformation and Training CenterKnowledge for Automation（2 2）搅拌控制系统线性程序设计）搅拌控制系统线性程序设计初始状态及初始状态及 操作工艺操作工艺 硬件设计硬件设计 Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.41SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation内存变量分配表内存变量分配表Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.4

60、2SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 线性结构线性结构软软件设计（件设计（S7-PRO8S7-PRO8）OB1OB1块块Date: 2022-5-21File No.: SSP1_03C.43SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for AutomationOB1续续Date: 2022-5