《自动化设备与技术应用实践教程》教学课件13系统上位机(总站)的安装与调试

第十三章YL-221系统上位机（总站）的安装与调试自动化设备及生产线的应用与维护目录13.1单元简介

13.2系统总站13.3西门子控制技术的发展与应用213.1单元简介313.1.1S7-300PLC的结构原理1.功能与原理S7-300PLC符合通用PLC的定义及应用特点，与S7-200等PLC的结构、工作原理、分类形式等相同。2.硬件结构S7-300PLC采用模块式结构。

如图示：

13.1单元简介413.1.1S7-300PLC的结构原理3.存储区

名称标识符数据格式数据长度存储范围输入映像存储区IBOOL1I0.0～I65535.7IBBYTE8IB0～IB65535IWWORD16IW0～IW65534IDDWORD32ID0～ID65532输出映像存储区QBOOL1Q0.0～Q65535.7QBBYTE8QB0～Q65535QWWORD16QW0～Q65534QDDWORD32QD0～Q65532位存储区MBOOL1M0.0～M255.7MBBYTE8MB0～M255MWWORD16MW0～M254MDDWORD32MD0～M252表13-1各存储器地址范围13.1单元简介513.1.1S7-300PLC的结构原理3.存储区

名称标识符数据格式数据长度存储范围外部输入（PI）PIBBYTE8PIB0～PIB65535PIWWORD16PIW0～PIW65534PIDDWORD32PID0～PID65532外部输出（PQ）PQBBYTE8PQB0～PIB65535PQWWORD16PQW0～PIW65534PQDDWORD32PQD0～PID65532定时器（T）TWORD16T0～T255计数器（C）CWORD16C0～C255共享数据块（DB）DBXBOOL1DBX0.0～DBX65535.7DBBBYTE8DBB0～DBB5535DBWWORD16DBW0～DBW5534DBDDWORD32DBD0～DBD65532表13-1各存储器地址范围（续表1）13.1单元简介613.1.1S7-300PLC的结构原理3.存储区

名称标识符数据格式数据长度存储范围背景数据块（DI）DIXBOOL1DIX0.0～DIX65535.7DIBBYTE8DIB0～DIB65535DIWWORD16DIW0～DIW65534DIDDWORD32DID0～DID65532局部数据（L）LBOOL1L0.0～L65535.7

LBBYTE8LB0～LB65535

LWWORD16LW0～LW65534

LDDWORD32LD0～LD65532表13-1各存储器地址范围（续表2）13.1单元简介713.1.1S7-300PLC的结构原理4.状态字

状态宇用于表示CPU执行指令时所具有的状态信息。图13-1状态字结构

状态字的4位为溢出位(OV)状态字的5位为溢出状态保持位(OS)状态字的6位和7位为条件码0(CCO)和条件码1(CC1)状态字的8位为二进制结果位(BR)13.1单元简介813.1.2西门子S7-200与300的区别1.硬件区别

1）S7-200系列是整体式PLC，而S7-300系列是模块式PLC。2）S7-200系列是将整机可以固定在导轨上；而S7-300系列，为了便于分散控制，是将模块装在一根导轨上，称之为一个机架，与中央机架对应的是扩展机架。3）S7-200系列的同一机架上的模块之间是通过模块正上方的数据接头连接的；而S7-300则是通过在底部的U型总线连接器连接的。4）S7-300系列的I/O输入是接在前连接器上的，前连接器再接在信号模块上，而不是I/O信号直接接在信号模块上，这样可以更换信号模块而不用重新接线。5）S7-300系列2DP的部分CPU带有profibus接口。13.1单元简介913.1.2西门子S7-200与300的区别

2.软件区别1）S7-200系列用的STEP7-Micro/WIN40sp6软件；S7-300使用的是STEP7软件。2）S7-200系列的编程语言有语句表（STL）、梯形图（LAD）、功能块图（FBD）等三种；而300系列的除了这三种外，还有结构化控制语言（SCL）或称结构文本，是一种高级语言，以及图形语言（S7graph）或称顺序功能图。13.1单元简介1013.1.2西门子S7-200与300的区别2.软件区别OB模块称为组织块，在S7-300PLC中写在OB1模块里和程序就是主程序，负责调用其他模块。如果程序简单只需要将程序写在OB1就可以实现。

在S7-300PLC中子程序写在功能(FC)，功能块(FB)，FC相当于函数，使用共享数据块。FB使用背景数据块。SFB和SFC是集成在S7CPU中的功能块，系统功能块(SFB)和系统功能(SFC)也相当于子程序,只不过,用户能直接调用不需自已写程序。SFC与FC不具有储存功能，FB和SFB具有储存功能。13.1单元简介1113.1.2西门子S7-200与300的区别3.应用区别1）S7-200属于小型PLC系统，适合的控制对象一般都在256点以下的；S7-300属于中型PLC系统，适合的控制对象一般都在256点以上，1024点以下的系统。2）S7-200和S7-300编程都使用语句表（STL）、梯形图（LAD）、功能块图（FBD）等三种编程语言有外；300/400系列还有结构化控制语言（SCL）和图形语言（S7graph）。3）S7-300软件最大的特点就是提供了一些数据块来对应每一个功能块（Block-FB），称之为Instance。13.1单元简介1213.1.3上位机S7-300与现场主机S7-200的控制结构系统采用总线控制，其各站的信息传送是通过Profibus-DP现场总线实现的。系统中符合Profibus-DP协议的设备主要有：EM277—S7-200DP通信模块；带DP接口的S7-300CPU315-2DP；西门子cp5611通信卡。这些设备通过Profibus-DP总线及总线连接器连接到一起，该控制系统的DP网络配置结构如图13-2所示。图13-2DP网络配置结构图13.1单元简介1313.1.3上位机S7-300与现场主机S7-200的控制结构图13-3DP网络配置实际连接结构图13.2系统总站141.主要电气设备表13-2总站电气设备表序号名称型号数量备注1PLCS7CPU315-2DP1带通讯卡2模块S7SM323DI/DO1

3电源模块S7PS3071

4总线及连接器Profibus-DP1

5三位短柄选择开关

1单机/联机6两位短柄选择开关

1交流/直流7平头按钮

3

8急停按钮

1

9指示灯

3

10警示器

1

13.2系统总站152.各从站应增加的设备为了实现上位机和现场各控制单元的通讯，以及交直流电源的供电转换，现场各站需增加一些设备。表13-3从站应增加的配套电气设备表序号名称型号数量备注1连接器EM277—S7-200DP

2三位短柄选择开关

1单机/联机3两位短柄选择开关

1交流/直流4指示灯

3

13.2系统总站1613.2.1I/O地址分配

1.系统总站表13-4I/O地址分配名称地址相关设备启动I0.0绿色按钮SB2联机I0.1三位选择开关SB1-1停止I0.2红色按钮SB3单机I0.3三位选择开关SB1-2复位I0.4黄色按钮SB4急停I0.6急停按钮SB5警示器_联机Q0.1警示器HL-S1单机Q0.2指示灯HL3警示器_停止Q0.3警示器HL-S2运行Q0.4指示灯HL4警示器_运行Q0.5警示器HL-S3停止Q0.6指示灯HL5警示器_故障Q0.7警示器HL-S413.2系统总站1713.2.1I/O地址分配

2.硬件组态表13-5通讯地址分配设备地址输入地址输出地址PC主站0

S7315-2DP2IB0QB0落料单元3IB124～IB126QB124～QB125喷涂烘干单元4IB124～IB126QB124～QB125加盖单元5IB124～IB126QB124～QB125顶销单元6IB124～IB126QB124～QB125检测单元7IB124～IB126QB124～QB125成、废品分捡单元8IB124～IB126QB124～QB125提升单元9IB124～IB126QB124～QB12513.2系统总站1813.2.2主要设备功能1.设备功能1）三位选择开关——联机/单机用于系统在联机运行模式（左侧档）及单机运行模式（右侧档）的切换。2）两位选择开关——控制箱的供电开关交流-系统220V交流电供电开关。直流-统24V直流电源供电开关。3）指示灯——显示单元工作状态AC红色-显示单元交流电供电状态。DC红色-显示单元直流电供电状态。绿色-显示单元是否处于工作运行状态。13.2系统总站1913.2.2主要设备功能2.设备运行1）单机动作总站及各从站处于单机状态,各从站位于原点状态，各从站按下启动按钮后，该单元传送带开始转动，〈运行〉指示灯点亮。当托盘及工件等运动到该单元时，传感器检测到位后停止其输送机运行，同时限位气缸或限位电磁挡铁也将阻止其通行，该单元将开始一个新的工作周期。此时，传感器检测到有托盘和工体到位，经过（2秒）延时，各从站单元将进行落料、喷涂、加盖、顶销、检测、成废品分拣、提升入库等加工过程。各从站的起停等按钮只能控制其各自的从站。2）联机动作总站及各从站处于联机状态,当系统位于原点状态时，按下任何单站或总站的启动按钮后，各单元的传送带开始转动，各个从站及总站的〈运行〉指示灯点亮。当托盘及工件运动到各个从站单元时，传感器检测到位后将停止各从站输送机运行，同时限位气缸或限位电磁挡铁也将阻止其托盘及工件的通行，各个从站单元完成各自的工作过程后将把托盘及工件运送到下一站。即上一站为下一站提供加工的半成品，直至最后一站工作过程结束后的产品为入库的成品。各从站的起停等按钮都可以控制联机状态的设备运行过程。13.2系统总站2013.2.2主要设备功能2.设备运行3）报警动作当加热的过程中温度超过100℃时，若为单机模式则报警灯（HL13）点亮；若为联机模，则本站报警灯（HL13）、总站的报警灯（HL5）和警示器上报警灯（HL-S2）将点亮，同时警示器将有蜂鸣声，报告故障。4）复位动作PLC内部清除当前工作状态。13.2系统总站2113.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接S7-300与S7-200通过EM277进行PROFIBUSDP通讯，需要在STEP7中进行S7-300站组态，在S7-200系统中不需要对通讯进行组态和编程，只需要将要进行通讯的数据整理存放在V存储区与S7-300的组态EM277从站时的硬件I/O地址相对应就可以了。

1.插入一个S7-300的站，如图13-4所示：图13-4S7-300站通讯组态图一13.2系统总站2213.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接

2.选中STEP7的硬件组态窗口中的菜单OptionInstallnewGSD，导入SIEM089D.GSD文件，安装EM277从站配置文件，如图13-5所示：图13-5S7-300站通讯组态图二13.2系统总站2313.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接

3.在SIMATIC文件夹中有EM277的GSD文件，如图13-6所示图13-6S7-300站通讯组态图三13.2系统总站2413.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接

4.导入GSD文件后，在右侧的设备选择列表中找到EM277从站，PROFIBUSDPAdditionalFieldDevicesPLCSIMATICEM277,并且根据您的通讯字节数，选择一种通讯方式，本例中选择了8字节入/8字节出的方式，如图13-7所示图13-7S7-300站通讯组态图四13.2系统总站2513.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接

5.根据EM277上的拨位开关设定以上EM277从站的站地址，如图13-8所示。图13-8S7-300站通讯组态图五13.2系统总站2613.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接

6.EM277拨位开关设定如图13-9所示。图13-9S7-300站通讯组态图六13.2系统总站2713.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接

7.组态完系统的硬件配置后，将硬件信息下载到S7-300的PLC当中如图13-10所示。图13-10S7-300站通讯组态图七13.2系统总站2813.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接

8.

S7-300的硬件下载完成后，将EM277的拨位开关拨到与以上硬件组态的设定值一致，在S7-200中编写程序将进行交换的数据存放在VB0－VB15，对应S7-300的PQB0-PQB7和PIB0-PIB7，打开STEP7中的变量表和STEP7MicroWin32的状态表进行监控，数据交换结果如图13-11和13-12所示。图13-11S7-300站通讯组态图八13.2系统总站2913.2.3S7300与S7-200的EM277之间的PROFIBUSDP通讯链接图13-11S7-300站通讯组态图八13.3西门子控制技术的发展与应用3013.3.1S7-200SMART是S7-200的升级产品1.目前有消息宣布S7-200在我国产品停产日期为2025年11月1日，S7-200升级产品S7-200SMART已推出。2.S7-200SMARTPLC相对于S7-200来说I/O点数更丰富，单体I/O点数可达60点。3.S7-200SMART有信号板扩展功能,信号板可以扩展模拟量,数字量,以及通信等,使用信号板可以不占用控制柜的空间。4.S7-200SMART在单元上增设了一个以太网端口，可以支持PLC程序的上载下载，相对于S7-200来说省去了专用的编程电缆,用一个普通的网线就可以实现程序的上载下载,同时可以支持与触摸屏及其他的CPU模块以及计算机之间的通信连接。5.S7-200可以支持2轴的高速脉冲输出，而S7-200SMART可支持3轴100KHZ的高速脉冲输出,支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式。6.S7-200SMART和S7-200的PLC都支持扩展卡功能，S7-200的扩展卡必须是西门子专用的扩展卡，而S7-200SMART的扩展卡是市场上通用的microSD存储卡,可实现程序的更新和固件的升级。1