S7-300和S7-400PLC系统配置与编程

S7-300和S7-400PLC系統配置與編程7.1S7-300PLC和S7-400PLC的系統配置

返回S7-300PLC，它的組成部件主要有以下幾個部分：7.1.1S7-300PLC的基本組成

中央處理單元（CPU）；負載電源模組（PS）；信號模組（SM）；功能模組（FM）；通信處理器（CP）；介面模組（IM）；導軌（RACK）及其它外部設備。7.1.2特點S7-300PLC的結構及功能S7-300PLC的結構及匯流排連接器如下圖所示：返回7.1.2特點S7-300PLC的結構及功能S7-300PLC具有以下特點：

迴圈週期短，處理速度高；指令集功能強大，可用於複雜功能；人機介面（HMI）被集成在S7-300操作系統內，因此人機對話的編程要求大大減少；CPU的智能化診斷系統連續不斷的監控系統的運行；系統允許設置多種級別的保護口令，可有效防止用戶程式在未經允許的情況下被複製或修改。

7.1.3S7-300的系統配置

S7-300PLC由各種模組和導軌組成機架：

中央機架（CR）；中央機架必須安裝有CPU模組，S7-300PLC需要提供DC24V直流工作電源，可以選用電源模組，也可以通過外部DC24V電源供電。擴展機架（ER）。中央機架與擴展機架之間的連接，需要介面模組的參與。介面模組總是成對使用的，在中央機架和擴展機架上各需安裝一塊介面模組。

返回7.1.4S7-300的CPU模組記憶體：

裝載記憶體（loadmemory）；工作記憶體(workmemory)；系統記憶體（systemmemory）；記憶體卡MMC（MicroMemoryCard）。

返回7.1.4S7-300的CPU模組S7-300有多種不同型號的CPU模組，這些CPU按性能等級劃分，幾乎涵蓋了各種應用範圍。從目前的情況來看，大體有4個系列：

標準型CPU系列；集成型CPU系列；緊湊型CPU系列；故障安全型CPU系列。

7.1.5S7-300的數字量模組S7-300的數字量模組基本為三大類：

SM321數字量輸入模組；SM322數字量輸出模組；SM323數字量輸入/輸出模組。

返回7.1.6S7-300的模擬量模組S7-300的模擬量輸入/輸出模組包括：

SM331模擬量輸入（AI）系列；SM332模擬量輸出（AO）系列；SM334模擬量輸入/輸出（AI/AO）系列。

返回7.1.7S7-300的電源模組（PS）PS307電源模組有2A、5A10A三種規格，將輸入的單相交流電壓（120/230V，50/60Hz）轉變為直流24V提供給S7-300PLC使用，同時也可作為負載電源，通過I/O模組向使用24VDC的負載（如感測器、執行機構等）供電。PS307電源模組的輸入與輸出之間有可靠的隔離。如果正常輸出額定電壓24V，面板上的綠色LED等點亮；如果輸出電路超載，LED燈閃爍，輸出電壓下降；如果輸出短路，則輸出電壓為零，LED燈滅，短路故障解除後自動恢復。

返回7.1.8S7-300的I/O編址數字量I/O地址的確定：S7-300的數字I/O地址由地址識別字、地址的位元組部分和位部分組成，地址識別字I表示輸入，Q表示輸出，例如I0.7是一個輸入數字量的地址，表示0號位元組的第7位。S7-300對各個I/O點的編址是依據其所屬模組的安裝位置決定的，依據規定，各種信號模組應安裝在4號至11號槽位。因此，CPU從4號槽位開始為I/O模組分配地址，每個槽位所佔用的I/O地址是系統默認的，以位元組為單位。返回7.1.8S7-300的I/O編址模擬量I/O地址的確定：S7-300對各個機架上槽位的模擬I/O默認地址。在SM區（4～11號槽位）的每個槽位上，CPU為每個模擬量模組分配了16個位元組的地址，允許最多8路模擬I/O，每個模擬量I/O的地址都是用1個字來表示的。實際使用時是根據具體的模組來確定實際的地址範圍的，例如0號機架的4號槽位，如果安裝的是兩通道模擬輸入I/O，則實際用到的地址是IW256、IW258。7.1.9S7-400系統簡介S7-400是具有中高性能的PLC，採用模組化無風扇設計，擴展能力和通訊能力很強，適用於對高可靠性要求很高的大型複雜的控制系統。

S7-400系統由以下組件組成：背板、電源模組（PS）、S7-400CPU、信號模組（SM）、通訊處理器（CP）、功能模組（FM）等。S7-400對模組數量限制的上限遠遠大於S7-300，因而有極強的擴展能力。信號模組的更換可以熱插拔，而不必暫停生產。

返回7.2S7-300和S7-400的指令系統

S7-300和S7-400PLC具有350多條指令，其中包括STEP5指令和集成在S7CPU中的系統功能和功能塊，這些系統中集成的標準塊可以在STEP7編程軟體中被用戶程式調用。以下主要介紹S7-300和S7-400指令系統的一些基本概念和STEP7的基本指令。返回7.2.1基本概念

編程語言。在標準的STEP7軟體包中配備的編程語言有三種：梯形圖語言（LAD）、語句表（STL）、功能塊圖（FBD）。數據類型。S7-300/400PLC的數據類型有三種：基本數據類型；複合數據類型；參數類型。記憶體區域及功能。S7-300/400PLC的記憶體區域包括：輸入映像寄存器區（I）；輸出映像寄存器區（Q）；位記憶體（M）；外設I/O區（PI/PQ）；定時器（T）存儲區；計數器（C）存儲區；數據塊（DB）；背景數據塊（DI）；本地數據（L）。

返回7.2.1基本概念

尋址方式。運算元是指令操作或運算的對象，指令取得運算元的方式稱為尋址方式，S7-300/400有4種尋址方式：立即尋址、直接尋址、記憶體間接尋址、寄存器間接尋址。狀態字寄存器如下圖所示：

7.2.2基本指令

限於篇幅，本小節主要介紹位邏輯指令、定時器、計數器等基本指令：位邏輯指令：用於二進位的邏輯計算，只有1和0兩種狀態，1相當於編程元件線圈通電，0相當於斷電。定時器指令：STEP7中的定時器指令可用線圈表示，也可用方框表示。共有5類：脈衝定時器（SP）、延時脈衝定時器（SE）、延時接通定時器（SD）、保持型延時接通定時器（SS）、延時斷開定時器（SF）。返回7.2.2基本指令

計數器指令：計數器指令分加計數器、減計數器、加減計數器三種，也可以用方框表示或者線圈表示。線圈分設定初值線圈、加計數器線圈、減計數器線圈。計數器的初值用BCD碼格式表示，計數範圍是0～999。如C#100表示計數器初值為十進位的100。其他指令：S7-300/400還有算術運算指令（整數運算、浮點運算）、比較指令、移位迴圈指令、數據塊指令等等。7.3S7-300和S7-400應用系統的編程

7.3.1STEP7軟體包STEP7軟體包可運行在Windows95/98/2000/NT下，為適應不同的應用對象，可選擇不同的版本，其中的STEP7標準軟體包可用於對SIMATICS7-300/400、SIMATICM7-300/400、SIMATICC7等系統的編程和開發。返回7.3.1STEP7軟體包STEP7標準軟體包的組成如下圖所示：返回7.3.2應用系統的程式結構結構化的用戶程式如下圖所示：返回7.3.3組織塊功能組織塊OBx（x:1、10～122），是操作系統和用戶程式的介面，類似於微機組合語言中的“中斷向量表”，每一個組織塊都對應一個驅動事件，例如OB30對應的是迴圈中斷，迴圈時間可在STEP7中設定。當驅動事件的條件滿足時，操作系統調用相應的組織塊，執行該組織塊中的用戶程式，執行完畢返回，繼續執行原程式。因此每一個組織塊都相當於一個中斷處理程式的入口指針，用戶可以根據控制系統的要求，在相應的組織塊中編寫自己的應用程式，有些組織塊需要在STEP7中進行相應的參數設置，用以規定驅動事件需要滿足的具體條件和具體的回應組織塊。

返回7.3.4迴圈程式的處理過程PLC用戶程式的處理過程均為迴圈處理過程，其具體過程可以描述為以下幾個步驟：

系統上電或由STOP模式轉到RUN模式時，CPU執行啟動操作；啟動迴圈時間監控；執行組織塊OB1，掃描用戶程式；將過程輸出映像存儲區的內容傳遞給輸出模組，執行輸出控制動作。完畢後轉第2步重新開始迴圈掃描。返回7.3.5編程的基本方法和步驟創建專