电气控制与plc第十一章

电气控制与PLC

第 11 章西门子S7系列PLC

西门子的PLC产品包括LOGO、S7-200、S3-300、 S7-400、工业网络、HMI人机界面、工业软件等，覆 盖了所有自动化领域。其PLC产品主要有： SIMATIC主要包括S7 PLC、M7自动化计算机、C7、 SIMATIC NET工业网络、SIMATIC HMI操作界面、 DP分布式I/O设备、SIMATIC PC及PCS7过程控制系 统。 SIMATIC S7系列可编程控制器又分为微型PLC (如S7-200)、小规模性能要求的PLC(如S7-300) 和中、高性能要求的PLC(如S7-400)。

本章提要11.1 西门子S7系列PLC简介 11.2 STEP7编程软件简介

11.3 S7-200 PLC部分指令系统

11.1 西门子S7系列PLC简介11.1.1 西门子S7-200 PLC 11.1.2 西门子S7-300 PLC

11.1.3 西门子S7-400 PLC

11.1.1 西门子S7-200 PLCS7-200 PLC是超小型的PLC,它适用于各行各业，各 种场合中的自动检测、监测及控制等。 S7-200 PLC的强大功能使其无论在独立运行，或相连 成网络都能实现复杂控制功能。 S7-200 PLC在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。 使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自 动化控制。 S7-200 PLC可提供4种不同型号的基本单元和6种型号 的扩展单元供选择使用。

11.1.2 西门子S7-300 PLC1.系统组成1)中央处理单元(CPU):各种CPU的性能各不相同，例如有的 CPU上集成有输入输出点，有的CPUP上集成有PROFIBUS-DP通信 接口等。 2)信号模块(SM): 用于数字量和模拟量输入/ 输出。 3)通信处理器(CP): 用于连接网络和点对点连接。 4)功能模块(FM): 用于高速计数、定位操作(开环或闭环定位) 和闭环控制。 5)负载电源模块，用于将SIMATIC S7-300连接到120/230V交流电 源；或24/48/60/110V直流电源 6)接口模块(IM):用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展 机架(ER)。S7-300通过分布式的主机架和3个扩展机架，可以操 作多达32个模块，运行时无需风扇。

2.主要功能1)高速(0.6~0.1μs)指令处理：为在中等到较低的性 能要求范围内开辟了全新的应用领域。 2)浮点数运算：可以有效地实现更为复杂的算术运算。 3)用户接口：提供一个标准的用户接口软件工具，可方 便用户给所有模块运行参数赋值。 4)人机界面(HMI):方便的人机界面服务已经集成在 S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少， SIMATIC人机界面从S7-300中取得数据，S7-300按用户指 定的刷新速度传送这些数据。

5)智能诊断：CPU的智能化诊断系统能连续监控 系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例 如超时、模块更换等)。 6)多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其 技术机密，防止未经允许的复制和修改。 7)S7-300 PLC设有操作方式选择开关、操作

方式 选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不 能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程 序。

3. 通信功能S7-300 CPU支持的通信类型有： 1)过程通信：通过总线(AS-I或PROFIBUS)对I/O 模块周期寻址(过程映像交换)。 2)数据通信：在自动控制系统之间或人机界面和几 个自动控制系统之间，数据通信会周期地进行或被用户 程序或功能块调用。

11.1.3 西门子S7400 PLCS7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程控制器。 它采用模块化无风扇的设计，可靠耐用。同时可以选用多 种级别(功能逐级升级)的CPU,并配有多种通用功能的 模块，这使用户能根据需要组合成不同的专用系统。当控 制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模块，便 能使系统升级和充分满足需要。

S7-400 PLC主要由下列模块(部件)组成： 1)电源模块(PS)。将SIMATIC S7-400连接到 AC120/230V或 DC24V电源上。 2)中央处理单元(CPU)。有多种CPU可供用户 选择，有些带有内置PROFIBUS-DP 的接口，用于各 种性能可包括多个CPU以加强其性能。 3)I/O模块(SM)。数字量输入和输出(DI/DO) 和模拟量输入和输出(AI/AO)的信号模块。

4)通信处理器(CP)。用于总线连接和点 到点连接。 5)功能模块(FM)。专门用于计数、定位、 凸轮等控制任务。 此外，SIMATIC S7-400还提供接口模块 (IM)部件，用于连接中央控制单元和扩 展单 元。SIMATIC S7-400中央控制器最 多能连接21 个扩展单元。

11.2 STEP7编程软件简介11.2.1 11.2.2 11.2.3 11.2.4 STEP 7概述 使用STEP 7的基本步骤 设计程序结构的基本原理 建立和编辑项目

11.2.1 STEP 7概述STEP 7是一种用于对SIMATIC可编程逻辑控制 器进行组态和编程的标准软件包。它是SIMATIC工业 软件的一部分。STEP 7标准软件包有下列各种版本： 1)STEP 7 Micro/DOS和STEP7 Micro/Win用于 SIMATIC S7-200上的简化单机应用程序。 2)STEP 7,应用在SIMATIC S7-300/S7-400、 SIMATIC M7-300/M7-400以及SIMATIC C7上。

STEP 7标准软件包中包含有一系列应用程序(工具): SIMATIC管理器(SIMATIC Manager),符号编 辑器(Symbol Editor),NetPro网络配置 (NETPRO Communication Configuration),硬件配置(Hardware Configuration),编程语言(Programming Languages LAD/FBD/STL),硬件诊断(Hardware Diagnostics)。 在选择相应功能或打开对象时，将会自动启动这些 工具。

11.2.2 使用STEP 7的基本步骤1)装STEP 7和许可证密钥。在第一次使用STEP 7时， 对其进行安装，并将许可证密钥从软盘传送到硬盘。 2)规划控制器。在使用STEP 7进行工作之前，对自动 化解决方案进行规划，将过程分解为单个的任务，并为 其创建一个组态图。

3)设计程序结构。使用STEP 7中可供利用的块，将控 制器设计草图中所描述的任务转化为一个程序结构。 4)创建项目结构。项目类似一个文件夹，所有的数据 均可按照一种体系化的结构存储在其中，并随时可供使 用。在项目创建完毕之后，所有其他的任务均将在该项 目中执行。

5)组态一个站。在对PLC站进行组态时，可指定你 希望使用的可编程控制器：例如，SIMATIC S7-300、 SIMATIC S7-400、SIMATIC S5。 6)组态硬件。在对硬件进行组态时，可在组态表 中指定自动化解决方案要实用的模块以及用户程序用 来对模块进行访问的地址。实用参数也可对模块的属 性进行设置。 7)组态网络和通信连接。通信的基础是预先组态 的网络。为此，需要创建自动化网路所需要的子网、 设置子网属性、以及设置已联网工作站的网络连接属 性和某些通信连接。 8)定义符号。可在符号表中定义局部符号或具有 更多描述性名称的共享符号，以便代替用户程序中的 绝对地址进行使用。

9)创建程序。使用一种可选编程语言创建一个与模块 相连接或与模块无关的程序，并将其存储为块、源文件 或图表。 10)将程序下载给可编程控制器。在完成所有的组态、 参数分配以及编程任务之后，可将整个用户程序或其中 的单个块下载给可编程控制器。 11)测试程序。为了进行测试，可显示用户程序或 CPU中的变量值，为变量分配数值，以及为想要显示或修 改的变量创建一个变量表。 12)监视操作、诊断硬件。通过显示关于模块的在线 信息，确定模块故障的原因。 13)归档设备。在创建项目/设备之后，应为项目数据 制作清楚的文档，从而使项目的编辑以及维修更容易。

11.2.3 设计程序结构的基本原理1.CPU中的程序CPU原则上运行两个不同的程序：操作系统和用户程序。 每个CPU都带有集成的操作系统，组织与特定控制任务无 关的所有CPU功能和顺序。操作系统任务包括以下各项： 1)处理重启(热启动)和热重启。 2)更新输入的过程映像表，并输出过程映像表。 3)调用用户程序。 4)采集中断信息，调用中断OB。 5 …… 此处隐藏：2148字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……