金融股票投資 技術培訓班 編程軟件課件資料

1、2020/3/5,1,SIEMENS,公司,S7 PLC,標準工具軟件,STEP 7,介紹,2020/3/5,2,S7 PLC,的,STEP 7,編程軟件介紹,這一講通過以西門子公司的,STEP 7,編程語言為例，來介紹實際,PLC,應用的編程語言，在第,4,講中將介紹,PLC,編程語言的國際標,準，即,IEC 61131-3,標準,STEP 7,編程軟件是用來對西門子公司的系列,PLC,產(chǎn)品，包括,S7,300,系列,S7 400,系列,M7,系列以及基于,PC,的,PLC,等產(chǎn)品，進行,編程、調(diào)試、監(jiān)視的軟件,為了組態(tài),PLC,硬件配置或開始編寫,S7,用戶程序，首先必須在,PC,計算機中

2、安裝,STEP 7,軟件,如果使用的是編程器，則,STEP 7,軟件,已經(jīng)預裝在編程器內(nèi),在,STEP 7 CD,光盤的,Readme.wri,文件,中，有關于安裝,STEP 7,對,PC,計算機的軟件和硬件配置要求,將,STEP 7,的,CD,光盤插入,PC,機的光驅中，安裝程序能自動執(zhí),行，按照屏幕上的提示操作，可一步一步完成,STEP 7,軟件的安,裝。完成,STEP 7,的安裝后，要重新啟動計算機，在,PC,的,Windows,桌面上會出現(xiàn)一個,SIMATIC Manager,的小圖標,2020/3/5,3,應用,STEP,7,軟件，能在一個,項目,project,內(nèi),建立起,S7,用

3、戶程序,可編程序控制器是由電源模,板,CPU,以及輸入,輸出模板,I/O,模板,組成,可編,程邏輯控制器,PLC,通過,S7,程序，監(jiān)視和控制被,控對象,在,S7,程序內(nèi)通過地址，對,I/O,模板進行,尋址,圖,3.1,所示為,PLC,控制被控對象的過程，圖,3.2,所示為,STEP-7,軟件的應用過程,S7 PLC,和,STEP 7,編程軟件應用示意圖,2020/3/5,4,S7 PLC,和,STEP 7,編程軟件應用示意圖,2020/3/5,5,應用,STEP 7,的基本步驟,2020/3/5,6,有兩個選擇項，如果要解決的自動化任務比較復雜，編寫,的程序量比較大，涉及的輸入、輸出點數(shù)多，

4、建議采用選,擇項,1,即先對,PLC,的硬件進行組態(tài)，然后編寫用戶程序,這樣做的優(yōu)點是通過,STEP,7,對所有輸入、輸出點的絕對地,址先進行了定義和分配，在以后的程序編寫過程中就不會,混淆，另外，在組態(tài)過程中還可以改變模板的參數(shù)和屬性,例如，對模擬量輸入模板，在組態(tài)過程中，可以確定它是,電壓輸入信號,0-10V,10V,還是電流輸入信號,4,20,mA,，對一個多,CPU,項目，在組態(tài)過程中，可以確定各,個,CPU,的,MPI,地址。對于比較簡單的項目，涉及的輸入、輸,出點數(shù)不多，也可以采用選擇項,2,的步驟,應用,STEP 7,軟件于,PLC,實現(xiàn)自動化任務的過程,2020/3/5,7,啟

5、,動,STEP,7,時,將,激,活,SIMATIC,manager,SIMATIC,管理器,的中央窗口。一般默認設,置是啟動,STEP,7,Wizard(STEP,7,向導,在,向導”幫助下建立一個,STEP,7,項目,STEP,7,項目的結構按一定的次序安排數(shù)據(jù)和程序并,被保存。項目內(nèi)的數(shù)據(jù)是以對象的形式按分層,結構保存,SIMATIC,站和,CPU,包含硬件的組,態(tài)和參數(shù)數(shù)據(jù),S7,程序是由所有的方塊組成,這些方塊包含控制對象的程序,下面介紹,SIMATIC,管理器的項目結構,啟動,SIMATIC,管理器,SIMATIC Manager,2020/3/5,8,STEP 7,編程語言,的主窗

6、口,界面,打開,項目,窗口，左邊頁,面顯示項目結,構,右邊頁面顯,示左邊頁面所,選文件夾中的,對象和其他文,件夾圖所示,2020/3/5,9,SIMATIC,管理器窗口的菜單項,打開,SIMATIC,管理器的窗口能見到以下菜單項,File,打開、組織和打印“項目,project,Edit,復制、粘貼、刪除、全選、對象屬性等,Insert,插入程序單元,PLC,下載程序和監(jiān)視硬件,View,選擇“在線,離線”和編程語言,Options,用戶定義,Window,設置窗口顯示,Help,幫助信息,2020/3/5,10,建立一個項目和,SIMATIC,站后，就可以對,PLC,進行,硬件組態(tài)了,下面介

7、紹,S7,PLC,中央機架模板的組態(tài)過程,打開“項目”中的“站”，在窗口的右邊頁面出現(xiàn),硬件”圖標,和所建項目中選擇的,CPU,圖,標,如下面的圖所示。雙擊“硬件”圖標,硬件”組態(tài)窗口自動打開，在組態(tài)窗口的右邊,面會顯示硬件組態(tài)單元庫目錄菜單,應用,STEP 7,對,PLC,進行硬件組態(tài),2020/3/5,11,選擇目錄菜單中的某一項，例如,SIMATIC,300,在其下拉菜,單中再選擇,RACK-300,雙擊,RACK-300,下面的圖標,這時在窗口左邊頁面上就會出現(xiàn),0(UL,機架帶槽位的,rack,表。為了在,0(UL,的,1,號槽位上放置,PS,307,電源模板，導航,目錄菜單，找到,

8、PS307,5A,6ES7,307-1EA00-0AA0,用鼠,標拖至,0(UL,機架的,1,號槽位上,為了在,0(UL,的,2,號槽位上放置,CPU,模板，導航目錄菜單，打,開,CPU-300,項,在,其,下拉,菜,單,中找,到,CPU,314C-2DP(6ES7,314-6CF01-0AB0,用鼠標將其拖至,0(UL,機架上的,2,號槽位,由于,CPU,314C-2DP,占用,2,個槽位，從第,4,個槽位開始，可以,組態(tài)配置其他的,I/O,模板,應用,STEP 7,對,PLC,進行硬件組態(tài),2020/3/5,12,用同樣的方法，在,4,號槽位上配置了,32,點的直流輸入模板,6ES7,31

9、2-1BL00-0AA0,，在,5,號槽位上配置了,32,點的,直流輸出模板,6ES7,322-1BLL00-0AA0,下面的圖表示了用上面的方法組態(tài)完成后的,STEP,7,硬件,組態(tài)界面，從圖上還能看到所選模板的訂貨號,I/O,模,板組態(tài)定義的絕對地址以及分配給,CPU,模板的,MPI,地址,以上完成了硬件中央機架的模板組態(tài),應用,STEP 7,對,PLC,進行硬件組態(tài),2020/3/5,13,STEP7,主窗口右邊頁面上的硬件組態(tài)圖標,2020/3/5,14,STEP 7,硬件組態(tài),界面,2020/3/5,15,S7 PLC,分布式,I/O,模板的組態(tài),2020/3/5,16,S7 PLC

10、,分布式,I/O,模板的組態(tài),在常用配置的自動化系統(tǒng)中，中央可編程控制器,的,I/O,模板與傳感器、執(zhí)行機構之間需要大量的,連接電纜，這不僅增加了安裝的工作量，也增,加了安裝費用和發(fā)生故障的機率。應用分布式,I/O,將,I/O,模板就近放置于傳感器和執(zhí)行機構,附近，在可編程控制器和,I/O,模板及現(xiàn)場器件之,間用現(xiàn)場總線,Profibus-DP,連接，就可克服中央,I/O,模板的上述缺點,2020/3/5,17,S7 PLC,分布式,I/O,模板的組態(tài),分布式,I/O,模板的硬件組態(tài)與中央機架模板的硬件,組態(tài)類似，從導航窗口右邊頁面的目錄菜單，選,擇分布式,I/O,模板單元，對它們進行硬件組態(tài)

11、和屬,性定義,下圖表示了,S7,PLC,的分布式,I/O,結構舉例和通過,Profibus-DP,網(wǎng)絡進行連接,下面用圖解說明，怎樣建立一個新的項目來組態(tài),分布式,I/O,系統(tǒng),2020/3/5,18,建立一個,新的項目,來組態(tài),分布式,I/O,系統(tǒng),2020/3/5,19,建立一個新的項目來組態(tài)分布式,I/O,系統(tǒng),2020/3/5,20,組態(tài)建立一個站,2020/3/5,21,組態(tài)建立一個站,2020/3/5,22,組態(tài),DP,主站和分布式,I/O,上面用圖解說明怎樣組態(tài)一個可以配置分布式,I/O,的,站，到目前為止，所描述的步驟和中央機架的組態(tài),步驟是類似的，得到的組態(tài)界面也類似。下面一

12、些,圖的畫面進一步說明，怎樣將分布式,I/O,單元，組態(tài),到上述已經(jīng)建立起來的站中，并設置或修改他們的,屬性參數(shù),2020/3/5,23,組態(tài),DP,主站和分布式,I/O,2020/3/5,24,組態(tài),DP,主站和分布式,I/O,2020/3/5,25,組態(tài)分布式,I/O ET200M,2020/3/5,26,組態(tài)分布式,I/O ET200M,2020/3/5,27,組態(tài)分布式,I/O ET200M,前面用圖解方法，說明怎樣在主站上組態(tài)一個,分布式,I/O,的從站，這種從站是模塊化結構的,從站是由,Profibus-DP,通信模板,IM,153-2,和若,干塊標準的,I/O,模板,例如，圖上的

13、,DI32,x,DC24V,組成,2020/3/5,28,在組態(tài)過程中改變節(jié)點和,I/O,的地址,2020/3/5,29,在組態(tài)過程中改變節(jié)點和,I/O,的地址,2020/3/5,30,在組態(tài)過程中改變節(jié)點和,I/O,的地址,如果用戶有需要改變已經(jīng)組態(tài)完成的,I/O,模板的地址，上,面的圖解說明了這一改變的過程和步,驟,2020/3/5,31,應用符號地址編程,在對,PLC,進行硬件組態(tài)時，事先定義其輸入和輸出的絕對地,址。因為，這些地址是直接指定，亦即絕對地址。也可以選,擇用任意符號名來替代絕對地址,為了應用符號地址進行編程，需要建立一個符號表，對在以,后的程序中將要用到的所有絕對地址，在符

14、號表中給他們每,一個分配一個符號名，同時定義它們的數(shù)據(jù)類型。例如，對,于輸入,I,1.2,其符號名為,PE_Failure,表示汽油發(fā)動機有故障。這,一符號名，適用于整個程序，因此，稱為全局變量。使用符,號地址進行編程，使得所編的,S7,程序，可讀性強,2020/3/5,32,PLC,及其輸入,輸出的絕對地址,2020/3/5,33,建立編程用的符號地址表,2020/3/5,34,建立編程用的符號地址表,2020/3/5,35,在,STEP 7,程序中建,立符號地,址表舉例,2020/3/5,36,在,STEP 7,程序中建立符號地址表舉例,在完成對,PLC,進行硬件組態(tài)之后，開始編寫用戶程,

15、序之前，需要做的一件工作是建立編程用的符號,地址表。前面用圖解的方式，說明建立符號地址,表的步驟，上圖是為項目,Getting,Started,所編,寫的符號地址表。一般而言，每一個,S7,程序只建,立一個符號地址表，這與在編程中使用哪一種編,程語言進行編程無關系。所有可以打印的字母,例如特殊字母、空格），在符號表中都允許使,用。在符號表中會自動加入的數(shù)據(jù)類型，取決于,由,CPU,所處理的信號類型。下表給出在,STEP,7,中,使用的各種數(shù)據(jù)類型,2020/3/5,37,在,S7,程序中使用的數(shù)據(jù)類型,2020/3/5,38,在組織方塊,OB1,中建立,程序,根據(jù)所選擇使用,的編程語言，右,面

16、分別介紹用梯,形圖,LAD,語句表,STL,和,功能塊圖,FBD,來編寫,OB1,程序,2020/3/5,39,在組織方塊,OB1,中建立程序,在,STEP,7,中,OB1,是由,CPU,執(zhí)行的主循環(huán)程,序,CPU,一行一行地讀并且執(zhí)行程序命令，當,CPU,返回到第一程序行時，它就精確地完成了,一個循環(huán)周期。此過程所需要的時間就是掃描,周期時間,在用,STEP,7,建立,S7,程序時，可以選擇,3,種標準,編程語言中的一種，即梯形圖邏輯語言,LAD,語句表,STL,或者功能塊圖,FBD,2020/3/5,40,在組織方塊,OB1,中建立程序,梯形圖邏輯,LAD,適合于熟悉繼電器邏輯的電氣工程師

17、，語,句表,STL,適合于熟悉計算機編程語言的工程師，功能塊圖,FBD,對習慣于使用邏輯圖設計的工程師更為合適,前面的圖是分別使用這,3,種編程語言的示例,為了打開,OB1,方塊，在工具條上單擊打開圖標，在出現(xiàn)的,對話框中選擇項目,Getting,Started,單擊,OK,確認。為了選擇用某一種編程語言來對,OB1,進,行編程，單擊打開對話框中的,Browse,按鈕，在出現(xiàn)的路,徑菜單,SIEMENS,STEP7,EXAMPLES,中，選擇打,開以下的項目樣板,2020/3/5,41,在組織方塊,OB1,中建立程序,Zen01_01_STEP7_STL_1-9,Zen01_03_STEP7_

18、FBD_1-9,或者,Zen01_05_STEP7_LAD_1-9,在圖,3.16,的中間部分，顯示了這,3,個樣板項目,對選中的樣板，例如,Zen01_05_STEP7_LAD_1-9,采用,導航的方法，一直到出現(xiàn)符號表,Symbols,用“拖拉”的,方法，將符號表復制到項目,Getting,Started,的,S7,程序文件,夾中，然后關閉項目,Zen01_05_STEP7_LAD_1-9,的窗口,用“拖拉”方法是指，用鼠標選中目標并按住鼠標左鍵,拖動目標到所選擇的位置，釋放鼠標左鍵，完成復制,2020/3/5,42,選擇打開以下的項目樣板,2020/3/5,43,復制符號地址表和打開,O

19、B1,程序組織方塊,2020/3/5,44,S7,程序的編程,窗口,以梯形圖邏,輯的編程為例,在,Getting Started,項目的右邊窗口,雙擊,OB1,從而,打開了用,LDA,或,STL / FBD,來編寫,OB1,程序的編程,窗口。圖,3.17,表,示這一窗口的各,個部分,2020/3/5,45,用梯形圖邏輯編寫一個串聯(lián)電路程序示例,2020/3/5,46,用梯形圖邏輯編寫一個串聯(lián)電路程序示例,2020/3/5,47,用梯形圖邏輯編寫一個串聯(lián)電路程序示例,2020/3/5,48,用梯形圖邏輯編寫一個并聯(lián)電路程序示例,2020/3/5,49,用梯形圖邏輯編寫一個并聯(lián)電路程序示例,202

20、0/3/5,50,用梯形圖邏輯編寫,SR,單元,存儲置位、復位）程序示例,前面用圖解的,方法示例說明,怎樣用梯形圖,邏輯語言來編,寫一個串聯(lián)電,路和并聯(lián)電路,的程序。右圖,進一步說明怎,樣編寫一個存,儲置位、復位,電路,2020/3/5,51,用梯形圖邏輯編寫,SR,單元,存儲置位、復位）程序示例,2020/3/5,52,梯形圖邏輯編程中的絕對地址和符號地址,前面分別表示用梯,形圖邏輯編程語言,LAD,編寫的串聯(lián)電,路、并聯(lián)電路和,SR,觸發(fā)器的程序,網(wǎng)絡段。下面將用,語句表語言,STL,和,功能塊圖語言,FBD,來編寫同樣的電路,程序,2020/3/5,53,用語句表語言完成“與”,AND,

21、指令語句,程序示例,2020/3/5,54,用語句表語言完成“與”,AND,指令語句,程序示例,2020/3/5,55,用語句表語言編寫“或”指令和“存儲置,位,復位”指令程序示例,2020/3/5,56,用語句表語言編寫“或”指令和“存儲置,位,復位”指令程序示例,2020/3/5,57,用語句表語言編寫“或”指令和“存儲置,位,復位”指令程序示例,在用語句表語言編程的過程中，如果出現(xiàn)紅色符號，這表明,在已經(jīng)建立的符號表中沒有該符號，或者存在語法錯誤,在編程過程中，也可以直接從符號表中插入符號名。單,擊,.,符號，然后單擊菜單命令,Insert,Symbol,通過下拉表的滾動條，找到相應的符

22、號,名，選擇這一符號名，即可自動地替代,.,地址,在前面的圖中，網(wǎng)絡段,1,的說明是,當兩個輸入點,Key_1,和,Key_2,都激活時（即，都是信號,狀態(tài),1,24V,，則,Green_Light,激活。亦即，為了使,綠燈”接通，必須兩個輸入同時為,1,狀態(tài),2020/3/5,58,用語句表語言編寫“或”指令和“存儲置,位,復位”指令程序示例,網(wǎng)絡段,2,的說明是,當兩個輸入點,Key_3,和,Key_4,中有一個激活時（即，有,一個是信號狀態(tài),1,24V,，則輸出,Red_Light,激活。亦,即，為了使“紅燈”接通，只須兩個輸入中有一個為,1,狀,態(tài),網(wǎng)絡段,3,的說明是,當輸入,Aut

23、omatic_On,激活時，由于,S,指令的作用，輸出,Automatic_Mode,被激活，且一直保持激活狀態(tài)，即使輸,入,Automatic_On,又變成非激活狀態(tài)，對輸出也沒有影響,2020/3/5,59,用語句表語言編寫“或”指令和“存儲置,位,復位”指令程序示例,當,輸,入,Manual_On,激,活,時,R,指,令,起,作,用,輸,出,Automatic_Mode,復位到非激活狀態(tài)，且一直保持非激活,狀態(tài)，即使輸入,Manual_On,又變成非激活狀態(tài)，對輸出也,沒有影響,輸出的狀態(tài)是由,S,Set,和,R,Reset,操作來決定的,如果兩個輸入同時被激活，則首先是置位功能，隨后是

24、復位,功能被處理，由于主程序,OB1,是順序執(zhí)行，因此一個,OB1,周期結束時的結果使輸出處于復位狀態(tài)，在這種情況下,稱復位優(yōu)先,2020/3/5,60,在用語句表編程中的絕對地址和符號地址,2020/3/5,61,PLC,的用功能塊圖編寫“與”,AND,邏輯功能程序示例工作原理,2020/3/5,62,用功能塊圖編寫“與”,AND,邏輯,功能程序示例,2020/3/5,63,用功能塊圖編寫“或,OR,邏輯功能,程序示例,2020/3/5,64,用功能塊圖編寫,SR,功能（存儲置位,位,程序示例,2020/3/5,65,功能塊圖編程中的絕對地址和符號地址,2020/3/5,66,用功能塊和數(shù)據(jù)

25、塊建立一個程序,在程序結構中功能塊,FB,在組織塊的下面，它包含,一部分程序，能夠被,OB1,調(diào)用很多次，所有功能塊的形,式參數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)保存在一個分開的數(shù)據(jù)塊,DB,中,這一數(shù)據(jù)塊專門分配給功能塊，稱為背景數(shù)據(jù)塊,2020/3/5,67,建立一個開放的功能塊,FB,2020/3/5,68,建立一個開放的功能塊,FB,2020/3/5,69,建立一個開放的功能塊,FB,上圖用圖解說明怎樣在,LAD/STL/FBD,窗口中，建立一,個功能塊程序,FB1,符號名為,Engine,參看前面的符號地址表），在這里選擇與編程,OB1,相,同的編程語言,LAD,單擊,Help Contents,之后，在,

26、Programming Blocks,和,Creating Block and Libraries,“編程方塊”和“建,立方塊和庫”）項下，能找到更多的信息,2020/3/5,70,在功能塊編程中建立變量登記表,在編寫功能塊之前，首先要建立變量登記表，下圖用圖解說,明變量登記表的建立和相關的屬性,2020/3/5,71,在功能塊編程中建立變量登記表,2020/3/5,72,編程用于發(fā)動機,engine,啟動,停止,的功能塊,FB1,2020/3/5,73,編程用于發(fā)動機,engine,啟動,停止,的功能塊,FB1,2020/3/5,74,編程用于發(fā)動機,engine,啟動,停止,的功能塊,FB

27、1,上圖用圖解介紹怎樣來編寫一個功能塊，例如要,用兩個不同的背景數(shù)據(jù)塊，通過一個功能塊，控,制和監(jiān)視“汽油引擎”和“柴油引擎”。所有的,引擎指標”信號，將作為參數(shù)塊從組織方塊傳,送到功能塊，為此必須將輸入和輸出參數(shù)列在,變量登記表”,Variable declaration table,內(nèi),登記“輸入和輸出”。在前面的章節(jié)中已經(jīng)介紹,了如何編寫一個串聯(lián)電路、并聯(lián)電路和一個存儲,功能的程序，這些在編程功能塊時都很有用,2020/3/5,75,在,FB1,功能,塊中插入,一段速度,監(jiān)視,網(wǎng)絡段,2020/3/5,76,在,FB1,功能塊中插入一段速度,監(jiān)視網(wǎng)絡段,下面對功能塊,FB1,作一些說明,

28、1.,發(fā)動機”,engine,何時將“啟動”或“停止”,當變量,Switch_On,具有,1,狀態(tài)，同時變量,Automatic_Mode,具有,0,狀態(tài)，“發(fā)動機”將啟動,如果“發(fā)動機”采用自動方式,Automatic_Mode,1,則這一功能是不允許的,當變量,Switch_Off,具有,1,狀態(tài)或者當變量,Fault,具有,0,狀態(tài)，“發(fā)動機”將停止（故障,Fault,是,0,激,活信號，在正常時,Fault,的狀態(tài)為,1,在發(fā)生故障時,Fault,的狀態(tài)為,0,2020/3/5,77,在,FB1,功能塊中插入一段速度,監(jiān)視網(wǎng)絡段,2,怎樣用比較器來監(jiān)視“發(fā)動機”的速度,比較器將變量,A

29、ctual_Speed,實際速度）和變量,Setpoint_Speed,設定點速度）進行比較，而且將結果分,配給變量,Setpoint_Speed_Reached,達到設定點速度,在大于、等于時,Setpoint_Speed_Reached,的狀態(tài)變?yōu)?1,2020/3/5,78,在,FB1,功能塊中插入一段速度,監(jiān)視網(wǎng)絡段,單擊,Help Contents,之后，在,Programming Blocks,和,Creating Logic Block,“編程方塊”和“建立邏輯方塊”,和,Editing the Variable Declaration,和,Editing LAD,Instruction,“編輯變量登記表”和“編輯梯形圖指令”,項下，能找到更多的信息,上面已經(jīng)編寫了功能塊,FB1(engine,并在變量登記表中特,別定義了與,engine,相關的參數(shù)。為了以后在,OB1,組織方塊中,能夠調(diào)用功能塊，必須生成相應的數(shù)據(jù)塊，稱為背景數(shù)據(jù),塊，分配給功能塊,2020/3/5