西門子系統(tǒng)培訓(xùn)(s7-300、wincc、modbus)

1、LOGO西門子自動控制系統(tǒng)簡介西門子自動控制系統(tǒng)簡介-S7-300 / WINCCXx項(xiàng)目Page 2Xx項(xiàng)目系統(tǒng)自動控制簡介S7-300(PLC)組態(tài)和使用WINCC(HMI)組態(tài)和使用通信的應(yīng)用v 本脫硝項(xiàng)目使用西門子自動控制系統(tǒng)，下層硬件使用西門子中小型本脫硝項(xiàng)目使用西門子自動控制系統(tǒng)，下層硬件使用西門子中小型PLC S7-PLC S7-300300，上層人機(jī)界面使用西門子公司產(chǎn)品，上層人機(jī)界面使用西門子公司產(chǎn)品WINCC 7.0WINCC 7.0。v 工程實(shí)設(shè)操作員（兼工程師）站一臺、控制站一臺，網(wǎng)線連接，工程實(shí)設(shè)操作員（兼工程師）站一臺、控制站一臺，網(wǎng)線連接，TCPIPTCPIP協(xié)議

2、。協(xié)議。v 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：Page 3WINCC 7.0S7-300系統(tǒng)簡介硬件：硬件： S7-300PLC為中小型模塊化為中小型模塊化PLC。分為：分為：CPU（中央處理單元）（中央處理單元） PS（電源模塊）（電源模塊） SM（信號模塊）（信號模塊） FM（功能模塊）（功能模塊）-本項(xiàng)目未用本項(xiàng)目未用 CP（通信處理模塊）（通信處理模塊） IM（接口模塊）（接口模塊）Page 4S7-300(PLC)組態(tài)和使用S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 5S7-300S7-300沒有背板，模塊安裝在沒有背板，模塊安裝在DINDIN導(dǎo)軌上，通過導(dǎo)軌上，通過U U型的總線連接器型的總線連接器連接。

3、連接。硬件安裝硬件安裝S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 6S7-300S7-300使用使用STEP-7STEP-7軟件組態(tài)。安裝完軟件后，點(diǎn)擊圖標(biāo)軟件組態(tài)。安裝完軟件后，點(diǎn)擊圖標(biāo) 進(jìn)進(jìn)入工程管理器。入工程管理器。組態(tài)軟件組態(tài)軟件S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 7所有針對所有針對PLCPLC的組態(tài)工作都是在的組態(tài)工作都是在STEP7STEP7組態(tài)管理器中進(jìn)行的，包括硬組態(tài)管理器中進(jìn)行的，包括硬件組態(tài)、程序設(shè)計(jì)、通信組態(tài)等。件組態(tài)、程序設(shè)計(jì)、通信組態(tài)等。硬件組態(tài)：硬件組態(tài)與實(shí)際硬件安裝基本相同，同時(shí)要定義設(shè)備的硬件組態(tài)：硬件組態(tài)與實(shí)際硬件安裝基本相同，同時(shí)要定義設(shè)備的網(wǎng)址、網(wǎng)址、

4、MPIMPI地址的基本參數(shù)。地址的基本參數(shù)。S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 8西門子信號模塊為西門子信號模塊為SM3XXSM3XX，AIAI模塊為模塊為SM331SM331，AO:SM332;DI:SM321AO:SM332;DI:SM321，DO:SM322;DO:SM322;硬件組態(tài)時(shí)對硬件組態(tài)時(shí)對AIAI模塊、模塊、AOAO模塊的組態(tài)應(yīng)注意指明信號類模塊的組態(tài)應(yīng)注意指明信號類型，同時(shí)，型，同時(shí)，AIAI模塊上有量程卡，需要與組態(tài)中一致。模塊上有量程卡，需要與組態(tài)中一致。S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 9硬件組態(tài)完畢后，要進(jìn)行編譯，下裝。（也可以組態(tài)完成后和程序硬件組態(tài)

5、完畢后，要進(jìn)行編譯，下裝。（也可以組態(tài)完成后和程序一起下裝，但一定要先編譯）；至此，硬件組態(tài)結(jié)束。一起下裝，但一定要先編譯）；至此，硬件組態(tài)結(jié)束。S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 10程序的組態(tài)：程序的組態(tài)：STEP7STEP7中邏輯的組態(tài)是以中邏輯的組態(tài)是以“塊塊”的形式進(jìn)行的。的形式進(jìn)行的。塊的分類：塊的分類：OB OB 組織塊，組織塊，PLCPLC每次自動循環(huán)調(diào)用的或中斷時(shí)調(diào)用的。每次自動循環(huán)調(diào)用的或中斷時(shí)調(diào)用的。 類似于主程序。比如類似于主程序。比如OB1OB1，主循環(huán)，主循環(huán)，PLCPLC每循環(huán)一此就調(diào)用它一次。每循環(huán)一此就調(diào)用它一次。OB35OB35：每：每xxmsxxms

6、調(diào)用一次。調(diào)用一次。OB100OB100：PLCPLC上電時(shí)調(diào)用一次；上電時(shí)調(diào)用一次；OB121OB121程序程序錯(cuò)誤中斷調(diào)用。錯(cuò)誤中斷調(diào)用。 FB FB 功能塊，類似于子程序，需要傳遞參數(shù)，有獨(dú)立的功能塊，類似于子程序，需要傳遞參數(shù)，有獨(dú)立的 背景數(shù)據(jù)塊。靜態(tài)數(shù)據(jù)放入背景數(shù)據(jù)塊，調(diào)用結(jié)束不丟失，下次調(diào)背景數(shù)據(jù)塊。靜態(tài)數(shù)據(jù)放入背景數(shù)據(jù)塊，調(diào)用結(jié)束不丟失，下次調(diào)用時(shí)數(shù)據(jù)可直接取用。比如說做流量的累積。用時(shí)數(shù)據(jù)可直接取用。比如說做流量的累積。 FC FC 功能，類似于子程序，需要傳遞參數(shù)，每次調(diào)用結(jié)功能，類似于子程序，需要傳遞參數(shù)，每次調(diào)用結(jié)束后數(shù)據(jù)清零。束后數(shù)據(jù)清零。 DB DB 數(shù)據(jù)塊，分為常

7、規(guī)數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊。通用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)塊，分為常規(guī)數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊。通用數(shù)據(jù)塊每個(gè)程序都可以存取數(shù)據(jù)。背景數(shù)據(jù)塊和塊每個(gè)程序都可以存取數(shù)據(jù)。背景數(shù)據(jù)塊和FBFB聯(lián)合使用，僅存放聯(lián)合使用，僅存放FBFB的背景數(shù)據(jù)。的背景數(shù)據(jù)。 S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 11Page 12S7-300(PLC)組態(tài)和使用西門子程序中預(yù)定義了一些功能和功能塊，用來執(zhí)行一定的功能。西門子程序中預(yù)定義了一些功能和功能塊，用來執(zhí)行一定的功能。這些預(yù)定義的功能塊處在于程序庫中?？芍苯诱{(diào)用，比如說對于模這些預(yù)定義的功能塊處在于程序庫中?？芍苯诱{(diào)用，比如說對于模擬量的輸入輸出，可以直接調(diào)用擬量的輸入輸出，可以直接

8、調(diào)用FC105FC105和和FC106FC106進(jìn)行工程量的轉(zhuǎn)換。進(jìn)行工程量的轉(zhuǎn)換。S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 13當(dāng)硬件組態(tài)完畢后，建議不要急于程序的編寫，先把硬件地址符當(dāng)硬件組態(tài)完畢后，建議不要急于程序的編寫，先把硬件地址符號化，比如，號化，比如，I0.0I0.0是是SM321SM321第一個(gè)通道地址，表示現(xiàn)場某設(shè)備的運(yùn)第一個(gè)通道地址，表示現(xiàn)場某設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在程序中可以直接調(diào)用行狀態(tài)，在程序中可以直接調(diào)用I0.0I0.0編程，但這樣做容易混亂，編程，但這樣做容易混亂，也使程序的可讀性變差。編程前打開符號表，為每一個(gè)有用的地也使程序的可讀性變差。編程前打開符號表，為每一個(gè)有

9、用的地址寫入符號。址寫入符號。S7-300(PLC)組態(tài)和使用除在符號表中編輯標(biāo)簽符號外，也可以在硬件組態(tài)時(shí)，寫入對應(yīng)硬件通道的符號。Page 14S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 15 當(dāng)然，除硬件地址外，中間變量和數(shù)據(jù)塊中變量也同樣應(yīng)指定符號地址和注釋（數(shù)據(jù)塊僅將數(shù)據(jù)塊名符號化即可）。 這樣，編程不容易出錯(cuò)，可讀性也好。S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 16 編程完畢后要把程序下裝PLC，如果是新工程，建議所有程序塊編寫完成后一起下裝PLC（包括硬件組態(tài)）； 下裝前，先定義下裝接口：打開STEP7工程管理器選項(xiàng)設(shè)置PG/PC接口；S7-300(PLC)組態(tài)和使用 接口定義好

10、以后，選中站點(diǎn)SIMATIC 300（1），點(diǎn)擊下裝按鈕，可以將硬件組態(tài)，程序，系統(tǒng)數(shù)據(jù)全部下裝至PLC。注意：下載硬件組態(tài)會停PLC；邏輯修改，添加，下裝不會引起PLC停機(jī)。Page 17S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 18PLC的調(diào)試：如果現(xiàn)場有硬件，可以使用硬件PLC進(jìn)行實(shí)際調(diào)試，但往往編程時(shí)，手邊并無PLC硬件，可使用STEP7中的仿真軟件進(jìn)行PLCSIM，此軟件集成在STEP7工程管理器中，但要單獨(dú)安裝。S7-300(PLC)組態(tài)和使用Page 19用變量表的形式調(diào)試和強(qiáng)制變量；S7-300(PLC)組態(tài)和使用 STEP7提供的免費(fèi)編程語言有LAD,STL,FBD。其他語言

11、需要單獨(dú)安裝并授權(quán)。這些語言不再詳細(xì)說明，可以看相關(guān)手冊。 PLC組態(tài)大體如此。Page 20WINCC(HMI)組態(tài)和使用WinCC 西門子視窗控制中心SIMATIC WinCC (Windows Control Center )是在計(jì)算機(jī)上對PLC控制的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控的軟件，是PC上的監(jiān)控軟件。 運(yùn)利該軟件，可以動畫監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況，監(jiān)視相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)，以及更改、設(shè)置系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。 WINCC作為通用的上位機(jī)監(jiān)控軟件，并不僅限于連接西門子PLC，通過安裝相應(yīng)驅(qū)動，WINCC可連接各種工業(yè)控制器。 WINCC項(xiàng)目可以在STEP7中插入OS站的形式存在，但WINCC的使用不依賴于

12、STEP7。 WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 22WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 23 安裝驅(qū)動并定義變量 首先定義驅(qū)動，以本工程為例，使用TCP/IP。WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 24定義變量 以本工程為例，由于工程是集成在STEP7中的，變量不用單獨(dú)定義，而是要從STEP7中傳遞過來。1、在STEP7中的符號表中設(shè)置監(jiān)視變量（打小旗）。點(diǎn)擊操作員監(jiān)控后，生成綠色小旗標(biāo)志，表示在傳遞變量時(shí)，該值被傳遞至wincc。WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 252、在需要的數(shù)據(jù)塊中設(shè)置監(jiān)視變量（打小旗）。在屬性中寫入s7_m_c,數(shù)值中寫入true。表明該變量被傳遞。

13、WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 262、傳遞變量 在OS（ENG)點(diǎn)擊右鍵-編譯-下一步完成。WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 27Page 28WINCC(HMI)組態(tài)和使用編譯后可在變量列表中看見傳遞過來的變量。Page 29WINCC(HMI)組態(tài)和使用圖形編輯圖形的編輯是在圖形編輯器中進(jìn)行。WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 30基本的圖形組態(tài)：1、輸入輸出域（用于標(biāo)簽值得顯示和輸入）WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 31基本的圖形組態(tài)：2、圖形動態(tài)特性和交互特性對象屬性包括 屬性和事件 屬性包括對象的幾何、顏色、樣式、閃爍等。事件包括鼠標(biāo)鍵盤的動作。屬性動作包

14、括：動態(tài)對話框、C、VBS、變量； 事件的動作有三類：直接連接、C、VBS；WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 32屬性：動態(tài)對話框?qū)傩裕篊動作WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 33事件：直接連接WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 34報(bào)警記錄 報(bào)警：在報(bào)警記錄中添加；加入模擬量報(bào)警和數(shù)字量報(bào)警；添加報(bào)警標(biāo)簽、報(bào)警值，還要添加報(bào)警說明的消息文本等。 畫面報(bào)警條使用報(bào)警控件。WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 35變量記錄趨勢 變量歸檔：歷史庫，用以記錄變量歷史數(shù)值。添加時(shí)使用歸檔向?qū)砑?，模擬量和數(shù)字量不要在一個(gè)向?qū)?nèi)添加，可生成兩個(gè)過程歸檔文件，一個(gè)模擬量的，一個(gè)數(shù)字量的。

15、WINCC(HMI)組態(tài)和使用Page 36 WINCC功能比較強(qiáng)大，支持C語言和VBS腳本語言，通過這些語言可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的畫面應(yīng)用；但WINCC又提供了易用的一面，即使不會這些語言，一樣可以完成足夠使用的各種畫面組態(tài)。 以上是WINCC的簡介，推薦兩本學(xué)習(xí)用書： 深入淺出WINCC V6 西門子WinCC V7基礎(chǔ)與應(yīng)用 可以到西門子網(wǎng)站上下載相關(guān)文檔，手冊；都是免費(fèi)的。里面有一些視頻教學(xué)資料，也可以參考。MODBUS通信通信Page 37 西門子 SIMATIC S7系列串行通訊模板主要包括 CP340、CP341、CP440-1、CP441-1/2、以及 ET200S的 1SI 396

16、4/ASCII、1SI MODBUS/USS等模塊，它們支持的通訊協(xié)議主要有 ASCII、RK512、3964(R)、MODBUS Master、MODBUS Slave以及其他可加載的協(xié)議等，SIMATIC S7系列串行通信模板及各自所支持的通信協(xié)議的對應(yīng)關(guān)系如下表： 本工程使用CP341-1，作為MODBUS-Slave。MODBUS通信通信Page 38 CP341進(jìn)行 MODBUS協(xié)議通信時(shí)需要有 Dongle的支持。在使用之前先將 Dongle安裝在 CP341模塊的背面的 Dongle插槽中：MODBUS通信通信CP341使用15針D型連接頭。本工程CP341模塊安裝在主機(jī)架第4位

17、。MODBUS通信通信Page 40硬件組態(tài)：在硬件組態(tài)之前，先要安裝MODBUS_SLAVE驅(qū)動。安裝的軟件有兩個(gè)：1、 2、安裝順序：先裝Setup_PtP_V5111,然后再裝Modbus-Slave319在硬件組態(tài)之前，先要安裝MODBUS_SLAVE驅(qū)動。安裝的軟件有兩個(gè)：1、 2、安裝順序：先裝Setup_PtP_V5111,然后再裝Modbus-Slave319雙擊CP341MODBUS通信通信Page 411、屬性選項(xiàng)卡所有值都為默認(rèn)值，不做改變； 雙擊CP341模板，點(diǎn)擊 Parameter.，配置 CP341參數(shù)。MODBUS通信通信1、在下拉菜單中選擇MODBUS Sla

18、ve，前面安裝的兩個(gè)軟件就是安裝的這個(gè)協(xié)議。2、雙擊信封標(biāo)志ProtocelMODBUS通信通信2、雙擊 Protocol下的信封圖標(biāo)后，配置 MODBUS Slave參數(shù)，點(diǎn)擊MODBUS-Slave方案頁。 1、地址：202、停止位：13、校驗(yàn)位：無4、波特率：9.6kb/sMODBUS通信通信2、FC01，05，15頁，對應(yīng)MODBUS的0區(qū)：0 xxxx 1、00001-00201對應(yīng)PLC中的M0.0-M25.7。2、0區(qū)數(shù)據(jù)可讀可寫。MODBUS通信通信2、FC02頁，對應(yīng)MODBUS的1區(qū)：1xxxx；本工程沒有使用這一區(qū)。 MODBUS通信通信2、FC03、06、16頁，對應(yīng)MODBUS的4區(qū)：4xxxx；1、4區(qū)對應(yīng)PLC中的DB51數(shù)據(jù)塊。2、4區(qū)數(shù)據(jù)可讀可寫，本工程僅用于接收DCS發(fā)送數(shù)據(jù)。MODBUS通信通信4、FC04，對應(yīng)MODBUS的3區(qū)：3xxxx；1、3區(qū)對應(yīng)PLC中的DB50數(shù)據(jù)塊。2、3區(qū)數(shù)據(jù)只讀，本工程用于向DCS發(fā)送數(shù)據(jù)。MODBUS通信通信5、Limits用于定義限制值。與D