西門子200及300PLC培訓(xùn)

西門子200/300PLC基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)合視頻學(xué)習(xí)

講課人：張錦峰PLC的基礎(chǔ)知識(shí)問題二、我廠西門子200及300PLC用在哪些地方？問題三、你知道的PLC組成模塊有哪些？問題四、你知道的PLC編程語(yǔ)言有哪些？問題一、什么是PLC？問題五、PLC日常消缺原則！問題一、S7-300概述可編程序控制器(PLC)，其模塊化結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置以及性價(jià)比高、電磁兼容性強(qiáng)、抗震動(dòng)沖擊性能好，使其在廣泛的工業(yè)控制領(lǐng)域中。特性?

針對(duì)低性能要求的模塊化中小控制系統(tǒng)?

可配不同檔次的CPU?

可選擇不同類型的擴(kuò)展模塊?

可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊1、導(dǎo)軌（Rail）S7-300的模塊機(jī)架（起物理支撐作用，無(wú)背板總線）2、電源模塊（PS）將市電電壓（AC120/230V）轉(zhuǎn)換為DC24V，為CPU和24V直流負(fù)載電路（信號(hào)模塊、傳感器、執(zhí)行器等）提供直流電源。輸出電流有2A、5A、10A三種●正常：綠色LED燈亮●過(guò)載：綠色LED燈閃●短路：綠色LED燈暗（電壓跌落，短路消失后自動(dòng)恢復(fù)）●電壓波動(dòng)范圍：5%三、S7－300系統(tǒng)的組成部件及模塊PS307電源模塊

PS307是西門子公司為S7-300專配的24VDC電源。PS307系列模塊除輸出額定電流不同外(有2A、5A、10A三種)，其工作原理和各種參數(shù)都相同。

PS307可安裝在S7-300的專用導(dǎo)軌上，除了給S7-300CPU供電外，也可給I/O模塊提供負(fù)載電源。3、CPU模塊各種CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有數(shù)字量和模擬量輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU集成有PROFIBUS－DP等通信接口。CPU前面板上有狀態(tài)故障指示燈、模式開關(guān)、24V電源端子、電池盒與存儲(chǔ)器模塊盒（有的CPU沒有）。4、信號(hào)模塊(SM)

信號(hào)模塊是數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊的總稱，它們使不同的過(guò)程信號(hào)電壓或電流與PLC內(nèi)部的信號(hào)相匹配。?數(shù)字量輸入模塊：SM321系列，24VDC，120/230VAC?

數(shù)字量輸出模塊：SM322系列，繼電器型，晶體管型，可控硅型?

模擬量輸入模塊：SM331系列，電壓，電流，電阻，熱電偶?

模擬量輸出模塊：SM332系列，電壓，電流功能使不同級(jí)的過(guò)程信號(hào)電平和S7-300的內(nèi)部信號(hào)電平相匹配

5、功能模塊(FM)功能模塊主要用于對(duì)時(shí)間要求苛刻、存儲(chǔ)器容量要求較大的過(guò)程信號(hào)處理任務(wù)。計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)器模塊定位：快速/慢速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定位模塊、伺服電動(dòng)機(jī)定位模塊等閉環(huán)控制：閉環(huán)控制模塊工業(yè)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)：接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等。6、接口模塊(IM)接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架（CR）和擴(kuò)展機(jī)架（ER）。S7－300通過(guò)分布式的主機(jī)架和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，最多可以配置32個(gè)信號(hào)模塊、功能模塊和通信處理器。連接：IMS360發(fā)送、IMR361接收；對(duì)于雙層組態(tài)，常用硬連線的IM365接口模塊距離：采用IM365、兩層機(jī)架，電纜最大長(zhǎng)度可達(dá)1米；采用IM360/361、多層機(jī)架，機(jī)架之間電纜最大長(zhǎng)度10米

7、通訊處理器(CP)

擴(kuò)展中央處理單元的通訊任務(wù)，提供以下的連網(wǎng)能力：點(diǎn)到點(diǎn)連接PROFIBUS

工業(yè)以太網(wǎng)8、附件總線連接器和前連接器

S7-300的CPU模塊詳細(xì)認(rèn)識(shí)S7－300有20種不同型號(hào)的CPU，分別適用于不同等級(jí)的控制要求。有的CPU集成了數(shù)字量I/O，有的同時(shí)集成了數(shù)字量I/O和模擬量I/O。CPU模塊面板上有狀態(tài)和故障指示燈LED、模式選擇開關(guān)和通信接口。大多數(shù)CPU還有后備電池盒，存儲(chǔ)器插槽可以插入多達(dá)數(shù)兆字節(jié)的FlashEPROM微存儲(chǔ)器卡（簡(jiǎn)稱MMC卡），用于掉電后程序和數(shù)據(jù)的保存。一、狀態(tài)和故障顯示LEDSF（紅色）：系統(tǒng)錯(cuò)誤、編程錯(cuò)誤或從有診斷功能模板來(lái)的故障。BF（紅色）：總線故障DC5V（綠色）：CPU和S7－300總線的5V電源電壓正常時(shí)亮。（提供給背板總線）FRCE（黃色）：至少有一個(gè)I/O接口被強(qiáng)制時(shí)亮。RUN（綠色）：CPU啟動(dòng)時(shí)閃亮（2Hz），運(yùn)行時(shí)常亮STOP（黃色）：CPU在STOP、HOLD狀態(tài)或重新啟動(dòng)時(shí)常亮；當(dāng)要求存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃爍，正在執(zhí)行存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以2Hz的頻率閃爍。二、CPU的功能執(zhí)行用戶程序；為S7背板總線提供5V電源；在MPI網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)MPI（多點(diǎn)接口）與其他MPI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。三、CPU的運(yùn)行模式CPU有四種工作模式：STOP（停機(jī)）、STARTIP（啟動(dòng)）、RUN（運(yùn)行）、HOLD（保持）。在所有的模式中，都可以通過(guò)MPI接口與其他設(shè)備通信。STOP模式：CPU模塊通電后自動(dòng)進(jìn)入STOP模式，在該模式不執(zhí)行用戶程序，程序被終止。RUN模式：執(zhí)行用戶程序，刷新輸入和輸出，處理中斷和故障信息服務(wù)。HOLD模式：在起動(dòng)和RUN模式執(zhí)行程序時(shí)遇到調(diào)試用斷點(diǎn)、用戶程序的執(zhí)行被掛起（暫停），定時(shí)器被凍結(jié)。STARTUP模式：?jiǎn)?dòng)模式，可以用鑰匙開關(guān)或編程軟件啟動(dòng)CPU。如果鑰匙開關(guān)在RUN或RNU－P位置，通電時(shí)自動(dòng)進(jìn)入啟動(dòng)模式。四、CPU的模式選擇開關(guān)有的CPU的模式選擇開關(guān)是一種鑰匙開關(guān)，操作時(shí)需要插入鑰匙，用來(lái)設(shè)置CPU當(dāng)前的運(yùn)行方式。鑰匙拔出后，就不能改變操作方式。這樣可以防止未經(jīng)授權(quán)的人員非法刪除或改寫用戶程序。RUN-P：運(yùn)行-編程狀態(tài)（可讀寫存儲(chǔ)器），在此位置不可以拔出鑰匙開關(guān)。RUN：運(yùn)行狀態(tài)（只可讀存儲(chǔ)器），不可以修改用戶程序，在此位置可以取出鑰匙開關(guān)。STOP：停止運(yùn)行狀態(tài)（可修改程序），在此位置可以取出鑰匙開關(guān)。MRES：清存儲(chǔ)器，此位置鑰匙開關(guān)不能保持，松手時(shí)開關(guān)將自動(dòng)返回STOP位置。五、微存儲(chǔ)器卡FlashEPROM微存儲(chǔ)卡（MMC）用于在斷電時(shí)保存用戶程序和某些數(shù)據(jù)，它可以擴(kuò)展CPU的存儲(chǔ)器容量，也可以將有些CPU的操作系統(tǒng)保存在MMC中，這對(duì)于操作系統(tǒng)的升級(jí)是非常方便的。MMC用作裝載存儲(chǔ)器或便攜式保存媒體。MMC的讀寫直接在CPU內(nèi)進(jìn)行，不需要專用的編程器。由于CPU31xC沒有安裝集成的裝載存儲(chǔ)器，在使用CPU時(shí)必須插入MMC，CPU與MMC是分開訂貨的。如果在寫訪問過(guò)程中拆下SIMATIC微存儲(chǔ)卡，卡中的數(shù)據(jù)會(huì)被破壞。在這種情況下，必須將MMC插入CPU中并刪除它，或在CPU中格式化存儲(chǔ)卡。只有在斷電狀態(tài)或CPU處于STOP狀態(tài)時(shí)，才能取下存儲(chǔ)卡。六、通信接口所有的CPU模塊都有一個(gè)多點(diǎn)接口MPI，有的CPU模塊一個(gè)一MPI和一個(gè)PROFIBUS－DP接口，有的CPU模塊有一個(gè)MPI/DP接口和一個(gè)DP接口。MPI用于PLC與其他西門子PLC、PG/PC（編程器或個(gè)人計(jì)算機(jī)）、OP（操作員接口）通過(guò)MPI網(wǎng)絡(luò)的通信。PROFIBUS－DP用于與其他西門子帶DP接口的PLC、PG/PC、OP和其他DP主站和從站通信。傳輸速率最高12Mbit/s。

1.數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程送來(lái)的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號(hào)電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號(hào)進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng)過(guò)光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)背板總線進(jìn)入到輸入映像區(qū)。例如數(shù)字量輸入模塊SM321有四種型號(hào)模塊可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入、直流32點(diǎn)輸入、交流16點(diǎn)輸入、交流8點(diǎn)輸入模塊。下圖所示為直流32點(diǎn)輸入和交流16點(diǎn)輸入對(duì)應(yīng)的端子連接及電氣原理圖。數(shù)字量模塊公共端輸入端口指示燈光電耦合、隔離外部開關(guān)通過(guò)發(fā)光二極管在背板總線端產(chǎn)生1或0信號(hào)2.數(shù)字量輸出模塊例如數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過(guò)程所要求的外部信號(hào)電平，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。晶體管輸出模塊只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。從響應(yīng)速度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效果及應(yīng)用靈活性角度來(lái)看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。晶體管輸出型指示燈問題四、程序PLC中的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序，操作系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)與特定的控制任務(wù)無(wú)關(guān)的功能，處理PLC的起動(dòng)、刷新輸入/輸出過(guò)程映像表、調(diào)用用戶程序、處理中斷和錯(cuò)誤、管理存儲(chǔ)區(qū)和處理通信等。用戶程序由用戶在STEP7中生成，然后將它下載到CPU。用戶程序包含處理用戶特定的自動(dòng)化任務(wù)所需要的所有功能，例如指定CPU暖起動(dòng)或熱起動(dòng)的條件、處理過(guò)程數(shù)據(jù)、指定對(duì)中斷的響應(yīng)和處理程序正常運(yùn)行中的干擾等。STEP7將用戶編寫的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中，使單個(gè)的程序部件標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)在塊內(nèi)或塊之間類似子程序的調(diào)用，使用戶程序結(jié)構(gòu)化，可以簡(jiǎn)化程序組織，使程序易于修改、查錯(cuò)或調(diào)試。各種塊如OB、FB、FC、SFB、SFC等都包含部分程序，統(tǒng)稱為邏輯塊。程序塊類型塊簡(jiǎn)要描述

組織塊（OB）操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，決定用戶程序的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能塊（SFB）集成在CPU模塊中，通過(guò)SFB調(diào)用一些重要的系統(tǒng)功能，有存儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)功能（SFC）集成在CPU模塊中，通過(guò)SFC調(diào)用一些重要的系統(tǒng)功能，無(wú)存儲(chǔ)區(qū)功能塊（FB）用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序，有存儲(chǔ)區(qū)功能塊（FC）用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序，無(wú)存儲(chǔ)區(qū)背景數(shù)據(jù)塊（DI）調(diào)用FB和SFB時(shí)用于傳遞參數(shù)的數(shù)據(jù)塊，在編譯過(guò)程中自動(dòng)生成數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)塊（DB）存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，供所有的塊共享組織塊（OB）組織塊是操作系統(tǒng)與用戶的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，用于控制掃描循環(huán)和中斷程序的執(zhí)行、PLC的起動(dòng)和錯(cuò)誤處理，有的CPU只能使用部分組織塊。1、OB1：OB1的功能在前面已作了介紹，它是用于循環(huán)處理，是用戶程序中的主程序。操作系統(tǒng)在每一次循環(huán)中調(diào)用一次組織塊OB1。一個(gè)循環(huán)周期分為輸入、程序執(zhí)行、輸出和其他任務(wù)，例如下載、刪除塊、接收和發(fā)送全局?jǐn)?shù)據(jù)等。2、事件中斷處理：如果出現(xiàn)一個(gè)中斷事件，例如時(shí)間日期中斷、硬件中斷和錯(cuò)誤處理中斷等，當(dāng)前正在執(zhí)行的塊在當(dāng)前語(yǔ)句執(zhí)行完后被停止執(zhí)行，操作系統(tǒng)將會(huì)調(diào)用一個(gè)分配給該事件的組織塊。該組織塊執(zhí)行完后，被中斷的塊將從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。這意味著部分用戶程序可以不必在每次循環(huán)中處理，而是在需要時(shí)才被及時(shí)地處理。3、中斷的優(yōu)先級(jí)：OB按觸發(fā)事件分成幾個(gè)級(jí)別，這些級(jí)別有不同的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)的OB可以中斷低優(yōu)先級(jí)的OB。當(dāng)OB啟動(dòng)時(shí)，提供觸發(fā)它的初始化啟動(dòng)事件的詳細(xì)信息，這些信息可以在用戶程序中使用。臨時(shí)局域數(shù)據(jù)生成邏輯塊（OB、FC、FB）時(shí)可以聲明臨時(shí)局域數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是臨時(shí)的，退出邏輯塊時(shí)不保留臨時(shí)局域數(shù)據(jù)。它們又是一些局域（Local，或稱局部）數(shù)據(jù)，只能在生成它們的邏輯塊內(nèi)使用。CPU按優(yōu)先級(jí)劃分局域數(shù)據(jù)區(qū)，同一優(yōu)先級(jí)的塊共用一片局域數(shù)據(jù)區(qū)。可以用STEP7改變S7－400每個(gè)優(yōu)先級(jí)的局域數(shù)據(jù)的數(shù)量。除了臨時(shí)局域數(shù)據(jù)外，所有的邏輯塊都可以使用共享數(shù)據(jù)塊中的共享數(shù)據(jù)。功能（FC）功能是用戶編寫的沒有固定的存儲(chǔ)區(qū)的塊，其臨時(shí)變量存儲(chǔ)在局域數(shù)據(jù)堆棧中，功能執(zhí)行結(jié)束后，這些數(shù)據(jù)就丟失了?？梢杂霉蚕頂?shù)據(jù)區(qū)來(lái)存儲(chǔ)那些在功能執(zhí)行結(jié)束后需要保存的數(shù)據(jù)，不能為功能的局域數(shù)據(jù)分配初始值。調(diào)用功能和功能塊時(shí)用實(shí)參（實(shí)際參數(shù)）代替形參（形式參數(shù)），例如將實(shí)參II3.6賦值給形參“Start”。形參是實(shí)參在邏輯塊中的名稱，功能不需要背景數(shù)據(jù)塊。功能和功能塊用輸入（IN）、輸出（OUT）和輸入/輸出（IN＿OUT）參數(shù)做指針，指向調(diào)用它的邏輯塊提供的實(shí)參。功能塊（FB）功能塊是用戶編寫的有自己存儲(chǔ)區(qū)（背景數(shù)據(jù)塊）的塊，每次調(diào)用功能塊時(shí)需要提供各種類型的數(shù)據(jù)給功能塊，功能塊也要返回變量給調(diào)用它的塊。這些數(shù)據(jù)以靜態(tài)變量（STAT）的形式存放在指定的背景數(shù)據(jù)塊（DB）中，臨時(shí)變量存儲(chǔ)在局域數(shù)據(jù)堆棧中。功能塊執(zhí)行完后，背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，但是不會(huì)保存局域數(shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)。在編寫調(diào)用FB或系統(tǒng)功能塊（SFB）的程序時(shí)，必須指定DB的編號(hào)，調(diào)用時(shí)DB被自動(dòng)打開。在編譯FB或SFB時(shí)自動(dòng)生成背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。可以在用戶程序中或通過(guò)HMI訪問這些背景數(shù)據(jù)。一個(gè)功能塊可以有多個(gè)背景數(shù)據(jù)塊，使功能塊用于不同的被控對(duì)象?？梢栽贔B的變量聲明表中給形參賦初值，它們被自動(dòng)寫入相應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊中。在調(diào)用塊時(shí)，CPU將實(shí)參分配給形參的值存儲(chǔ)在DB中。如果調(diào)用塊時(shí)沒有提供實(shí)參，將使用上一次存儲(chǔ)在背景數(shù)據(jù)塊中的參數(shù)。數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊（DB）是用于存入執(zhí)行用戶程序時(shí)所需的變量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)。與邏輯塊不同，大數(shù)據(jù)塊中沒