西門子S7-1500 PLC技術(shù)及應(yīng)用 課件 第5章 S7-1500 PLC 的通信及其應(yīng)用

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S7-1500PLC

的通信及應(yīng)用點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

S7-1500PLC通信基礎(chǔ)5.1I-Device智能設(shè)備5.2S7-1500PLC與驅(qū)動器的PROFINET通信

5.3S7-1500PLCMHI5.4《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映S7-1500PLC通信應(yīng)用

5.5

S7-1500PLC通信基礎(chǔ)5.1點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映

工業(yè)現(xiàn)場的通信主要發(fā)生在PLC與PLC之間、PLC與計算機之間?；诠に?、實時性以及安全的原因，一個中大型自動化項目通常由若干個相對獨立的PLC組成，PLC之間往往需要傳遞一些聯(lián)鎖信號，同時HMI也需要通過網(wǎng)絡(luò)控制PLC的運行并采集過程信號歸檔，這些都需要通過PLC的通信功能實現(xiàn)。在PLC與計算機構(gòu)成的系統(tǒng)中，計算機主要完成數(shù)據(jù)處理、修改參數(shù)、圖像顯示、打印報表、文字處理、系統(tǒng)管理、編制PLC程序、工作狀態(tài)監(jiān)視、遠(yuǎn)程診斷等任務(wù)。沒有PLC通信，就不可能完成諸如控制設(shè)備和整個生產(chǎn)線、監(jiān)視最新運輸系統(tǒng)或管理配電等復(fù)雜任務(wù)。沒有強大的通信解決方案，企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也是不可能的。

《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.1.1通信與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)點擊此處結(jié)束放映

西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱SIMATICNET，它提供了各種開放的、應(yīng)用于不同通信要求及安裝環(huán)境的通信系統(tǒng)。為滿足通信數(shù)據(jù)量及通信實時性的要求，SIMATICNET提供了四種不同的通信網(wǎng)絡(luò)，IndustrialEthernet（工業(yè)以太網(wǎng)）、PROFIBUS(ProcessFieldBus，現(xiàn)場總線技術(shù)）、InstabusEIB（EuropeanInstallationBus，電氣安裝總線）和AS-Interface（Actuator-Sensorinterface，執(zhí)行器﹣傳感器接口），對應(yīng)的通信數(shù)據(jù)量由大到小，實時性由弱到強。

（1）工業(yè)以太網(wǎng)（IndustrialEthernet）

IndustrialEthernet是依據(jù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)建立的單元級和管理級的控制網(wǎng)絡(luò)，傳輸數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)終端的傳輸速率為100Mbit/s，主干網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率可達(dá)1000Mbit/s?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映（2）現(xiàn)場總線（PROFIBUS）

PROFIBUS作為國際現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)IEC61158的組成部分（TYPEⅢ）和國家機械制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10308.3-2001，具有標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計和開放的結(jié)構(gòu)，以令牌方式進(jìn)行主-主或主-從通信。PROFIBUS可傳輸中等數(shù)據(jù)量，在通信協(xié)議中只有PROFIBUS-DP（主-從通信）具有實時性。（3）電氣安裝總線（InstabusEIB）

InstabusEIB應(yīng)用于樓宇自動化，可以采集亮度進(jìn)行百葉窗控制、溫度測量及門控等操作，通過DP/EIB網(wǎng)關(guān)，可以將數(shù)據(jù)傳送到PLC或HMI中。（4）執(zhí)行器﹣傳感器接口（AS-Interface）

AS-Interface通過總線電纜連接底層的執(zhí)行器和傳感器，并將信號傳輸至控制器，傳輸數(shù)據(jù)量小，適合位信號的傳輸，每個從站通常最多帶有8個位信號，主站輪詢31個從站的時間固定為5ms，適合實時性的通信控制?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.1.2從PROFIBUS到PROFINET點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

西門子公司推出PROFINET，PROFINET以PROFIBUS和INTERBUS為基礎(chǔ)，將工廠自動化和企業(yè)信息管理層IT技術(shù)有機地融為一體，同時又完全保留了PROFIBUS現(xiàn)有的開放性，它意味著目前全世界80%的總線應(yīng)用可以成功向下一代以太網(wǎng)現(xiàn)場總線自然過渡。PROFINET可以完全滿足現(xiàn)場實時性的要求，目前已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于各行業(yè)中。

每一個S7-1500CPU都集成了PROFINET接口，可以實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的一網(wǎng)到底，即從上到下都可以使用同一種網(wǎng)絡(luò)，便于網(wǎng)絡(luò)的安裝、調(diào)試和維護(hù)（一網(wǎng)到底不等于從上到下在一個網(wǎng)絡(luò)上，建議控制網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)使用不同的子網(wǎng)，從而控制網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險）。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

PROFINET和PROFIBUS的對比如下：1.PROFINET對比PROFIBUS的優(yōu)點（1）為了繼承PROFIBUS的使用方式，在TIA博途軟件配置上基本相同。（2）實時性強，站點最短更新時間可以達(dá)到250μs（基于2.2版本），并且各個站點的更新時間可以單獨設(shè)置。（3）一個控制器可以連接多達(dá)512個站點（例如S7-1518CPU)。（4）控制器可以同時作為I0控制器（相當(dāng)于PROFIBUS主站）和IO設(shè)備（相當(dāng)于PROFIBUS從站）。（5）基于以太網(wǎng)，支持靈活的拓?fù)?，如星型、樹型、環(huán)型和混合型等。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（6）可以使用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。（7）集成Web功能，可以查看網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑\斷信息。（8）診斷方便。（9）通信數(shù)據(jù)量大。（10）沒有終端電阻的限制。2.PROFINET對比PROFIBUS的弱點及應(yīng)對方法（1）兩個相鄰站點不能超過100m，超過100m，則需要在2站點間加上一個交換機作為中繼器。如果距離較長，考慮到成本可以使用光纖。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》技術(shù)指標(biāo)PROFIBUSPROFINET通信方式RS-485Ethernet（以太網(wǎng)）傳輸速率12Mb/s100Mb~1Gb/s用戶數(shù)據(jù)244Bytes1440Bytes地址空間126不受限制傳輸模式主/從生產(chǎn)者/消費者無線網(wǎng)絡(luò)可能實現(xiàn)IEEE802.11，15.1運動軸數(shù)32>150表5-1為PROFINET與

PROFIBUS的技術(shù)指標(biāo)對比（2）中間站點不能掉電，否則后面的網(wǎng)絡(luò)不能通信，使用環(huán)網(wǎng)可以解決這個問題。（3）對于原有項目，如不想改動PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，可以使用IE/PBlink網(wǎng)關(guān)進(jìn)行不同網(wǎng)絡(luò)間的轉(zhuǎn)換。

表5-1為PROFINET與

PROFIBUS的技術(shù)指標(biāo)對比。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.1.3S7-1500PLC支持的以太網(wǎng)通信服務(wù)

S7-1500PLC的各系列CPU具有集成的以太網(wǎng)接口（X1、X2、X3，最多三個接口）,通信模塊CM1542-1和通信處理器CP1543-1均可作為以太網(wǎng)通信的硬件接口，將以太網(wǎng)接口支持的通信服務(wù)可按實時通信和非實時通信進(jìn)行劃分，不同以太網(wǎng)接口支持的通信服務(wù)見表5-1。其中CPU1515、CPU1516、CPU1517帶有兩個以太網(wǎng)接口，CPU1518帶有三個太網(wǎng)接口，第二、第三個以太網(wǎng)接口主要為了安全的目的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的劃分，避免管理層網(wǎng)絡(luò)故障影響控制層網(wǎng)絡(luò)。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

S7-1500PLC之間的非實時通信有兩種：OUC（OpenUserCommunication）和S7通信，實時通信只有PROFINETIO。表5-2中，I-Device是將CPU作為一個智能設(shè)備來進(jìn)行實時通信的。不同的通信服務(wù)適用不同的現(xiàn)場應(yīng)用。以太網(wǎng)接口實時通信非實時通信PROFINET

IO控制器I-DeviceOUCS7通信Web服務(wù)器CPU集成的接口X1√√√√√CPU集成的接口X2××√√√CPU集成的接口X3××√√√CM1542-1√×√√√CP1543-1××√√√表

5-2

不同以太網(wǎng)接口支持的通信服務(wù)點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》1.

OUC

OUC（開放式用戶通信）適用于S7-1500/300/400PLC之間、S7系列PLC與S5系列PLC之間及PLC與PC或第三方設(shè)備之間進(jìn)行通信。OUC有下列通信連接：（1）

ISOTransport：

支持第四層開放的數(shù)據(jù)通信，主要用于

SIMATICS7-1500/300/400PLC與SIMATICS5系列PLC的工業(yè)以太網(wǎng)通信，使用MAC地址，不支持網(wǎng)絡(luò)路由，基于面向消息的數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送的長度可以是動態(tài)的，接收區(qū)必須大于發(fā)送區(qū)，最大通信字節(jié)數(shù)為64KB。

（2）

ISO-on-TCP：應(yīng)用RFC1006通信協(xié)議將ISO映射到TCP協(xié)議上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由，最大通信字節(jié)數(shù)為64KB。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（3）TCP/IP：支持TCP/IP協(xié)議開放的數(shù)據(jù)通信，用于連接SIMATICS7系列PLC、計算機及非西門子設(shè)備，最大通信字節(jié)數(shù)為64KB。（4）UDP：支持簡單的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)無須確認(rèn)，最大通信字節(jié)數(shù)為1472B。不同接口支持OUC通信連接的類型見表5-3所示。接口類型連接類型ISOISO-on-TCPTCP/IPUDPCPU集成的接口X1×√√√CPU集成的接口X2×√√√CPU集成的接口X3×√√√CM1542-1×√√√CP1543-1√√√√表5-3

SIMATICS7-1500系統(tǒng)以太網(wǎng)接口支持OUC通信連接的類型點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.S7通信適用于S7-1500/1200/300/400PLC之間及其與觸摸屏、計算機和編程器之間的通信。早期S7通信主要用于S7-400PLC之間的通信，由于通信連接資源的限制，推薦使用S5兼容通信，也就是OUC。隨著通信資源的大幅增加和PN接口的支持，S7通信在S7-1500/1200/300/400PLC之間的應(yīng)用越來越廣泛。S7-1500PLC的所有以太網(wǎng)接口都支持S7通信。S7通信使用ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)模型的第七層通信協(xié)議，可以直接在用戶程序中發(fā)送和接收狀態(tài)信息。S7-1500PLC的S7通信有三組通信函數(shù)，分別是PUT/GET、USEND/URCV和BSENDBRCV。這些通信函數(shù)適用于不同的應(yīng)用中。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（1）PUT/GET：可以用于單方編程，一個PLC作為服務(wù)器，另一個PLC作為客戶端，客戶端可以對服務(wù)器進(jìn)行讀／寫操作，在服務(wù)器側(cè)不需要編寫通信程序。（2）USEND/URCV：用于雙方編程的通信方式，一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)，通信方式為異步方式。（3）BSEND/BRCV：用于雙方編程的通信方式，一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)，通信方式為同步方式，發(fā)送方將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收方的接收緩沖區(qū)，接收方調(diào)用接收函數(shù)，將數(shù)據(jù)復(fù)制到已經(jīng)組態(tài)的接收區(qū)才認(rèn)為發(fā)送成功。BSEND/BRCV可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)量通信，最大可以達(dá)到64KB。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》3.PROFINETIOPROFINETIO主要用于模塊化、分布式的控制，通過以太網(wǎng)直接連接現(xiàn)場設(shè)備（IODevices)。PROFINETIO通信采用全雙工點到點方式，一個IO控制器（IOController）最多可以與512個IO設(shè)備進(jìn)行點到點通信，按設(shè)定的更新時間，雙方對等發(fā)送數(shù)據(jù)。一個IO設(shè)備的被控對象只能被一個IO控制器控制。在共享IO設(shè)備模式下，一個IO站點上不同的I/O模塊，甚至同一個I/O模塊的通道都可以最多被4個IO控制器共享，但是輸出模塊只被一個IO控制器控制，其他IO控制器可以共享信號狀態(tài)信息。由于訪問機制為點到點方式，因此S7-1500PLC集成的以太網(wǎng)接口既可以作為IO控制器連接現(xiàn)場IO設(shè)備，又可同時作為IO設(shè)備被上一級IO控制器控制（對于一個IO控制器而言只是多連接了一個站點），此功能被稱為智能設(shè)備（I-Device）功能。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》PROFINET與PROFIBUS的通信方式相似，見表5-4。表5-4

PROFINET與PROFIBUS通信方式PROFINETPROFIBUS解釋IOsystemDPmastersystem網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)IO控制器DP主站控制器與DP主站IOsupervisorPG/PC2類主站調(diào)試與診斷工業(yè)以太網(wǎng)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)HMIHMI監(jiān)控與操作IO設(shè)備DP從站分布的現(xiàn)場部件被分配到IO控制器PROFINETIO具有下列特點：（1）現(xiàn)場設(shè)備（IO-Devices）通過GSD文件的方式集成到博途中，GSD文件以XML格式存在。（2）為了保護(hù)原有投資，PROFINETIO控制器可以通過IE/PBLINK連接PROFIBUS-DP從站。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》PROFINETIO提供三種執(zhí)行水平：（1）非實時數(shù)據(jù)傳輸（NRT）：用于項目的監(jiān)控和非實時要求的數(shù)據(jù)傳輸，例如項目的診斷，典型通信時間大約為100ms。（2）實時通信（RT）：用于要求實時通信的過程數(shù)據(jù)，通過提高實時數(shù)據(jù)的優(yōu)先級和優(yōu)化數(shù)據(jù)堆棧（ISO/OSI模型的第一層和第二層），使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)元件可以執(zhí)行高性能的數(shù)據(jù)傳輸，典型通信時間為1~10ms。（3）等時實時（IRT）：等時實時可確保數(shù)據(jù)在相等的時間間隔內(nèi)傳輸，例如多軸同步操作。普通交換機不支持等時實時通信。等時實時的典型通信時間為0.25~1ms，每次傳輸?shù)臅r間偏差小于1μs。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》支持IRT的交換機數(shù)據(jù)通道分為標(biāo)準(zhǔn)通道和IRT通道。標(biāo)準(zhǔn)通道用于NRT和RT的數(shù)據(jù)通信。IRT通道專用于IRT的數(shù)據(jù)通信。網(wǎng)絡(luò)上的其他通信不會影響IRT過程數(shù)據(jù)的通信。PROFINETIO實時通信的OSI/ISO模型如圖5-1所示。圖5-1

PROFINETIO實時通信的OSI/ISO模型IT服務(wù)PROFINET應(yīng)用HTTPSNMPDHCP組態(tài)、診斷及HDMI訪問過程數(shù)據(jù)TCP/UDP

實時

IP以太網(wǎng)RTIRT實時性點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.1.4S7-1500PLCPROFINET設(shè)備名稱

IO控制器對IO設(shè)備進(jìn)行尋址前，IO設(shè)備必須有一個設(shè)備名稱。對于PROFINET設(shè)備，其名稱比復(fù)雜的IP地址更容易管理。

IO控制器和IO設(shè)備都具有設(shè)備名稱，如圖5-2所示，激活“自動生成PROFINET設(shè)備名稱”選項時，將自動從設(shè)備（CPU、CP、IM）組態(tài)的名稱中獲取設(shè)備名稱。圖5-2

激活“自動生成PROFINET設(shè)備名稱”選項點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

PROFINET設(shè)備名稱包含設(shè)備名稱（例如CPU)、接口名稱（僅帶有多個PROFINET接口時）及IO系統(tǒng)的名稱。

可以通過在模塊的常規(guī)屬性中修改相應(yīng)的CPU、CP或IM名稱，間接修改PROFINET設(shè)備名稱。例如，PROFINET設(shè)備名稱顯示在可訪問設(shè)備的列表中，如果要單獨設(shè)置PROFINET設(shè)備名稱而不使用模塊名稱，則需禁用"自動生成PROFINET設(shè)備名稱"選項。在PROFINET設(shè)備名稱中會產(chǎn)生一個"轉(zhuǎn)換名稱"，該名稱是實際裝載到設(shè)備上的設(shè)備名稱。

只有當(dāng)PROFINET設(shè)備名稱不符合IEC61158-6-10規(guī)則時才會進(jìn)行轉(zhuǎn)換，不能直接修改。I-Device智能設(shè)備5.2《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映

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通過電動機啟?？刂瓢咐姆治雠c實施說明在同一項目中I-Device功能的實現(xiàn)。電機啟?？刂瓢咐篠7-1500PLC的CPU1511-1PN與S7-1200PLC的CPU1214CAC/DC/RLY通過PROFINET通信。其中CPU1214C作為I-Device智能設(shè)備與CPU1511-1PN進(jìn)行通信。功能要求：

（1）S7-1500PLC：共有兩臺電機、兩個按鈕，其中SB1為啟動按鈕、SB2為停止按鈕，均為常開型按鈕。當(dāng)按下啟動按鈕后，電機1立即啟動，電機2延時5s后啟動。當(dāng)按下停止按鈕后，兩臺電機均停止。將兩臺電機的狀態(tài)字節(jié)傳輸?shù)絊7-1200PLC中，同時輸出由S7-1200PLC傳輸過來的選擇開關(guān)的狀態(tài)值。

（2）S7-1200PLC：把S7-1500PLC傳輸過來的狀態(tài)字節(jié)在Q0.0~Q0.7上顯示，將本機選擇開關(guān)I0.0的位狀態(tài)值送入S7-1500PLC。

《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.2.1在相同項目中配置I-Device點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

項目實施具體過程如下：

（1）創(chuàng)建一個新項目，插入CPU1511-1PN作為IO控制器，CPU1214C作為I-Device智能設(shè)備，如圖5-3所示。

確保兩個CPU的以太網(wǎng)接口在同一頻段，單擊PLC_2的“屬性”，在“操作模式”選項中使能“IO設(shè)備”，并將其分配給IO控制器，如圖5-4所示（注意：CPU1214C早期型號不具有該功能，應(yīng)選新型模塊），在“傳輸區(qū)域”選項中可以更改地址和傳輸區(qū)方向箭頭。

指定IO控制器后，在“操作模式”選項中出現(xiàn)“智能設(shè)備通信”欄，單擊可配置通信傳輸區(qū)，雙擊“新增”，可增加一個傳輸區(qū)，并在其中定義通信雙方的通信地址區(qū)：使用Q區(qū)作為數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)；使用I區(qū)作為數(shù)據(jù)接收區(qū)，單擊箭頭可以更改數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?。圖5-5為創(chuàng)建的兩個傳輸區(qū)，通信長度都是1個字節(jié)?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映圖5-3

創(chuàng)建一個新項目圖5-4設(shè)置操作模式指定IO控制器設(shè)定雙向傳輸區(qū)使能“IO設(shè)備”《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映圖5-6IO控制器的地址總覽單擊可更改傳輸方向圖5-5設(shè)置操作模式創(chuàng)建的兩個傳輸區(qū)（2）圖5-6為IO控制器的地址總覽。將配置數(shù)據(jù)分別下載到兩個CPU中，他們之間的PROFINET通信將自動建立。其中，IO控制器（CPU1511-1PN）使用QB20發(fā)送數(shù)據(jù)到I-Device（CPU1214C）的IB2；I-Device使用QB2發(fā)送數(shù)據(jù)到IO控制器IB5。本實例中，CPU1214C即作為上一級IO控制器的IO設(shè)備，同時有作為下一級IO設(shè)備的IO控制器，使用非常靈活和方便?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映（3）對兩個PLC分別編程，通信部分不用編程，這也是I-Device的優(yōu)點。圖5-7是CPU1511-1PN的主程序。程序段1和程序段2是電機1的啟動和停止控制。程序段3是電機啟動后，延時定時器TON5s后動作。程序段4是輸出QB0字節(jié)值到I-Device的IB2中。程序段5是從I5.0中接收I-Device發(fā)送的位信號。圖5-8是CPU1214C的主程序。程序段1從IB2中接收IO控制器的字節(jié)信號并輸出到QB0。.程序段2將選擇開關(guān)I0.0狀態(tài)值送到IO控制器的I5.0中?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映圖5-7

CPU1511-1PN的主程序圖5-8

CPU1214C的主程序點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.2.2在不同項目中配置I-Device

在上述電動機啟?？刂瓢咐幕A(chǔ)上增加一個要求，即兩個PLC的文件必須配置在不同的項目中。項目實施具體過程如下：

（1）創(chuàng)建另一個新項目，插入CPU1511-1PN作為IO控制器，CPU1214C作為I-Device智能設(shè)備，如圖5-9所示。圖中CPU1214C與CPU1511-1PN未進(jìn)行通信鏈接。圖5-9

創(chuàng)建另一個新項目點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

在項目樹中選擇“PLC

2”→“組態(tài)”選項，在PLC2的屬性界面中的“以太網(wǎng)地址”選項中使能“在設(shè)備中直接設(shè)定IP地址”，勾選“在設(shè)備中直接設(shè)定PROFINET設(shè)備名稱”選項。圖5-10設(shè)置IP地址點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

在PLC2的屬性界面中的“操作模式”選項中使能“IO設(shè)備”，在“已分配的IO控制器”選項中選擇“未分配”，在“傳輸區(qū)域”中定義通信雙方的通信地址區(qū)，如圖5-11所示。其中，“IO控制器中的地址”欄為空白，不可添加具體地址。圖5-11設(shè)置操作模式點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

創(chuàng)建傳輸區(qū)后，在項目樹中選擇“PLC

2”，點擊工具欄中的“編譯”按鈕對PLC

2的硬件配置進(jìn)行編譯，如圖5-12所示。只有正確地編譯該硬件配置，系統(tǒng)才能生成可下載的該常規(guī)站描述文件（GSD），編譯結(jié)果如圖5-13所示，其中警告錯誤可忽略。圖5-13硬件配置編譯結(jié)果圖5-12硬件配置編譯過程點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

正確完成上述操作后，在PLC2的“智能設(shè)備通信”選項的最后部分可以查看“導(dǎo)出常規(guī)站描述文件（GSD）”欄，如圖5-14所示，單擊“導(dǎo)出”按鈕，生成一個GSD文件，文件中包含用于IO通信的配置信息，如圖5-15所示。圖5-15GSD文件描述圖5-14“導(dǎo)出常規(guī)站描述文件（GSD）”欄GSD文件全稱GeneralStationDescription（通用站描述文件）。PROFIBUS總線的GSD文件和PROFINET實時以太網(wǎng)的GSD文件描述方式不同，PROFINET的GSD文件采用XML語言描述，后綴名為xml。按照約定，PROFINETI/O設(shè)備的GSD文件文件名以“GSDML”開頭。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）創(chuàng)建另一個新項目用于IO控制器，插入CPU1511-1PN，設(shè)置以太網(wǎng)接口的IP地址，使其與IO設(shè)備處于相同的網(wǎng)段，導(dǎo)入GSD文件，安裝GSD文件的相關(guān)內(nèi)容，如圖5-16所示。安裝過程如圖5-17所示。圖5-16

選擇導(dǎo)入GSD文件圖5-17

GSD文件安裝過程點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

打開右邊的硬件目錄，如圖5-18所示，選擇“Otherfielddevice（其他以太網(wǎng)設(shè)備）”→“PROFINETIO”→“PLCs&CPs”→“SIEMENSAG”→“CPU1214CAC/DC/Rly”→“PLC_2”，將安裝的I-Device站點PLC_2拖放到網(wǎng)路視圖中，并連接PROFINETIO端口。圖5-18將安裝的I-Device站點PLC_2拖放到網(wǎng)路視圖中點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

當(dāng)IO控制器與IO設(shè)備的端口相連接后，在設(shè)備視圖中可以看到I-Device的數(shù)據(jù)傳輸區(qū)，如圖5-19所示。由于I-Device的設(shè)備名稱不能自動分配，所以配置后的IO設(shè)備名稱必須與（1）中創(chuàng)建項目時定義的設(shè)備名稱相同。

（3）連機調(diào)試。將配置數(shù)據(jù)分別下載到對應(yīng)的CPU，它們之間的PROFINETIO通信將自動建立。一旦有一個設(shè)備出現(xiàn)故障，則故障紅色標(biāo)注就會出現(xiàn)，并在“診斷緩沖區(qū)”出現(xiàn)“硬件組件的用戶數(shù)據(jù)錯誤”提示。圖5-19

I-Device的數(shù)據(jù)傳輸區(qū)

S7-1500PLC與驅(qū)動器的PROFINET通信5.3《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.3.1G120變頻器的速度控制

通過S7-1500PLC的PROFINET控制G120變頻器實現(xiàn)速度控制案例的分析與實施，說明項目中變頻控制功能的實現(xiàn)。速度控制案例：S7-1500PLC的CPU1511-1PN經(jīng)由PROFINET控制G120變頻器實現(xiàn)變頻速度控制。項目實施具體過程如下：

（1）在西門子官網(wǎng)中下載到G120變頻器的GSD文件，并導(dǎo)入博圖，如圖5-20所示。在網(wǎng)絡(luò)視圖中添加G120變頻器（本案例選用SINAMICSG120CU250S-2PNVectorV4.7），如圖5-21所示。連接網(wǎng)絡(luò)如圖5-22所示。G120變頻器的常規(guī)設(shè)置如圖5-23所示。G120變頻器的IP地址及PROFINET設(shè)備名稱設(shè)置如圖5-24所示?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖5-20

導(dǎo)入G120的GSD文件圖5-21添加G120模塊圖5-22

連接PROFINETIO端口圖5-23

G120常規(guī)選項《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

G120變頻器概覽如圖5-25所示。在眾多報文協(xié)議中選擇“標(biāo)準(zhǔn)報文1，PZD2/2”，如圖5-26所示。G120變頻器完成組態(tài)以后，其I/O地址就是IB4~IB7和QB4~Q7B，根據(jù)如圖5-27所示的G120標(biāo)準(zhǔn)報文，控制字1對應(yīng)的地址為QW4，狀態(tài)字1對應(yīng)的地址為IW4，轉(zhuǎn)速設(shè)定值（16位）對應(yīng)的地址為QW6，轉(zhuǎn)速實際值（16位）對應(yīng)的地址為IW6。圖5-24

項置G120變頻器的IP地址及PROFINET設(shè)備名稱《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖5-25

SINAMICCU250S-2PNVectorV4.7圖5-26

添加“標(biāo)準(zhǔn)報文1，PZD-2/2”圖5-27

G120標(biāo)準(zhǔn)報文格式《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）選擇“庫”如圖5-28所示。之前應(yīng)該打開全局庫，從西門子官網(wǎng)上，下載下來的全局庫是一個壓縮包，壓縮包里是一個“已壓縮的庫文件”，文件類型后綴是.zal。因此，打開全局庫時文件類型應(yīng)選擇“已壓縮的庫”，自然就可以打開了。

在主程序OB1中將DriverLib_S7_1200_1500中的SINA_SPEED（FB285）功能塊拖到編程網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)為是FB，所以需要調(diào)用DB，如圖5-29所示。圖5-28

拖入SINA_SPEED指令圖5-29

調(diào)用SINA_SPEED_DB點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

圖5-30為SINA_SPEED（FB285）功能塊，SINA_SPEED（FB285）功能塊的主要參數(shù)說明如下：EnableAxis：Bool型，電動機使能，為1時運行。AckError：Bool型，錯誤復(fù)位。SpeedSp：Real型，變頻器的速度。RefSpeed：Real型，變頻器的參考速度，是一個基準(zhǔn)值，也就是設(shè)置了一個最快的速度參考值。如果RefSpeed設(shè)置為1500，SpeedSp設(shè)置為1500，就是50HZ的頻率，RefSpeed設(shè)置為1000，SpeedSp設(shè)置為1000，也是50HZ的頻率。ConfigAxis：Word型，是一個配置參數(shù)，有一些參數(shù)主要用來控制正/反轉(zhuǎn)，一般16#003F為正轉(zhuǎn)，16#0C7F為反轉(zhuǎn)。ConfigAxis每一位的控制說明見表5-5。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》位序號默認(rèn)值含義位01OFF2停機方式位11OFF3停機方式位21驅(qū)動使能位31使能/禁止斜坡函數(shù)發(fā)生器使能位41繼續(xù)/凍結(jié)斜坡函數(shù)發(fā)生器使能位51速度設(shè)定值使能位60打開抱閘位70速度設(shè)定值反向位80電動電位計升速位90電動電位計降速位10~15——表5-5

ConfigAxis每一位的控制說明圖5-30

SINA_SPEED（FB285）功能塊《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

HWIDSTW與HWIDZSW：用來確定與哪個變頻器通信，需要在PLC變量中查找。首先在系統(tǒng)常量中找到對應(yīng)變頻器后綴為“標(biāo)準(zhǔn)報文1_PZD-2_2”，如圖5-31所述，然后將其直接拖到程序中，即270，如圖5-32所示。

AxisEnabled：Bool型，驅(qū)動已使能，正常使能開啟，電動機開始運行后，值變?yōu)?。

Kockout：Bool型，驅(qū)動處于禁止接通狀態(tài)。

ActVelocity：Bool型，實際速度（rpm）。

Error：Bool型，1=存在錯誤，說明由異常。

Status：Int型，16#7002，沒有錯誤，功能塊正在執(zhí)行；16#8401，驅(qū)動錯誤；16#8402，驅(qū)動禁止啟動；16#8600，DPRD_DAT錯誤；16#8601，DPWR_DAT錯誤。

Diagid：Word型，通信錯誤，在執(zhí)行SFB調(diào)用時發(fā)生錯誤。

圖5-33為完成或的SINA_SPEED（FB285）功能塊。

（3）G120變頻器還需要修改相應(yīng)的報文參數(shù)，即P0922PROFIdriver

PZD報文選項“標(biāo)準(zhǔn)報文1，PZD-2/2”?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖5-33

完成后的SINA_SPEED（FB285）功能塊圖5-32

將標(biāo)準(zhǔn)報文PLC變量拖到程序中圖5-31

系統(tǒng)常量中的標(biāo)準(zhǔn)報文PLC變量點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

通過S7-1500PLC的PROFINET控制V90伺服驅(qū)動器實現(xiàn)速度控制案例的分析與實施，說明項目中伺服控制功能的實現(xiàn)。速度控制案例：S7-1500PLC的CPU1511-1PN經(jīng)由PROFINET控制V90伺服驅(qū)動器實現(xiàn)伺服驅(qū)動控制。項目實施具體過程如下：

（1）在西門子官網(wǎng)中下載到V90伺服驅(qū)動器的GSD文件，并導(dǎo)入博圖，如圖5-34所示。在網(wǎng)絡(luò)視圖中添加V90設(shè)備（本實例選用SINAMICSV90PNV1.0），建立V90與S7-1500的網(wǎng)絡(luò)連接，如圖5-35所示。5.3.2V90伺服驅(qū)動器的速度控制點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖5-34導(dǎo)入V90GSD文件圖5-35建立V90與S7-1500的網(wǎng)絡(luò)連接《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

分別設(shè)置設(shè)置S7-1500和V90伺服驅(qū)動器的IP地址，確保兩者IP地址在同一個頻段內(nèi)，如圖5-36所示。在“設(shè)備概覽”中設(shè)置控制報文為“標(biāo)準(zhǔn)報文1，PZD-2/2”，如圖5-37所示。圖5-36設(shè)置IP地址圖5-37設(shè)置“標(biāo)準(zhǔn)報文1，PZD-2/2”點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）在主程序OB1中將DriverLib_S7_1200_1500中的SINA_SPEED（FB285）功能塊拖到編程網(wǎng)絡(luò)中，如圖5-38所示，各參數(shù)具體含義參考G120變頻器控制案例所述，唯一不同是HWIDSTW值和HWIDZSW值不同，需要修改為“SINAMICS-V90-PN-驅(qū)動_1-標(biāo)準(zhǔn)報文1_PZD_2_2”，即271。圖5-38

SINA_SPEED（FB285）功能塊的伺服驅(qū)動控制點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（3）表5-6為V90伺服驅(qū)動器p0922參數(shù)說明。報文最大PZD數(shù)描述接收字發(fā)送字標(biāo)準(zhǔn)報文122p0922=1標(biāo)準(zhǔn)報文244p0922=2標(biāo)準(zhǔn)報文359p0922=3標(biāo)準(zhǔn)報文599p0922=5西門子報文102610p0922=102西門子報文1051010p0922=105表5-6

ConfigAxis每一位的控制說明S7-1500PLC與HMI5.4《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點擊此處結(jié)束放映點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.4.1精簡系列面板

1.人機界面

從廣義上說，人機界面（HumanMachineInterface，HMI）泛指計算機（包括PLC）與操作人員交換信息的設(shè)備。在控制領(lǐng)域，人機界面一般特指用于操作人員與控制系統(tǒng)之間進(jìn)行對話和相互作用的專用設(shè)備。

人機界面可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中長時間連續(xù)運行，是PLC的最佳搭檔。人機界面可以用字符、圖形和動畫動態(tài)地顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)和狀態(tài)，操作人員可以通過人機界面來控制現(xiàn)場的被控對象。此外，人機界面還有報警、用戶管理、數(shù)據(jù)記錄、趨勢圖、配方管理、顯示和打印報表、通信等功能。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

2.觸摸屏

觸摸屏（TouchScreen）是一種可接收觸頭等輸入訊號的感應(yīng)式液晶顯示裝置，人機界面的發(fā)展方向，用戶可以在觸摸屏的屏幕上生成滿足自己要求的觸摸式按鍵。觸摸屏是一種交互輸入設(shè)備，用戶只需用手指或光筆觸摸屏的某位置即可控制計算機的運行。因此，觸摸屏技術(shù)具有操作簡單，使用靈活的特點。

3.人機界面的工作原理

首先需要用計算機上運行的組態(tài)軟件對人機界面組態(tài)。使用組態(tài)軟件可以很容易地生成滿足用戶要求的人機界面的畫面，用文字或圖形動態(tài)地顯示PLC中位變量的狀態(tài)和數(shù)字量的數(shù)值。用各種輸入方式，將操作人員的位變量命令和數(shù)字設(shè)定值傳送到PLC。畫面的生成是可視化的，組態(tài)軟件的使用方便，簡單易學(xué)。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

2.觸摸屏

觸摸屏（TouchScreen）是一種可接收觸頭等輸入訊號的感應(yīng)式液晶顯示裝置，人機界面的發(fā)展方向，用戶可以在觸摸屏的屏幕上生成滿足自己要求的觸摸式按鍵。觸摸屏是一種交互輸入設(shè)備，用戶只需用手指或光筆觸摸屏的某位置即可控制計算機的運行。因此，觸摸屏技術(shù)具有操作簡單，使用靈活的特點。

3.人機界面的工作原理

首先需要用計算機上運行的組態(tài)軟件對人機界面組態(tài)。使用組態(tài)軟件可以很容易地生成滿足用戶要求的人機界面的畫面，用文字或圖形動態(tài)地顯示PLC中位變量的狀態(tài)和數(shù)字量的數(shù)值。用各種輸入方式，將操作人員的位變量命令和數(shù)字設(shè)定值傳送到PLC。畫面的生成是可視化的，組態(tài)軟件的使用方便，簡單易學(xué)。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

組態(tài)結(jié)束后將畫面和組態(tài)信息編譯成人機界面可以執(zhí)行的文件。編譯成功后，將可執(zhí)行文件下載到人機界面的存儲器中。在控制系統(tǒng)運行時，人機界面和PLC之間通過通信來交換信息，從而實現(xiàn)人機界面的各種功能。只需要對通信參數(shù)進(jìn)行簡單的組態(tài)，就可以實現(xiàn)人機界面與PLC的通信。

4.精簡系列面板

精簡系列面板是與S7-1200/1500等配套的觸摸屏，它具有基本的功能，適用于簡單應(yīng)用，具有很高的性能價格比，有功能可以定義的按鍵。

第二代精簡系列面板有3in、4in、6in、7in、9in、10in、12in和15in的高分辨率64K色寬屏顯示器，如圖5-39示，支持垂直安裝，用TIA博途V13或更高版本組態(tài)。它有一個RS-422/RS-485接口或RJ45以太網(wǎng)接口，還有一個USB2.0接口。精簡系列面板的觸摸屏操作直觀方便，具有報警、配方管理、趨勢圖、用戶管理等功能防護(hù)等級為IP65，可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.4.2精簡系列面板的畫面組態(tài)

1.畫面組態(tài)的準(zhǔn)備工作

（1）添加HMI設(shè)備

在項目視圖中生成一個名為“PLC-HMI”的新項目。雙擊項目樹中的“添加新設(shè)備”，單擊打開的對話框中的“控制器”按鈕，如圖5-39所示，圖5-39添加HMI設(shè)備生成名頭“PLC_1”的PLC站點，CPU為CPU1512C。再次雙擊“添加新設(shè)備”，單擊“HMI”按鈕，HMI中可以選擇SIMATIC精簡系列面板、SIMATIC精智面板、SIMATIC移動式面板、HMISIPLUS，單擊每個左側(cè)小三角出現(xiàn)下屬內(nèi)容，選中4in的第二代精簡系列面板KTP400Basic。單擊“確定”按鈕，生成名為“HMI_1”的面板?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）組態(tài)連接

組態(tài)連接有兩種方法，在圖5-39中，第一種，勾選啟動設(shè)備向?qū)?，點擊確定會自動跳轉(zhuǎn)到HMI組態(tài)流程中，如圖5-40所示，第一步為PLC連接，點擊選擇PLC下的瀏覽按鈕，會自動出現(xiàn)我們所添加的PLCCPU1512C，點擊右下角√自動。連接。之后可一直點擊下一步進(jìn)行其他設(shè)置，最后點擊完成即可。點擊左側(cè)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)查看連接狀態(tài)，打開視圖中“連接”選項卡，可以看到生成的HMI連接的詳細(xì)信息，如圖5-41所示。圖5-40PLC連接自動向?qū)А段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

第二種，未勾選啟動設(shè)備向?qū)?，點擊確定會跳過向?qū)Я鞒?，生成生成名為“HMI_1”的面板。單擊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，打開網(wǎng)絡(luò)視圖，此時PLC與HMI還沒有網(wǎng)絡(luò)連接，如圖5-42所示。單擊工具欄上的“連接”按鈕，它右邊的下拉式列表顯示連接類型為“HMI連接”。單擊選中PLC中的以太網(wǎng)接口(綠色小方框)，按住鼠標(biāo)左鍵，移動鼠標(biāo)，拖出一條淺藍(lán)色直線。將它拖到HMI的以太網(wǎng)接口，松開鼠標(biāo)左鍵，生成與5-41圖中一樣的“HMI連接_1”。圖5-41設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)圖5-42PLC-HMI未連接點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（3）打開畫面

生成HMI設(shè)備后，在“畫面”文件夾中自動生成一個名為“畫面_1”的畫面，鼠標(biāo)移動到“畫面_1”上右鍵選擇重命名，將它的名稱改為“根畫面”。雙擊打開該畫面，如圖5-43，可以點擊工作區(qū)下面紅框內(nèi)（1處）的“100%”右邊的三角打開下拉式列表，來改變畫面的顯示比例，也可以用該按鈕右邊的滑塊快速設(shè)置畫面的顯示比例。單擊選中工作區(qū)中的畫面后，再選中藍(lán)色線框（2處）中的屬性——屬性——常規(guī)，可以用巡視窗口設(shè)置畫面的名稱、背景色、網(wǎng)格顏色、編號等參數(shù)。通過單擊背景色下拉式列表兒的鍵，用出現(xiàn)的顏色列表兒設(shè)置畫面的背景色。

鼠標(biāo)移至黃色線框（3處）時單擊右鍵，有大圖標(biāo)、顯示描述兩個選項。未勾選大圖標(biāo)，以文字介紹體現(xiàn)，勾選大圖標(biāo)以圖標(biāo)形式體現(xiàn)；未勾選顯示描述，只顯示圖標(biāo)無圖標(biāo)描述，勾選顯示描述，在圖標(biāo)下面有顯示描述。圖5-43中，為勾選了大圖標(biāo)、顯示描述。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖5-43

畫面顯示界面點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

2.組態(tài)指示燈與按鈕

（1）生成和組態(tài)指示燈

指示燈用來顯示Bool變量“電動機”的狀態(tài)。點擊工具箱中“基本對象”窗格中的“圓”（如圖5-44中紅框1處）拖拽到畫面上希望的位置松開，指示燈放置到位。單擊選中生成的圓，選中畫面下面的“屬性——屬性——外觀”（如圖5-44中藍(lán)框2處），通過設(shè)置圓的邊框為默認(rèn)的黑色，樣式為實心，寬度為3個像素點(與指示燈的大小有關(guān))，背景色為深綠色，填充圖案為實心（如圖5-44中黃框3處）。

一般在畫面上可以通過鼠標(biāo)改變元件的位置和大小，將鼠標(biāo)光標(biāo)放在按鈕上，會變?yōu)槭旨^圖形，按住鼠標(biāo)左鍵并移動鼠標(biāo)，將選中的對象拖到希望的位置，松開左鍵，對象被放在該位置。單擊按鈕，可將選中的對象沿水平方向或垂直方向放大或縮小?？梢杂妙愃频姆椒ㄒ苿雍涂s放窗口。同時，也可以通過“屬性——屬性——布局”，通過數(shù)字輸入對圓的位置和大小進(jìn)行微調(diào)。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖5-44

組態(tài)指示燈的外觀和布局屬性點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

打開“屬性—動畫—顯示”文件夾，雙擊其中的“添加新動畫”，再雙擊現(xiàn)的“添加動面”對話框中的“外觀”，選中圖5-45左邊窗口中現(xiàn)的“外觀”，在右邊窗口組態(tài)外觀的動畫功能。設(shè)置圓連接的PLC的變量為位變量“電動機”，其“范圍”值為0和1時，圓的背景色分別為深綠色和灰色，對應(yīng)于指示燈的熄滅和點亮。圖5-45組態(tài)指示燈的動畫功能點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）生成和組態(tài)按鈕

畫面上的按鈕的功能比接在PLC輸入端的物理按鈕的功能強大得多，用來將各種操作命發(fā)送給PLC，通過PLC的用戶程序來控制生產(chǎn)過程。將工具箱的“元素”窗格中的“按鈕拖拽到畫面上，用鼠標(biāo)調(diào)節(jié)按鈕的位置和大小。

單擊選中放置好的按鈕，選中巡視窗口的“屬性—屬性—常規(guī)”，如圖5-46所示，用單選框選中“模式”域和“標(biāo)簽”域的“文本”，輸入按未按下時顯示的文本為“起動”。圖5-46組態(tài)按鈕的常規(guī)屬性點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

如果勾選了復(fù)選框“按鈕‘按下’時顯示的文本”，可以分別設(shè)置未按下時和按下時顯示的文本。未勾選該復(fù)選框時，按下和未按下時按鈕上的文本相同。選中巡視窗口的“屬性—屬性—外觀”，設(shè)置背景色為淺灰色，填充圖案為實心，“文本”的顏色為黑色。

選中巡視窗口的“屬性>屬性>布局”，如圖5-47所示，可以用“位置和大小”區(qū)域的輸入框微調(diào)按鈕的位置和大小。如果勾選了復(fù)選框“使對象適合內(nèi)容”，將根據(jù)按鈕上的文本的字?jǐn)?shù)、字體大小和文字邊距自動調(diào)整按鈕的大小。圖5-47組態(tài)按鈕的布局點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

選中巡視窗口的“屬性—屬性—文本格式”，如圖5-48所示，單擊“字體”下拉列表框右邊的按鈕，可以用打開的對話框定義以像素點(px)為單位的文字的大小。字體為宋體，不能更改。字形有粗體、正常、斜體、粗斜體四種，還可以設(shè)置下劃線、刪除線、按垂直方向讀取等附加效果。設(shè)置對齊方式為水平居中，垂直方向在中間。圖5-48組態(tài)按鈕的文本格式點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（3）設(shè)置按鈕的事件功能

選中巡視窗口的“屬性——事件——釋放”，如圖5-49所示，單擊視圖右邊窗口的表格最上面一行，再單擊它的右側(cè)出現(xiàn)的按鍵（在單擊之前它是隱藏的），在出現(xiàn)的“系統(tǒng)函數(shù)”列表中選擇“編輯位”文件夾中的函數(shù)“復(fù)位位”。圖5-49組態(tài)按鈕釋放時執(zhí)行的系統(tǒng)函數(shù)點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

直接點擊表中第2行右側(cè)隱藏的按鈕，選中該按鈕下面出現(xiàn)的小對話框左邊窗口中PLC的默認(rèn)變量表，雙擊選中右邊窗口該表中的變量“啟動按鈕”，如圖5-50所示。在HMI運行時釋放該按鈕，將變量“啟動按鈕”復(fù)位為0狀態(tài)。選中巡視窗口的“屬性>事件>按下”，用同樣的方法設(shè)置在HMI運行時按下該按鈕，執(zhí)行系統(tǒng)函數(shù)“置位位”，將PLC的變量“啟動按鈕”置位為1狀態(tài)。該按鈕具有點動按鈕的功能，按下按鈕時變量“啟動按鈕”被置位，釋放按鈕時它被復(fù)位。

選中組態(tài)好的按鈕，執(zhí)行復(fù)制和粘貼操作。放置好新生成的按鈕后選中它，設(shè)置其文本為“停止”，按下該按鈕時將變量“停止按鈕”置位，放開該按鈕時將它復(fù)位。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖5-50

組態(tài)按鈕釋放時操作的變量點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

3.組態(tài)文本域與I/O域

（1）生成與組態(tài)文本域

將工具箱中的“文本域”（圖標(biāo)為字母A）拖拽到畫面上，默認(rèn)的文本為“Text”。單擊選中生成的文本域，選中巡視窗口的“屬性>屬性>常規(guī)”，在右邊窗口的“文本”輸入框中輸入“當(dāng)前值”，如圖5-51所示?？梢栽趫D中設(shè)置字體大小和“使對象適合內(nèi)容”，也可以分別在“文本格式”和“布局”屬性中設(shè)置它們。圖5-51組態(tài)文本域的常規(guī)屬性點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

“外觀”屬性與圖5-44類似，設(shè)置其背景、填充圖案方式、文本顏色、邊框?qū)挾?、邊框樣式、邊框顏色等?/p>

“布局”屬性中可以設(shè)置文本位置和大小、四周邊距等，如圖5-52所示。

“文本格式”屬性與圖5-48的圖相同，設(shè)置字形格式、字體大小，對齊方式。

“閃爍”屬性，默認(rèn)設(shè)置為禁用閃爍，下拉菜單可選擇是否啟用。

設(shè)置畫面中上的文本域，執(zhí)行復(fù)制和粘貼操作。放置好新生成的文本域后選中它，設(shè)置其文本為“預(yù)設(shè)值”，并設(shè)置其屬性。圖5-52組態(tài)文本域的布局屬性《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）生成與組態(tài)IO域

1)輸出域：用于顯示PLC中變量的數(shù)值。

2)輸入域：用于操作員鍵入數(shù)字或字母，并用指定的PLC的變量保存它們的值。

3)輸入/輸出域：同時具有輸入域和輸出域的功能，操作員用它來修改PLC中變量的數(shù)值，并將修改后PLC中的數(shù)值顯示出來。

將工具箱中元素的“IO域”（圖標(biāo)為

）拖拽到畫面上，選中生成的I/O域。選中巡視窗口的“屬性>屬性>常規(guī)”，如圖5-53所示，用“模式”下拉列表設(shè)置IO域為輸出域，連接的過程變量為“當(dāng)前值”?？梢栽O(shè)置該變量的顯示格式、移動小數(shù)點位數(shù)、格式樣式等。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

在I/O域的“外觀”屬性中，可以設(shè)置背景顏色、填充圖案、文本顏色、文本單位、邊框?qū)挾取⑦吙驑邮?、邊框顏色、背景色等?/p>

在I/O域的“布局”屬性中，與圖5-52文本域的相同。文本格式與圖5-48相同。圖5-53組態(tài)I/O域的常規(guī)屬性點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

4.精簡系列面板的仿真

PLC與HMI應(yīng)用非常廣泛，但價格較高，教學(xué)過程中沒有條件實現(xiàn)設(shè)備仿真，在沒有HMI設(shè)備的情況下，可以用WINCC系統(tǒng)對HMI設(shè)計進(jìn)行仿真。WINCC（WindowsControlCenter），即視窗控制中心，是第一個使用32位技術(shù)的過程監(jiān)視系統(tǒng)，是西門子公司（SIMENS）實現(xiàn)PLC與上位機之間的通訊及上位機監(jiān)控畫面的制作的組態(tài)軟件。

選中項目視圖中“HMI”項目，執(zhí)行菜單命令“在線——仿真——使用變量器仿真”，打開變量器，可以模擬畫面的切換和數(shù)據(jù)的輸入過程，可以通過仿真器來改變輸出域顯示的變量的數(shù)值或指示燈顯示的位變量的狀態(tài)，或者用仿真器讀取來自輸入域的變量的數(shù)值和按鈕控制的位變量的狀態(tài)。點擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

示例：在博途軟件中，編程簡單的梯形圖程序（電動機啟停控制），I0.0為啟動按鈕，