STEP7編程軟件的使用方法

章STEP7編程軟件的使用方法7.1用戶程序的基本結(jié)構(gòu)7.2STEP7編程軟件簡介7.3硬件組態(tài)7.4使用LAD編程2021/6/271一般來說，PLC有線性化編程、模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程等3種程序設(shè)計方法。1、線性化編程線性化編程類似硬件繼電器控制電路，整個系統(tǒng)的控制程序放在主循環(huán)控制組織塊OB1（主程序）中，每一次循環(huán)掃描都要不斷地順序執(zhí)行OB1中的全部指令。這種方法程序結(jié)構(gòu)簡單，不涉及功能、功能塊、數(shù)據(jù)塊、局部變量和中斷等比較復(fù)雜的概念，容易入門，一般在編寫簡單的控制系統(tǒng)程序時使用。本書S7-200部分主要討論的就是這種編程方法。2021/6/2722、模塊化編程程序被分為不同的邏輯塊，每個塊包含了完成部分控制任務(wù)的邏輯指令。組織塊OB1（主程序）中的指令決定在什么情況下調(diào)用哪一個塊，功能和功能快（子程序）用來完成不同的過程任務(wù)。被調(diào)用的塊執(zhí)行完后，返回到OB的調(diào)用點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行OB1。模塊化編程的程序被分為若干塊，易于實現(xiàn)多人同時對一個項目編程。由于只在需要時執(zhí)行相關(guān)的指令，因此提高了CPU的執(zhí)行效率。3、結(jié)構(gòu)化編程結(jié)構(gòu)化編程將復(fù)雜的自動化任務(wù)分解成能夠反映過程的工藝、功能或可以反復(fù)使用的小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的程序塊來表示，程序運(yùn)行時所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲在數(shù)據(jù)塊中。某些程序塊可以用來實現(xiàn)相同或相近的功能。這些程序塊是相對獨(dú)立的，它們被OB1或別的程序塊調(diào)用。2021/6/2737.1用戶程序的基本結(jié)構(gòu)S7-300編程方式簡介

S7-300系列PLC的編程語言是STEP7。用文件塊的形式管理用戶編寫的程序及程序運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)，組成結(jié)構(gòu)化的用戶程序。這樣，PLC的程序組織明確，結(jié)構(gòu)清晰，易于修改。為支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計，STEP7用戶程序通常由組織塊(OB)、功能塊(FB)或功能塊(FC)等三種類型的邏輯塊和數(shù)據(jù)塊(DB)組成。

OB1是主程序循環(huán)塊，在任何情況下，它都是需要的。2021/6/274表7-1用戶程序中的塊塊簡要描述組織塊（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）CPU提供的重要系統(tǒng)功能，有存儲區(qū)系統(tǒng)功能（SFC）CPU提供的重要系統(tǒng)功能，無存儲區(qū)功能塊（FB）用戶編寫的包含常用功能的子程序，有存儲區(qū)功能（FC）用戶編寫的包含常用功能的子程序，無存儲區(qū)背景數(shù)據(jù)塊（DI）調(diào)用FB和SFB時用于傳遞參數(shù)的數(shù)據(jù)塊，編譯時自動生成數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)塊（DB）存儲用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，供所有塊共享2021/6/275

功能塊(FB、FC)實際上是用戶子程序，分為帶“記憶”的功能塊FB和不帶“記憶”的功能塊FC。FB帶有背景數(shù)據(jù)塊(InstanceDataBlock)，在FB塊結(jié)束時繼續(xù)保持，即被“記憶”。功能塊FC沒有背景數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊(DB)是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，可以被打開或關(guān)閉。DB可以是屬于某個FB的情景數(shù)據(jù)塊，也可以是通用的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，用于FB或FC。S7CPU還提供標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)功能塊(SFB、SFC)，集成在S7CPU中的功能程序庫。用戶可以直接調(diào)用它們，由于它們是操作系統(tǒng)的一部分，因此不需將其作為用戶程序下載到PLC。2021/6/276

圖7-1塊調(diào)用的分層結(jié)構(gòu)

2021/6/2777.2STEP7編程軟件簡介STEP7概述STEP7編程軟件用于SIMATICS7、C7和M7和基于PC的WinAC，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具。為了在PC機(jī)上使用STEP7，必須配置MPI通信卡或PC/MPI通信適配器，將計算機(jī)接入MPI或PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，以便下載和上載用戶程序及組態(tài)數(shù)據(jù)。STEP7允許多個用戶同時處理一個工程項目，但不允許多個用戶同時對一個項目進(jìn)行寫操作（如程序及組態(tài)數(shù)據(jù)的下載）。2021/6/278STEP7的授權(quán)授權(quán)是使用STEP7軟件的“鑰匙”，只有在硬盤上找到相應(yīng)的授權(quán)，STEP7才可以正常使用，否則會提示用戶安裝授權(quán)。

圖7-2授權(quán)管理器2021/6/279STEP7的項目結(jié)構(gòu)在STEP7中，一個自動化系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)以項目（Project）的形式來進(jìn)行組織和管理。一個項目包含了以下的三類數(shù)據(jù)。1、硬件結(jié)構(gòu)的組態(tài)數(shù)據(jù)及模塊參數(shù)2、通信網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)數(shù)據(jù)3、可編程模塊的程序上述數(shù)據(jù)都以對象的形式存儲，STEP7采用目錄式的層次結(jié)構(gòu)管理項目中的所有對象。對象從上到下有三個層次：第一層：項目；第二層：通訊子網(wǎng)、PLC站或S7程序；第三層：第二層下面的具體對象，視第二層定。圖7-3瀏覽項目結(jié)構(gòu)2021/6/27101、語言環(huán)境設(shè)置STEP7中提供了多種可選語言，如果在安裝STEP7時用戶選擇了多語言，則可以在使用過程中改變語言環(huán)境。打開【SIMATICManager】，通過【選項】|【自定義】打開自定義選項菜單，選擇【語言】

2021/6/27112、常規(guī)選項設(shè)置通過【選項】|【自定義】打開自定義選項菜單，選擇【常規(guī)】選項卡。常規(guī)選項的設(shè)置界面和各選項的含義如圖7-5所示。2021/6/27123、PG/PC接口設(shè)置PG/PC接口（PG/PCInterface）是PG/PC和PLC之間進(jìn)行通訊連接的接口。PG/PC支持多種類型的接口，每種接口都需要進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置（如通訊的波特率等）。因此，要實現(xiàn)PG/PC和PLC之間的通訊連接，必須正確地設(shè)置PG/PC接口。SETP7的安裝過程中，會提示用戶設(shè)置PG/PC接口參數(shù)。在安裝完成之后，可以通過以下幾種方法打開PG/PC設(shè)置對話框：（1）Windows的【開始】|【SIMATIC】|【STEP7】|【設(shè)置PG-PC接口】（2）Windows的【控制面板】|【設(shè)置PG-PC接口】（3）在【SIMATICManager】中，通過菜單【選項】|【設(shè)置PG/PC接口】2021/6/2713設(shè)置步驟如下：（1）將【應(yīng)用程序訪問點(diǎn)】設(shè)置為【S7ONLINE（SETP7）】（2）在【以使用的接口參數(shù)分配】中，選擇需要的接口類型。如果列表中沒有需要的類型，可以通過單擊【選擇】按鈕安裝相應(yīng)的模塊或協(xié)議（3）選中一個接口類型，單擊【屬性】按鈕，在彈出的對話框中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如圖7-7所示

圖7-7接口屬性設(shè)置

2021/6/27147.3硬件組態(tài)

1創(chuàng)建項目打開【SIMATICManager】，系統(tǒng)會自動彈出“新建項目”向?qū)В▓D7-8），同時，也可以通過選擇菜單【文件】|【新建項目”向?qū)А看蜷_。這里，我們不使用“新建項目”向?qū)?。通過單擊按鈕【取消】關(guān)閉該向?qū)А?021/6/2715在工具欄中單擊按鈕

或在【文件】菜單下單擊【新建】，可以直接創(chuàng)建一個新項目。在彈出的對話框中輸入項目名稱及路徑，單擊確定完成（如圖7-9）。這里建立了一個名為example7-1的項目。

2021/6/2716直接建立的項目只包含一個MPI子網(wǎng)對象，用戶需要通過【插入】菜單來手動添家對象.用戶可以插入一個PLC站，先進(jìn)行硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)后，再在相應(yīng)CPU的S7程序目錄下編輯用戶程序；也可以先插入一個獨(dú)立的S7程序，編寫用戶程序，再進(jìn)行硬件組態(tài)，等組態(tài)完成后將程序復(fù)制到相應(yīng)的CPU中。2021/6/27172硬件組態(tài)程序打開前面建立的項目example7-1，在項目的根接點(diǎn)下插入一個“SIMATIC300站點(diǎn)”，將站點(diǎn)命名為S7300PLC，選中左邊窗口的“S7300PLC”，在右邊窗口可以看到“硬件”的圖標(biāo)

2021/6/2718雙擊“硬件”圖標(biāo)，就可以打開硬件組態(tài)界面

2021/6/27193配置主機(jī)架在STEP7中，可以通過簡單的拖放操作來完成主機(jī)架的配置。在配置過程中，添加到主機(jī)架中的模塊的定貨號（在硬件目錄中選中一個模塊，目錄下方的窗口會顯示模塊的定貨號和對模塊的描述）應(yīng)該與實際的硬件一致。

2021/6/2720插入主機(jī)架后，分別向機(jī)架中的1號插槽添加電源、2號插槽添加CPU。硬件目錄中的某些CPU型號有多種操作系統(tǒng)（Firmware）版本，在添加CPU時，CPU的型號和操作系統(tǒng)版本都要與實際的硬件一致

2021/6/27214—11號槽中可以添加信號模塊、功能模塊、通訊處理器等，上述模塊分別在硬件目錄的SM-300、FM-300和CP-300中。例如圖7-15在主機(jī)架中添加了一個數(shù)字量輸入模塊和一個數(shù)字量輸出模塊。

2021/6/2722在配置過程中，STEP7可以自動檢查配置的正確性。當(dāng)硬件目錄中的一個模塊被選中時，機(jī)架中允許插入該模塊的槽會變成綠色，而不允許該模塊插入的槽顏色無變化。將選中的模塊拖到不能插入該模塊的槽時，會提示不能插入的原因。

2021/6/2723CPU參數(shù)配置：雙擊機(jī)架中的CPU，打開CPU屬性對話框，在這里可以配置CPU的各類參數(shù)，不同型號的CPU參數(shù)不盡相同，在應(yīng)用時應(yīng)注意。常規(guī)設(shè)置在常規(guī)頁面中（圖7-17），包括了CPU的基本信息和MPI的接口設(shè)置。單擊“屬性”按鈕會彈出MPI通訊的屬性設(shè)置界面，在這里可以設(shè)置MPI通訊的速率等參數(shù)。2021/6/2724啟動如圖7-18所示為啟動屬性頁，各參數(shù)描述如下：S7系列PLC有三種啟動方式（其中大多數(shù)300系列CPU只有暖啟動）：A、暖啟動：啟動時過程映像和不保持定時器、計數(shù)器及標(biāo)志存儲器被清除，CPU會自動調(diào)用OB100一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行OB1。B、冷啟動：啟動時所有存儲器被清除，CPU會自動調(diào)用OB100一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行OB1。C、熱啟動：啟動時所有存儲器保持，CPU會自動調(diào)用OB100一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行OB1。2021/6/2725周期/時鐘存儲器周期/時鐘存儲器（圖7-19）頁面主要包含以下參數(shù)設(shè)置。2021/6/2726保持存儲器保持存儲器頁面（圖7-21）包含了下面的項目：

2021/6/2727診斷/時鐘診斷/時鐘頁（圖7-22）包括以下設(shè)置：

2021/6/2728保護(hù)保護(hù)頁面（圖7-23）包括以下參數(shù)：

2021/6/27297.4使用LAD編程

任務(wù)描述

在本例中，我們模擬一個飲料灌裝線的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中有兩條飲料灌裝線和一個操作員面板。（1）每一條灌裝線上，有一個電機(jī)驅(qū)動傳送帶；兩個瓶子傳感器能夠檢測到瓶子經(jīng)過，并產(chǎn)生電平信號；傳送帶中部上方有一個可控制的灌裝漏斗，打開時及開始灌裝。當(dāng)傳送帶中部的傳感器檢測到瓶子經(jīng)過時，傳送帶停止，灌裝漏斗打開，開始灌裝。1號線灌裝時間為3s（小瓶），2號線灌裝時間為5s（大瓶），灌裝完畢后，傳送帶繼續(xù)運(yùn)。位于傳送帶末端的傳感器對灌裝完畢的瓶子計數(shù)。（2）在控制面板部分，有四個點(diǎn)動式按鈕分別控制每條灌裝線的啟動和停止；一個總控制按鈕，可以停止所有生產(chǎn)線；兩個狀態(tài)指示燈分別表示生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)；兩個數(shù)碼管顯示器顯示每條線灌裝的數(shù)目。2021/6/2730根據(jù)任務(wù)描述，可以將上述系統(tǒng)功能劃分為兩個子功能：（1）啟停操作控制：負(fù)責(zé)將用戶操作面板的輸入信號邏輯轉(zhuǎn)換為灌裝線的啟停信號。（2）灌裝線控制：負(fù)責(zé)處理灌裝定時和滿瓶計數(shù)，為灌裝線傳送帶電機(jī)和灌裝漏斗提供控制信號，向數(shù)碼管提供BCD碼計數(shù)值。第一個子功能由一個功能FC1實現(xiàn)，第二個子功能由一個功能快FB1實現(xiàn)，兩條灌裝線的定時時間分別保存在兩個背景數(shù)據(jù)塊DB1和DB2中。2021/6/27312創(chuàng)建項目在STEP7中建立一個名為example7-2的項目，通過插入菜單加入一個S7程序

2021/6/27323編輯符號表符號表可以為絕對地址（如I0.0、Q4.0等）提供一個符號名（如“啟動”、“輸出”等），以方便編程及程序閱讀。在【S7程序（1）】目錄下，雙擊【符號】圖標(biāo)，打開符號表，對其進(jìn)行編輯并保存

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