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西门子PLC编程 一、状态故障判断 nSF（系统出错/故障显示，红色）：CPU硬件故障或软件错误时亮。 nBATF（电池故障，红色）：电池电压低或没有电池时亮。 nDC5V（+5V电源指示，绿色）：5V电源正常时亮。 nFRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O被强制时亮。 nRUN（运行方式，绿色）：CPU处于RUN状态时亮；重新启动时以2Hz 的频率闪亮；HOLD（单步、断点）状态时以0.5Hz的频率闪亮。 nSTOP（停止方式，黄色）：CPU处于STOP，HOLD状态或重新启动时 常亮。 nBUSF（总线错误，红色）。 二、模式选择开关 nRUN-P（运行-编程）位置：运行时还可以读出和修改用户程序，改 变运行方式。 nRUN（运行）位置：CPU执行、读出用户程序，但是不能修改用户程 序。 nSTOP（停止）位置：不执行用户程序，可以读出和修改用户程序。 nMRES（清除存储器）：不能保持。将钥匙开关从STOP状态扳到 MRES位置，可复位存储器，使CPU回到初始状态。 三、复位存储器： 通电后从STOP位置扳到MRES位置，“STOP” LED熄灭1s，亮1s ，再熄灭1s后保持亮。放开开关，使它回到STOP位置，然后又回到 MRES，“STOP” LED以2Hz的频率至少闪动3s，表示正在执行复位 ，最后“STOP” LED一直亮。 第二章 PLC编程基础 一、快速认识西门子PLC 例如，有两个开关K1、K2。控制要求，只有两个开关都接通时小灯D1 才亮。当D1亮秒钟后 小灯D2开始亮。当开关 K3切断时两个小灯就同 时熄灭。 1) 接线程序控制 2）存贮程序控制 （PLC控制） 二、 S7-300/400软件基础 2.1 S7-300的数据环境 1 数据类型 位 BOOL 例： True 或 False （1 或0） 字节 BYTE 例： B#16#0FF 字 WORD 例： W#16#0 FFFF 双字 DWORD 例：DW#16#0FFFF_FFFF 整数 INT 例：-3276832767 双整数 DINT 例：-214783648 214783647 实数 REAL 例： 1.2 或 34.5E-12 时间 S5TIME 例：S5T#2H5M (时基 10mS) 字符 CHAR 例：A 日期时间 TIME_OF_DAY 例：TOD#12:23:45.12 时间 TIME 例：T#20H_31M_23S (时基 1mS) 日期 DATE 例：D#1990-1-1 (时基 1天) n说明： nS5TIME 为 SIMATIC时间 n 范围 S5T#0H_0M_0S_10MS n S5T#2H_46M_39S_0MS nTIME为 IEC时间 n 范围 T#0 0 0 . 0 n T#23 59 59.999 nTIME-OF-DAY 为 日计时 n 范围 TOD#0:0:0.0 n TOD#23:59:59.999 2 过程映象 字节 0 字节 1 字节 2 : : : CPU 存储器区 字节 0 字节 1 字节 2 : : : PIIPIQ 用户程序 CPU 存储器区 : : A I2.0 = Q4.3 : : : : 1 1 PSCPUSMSMSMSMSMSMSM模块 12 4 5 6 7 8 9 10槽号 地址 0.0 地址 0.7 地址 1.0 地址 1.7 3. STEP 7 的可能寻址范围 设计的地址区 访问区域 缩写 加在一起的最大区域 过程映象 I/Q 输入 /输出位 I / Q 0.0 - 65,535.7 输入 /输出字节 I/QB 0 - 65,535 输入 /输出字 I/QW 0 - 65,534 输入 /输出双字 I/QD 0 - 65,532 存储器标志 存储器位 M 0.0 - 255.7 存储器字节 MB 0 - 255 存储器字 MW 0 - 254 存储器双字 MD 0 - 252 I/Q 外部输入/输出 I/Q 字节, 外设 PIB/PQB 0 - 65,535 I/Q 字, 外设 PIW/PQW 0 - 65,534 I/Q 双字, 外设 PID/PQD 0 - 65,532 定时器 定时器 (T) T 0 - 255 计数器 计数器 (C) C 0 - 255 设计的地址区 访问区域 缩写 加在一起的最大区域 数据块 数据块 (DB) DB 0 - 65,535 数据块 用OPN DB打开 位 DBX 0.0 - 65,535.7 字节 DBB 0 - 65,535 字 DBW 0 - 65,534 双字 DBD 0 - 65,532 用OPN DI打开 位 DIX 0.0 - 65,535.7 字节 DIB 0 - 65,535 字 DIW 0 - 65,534 双字 DID 0 - 65,532 说明：DB块包含由任意一个块存取的数据.DB块用“OPN DB”打开. DI块用于存取与FB和SFB块的数据. DI块用“OPN DI” 打开. S7同时只能识别一个DB块和一个DI块的数据. 2.2 逻辑操作指令 1. 位逻辑指令 （1）基本逻辑指令：与, 或 （2）基本逻辑指令：异或 (XOR) 异或 (XOR)指令练习： （3）常开和常闭触点，传感器和符号 常开常闭触点练习 与或非操作练习 （4）赋值，置位，复位 置位复位操作练习 （5）触发器的置位 / 复位 置位复位触发器练习 （6）中间输出操作 LAD I 1.0I 1.1 ( ) M0.0I 2.0I 2.1 ( ) M 1.1 NOT( ) Q 4.0 AI1.0 AI1.1 =M 0.0 AM 0.0 AI2.0 AI2.1 NOT =M 1.1 AM 1.1 =Q 4.0 STL I 1.0 I 1.1 & & I 2.0 I 2.1 M0.0 M1.1Q 4.0 = FBD 中间输出操作练习 （7） RLO - 边沿检测 (检测确 I1.0与I1.1的边 沿) P I1.0I1.1M1.0M8.0 N I1.0I1.1M1.1M8.1 LAD I1.0 I1.1 P= & M1.0 M8.0 I1.0 I1.1 N= & M1.1 M8.1 FBD AI1.0 AI1.1 FPM1.0 =M8.0 A I 1.0 AI 1.1 FNM1.1 =M8.1 STL I1.0 I1.1 RLO M1.0 M8.0 M8.1 M1.1 OB1-循环 例如 （8）信号 - 边沿检测 (I1.0=1 时 检测 I1.1的边 沿) I1.1 = M8.0 POS M_BITM1.0 & I1.0 I1.1 = M8.1 NEG M_BITM1.1 & I1.0 FBD AI1.0 A ( A I1.1 FP M1.0 ) = M8.0 AI1.0 A( AI1.1 FN M1.1 ) = M8.1 STL I1.1 M8.0 POS M_BITM1.0 Q I1.0 I1.1 M8.1 NEG M_BITM1.1 Q I1.0 LAD 例如 I1.0 I1.1 M1.0 M8.0 M8.1 M1.1 OB1-周期 2 计数器线圈操作 加计数线圈CU 减计数线圈CD I0.0为置数脉冲 I0.1为加计数脉冲 I0.2为减计数脉冲 CV=0时 C5=OFF CV0时 C5=ON Q0.5=C5 I1.0 =ON时，I0.0=ON时CV=10。 I0.1脉冲使计数加1 I0.2脉冲使计数减1 3 计时器线圈操作 脉冲计时器（ SP ） I1.0 =ON时 扩展脉冲计时器（ SE ） I1.0 =ON时 计时器的数据格式： 开通延时计时器（ SD ） I1.0 =ON时 保持型开通延时计时器（ SS ） I1.0 =ON时 关断延时计时器（ SF ） I1.0 =ON时 5.3 程序控制指令 （1）主控继电器功能 主控继电器（MCR）是梯形逻辑主控开关，控制信 号流的通断。 主控继电器的启动指令（MCRA） 主控继电器的开通指令（MCR） 主控继电器的停止指令（MCRD） 主控继电器的例子1 I0.0=ON 执行“MCR” 之间的指令。 I0.0=OFF 不执行“MCR” 之间的指令。 其中置位信号不变， 赋值信号被复位。 主控继电器的例子2 （2）无条件跳转指令 （3）条件跳转指令 跳转指令练习 (跳过之处不扫描) 2.4 传送和比较指令 传送指令 字节，字，双字传送。 比较指令 整数，双整数，实数比较。 比较符: EQ_I, NE_I, GT_I, LT_I, GE_I, LE_I. EQ_D, NE_D, GT_D, LT_D, GE_D, LE_D. EQ_R, NE_R, GT_R, LT_R, GE_R, LE_R. 2.5 运算指令 整数运算 运算符： ADD_I. SUB_I. MUL_I. DIV_I. ADD_DI. SUB_DI. MUL_DI. DIV_DI, MOD_DI. 实数运算 运算符： ADD_R. SUB_R. MUL_R. DIV_R. SIN， COS，TAN， ASIN， ACOS， ATAN，LN， EXP 2.6 转换指令 BCD码与整数转换 BCD_I把通道中 的BCD码转换为整数存 入通道中。 I_ BCD把通道中的 整数转换为BCD码存入 通道中。 双整数与实数转换 DI _R ROUND BCD_DI， DI _ BCD ， I _ DI ， DI _I 。 2.7 计数器指令 双向计数器 I0.0为加计数脉冲 I0.1为减计数脉冲 I0.2为置数脉冲 I0.3为复位脉冲 CV0时，C0=ON。 向上计数器 I0.0为加计数脉冲 I0.1为置数脉冲 I0.2为复位脉冲 CV0时，C0=ON。 向下计数器 I0.3为减计数脉冲 I0.4为置数脉冲 I0.5为复位脉冲 CV0时，C0=ON。 说明： 梯形图中CV为用十六进制表示的计数器的当前值。 梯形图中CV_ BCD为用BCD码表示的计数器的当前值。 梯形图中的PV值可以用BCD码表示的数值由通道送入。 2.8 计时器指令 脉冲计时器（SP） 扩展脉冲计时器（SE） 开通延时计时器（SD） 保持型开通延时计时器（SS） 关断延时计时器（SF） 说明： 梯形图中BI为用十六进制表示的计数器的当前值。 梯形图中 BCD为用BCD码表示的计数器的当前值。 梯形图中的TV值可以用BCD码表示的数值由通道送入。 2.9 块操作指令 1 温度控制（S7-PRO1） 说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。 温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0 。 温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.1 。 设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FC1。 DB1和DB2为通用数据块。 其中DB1为温控1的控制参数数据块。 DB2为温控2的控制参数数据块。 DB块： DB1 DB2 FC块： FC1 OB块： OB1 运行仿真： 温控1控制仿真 温控2控制仿真 2 温度控制（S7-PRO2） 说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。 温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0 。 温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.1 。 设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FB1。 DB1和DB2为FB1型数据块。 其中DB1为温控1的控制参数数据块。 DB2为温控2的控制参数数据块。 FB块： FB1 DB块： DB1 DB2 OB块： OB1 运行仿真： 温控1控制仿真 温控2控制仿真 3温度控制（S7-PRO3） 说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。 温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0 。 温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.2 。 温控3的温度保持在282，控制器为Q 0.4 。 设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FB1和FC1。 DB1和DB2为FB1型数据块。 其中DB1为温控1的控制参数数据块。 DB2为温控2的控制参数数据块。 DB3为通用数据块，为温控3的控制参数。 FB1控制温度1，2。FC1控制温度3 。 FC块： FC1 FB块： FB1 DB块： DB1 DB2 DB3 OB块： OB1 OB1续 运行仿真： I0.0,I0.1=ON: PIW25610 Q0.0=OFF. I0.2,I0.3=ON: PIW25620 Q0.2=OFF. I0.3,I0.4=ON: PIW25630 Q0.4=OFF. 4 计时器计数器与数据块（S7-PRO10） 说明：计时器，计数器的数据在数据块中的存取的实现。 计时器T0与T1组成一个振荡器。振荡的次数由计数器记 录。 设计：OB1为运行程序，DB1为存取数据块。 DB块： DB1 OB块： OB1 计时器数据格式： OB1续 运行仿真： 5 占空比可调的时间震荡器（S7-PRO26） 运行仿真： 6 循环中断OB35 （S7-PRO21） 在项目中添加OB35 进入OB35编写中断程序 在PLC中设定循环中断有效 进入OB1 编写主程序 程序下载到 PLC（或仿真器） 运行 第三章 PLC程序设计 （开关量设计） 1.开关量控制系统设计方法举例 (1)机械手控制系统线性程序设计 控制要求： 机械手一个循 环周期可分为 八步。 控制方式： 自动、单动 和 手动。 下面讨论自动 控制过程。 硬件选择选择 硬件接线原理图 由逻辑流程图设计程序 由时序流程图设计程序 由时序流程图来设计程序，首先要把整个工程的各个任务分成多 个时序，在不同的时序中完成不同的任务。 例如本例子 中可分成8 个时序。用 M1.0、M1.1 M1.7分别 表述各个时 序的特征位。 当M1.O=1时 为机械手下 降1时序， M1.1为机械 手抓紧时序等。 线性结构软件设计（S7-PR23） OB1块 OB1续 OB1续 OB1续 OB1续 OB1续 运行仿真 I0.4=1 I0.6=1 I1.5=1 I0.0=1 Q0.0=1 降1 I0.4=0 I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=1 T1=1 Q0.1=1 升1 I0.5=0 I0.4=1 Q0.1=0 Q0.2=1 右 I0.6=0 I0.7=1 Q0.2=0 Q0.0=1 降2 I0.4=0 I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=0 T2=1 Q0.1=1 升2 I0.5=0 I0.4=1 Q0.1=0 Q0.3=1 左 I0.7=0 I0.6=1 Q0.3=0 （2）搅拌控制系统线性程序设计 初始状态及 操作工艺 硬件设计 内存变量分配表 线性结构软件设计（S7-PRO8） OB1块 OB1续 OB1续 系统仿真 I0.0=ON I0.4=OFF Q4.0=ON I0.3=ON Q4.0=OFF Q4.1=ON I0.2=ON Q4.1=OFF Q4.2=OFF T1 T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON I0.4=OFF T2 T2=ON Q4.3=OFF （3）搅拌控制系统分块结构软件设计（S7-PRO9） 块结构 OB1主程序 OB100由停止转为运行时初始化程序 FC1为配料A控制程序 FC2为配料B控制程序 FC3为搅拌控制程序 FC4为出料控制程序 OB1 OB1续 OB100 FC1 FC2 FC3 FC4 系统仿真 I0.0=ON I0.4=OFF Q4.0=ON I0.3=ON Q4.0=OFF Q4.1=ON I0.2=ON Q4.1=OFF Q40.2=OFF T1 T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON I0.4=OFF T2 T2=ON Q4.3=OFF 第四章 PLC程序设计 （模拟量设计） 1.模拟量控制系统设计举例 （1）搅拌控制系统线性程序设计（S7-PRO111） 初始状态及 操作工艺 硬件设计