西门子PLC培训报告

1、西门子PLC培训报告一、培训基本情况培训地点：培训内容：l PLC的基本概念l S7-300/400的硬件与组态l 西门子PLC编程软件Step7软件的使用参与培训的人员：l 有限公司：培训单位：本篇报告着重对PLC的基本概念、S7-300/400的硬件与组态、西门子PLC编程软件Step7软件的使用进行简要介绍。更详细内容请参见产品技术手册。二、PLC的基本概念可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械和生产过程。可编程控制

2、器及其有关设备都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC可实现逻辑控制、过程控制、运动控制和通信联网等4大功能。PLC的基本结构如下图：图1 PLC基本结构示意图PLC的特点：1. 编程方法简单易学2. 功能强，性能价格比高3. 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强4. 可靠性高，抗干扰能力强5. 系统的设计、安装、调试工作量少6. 维修工作量小，维修方便7. 体积小，能耗低PLC的应用领域：1. 开关量逻辑控制2. 运动控制3. 闭环过程控制4. 数据处理5. 通信联网PLC的扫描工作过程：图2 PLC扫描周期OB1是用于循环处理的组织块（主程序），起动完成后，不

3、断地循环调用OB1，OB1可以调用其它逻辑块(FB、SFB、FC或SFC) ，或被中断程序（组织块） 中断。读写I/O模块时，通过CPU内部的输入/输出过程映像区批量输入、批量输出。执行用户程序时，CPU访问输入/输出过程映像区。某一编程元件对应的过程映像位为1、0状态时，称该编程元件为ON、OFF。扫描周期是指操作系统执行一次图2所示的循环操作所需的时间。三、S7-300/400的硬件与组态 S7系列：传统意义的PLC产品。S7-200/S7-1200/S7-200 SMART：小型PLC。S7-300：模块式中小型PLC，最多可以扩展3个机架、32个模块。S7-400：大型PLC，可以扩展

4、300多个模块。S7-300 的物理结构：模块化的中小型PLC，功能最强的CPU的RAM存储容量为1400KB，有8192个存储器位，4096个定时器和4096个计数器，数字量最多65536点，模拟量通道最多4096个。S7-300由以下几部分组成：中央处理单元(CPU) ，导轨(Rail)，电源模块(PS)信号模块(SM)：数字量I/O模块(DI/DO)和模拟量I/O模块(AI/AO)的总称。功能模块(FM)：计数器模块、位置控制与检测模块、闭环控制模块、称重模块等。通信处理器(CP)：PROFIBUS、以太网、点对点、AS-i。接口模块(IM)：连接机架或从站。 CPU模块有一个MPI(R

5、S-485)接口，有的有PROFIBUS-DP (RS-485)接口、PROFINET（以太网）接口、PtP(点对点)串行通信接口。图3 S7-300实物图图4 S7-300 的物理结构 电源模块通过U形总线连接器提供DC 5V电源，通过导线为CPU和信号模块提供24V电源。 最多3个扩展机架(ER)，每个机架最多8个信号模块、功能模块或通信处理器。CPU模块的元件1.状态与故障显示LEDSF（系统出错/故障显示，红色）：CPU硬件故障或软件错误时亮。BF（总线错误，红色）。DC 5V（5V电源指示，绿色）：5V电源正常时亮。FRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O被强制时亮。RUN（运行方式

6、，绿色）：CPU处于RUN状态时亮。STOP（黄色）：CPU处于STOP时亮。2. CPU的操作模式1）RUN-P(运行-编程)位置：运行时可以上载和下载用户程序。2）RUN (运行)位置：执行用户程序。3）STOP（停止）位置：不执行用户程序。4）MRES（清除存储器）：将模式开关从STOP状态搬到MRES位置两次， “STOP”LED从闪动到长亮，复位存储区，使CPU回到初始状态。S7-400的基本结构与特点模块的尺寸为25(宽)×290(高)×210(深)mm。用ET 200分布式I/O可以进行远程扩展，用于分布范围很广的系统。S7-400的机架:（1） 通用机架UR

7、1/UR2 P总线：I/O总线，C（K）总线：通信总线。（2） 中央机架，CR2：108槽, 需要一个电源模块和两个CPU模块。CR3是4槽的中央机架，有I/O总线和通信总线。（3）扩展机架ER1/ER2 ER1和ER2是扩展机架，分别有18槽和9槽，只有I/O总线。（4）UR2-H机架 UR2-H机架用于在一个机架上配置一个完整的S7-400H冗余系统，每个均有自己的I/O。两个电源模块和两个冗余CPU模块。图5 S7-400模块图6 S7-400CPU设计四、STEP 7 编程软件使用STEP 7硬件需求：1、能运行Windows 2000或Windows XP的PG或PC机:2、CPU主

8、频至少为600MHz；3、内存至少为256MB；4、硬盘剩余空间在600MB以上；5、具备CD-ROM驱动器和软盘驱动器；6、显示器支持32位、1024×768分辨率；7、具有PC适配器、CP5611或MPI接口卡。表1 STEP 7系统兼容性 S7-300系列PLC的编程语言是STEP 7。用文件块的形式管理用户编写的程序及程序运行所需的数据，组成结构化的用户程序。这样，PLC的程序组织明确，结构清晰，易于修改。 为支持结构化程序设计，STEP 7用户程序通常由组织块(OB)、功能块(FB)或功能块(FC)等三种类型的逻辑块和数据块(DB)组成。 OB1是主程序循环块，在任何情况下

9、，它都是需要的。块描述组织块（OB）操作系统与用户程序的接口，决定用户程序的结构系统功能块（SFB）CPU提供的重要系统功能，有存储区系统功能（SFC）CPU提供的重要系统功能，无存储区功能块（FB）用户编写的包含常用功能的子程序，有存储区功能（FC）用户编写的包含常用功能的子程序，无存储区背景数据块（DI）调用FB和SFB时用于传递参数的数据块，编译时自动生成数据共享数据块（DB）存储用户数据的数据区域，供所有块共享 表2 用户程序中的块 功能块(FB、FC)实际上是用户子程序，分为带“记忆”的功能块FB和不带“记忆”的功能块FC。FB带有背景数据块(Instance Data Block)

10、，在FB块结束时继续保持，即被“记忆”。功能块FC没有背景数据块。 数据块(DB)是用户定义的用于存取数据的存储区，可以被打开或关闭。DB可以是属于某个FB的情景数据块，也可以是通用的全局数据块，用于FB或FC。图7 块调用的分层结构STEP7的项目结构：在STEP7中，一个自动化系统的所有数据以项目（Project）的形式来进行组织和管理。一个项目包含了以下的三类数据。1、硬件结构的组态数据及模块参数2、通信网络的组态数据3、可编程模块的程序上述数据都以对象的形式存储，STEP7采用目录式的层次结构管理项目中的所有对象。对象从上到下有三个层次：第一层：项目；第二层：通讯子网、PLC站或S7程

11、序；第三层：第二层下面的具体对象，视第二层定。图8 浏览项目结构硬件组态：组态就是让PLC知道它都带了哪些模块（包括CPU模块）及其详细信息，以便可以对其进行操作。如从输入模块输入数据，向输出模块输出数据或利用通信模块进行数据交换等。1 创建项目打开【SIMATIC Manager】，系统会自动弹出“新建项目”向导（图9），同时，也可以通过选择菜单【文件】|【新建项目”向导】打开。这里，我们不使用“新建项目”向导。通过单击按钮【取消】关闭该向导。图9 新建项目在工具栏中单击按钮 或在【文件】菜单下单击【新建】，可以直接创建一个新项目。在弹出的对话框中输入项目名称及路径，单击确定完成（如图10）

12、。这里建立了一个名为example7-1的项目。 图10直接建立的项目只包含一个MPI子网对象，用户需要通过【插入】菜单来手动添家对象.用户可以插入一个PLC站，先进行硬件组态，完成硬件组态后，再在相应CPU的S7程序目录下编辑用户程序；也可以先插入一个独立的S7程序，编写用户程序，再进行硬件组态，等组态完成后将程序复制到相应的CPU中。图112 硬件组态程序打开前面建立的项目example7-1，在项目的根接点下插入一个“SIMATIC 300 站点”，将站点命名为S7300PLC，选中左边窗口的“S7300PLC”，在右边窗口可以看到“硬件”的图标 。图12双击“硬件”图标，就可以打开硬件

13、组态界面 图133 配置主机架在STEP7中，可以通过简单的拖放操作来完成主机架的配置。在配置过程中，添加到主机架中的模块的定货号（在硬件目录中选中一个模块，目录下方的窗口会显示模块的定货号和对模块的描述）应该与实际的硬件一致。 图14插入主机架后，分别向机架中的1号插槽添加电源、2号插槽添加CPU。硬件目录中的某些CPU型号有多种操作系统（Firmware）版本，在添加CPU时，CPU的型号和操作系统版本都要与实际的硬件一致。图15411号槽中可以添加信号模块、功能模块、通讯处理器等，上述模块分别在硬件目录的SM-300、FM-300和CP-300中。例如图16机架中添加了一个数字量输入模块

14、和一个数字量输出模块。 图16在配置过程中，STEP7可以自动检查配置的正确性。当硬件目录中的一个模块被选中时，机架中允许插入该模块的槽会变成绿色，而不允许该模块插入的槽颜色无变化。将选中的模块拖到不能插入该模块的槽时，会提示不能插入的原因。 图17CPU参数配置：双击机架中的CPU，打开CPU属性对话框，在这里可以配置CPU的各类参数，不同型号的CPU参数不尽相同，在应用时应注意。常规设置在常规页面中（图18），包括了CPU的基本信息和MPI的接口设置。单击“属性”按钮会弹出MPI通讯的属性设置界面，在这里可以设置MPI通讯的速率等参数。图18启动如图19所示为启动属性页，各参数描述如下：S

15、7系列PLC有三种启动方式（其中大多数300系列CPU只有暖启动）：A、暖启动：启动时过程映像和不保持定时器、计数器及标志存储器被清除，CPU会自动调用OB100一次，然后开始循环执行OB1。B、冷启动：启动时所有存储器被清除，CPU会自动调用OB100一次，然后开始循环执行OB1。C、热启动：启动时所有存储器保持，CPU会自动调用OB100一次，然后开始循环执行OB1。图19周期/时钟存储器：周期/时钟存储器（图20）页面主要包含以下参数设置。图20保持存储器：保持存储器页面（图21）包含了下面的项目： 图21诊断/时钟：诊断/时钟页（图22）包括以下设置： 图22五、培训总结此次培训的主要收获有以下几方面：1、 PLC的基本概念2、 S7-300/400的硬件与组态3、