S7 PLC 硬件及编程a课件

1、SIMATIC S7 系统概述S7-200S7-300S7-400S7-300: 概述S7-300: 模块 PS(可选)CPU IM(可选)SM: DISM: DOSM: AISM: AO FM:- 计数- 定位- 闭环控制 CP:- 点-到-点- PROFIBUS- 工业以太网模式选择器 MRES =模块复位功能STOP = 停止模式：程序不执行RUN = 程序执行，编程器只读操作RUN-P = 程序执行，编程器读写操作状态指示器(LED) SF = 组错误：CPU内部错误或带诊断功能模块错误BATF = 电池故障：电池不足或不存在DC5V = 内部 5 V DC 电压指示FRCE = FO

2、RCE：指示至少有一个输入或输出被强制RUN = 当CPU启动时闪烁，在运行模式下常亮STOP = 在停止模式下常亮有存储器复位请求时慢速闪烁正在执行存储器复位时快速闪烁由于存储器卡插入需要存储器复位时慢速闪烁存储器卡 为存储器卡提供一个插槽。当发生断电时利用存储器卡可以不需要电池就可以保存程序。电池盒在前盖下有一个装锂电池的空间，当出现断电时锂电池用来保存RAM中的内容。MPI连接用MPI接口连接到编程设备或其它设备 （一般为X1)DP 接口分布式 I/O 直接连接到CPU的接口。 （一般为X2 和X3)特性：针对低性能要求的模块化中小控制系统 不同档次的CPU可选择不同类型的扩展模块可以扩

3、展多达32个模块模块内集成背板总线网络连接 - 多点接口 (MPI), - PROFIBUS 或- 工业以太网通过编程器PG访问所有的模块无插槽限制借助于“HWConfig“ 工具可以进行组态和设置参数共有11个槽位：前三个固定；411随意。槽号槽 1 到 3 （= 固定分配）：槽 1：PS （电源），如果存在槽 2：CPU （中央处理器），如果存在槽 3：IM （接口模板），如果存在槽4 到 11 （自由分配）：SM、FM、CP可以插入这八个槽中的任何一个 距离两层机架之间的电缆长度：采用IM 365 的两层之间最大长度：1m采用IM360/361的多层组态之间最大长度：10m模拟量地址分配

4、S7-400: 概述 启动模式开关 模式选择器例如：CPU412-1例如：CPU416-2DP* 其他的 CPU请参见样本目录S7-400: CPU 设计（1）S7-400: CPU 设计（2）CPU故障指示 LED 存储器卡插槽MPI 接口外部电池DP接口故障指示LED DP 接口模式选择器MRES = 模块复位STOP= 停止模式，不执行程序且输出禁止 ( “OD”模式= 输出禁止) RUN = 程序执行，编程器只读访问RUN-P= 程序执行，编程器读写访问 启动类型开关CRST = 当利用模式选择器STOP / RUN 启动 CPU时，执行一个全启动（冷启动）WRST = 当利用模式选择

5、器STOP / RUN 启动 CPU时，执行一个启动（热启动）通过状态指示灯LED，CPU要求一个启动类型 (用 CRST/WRST开关选择)特性用于中等到高级性能要求的强大的PLC 不同档次的CPU， 可以选择不同的模块， 可以扩展多达300个模块， 背板总线集成在模块内， 可以联网 - 多点接口 (MPI)， - PROFIBUS 或 - 工业以太网， 通过中央编程器连接到所有的模块， 没有插槽限制， 借助于“HWConfig”工具可以进行组态和设置参数， 多处理器计算(在中央机架上可以使用多达 4个 CPU)。信号模块(SM) 数字量输入模块：24V DC，120/230V AC数字量输

6、出模块： 24V DC，继电器模拟量输入模块：电压、电流、电阻、热电偶模拟量输出模块： 电压、电流接口模块(IM) IM460、IM461、IM463和IM467 接口模块提供不同机架之间的连接：UR1 (通用机架) 插18个模块UR2 (通用机架) 插9个模块ER1 (扩展机架) 插18个模块ER2 (扩展机架) 插9模块.功能模块(FM) 执行“特殊功能”计数定位闭环控制UR1/UR2这些机架可以用于中央或扩展机架。UR1 有18 个槽，UR2 有 9个槽用来插S7-400 模板。ER1/ER2用于扩展的机架。ER1 有18 槽，ER2 有9个槽。I/O 总线有如下的限制： 不带中断处理功

7、能 不向模板提供24V 电源 不带模板后备电源CR2用于中央机架。I/O 总线（外设总线）分为两个部分，其中一部分有10 个槽，另一个有8 个槽。这两部分的通讯总线是相连的。连接 CR/ER利用接口模板（IM）可以把扩展机架（ER）连接到中央机架（CR）。在中央机架上可以插一个或多个接口模板。发送接口模板有两个接口，每个接口可以连接4个扩展机架。 局部和远程接口模板有如下区别： 局部：用460-0/461-0 接口连接距离不大于 3m， 这些接口不提供 5V电源，但传递通讯总线。 用460-1/461-1 接口连接距离不大于1.5m，这些接口提供 5V电源，但不传递通讯总线。 远程：用460-

8、3/461-3 接口连接距离不大于 100m。 硬件/软件要求处理器80 486 或更高，推荐Pentium硬盘 (自由空间)最小300 MB (对 Windows、交换文件、STEP7、 项目)RAM= 32 MB, 推荐64 MB 接口CP 5611 或 MPI 卡 或 PC-适配器 存储器卡编程适配器鼠标要操作系统Windows 95/98/NT安装STEP 7对PG/PC的要求STEP 7 编程方法程序结构STEP 7为设计程序提供三种方法。基于这些方法，可以选择最适合于你的应用的程序设计方法。线性化模块化结构化线性化编程：所有的指令都在一个块 （OB1） 内。模块化编程：每个设备的控

9、制指令都在各自的块内。 OB1按顺序调用每个块。结构化编程：不同的块调用可重复利用的代码。OB1 (或其他块) 调用这些块并传递相应的参数。OB1OB1OB1配方 A配方 B混合器排空泵排空线性化编程OB1Network 1Network 2Network 3电机控制信息取得操作的小时数线性编程实例 - 传送带控制模块化编程电机控制信息取得操作小时数OB 1FC 1FC 2FC 3主程序 子块程序处理程序处理g调用另一个块的指令块结束 OBFC/FB模块化程序的执行结构化编程OB 1电机 1FC 1电机 2FC 1电机 3FC 1程序块类型故障FBFBFBFCSFCSFBFB 带背景数据块阴影

10、: OB组织块循环定时过程OB = 组织块FB = 功能块FC = 功能SFB = 系统功能块SFC = 系统功能 操作系统 块类型 特性 组织块 - 操作系统和用户程序的接口 (OB) - 各层次的优先级 (1 26)- 局部数据堆栈中的特殊启动信息 功能块 (FB) - 带参数 / 数据保持- 不带参数 / 数据保持 - 不带参数 / 数据不保持 功能 (FC) - 只传递一个返回值 (调用时必须分配参数) - 数据不保持 - 可带参数 数据块 (DB)- 结构化，局部存储 (背景 DB)- 结构化，全局数据存储 (在整个程序中均有效)用户定义的块块类型 特点 系统功能- 存储在CPU的操

11、作系统中(SFC)- 用户可以调用此功能 （不需要存储器）系统功能块- 存储在CPU的操作系统中 (SFB)- 用户可以调用此功能 （需要存储器）系统数据块- 用于组态数据和参数的数据块 (SDB) 系统块数据块类型和结构数据字节 0 数据字节 81918 位CPU314中块的大小是8K字节 数据块提供的最大存储空间依赖于CPU的型号07调用程序块调用程序块被调用的块(OB, FB, FC)(FB, FC, SFB, SFC)程序执行程序执行调用另一个块的指令块结束执行OB1中的程序 (循环执行)事件 (日期时间中断、硬件中断等) 调用其他 OB，FB，FC输出模块A I 0.1A I 0.2

12、= Q8.0块OB 1循环监视时间的开始启动块 (OB 100)上电后执行一次从模块读信号状态，并保存到过程映象区 (PII)把过程映象输出表(PIQ) 写到输出模块CPU 循环输入模块循环程序执行过程映象字节 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 : : : :11S7-300 模块的编址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 1.7S7-400设备的组态 PS缺省地址:CPUDI32281817161514

13、13121110987654321槽号DI3232DO3236DO3240AI8 1216STEP 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 / Q0.0 - 65,535.7输入 /输出字节 I / QB0 - 65,535输入 /输出字IW / QW0 - 65,534输入 /输出双字ID / QD0 - 65,532存储器标志存储器位M0.0 - 255.7存储器字节MB0 - 255存储器字MW0 - 254存储器双字MD0 - 252I/Q 外部输入/输出I/Q 字节, 外设PIB / PQB0 - 65,535I/Q 字, 外设P

14、IW/PQW0 - 65,534I/Q 双字, 外设PID/PQD0 - 65,532定时器定时器 (T)T0 - 255计数器计数器 (C)C0 - 255数据块数据块 (DB)DB1 - 65,532数据块用OPN DB打开位, 字节, 字, 双字DBX,DBBDBW,DBD0 - 65,532用OPN DI打开位, 字节, 字, 双字DIX,DIBDIW,DID0 - 65,532数据块 (DB)功能FC10功能FC20功能块FB1OB1全局数据 DB20 所有块可以访问背景数据 DB5 FB1的背景DBSTEP 7数据类型概述基本数据类型(到32 位)复杂数据类型(长于32位)用户定义

15、数据类型(长于 32 位) 位数据类型 (BOOL, BYTE, WORD, DWORD, CHAR) 数学数据类型 (INT, DINT, REAL) 定时器类型 (S5TIME, TIME, DATE, TIME_OF_DAY) 时间 (DATE_AND_TIME) 矩阵 (ARRAY) 结构 (STRUCT) 字符串 (STRING)数据类型 UDT (用户定义数据类型)STEP 7基本数据类型BOOL1True 或 False （1 或0）BYTE8B#16#A9WORD16W#16#12AFDWORD32DW#16#ADAC1EF5CHAR8 w S5TIME16S5T#5s_200msINT16123DINT32L#65539REAL321.2 或 34.5E-12TIME32T#2D_1H_3M_45S_12MSDATE16D#1993-01-20TIME_OF_DAY32TOD#12:23:45.12关键字长度 (位) 该类型的常数举例复杂数据类型关键字长度 (位) 举例DATE_AND_TIME64DT#97-09-24-12:14:55.0STRING8 * (字符个数+2 ) This is a string(最多254个字符的字符串) SIE