第10章 STEP7编程软件及应用

第10章STEP7-Micro/WIN编程软件及应用

10.1STEP7-Micro/WINV4.0安装10.1.1PC机配置要求STEP7-Micro/WINV4.0既可以在PC机上运行，也可以在西门子公司的编程器上运行。PC机或编程器的最小配置如下：操作系统：Windows2000、WindowsXP或WindowsVista。计算机硬件配置：586以上兼容机，内存64MB以上，VGA显示器，至少350MB以上硬盘空间，Windows支持的鼠标。通信电缆：PC/PPI电缆（或使用一个通信处理器卡），用于PC机与PLC连接。10.1.2硬件连接目前S7-200CPU大多采用PC/PPI电缆直接与PC机相连。典型的单S7-200CPU与PC机连接如图10-1所示，该连接中，PC/PPI电缆一端与PC机的RS-232通讯口（一般为COM1口）相连，另一端与PLC的RS-485通讯口相连。10.1.3软件安装

将STEP7-Micro/WINV4.0的安装光盘插入PC机的CD-ROM中，安装向导程序将自动启动并引导用户完成整个安装过程。用户还可以在安装目录中双击setup.exe图标，进入安装向导，按照安装向导完成软件的安装。1）选择安装程序界面的语言，系统默认使用英语；2）按照安装向导提示，接受License条款，单击“Next”按钮继续；3）为STEP7-Micro/WINV4.0选择安装目录文件夹，单击“Next”按钮继续。4）在STEP7-Micro/WINV4.0安装过程中，必须为STEP7-Micro/WINV4.0配置波特率和站地址，其波特率必须与网络上的其它设备的波特率一致，而且站地址必须唯一。5）STEP7-Micro/WINV4.0SP3安装完成后，重新启动PC机，单击“Finish”按钮完成软件的安装；6）初次运行STEP7-Micro/WINV4.0为英文界面，如果用户想要使用中文界面，必须进行设置。在主菜单中，选择“Tools”中的“Options”选项。在弹出的Options选项对话框中，选择“General”（常规），对话框右半部分会显示“Language”选项，选择“Chinese”，单击“OK”按钮，保存退出，重新启动STEP7-Micro/WINV4.0后即为中文操作界面。

10.1.4在线连接顺利完成硬件连接和软件安装后，就可建立PC机与S7-200CPU的在线联系了，步骤如下：1）在STEP7-Micro/WINV4.0主操作界面下，单击操作栏中的“通信”图标或选择主菜单中的“查看→组件→通信”选项，则会出现一个通信建立结果对话框，显示是否连接了CPU主机；2）双击“双击刷新”图标，STEP7-Micro/WINV4.0将检查连接的所有S7-200CPU站，并为每个站建立一个CPU图标。3）双击要进行通信的站，在通信建立对话框中可以显示所选站的通信参数。此时，可以建立与S7-200CPU的在线联系，如进行主机组态、上传和下载用户程序等操作。10.2STEP7-Micro/WINV4.0功能简介10.2.1编程软件基本功能

1）在离线（脱机）方式下可以实现对程序的编辑、编译、调试和系统组态。2）在线方式下可通过联机通信的方式上传和下载用户程序及组态数据，编辑和修改用户程序。3）支持STL、LAD、FBD三种编程语言，并且可以在三者之间任意切换。4）在编辑过程中具有简单的语法检查功能，能够在程序错误行处加上红色曲线进行标注。5）具有文档管理和密码保护等功能。6）提供软件工具，能帮助用户调试和监控程序。7）提供设计复杂程序的向导功能，如指令向导功能、PID自整定界面、配方向导等。8）支持TD200和TD200C文本显示界面（TD200向导）。10.2.2窗口组件及功能

STEP7-Micro/WINV4.0编程软件采用了标准的Windows界面，熟悉Windows的用户可以轻松掌握。1．菜单条与基于Windows的其他应用软件一样，位于窗口最上方的是STEP7-Micro/WINV4.0的菜单条。它包括文件、编辑、查看、PLC、调试、工具、窗口及帮助8个主菜单选项，这些菜单包含了通常情况下控制编程软件运行的命令，并通过使用鼠标或热键执行操作。2．工具条工具条是一种代替命令或下拉菜单的便利工具，通常是为最常用的STEP7-Micro/WINV4.0操作提供便利的鼠标访问。用户可以定制每个工具条的内容和外观，将最常用的操作以按钮的形式设定到工具条中。工具条可以用鼠标进行拖动，放到用户认为合适的位置。图10-16是通用的工具条，图10-17是编辑梯形图程序时常用的指令工具条。3．操作栏操作栏为编程提供按钮控制的快速窗口切换功能，在操作栏中单击任何按钮，主窗口就切换成此按钮对应的窗口。操作栏可用主菜单中的“查看→框架→导航条（NavigationBar）”选项控制其是否打开。操作栏中提供了“查看”和“工具”两种编程按钮控制群组。选择“查看”类别，显示程序块（ProgramBlock）、符号表（SymbolTable）、状态图表（StatusChart）、数据块（DataBlock）、系统块（SystemBlock）、交叉索引（CrossReference）及通讯（Communication）按钮控制等;选择“工具”类别，显示指令向导、文本显示向导、位置控制向导、EM253控制面板和调制解调器扩展向导的按钮控制等。4.指令树提供所有项目对象和为当前程序编辑器（LAD或STL）提供的所有指令的树型视图。指令树可用主菜单中的“查看→框架→指令树”选项控制其是否打开。5.输出窗口用来显示程序编译的结果信息。如各程序块（主程序、子程序数量及子程序号、中断程序数量及中断程序号等）及各块大小、编译结果有无错误以及错误编码及其位置。指令树可用主菜单中的“查看→框架→输出窗口”选项控制其是否打开。6.状态条提供在STEP7-Micro/WINV4.0中操作时的操作状态信息。如在编辑模式中工作时，它会显示简要的状态说明、当前网络号码光标位置等编辑信息。7.程序编译器程序编辑器包含局部变量表和程序视图窗口。如果需要，用户可以拖动分割条，扩展程序视图，并覆盖局部变量表。当用户在主程序之外，建立子程序或中断程序时，标记出现在程序编辑器窗口的底部。可单击该标记，在子程序、中断和主程序之间移动。8.局部变量表每个程序块都对应一个局部变量，在带有参数的子程序调用中，参数的传递就是通过局部变量表进行的。局部变量表包含对局部变量所作的赋值（即子程序和中断程序使用的变量）。10.3程序编辑10.3.1建立项目双击STEP7-Micro/WINV4.0图标，或在命令菜单中选择“开始→SIMATIC→STEP7-Micro/WINV4.0”启动应用程序，同时会打开一个新项目。单击工具条中的“新建”按钮或者选择主菜单中“文件→新建”命令也能新建一个项目文件。一个新建项目程序的指令树，包含程序块、符号表、数据块、系统块、通信以及工具等9个相关的块，其中程序块中有一个主程序OB1，一个子程序SBR_0和一个中断程序INT_0。

用户可以根据实际需要对新建项目进行修改：（1）选择CPU主机型号（2）添加子程序或中断程序（3）程序更名（4）项目更名10.3.2编辑程序STEP7-Micro/WINV4.0编程软件有很强的编辑功能，提供了3种编程器来创建用户的梯形图LAD程序、语句表STL程序与功能块图FBD程序，而且用任何一种编程器编写的程序都可以用另外一种编辑器来浏览和编辑。通常情况下，用LAD编辑器或FBD编辑器编写的程序可以在STL编辑器中查看或编辑，但是，只有严格按照网络块编程的格式编写的STL程序才可以切换到LAD编程器中。在本节主要以LAD作为编程手段进行讨论，如果在实际工作中用到STL和FBD可以参考西门子的编程手册。1.在LAD中输入编程元件（1）指令树按钮以设计一个具有自启动、自复位的2s定时器为例说明，利用指令树按钮输入编程元件的步骤如下：①在程序编辑窗口中将光标定位到所要编辑的位置；②从指令树选择需要的元件；③双击或者按住鼠标左键拖放元件到指定位置；④释放鼠标后，可以直接在“??.?”处输入常闭触点元件的地址M0.0；⑤按回车键确认后，光标自动右移一格；⑥同理选择接通延时定时器TON；⑦在定时器上方的“????”输入定时器号T37；⑧按回车键确认后，光标自动移动到预置时间值参数处，输入20再按Enter键确认；⑨单击“网络注释”，输入注释信息“启动定时器”，按Enter键确认，完成设计。如图10-26所示为定时器的程序段1，实现定时器的启动功能。

图10-26定时器程序段1（2）工具条按钮单击指令工具条上的触点、线圈或指令盒按钮，会出现一个下拉列表，如图10-27所示。滚动或键入开头的几个字母，浏览至所需的指令，双击所需的指令或使用回车键插入该指令。也可以使用功能键（F4=触点、F6=线圈、F9=指令盒）插入一个类属指令。图10-27类属指令列表仍然以2s定时器为例，此处用指令工具条的按钮完成2s定时器的另外两个程序段。①在输入触点指令中，选择“>=1”指令，拖放到网络2的合适位置；②单击触点上方“????”，输入定时器号T37，按Enter键确认后，光标会自动移动到比较指令下方的比较值参数，在该处输入比较值30，再按回车键确认；如图10-28所示。图10-28定时器LAD程序③选择线圈指令，拖放输出线圈到程序段2中，并输入地址Q0.0，按回车键确认；④在网络3中，输入常开触点T33，输出线圈M0.0，并按回车键确认后，完成了具有自启动、自复位的2s定时器的程序，如图10-28所示。图10-28定时器LAD程序2.在LAD中编辑程序元素在STEP7-Micro/WINV4.0中程序元素可以是单元、指令、地址或网络，编辑方法与普通文字处理软件相似。当单击指令时，会在指令周围出现一个方框，显示用户选择的指令。用户可以使用鼠标右键单击弹出菜单在该位置剪切、复制或粘贴，以及插入或删除行、列、垂直线或网络，如图10-30所示。图10-30程序元件编辑

同样的方法，可以对指令参数、单元格、网络标题等进行编辑。用户也可以使用工具条按钮、标准窗口控制键和“编辑”菜单对程序元素进行剪切、复制或粘贴等操作。如果需要删除某个元件时，最快捷的方法是使用“Delete”键直接删除。6.3.3创建逻辑网络的规则

1．放置元件的规则外部输入/输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的接点可多次重复使用，无需用复杂的程序结构来减少接点的使用次数。每个梯形图程序必须符合顺序执行的原则，即从左到右，从上到下地执行，如不符合顺序执行的电路就不能直接编程。2．放置触点的规则每个网络必须以一个触点开始，但网络不能以触点终止。梯形图每一行都是从左母线开始，线圈接在右边，触点不能放在线圈的右边。另外，串联触点可无限次地使用。4．放置方框的规则如果方框有使能输出端ENO，使能位扩充至方框外，这意味着用户可以在方框后放置更多的指令。在网络的同级线路中，可以串联若干个带ENO的方框。如果方框没有ENO，则不能在其后放置任何指令。5．网络尺寸限制用户可以将程序编辑器窗口视作划分为单元格的网格（单元格是可放置指令、参数指定值或绘制线段的区域）。在网格中，一个单独的网络最多能垂直扩充32个单元格或水平扩充32个单元。可以用鼠标右键在程序编辑器中单击，并选择“选项”菜单项，改变网格大小（网格初始宽度为100）。6.4编译下载6.4.1程序编译程序编辑完成后，可以选择菜单“PLC→编译或全部编译”命令进行离线编译，或者单击工具条的“编译或全部编译”按钮。在编译时，“输出窗口”列出发生的所有错误。错误具体位置（网络、行和列）以及错误类型识别，用户可以双击错误线，调出程序编辑器中包含错误的代码网络。编译程序错误代码可以查看STEP7-Micro/WINV4.0的帮助与索引。4）如果下载成功，用户可以看到“输出窗口”中程序下载情况的信息。5）如果STEP7-Micro/WINV4.0中用于用户的PLC类型的数值与用户实际使用的PLC不匹配，会显示警告信息：“为项目所选的PLC类型与远程PLC类型不匹配。继续下载吗？”此时用户可终止程序下载，纠正PLC类型后，再单击“下载”按钮，重新开始程序下载；6）一旦下载成功，在PLC中运行程序之前，必须将PLC从“停止”模式转换为“运行”模式。单击工具条中的“运行”按钮，或选择菜单“PLC→运行”命令。6.5调试监控STEP7-Micro/WINV4.0编程软件提供了一系列工具，可使用户直接在软件环境下调试并监视用户程序的执行。当用户成功地在运行STEP7-Micro/WINV4.0的编程设备，同时建立了和PLC的通信，并向PLC下载程序后，就可以使用“调试”工具栏的诊断功能了。通过单击工具栏按钮或从“调试”菜单列表选择调试工具，打开调试工具条，如图10-36所示。图10-36调试工具条6.5.1PLC工作模式PLC工作模式决定了调试及运行监控操作的类型，S7-200CPU主要有STOP和RUN两种工作模式。PC机和PLC建立通信后，就可以使用STEP7-Micro/WINV4.0，软件控制STOP或RUN模式的选择了，此时，还必须保证PLC硬件模式开关处于TERM（终端）或RUN（运行）位置。1．停止（STOP）模式虽然程序在STOP模式中不执行，但可利用状态表或程序状态查看操作数当前数值、强制写入数值、强制输出数值等。当PLC位于STOP模式时，可以执行以下操作：1）利用状态表或程序状态监控查看操作数的当前值。2）利用状态表或程序状态监控强制数据（此操作只能用在LAD和FBD程序状态中）。3）利用状态表写入数值或强制输出。4）执行有限次数的扫描，通过状态表或程序状态查看效果。2．运行（RUN）模式当PLC位于RUN模式时，不能使用“首次扫描”或“多次扫描”功能。但可以在状态表中写入/强制数据，或者使用LAD程序编辑器强制数据，方法与在STOP模式中强制数据相同。此外还可以执行以下操作：1）使用状态表采集不断变化的PLC数据的连续更新信息。如果使用单次更新，状态表监控必须先关闭，才能使用“单次读取”命令。2）使用程序状态监控采集不断变化的PLC数据的连续更新信息。3）使用“运行模式中的程序编辑”功能编辑程序，并将改动下载至PLC。6.5.2选择扫描次数将PLC置于STOP模式，在联机通信时，选择单次或多次扫描来监视用户程序，可以有效地提高用户程序的调试效率。1.初次扫描首先将PLC置于STOP模式，然后选择菜单“调试（Debug）→初次扫描（FirstScans）”命令。第一次扫描时，SM0.1数值为1（打开）。图6-38设置扫描次数对话框2.多次扫描首先将PLC置于STOP模式，然后选择菜单“调试（Debug）→多次扫描（MultipleScans）”命令，弹出如图6-38所示的扫描次数设置对话框。扫描次数的范围是1～65535，系统默认为1次。设置合适的扫描次数后，单击“确认”按钮进行监视。6.5.3状态监控所谓状态监控是指显示程序在PLC中执行时的有关PLC数据的当前值和能流状态的信息。可以使用状态表监控和程序状态监控窗口读取、写入和强制PLC数据值。在控制程序的执行过程中，PLC数据的动态改变可用2种不同方式查看。1．程序状态监