西门子S7-400系列PLC培训课件

2023/3/181西门子S7-400系列PLC培训课件2023/3/182培训计划

第1讲PLC系统简介第2讲S7-400系列PLC的硬件系统介绍第3讲S7-400系列PLC的软件系统介绍第4讲现场总线仪表2023/3/183PLC系统简介

PLC的基本概念及应用范围PLC的系统组成及监控网络的系统组成2023/3/184PLC的基本概念

根据IEC（国际电工委员会）标准，给PLC下的定义：

可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在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，控制各种类型的机械或生产过程。2023/3/185PLC的应用范围

6号炉：为双冗余系统新热化老热化新高温水热网系统2023/3/186PLC的系统组成S7-400属于模块式PLC，主要由机架、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成，各种模块都安装在机架上，如图所示。2023/3/187PROFIBUS-PA总线

PS407CPU414-3CP443-1CP443-5CP443-5CP443-1PS307IM153CP443-1

DIDIDODO1#DP/PA耦合器2#DP/PA耦合器+P-P+P-PIM157PS307去计算机PS307IM153CP443-1

AIAIAIAO2023/3/188PLC的处理过程CPU将输出控制的信息发送到输出模块。

CPU将输入信息通过信号模块采集上来。

CP443-5是分担了CPU的通讯负担，将扩展机架上的信息采集上来通过机架传送给CPU。利用CP443-1采用工业以太网协议跟计算机通讯。2023/3/189SIMATICS7-400工业以太网工程师站操作员站西门子交换机PROFIBUS温度、压力变送器等执行器现场设备等热网系统监控系统组成2023/3/1810SIMATICS7-400工程师站PROFIBUS温度、压力变送器等执行器SIMATICS7-300PROFIBUS（DP线）新高温水监控系统组成2023/3/1811PLC的硬件系统介绍

CPU模块信号模块电源模块接口模块其他模块2023/3/1812CPU模块

我厂使用的CPU型号状态与故障显示LED2023/3/1813CPU模块

CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来存储程序和数据。2023/3/1814我厂使用的CPU型号

设备型号备注6号炉CPU414H

双冗于系统新高温水CPU414H

只有一个CPU新热化CPU414-3老热化CPU414-3热网系统CPU414-32023/3/1815

指示灯

颜色说明INTF红色内部故障，例如用户程序运行超时EXTF红色外部故障，例如电源故障，模块故障FRCE黄色有输入\输出处于被强制的状态RUN绿色运行模式STOP黄色停止模式BUS1F红色MPI/PROFIBUS-DP接口1的总线故障

状态与故障显示LED

2023/3/1816

状态与故障显示LED

指示灯

颜色

说明BUS2F红色MPI/PROFIBUS-DP接口2的总线故障MSTR黄色CPU处理I/O，仅用于CPU41X-4HREDF红色冗余错误，仅用于CPU41X-4HRACK0黄色CPU在机架0中，仅用于CPU41X-4HRACK1黄色CPU在机架1中，仅用于CPU41X-4HIFM1F红色接口子模块1故障IFM2F红色接口子模块2故障2023/3/1817

信号模块

数字量信号模块模拟量信号模块2023/3/1818

数字量输入模块（DI）

功能：用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、压力继电器等来的开关量输入信号，例如主汽门开到头、关到头的反馈状态，循环水泵的运行状态等类型：直流16点数字量输入模块和直流32点数字量输入模块供电电压：24V电压2023/3/1819如何判断DI模块是否正常工作？首先测量模块上是否有24V直流供电电压，若没有电压，为不正常工作状态，需要检查模块和线路。在有24电压的情况下， 将模块1或21端子和相应的模块通道短接，模块正常工作状态为相应通道的指示灯亮起，并在微机上显示状态正常。备注：除非特殊情况，否则在设备运行期间不进行操作。2023/3/1820

数字量输入模块（DO）功能：开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备,例如启动循环水泵，打开和关闭电动门等。类型：直流16点数字量输出模块和直流32点数字量输出模块供电电压：24V电压2023/3/1821如何判断DO模块是否正常工作？首先测量模块上是否有24V直流供电电压，若没有电压，为不正常工作状态，需要检查模块和线路。在有24电压的情况下，将模块10或20端子和相应的模块通道短接，模块正常工作状态为相应通道的指示灯亮起，并且继电器动作，微机上显示状态正常。备注：除非特殊情况，否则在设备运行期间不进行操作。2023/3/1822

模拟量输入模块（AI）功能：模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电动机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。例如蒸汽温度，蒸汽压力，引风门反馈位置等。类型：8通道模拟量输入模块,可选择的输入信号类型有电压型、电流型、电阻型、热电偶型。供电电压：24V电压2023/3/1823模拟量输入模块的输入信号种类用安装在模块侧面的量程卡来设置。量程卡安装在模拟量输入模块的侧面，每两个通道为一组，共用一个量程卡。如果需要更改量程，必须重新调整量程卡，以更改测量信号的类型和测量范围。量程卡可以设定为“A”、“B”、“C”、“D”四个位置，各种测量信号类型和测量范围的设定在模拟量模块上有相应的标记指示，可以根据需要进行设定和调整。2023/3/1824量程卡设置测量方法

量程A电压±1000mVB电压±10VC4线变送器电流4~20mAD2线变送器电流4~20mA2023/3/1825

模拟量输出模块（AO）功能：模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器。类型：4通道模拟量输出模块和8通道模拟量输出模块，提供有电压和电流两种类型的信号输出。供电电压：24V电压2023/3/1826

电源模块PS407PS407电源模块将AC230V电压转换成DC24V电压，为中央机架上的CPU及输入/输出模块供电，输出电流额定值有4A、10A、20A。

PS307PS307电源模块将AC230V电压转换成DC24V电压，为扩展机架上的模块供电，输出电流额定值有2A、5A、10A。2023/3/1827

接口模块IM153、IM157CPU模块所在的机架称为中央机架，如果一个机架不能容纳全部模块，可以增设一个或多个扩展机架。接口模块用来实现中央机架与扩展机架之间的通信，有的接口模块还可以为扩展机架供电。现场使用DP-LINK用153，DP/PA－LINK用157；目前西门子力推新的IM153，即将ET200M、DP－LINK、DP/PA－LINK三个的接口模块统一为IM153，此时可以互换。

2023/3/1828

通信处理器CP443-1、CP443-5

通讯处理器用于PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将PLC接入MPI、PROFIBUS-DP和工业以太网，或者用于实现点对点通信等。CPU模块集成有MPI通信接口，有的还集成了其他通信接口。2023/3/1829PLC的软件系统介绍

软件安装

SIMATIC管理器

WINCC组态软件介绍2023/3/1830PCS7的软件安装

PCS7操作系统需求

PCS7硬件需求

PCS7安装2023/3/1831PCS7操作系统需求

WINDOWS2000PROFESSIONALSP4英文版

SQLServer2000InternetExplorer6.0及以上版本

Microsoft消息队列服务组件

MSServicePacks&Tools(2000系统补丁包)PCS7ToolsetV6.12023/3/1832PCS7硬件需求能运行Windows2000或WindowsXP的PG或PC机:CPU主频至少为600MHz；内存至少为1G；硬盘剩余空间在600MB以上；具备CD-ROM驱动器和软盘驱动器；显示器支持32位、1024×768分辨率；具有CP1613、CP5611或MPI接口卡。2023/3/1833STEP7的安装（1）选择安装语言及安装程序

2023/3/1834自定义安装方式

STEP7的安装（2）2023/3/1835STEP7的安装（3）提示安装授权

2023/3/1836PG/PC接口设置存储卡参数设置STEP7的安装（4）2023/3/1837授权管理

安装完成后，在Windows的开始菜单中找到【SIMATIC】→【LicenseManagement】→【AutomationLicenseManager】，启动AutomationLicenseManager。STEP7的安装（5）2023/3/1838已经安装的STEP7软件STEP7的安装（6）2023/3/1839STEP7的安装（7）已经授权的STEP7软件2023/3/1840STEP7硬件目录更新设置STEP7的安装（8）2023/3/1841STEP7具有以下功能：硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。STEP7的所有功能均有大量的在线帮助，用鼠标打开或选中某一对象，按F1可以得到该对象的在线帮助。

在STEP7中，用项目来管理一个自动化系统的硬件和软件。，STEP7用SIMATIC管理器对项目进行集中管理。STEP7的功能2023/3/1842SIMATIC管理器

启动SIMATIC管理器

STEP7项目结构备份和恢复程序2023/3/1843启动SIMATIC管理器启动SIMATIC管理器2023/3/1844SIMATIC管理器菜单和工具栏状态栏标题栏菜单栏工具栏任务栏2023/3/1845打开工程2023/3/1846STEP7项目结构SIMATICManager是PCS7的核心应用程序，使用它，我们可以访问所有其他用以建立PCS7项目的应用程序，SIMATICManager是建立整个项目的起点。第1层：项目项目代表了自动化解决方案中的所有数据和程序的整体，它位于对象体系的最上层。第2层：子网、站SIMATIC300/400站用于存放硬件组态和模块参数等信息，站是组态硬件的起点。第3层和其他层：与上一层对象类型有关。2023/3/1847SIMATIC管理器界面2023/3/1848备份和恢复程序何时备份程序：大、小修时备份程序，数据改动时备份程序。在备份程序时应该保证除SIMATIC管理器外，无其他程序在运行。何时恢复程序：程序不正常运行时，恢复程序。在恢复程序时若当前有PCS7程序在运行中，必须退出。2023/3/1849备份程序

用SIMATICManager里File菜单下“Archive…”可以打开“Archiving”窗口，选择最右边的一个名为“Multiprojects”的选项卡，当前程序会显示在这个列表里，选择它，并按下“OK”按钮。2023/3/1850备份程序

接着程序会打开选择备份路径的对话框，选择要备份的路径，并给出备份名称，点击“Save”按钮即可。注意不要随意改变备份的保存类型，默认为“PKZip4.0-Archive(*.zip)”好了。2023/3/1851恢复程序

从File菜单里选择“Retrieve…”，从打开的选择文件框里找到事先备份好的备件文件，并点击“Open”按钮。2023/3/1852系统会出现“Selectdestinationdirectory”窗口，从里面选择要恢复的目标路径，点击“OK”按钮即可。恢复程序2023/3/1853WINCC组态软件WinCC项目开发和组态环境

WinCC的实时运行启动WINCC程序2023/3/1854WINCC组态软件2023/3/1855WINCC组态软件德国西门子公司的SIMATICWinCC组态软件是数据采集监控系统SCADA的软件平台工具，它对工业控制系统中的各种资源（设备、标签量、画面等）进行配置和编辑，处理事件报警和系统报警，提供多种数据通信驱动程序，完成各类报表的生成和打印输出。而且还给用户提供多种脚本语言，可以进行二次开发。还有对实时数据的归档和对历史归档数据的查讯功能等。2023/3/1856WinCC项目开发和组态环境为了开发和组态项目，WinCC提供了一组特殊的编辑器，由WinCC的浏览（Explorer）访问这些编辑器。所提供的每一个编辑器能对WinCC某一个专门的子系统进行组态。WinCC的主要子系统有：图形系统图形设计器是用来建立屏幕图形的编辑器；报警系统命名报警登录的编辑器是用来组态报警的；2023/3/1857WinCC项目开发和组态环境归档系统用来对指定的数据进行归档的编辑器，取名标签登录；报告系统报告设计器是用来编辑建立一个报告格式；通信系统能直接在WinCC的浏览器中进行组态；所有的组态数据都存储在CS的数据库中。2023/3/1858WinCC的实时运行通过应用实时运行软件（runtime）,操作员能运行和监视一个实际的过程，实时运行软件具有以下任务：读取存储在CS数据库中的数据；显示屏幕；与自动化系统通信；对当前的实时数据，例如，过程值和报警事件，进行归档；过程的实时运行，例如，指定设定值，激活、去激活过程。2023/3/1859启动WinCC2023/3/1860WinCC浏览器对话框点击黑色三角（Activate），将当前程序启动。程序启动后，需用操作员权限予以登录。2023/3/1861所属机器WINCC用户名WINCC密码6号炉mands123456热化super123456热网cccc123456新高温水dddd654321操作员用户名及密码2023/3/1