西门子培训（内部工程师培训）

12023/9/13共107页西门子培训（内部工程师培训）1、SIMATICS7系统产品系列；2、培训设备和编址；安装/维护可编程逻辑控制器；3、SIMATIC管理器；4、硬件组态；5、硬件调试；6、符号寻址；7、块结构和LAD/FBD/STL编程器；8、位指令；9、数字指令；10、对用户程序进行重新接线；11、文档制作、保存和归档；12、数据块；13、功能和功能块；14、组织块；15、模拟量处理；16、故障诊断；17、系统信息。22023/9/13共107页S7-300自动化系统用于中低性能范围的模块化中小控制系统高达32个模块的可扩展设计在模块中集成背板总线可以连接MPI、Profibus、Ethernet以及ProfiNet.

通过PG/PC可以连接访问所有模块通过硬件组态工具来执行组态和参数设置32023/9/13共107页42023/9/13共107页52023/9/13共107页S7-400自动化系统用于中等到高级性能要求的强大PLC多种性能范围的CPU扩展模块选择范围，超过300个模块可扩展在模块中集成背板总线可以连接MPI/PROFIBUS/PROFINET/工业以太网通过PC/PG可连接访问所有的模块无插槽限制多CPU同时工作（最多可以插入4个CPU）62023/9/13共107页72023/9/13共107页82023/9/13共107页92023/9/13共107页102023/9/13共107页PLC硬件与软件112023/9/13共107页122023/9/13共107页132023/9/13共107页142023/9/13共107页3152023/9/13共107页S7-300CPU指示灯及含义模式选择器：MRES=存储器复位功能；STOP=停止模式，程序不执行；RUN=运行模式，执行程序。

状态指示灯：

SF=系统错误，内部CPU故障或带诊断功能的模块发生故障。

BATF=电池故障；电池耗尽或没装电池；

DC5V=内部的5VDC电源指示灯；

FRCE=FORCE，指示至少一个输入或输出被强制；

RUN=当CPU启动时闪烁，进入运行模式后持续点亮；

STOP=在停止模式中持续点亮。慢速闪烁表示存储器复位请求；正在执行存储器复位时快速闪烁，因为插入存储卡而要求存储器复位时慢速闪烁。162023/9/13共107页172023/9/13共107页182023/9/13共107页192023/9/13共107页202023/9/13共107页212023/9/13共107页222023/9/13共107页232023/9/13共107页242023/9/13共107页252023/9/13共107页262023/9/13共107页272023/9/13共107页282023/9/13共107页292023/9/13共107页302023/9/13共107页312023/9/13共107页322023/9/13共107页用户程序重新接线332023/9/13共107页342023/9/13共107页352023/9/13共107页362023/9/13共107页372023/9/13共107页382023/9/13共107页392023/9/13共107页402023/9/13共107页412023/9/13共107页422023/9/13共107页432023/9/13共107页442023/9/13共107页组织块功能明细1、自由循环组织块OB12、日期中断组织块OB10~OB173、时间延迟中断组织块OB20~OB234、循环中断组织块OB30~OB385、硬件中断组织块OB40~OB476、DPV1中断组织块OB55~OB577、多处理器中断组织块OB608、时钟同步中断组织块OB61~OB649、工艺同步处理中断组织块OB6510、冗余故障中断组织块OB70、OB7211、异步故障中断组织块OB80~OB8712、处理中断组织块OB8813、背景循环中断组织块OB9014、启动中断组织块OB100~OB10215、同步错误中断组织块OB121、OB122452023/9/13共107页常用中断OB块

11、异步故障中断组织块OB80~OB87

异步故障中断用于处理各种故障事件。

OB80：处理时间故障、CIR（Configuration

In

Run）后的重新运行等功能，例如OB1或OB35运行超时，CPU自动调用OB80报错，如果程序中没有创建OB80，CPU进入停止模式。

OB81：处理与电源相关的各种信息（S7-400系列PLC

CPU只有电池故障时调用），出现故障，CPU自动调用OB81报错，如果程序中没有创建OB81，CPU不会进入停止模式。

OB82：诊断中断，如果使能一个具有诊断中断模块的诊断功能（例如断线、传感器电源丢失），出现故障时调用OB82，如果程序中没有创建OB82，CPU进入停止模式。诊断中断还对CPU所有内外部故障，包括模块前连接器拔出、硬件中断丢失等作出响应。

OB83：用于模块插拔事件的中断处理，事件出现，CPU自动调用OB83报警，如果程序中没有创建OB83，CPU进入停止模式。OB84：用于处理存储器、冗余系统中两个CPU的冗余连接性能降低等事件。

OB85：用于处理操作系统访问模块故障、更新过程映像区时I/O访问故障、事件触发但相应的OB没有下载到CPU等事件，事件出现，CPU自动调用OB85报错，如果程序中没创建OB85，CPU进入停止模式。

462023/9/13共107页OB86：用于处理扩展机架（不适用于S7-300系列）、PROFIBUS-DP主站、PROFIBUS-DP或PROFINET

I/O分布I/O系统中站点故障等事件，事件出现，CPU自动调用OB86报错，如果程序中没有创建，CPU进入停止模式。

OB87：用于处理MPI

GD

通信及时钟同步故障，事件出现，CPU自动调用OB87报错，如果程序中没有创建，CPU不会进入停止模式。472023/9/13共107页同步错误中断组织块OB121/OB122OB121处理与编程故障有关的事件，例如调用的函数没有下载到CPU中、BCD码出错等；OB122处理与I/O地址访问故障有关的事件，例如访问一个I/O模块时，出现读故障等；如果上述故障出现，在程序中没有创建OB121、OB122，CP进入停止模式。482023/9/13共107页模拟量492023/9/13共107页502023/9/13共107页512023/9/13共107页522023/9/13共107页532023/9/13共107页故障诊断542023/9/13共107页552023/9/13共107页562023/9/13共107页572023/9/13共107页582023/9/13共107页592023/9/13共107页602023/9/13共107页612023/9/13共107页622023/9/13共107页632023/9/13共107页642023/9/13共107页652023/9/13共107页662023/9/13共107页672023/9/13共107页682023/9/13共107页692023/9/13共107页702023/9/13共107页第二部分SIMATICTDCCFC编程和通讯，SD-TDC编程2023/9/13共107页71主要内容2023/9/13共107页72TDC系统概述件系统1TDC通讯概述2TDC的硬件介绍3TDC软件介绍4一、TDC系统概述2023/9/13共107页73SIMATICTDC定义:

Technology&DriveController，即工艺和传动控制器。它是基于VME64的新型控制系统，每个机架有21个插槽，最多可以安装20个CPU。一个TDC系统通过GDM网络最多可以连接44个机架，即一个TDC系统理论上最多可以集成836个CPU。

TDC的前期同类型控制器的比较同属于工艺及传动控制系列的控制器有T400、FM458、SIMADYND和TDC。T400是将工艺技术集成到传动（即MATERDRIVES和DCMaster）里，安装于传动控制柜里，可实现快速控制和计算。FM458是将工艺技术集成到S7-400里的一种控制器，安装于S7-400机架里，可实现快速控制和计算。SIMADYND是采用64位CPU进行多值计算，每个机架最多可安装8个CPU。它和TDC一样，最小循环周期都是0.1ms，都属于D7系列产品。TDC是SIMADYND的升级换代产品。2023/9/13共107页74二、TDC通讯概述TDC系统属于多处理器系统，多个CPU处理器可以同步运行。TDC机架内的所有模块都通过高性能的64位背板总线相连，通讯的周期时间可达100µs。分布式外设可以通过ProfibusDP接口与TDC以主从站的方式连接通讯。可以通过带宽为100Mbit/s的TCP/IP接口，可以将多个SIMATIC工作站、上位PC机及其它厂家工作站连接起来，并实现高可靠性通讯。2023/9/13共107页75GDM网络GDM：GlobalDataMemory,即全局数据存储器，如下图所示。GDM是TDC自动化系统的控制中心，它实现了TDC机架间的快速通讯及自诊断功能。机架间的距离最远可以达到700米。2023/9/13共107页76GDM的典型配置图2023/9/13共107页77GDM网络不同的用户通过光纤于中心GDM相连接。每一块接口模块CP52I0都可以连接4个TDC机架。GDM网络使得机架间数据通讯带宽可达640M，因此对于一个典型的具有10个机架的TDC系统而言，数据刷新率可以达到低于1.0ms。2023/9/13共107页78三、TDC的硬件介绍注意：TDC在运行起来之后，可以热插拔外部存储器卡，但是在重新启动CPU前必须插上外部存储器卡。原因是CPU在启动时，要把外部存储器卡PCMCIA内的用户程序读到内存RAM里，在TDC在正常运行时使用内存RAM里的程序。机架：现在市场上流行的机架只有一种，型号为UR5213，它包含了电源及背板母线。备用电池必须为西门子专用电池，原先是两块1.5V的电池，现在是一块3.6V的电池。2023/9/13共107页79CPU模块CPU有CPU550和CPU551两种类型，现在CPU550已经停产，现在市场流行和我们项目中正在使用的都是CPU551。它是针对开闭环控制任务设计，对处理性能要求极高，具有RISC（reducedinstructionsetcomputer)R5000处理器的64位CPU。周期时间可达100µs具有8个数字量输入串行接口用于诊断、服务和下载到处理器程序

注意：首次下载程序只能用RS232串口（DUST1)，以后可以采RS485接口（MPI口）。2023/9/13共107页80输入/输出模块SM500输入/输出模块类型只有一种SM500型，每个SM500模块都具有3个50针的插座接口。每个机架中所安装的输入/输出模块数量不受限值，模块的输入/输出通道可以根据不同的CPU模块进行利用。每个SM500模块具有：

8个模拟量输入

4个积分型的模拟量输入

8个模拟量输出

16个二进制数字量输入

16个二进制数字量输出

4个增量型编码器输入

4个绝对值型编码器输入2023/9/13共107页81通讯模块CP50M1或CP50M0安装于TDC机架，带2个DP/MPI接口，负责与分布式从站通讯及机架内CPU之间的通讯。CP51M1或CP5100安装于TDC机架，带有IE接口，用以连接以太网，可用于机架间通讯，可连接HMI及上位机。CP51M1不限插槽，CP5100只限18-21插槽。CP52A0为GDM缓存模板，安装于TDC机架，每个只有一个FO接口，用于和GDM的通讯。CP52I0为GDM接口模板，安装于GDM机架的2-12号插槽，每个模板有4个FO接口，用于和TDC机架的通讯。CP52M0为GDM存储器模板，安装于GDM机架的1号插槽，用于和PDA的通讯。2023/9/13共107页82四、TDC软件介绍TDC的软件平台为SIMATICManager，在此软件平台基础上需要安装D7-SYS和CFC(continuousfunctionchart)及SFC(sequentialfunctionchart)软件包，SFC为可选项包。SIMATICManager、D7-SYS、CFC和SFC集成起来统称为SIMATICD7-ES。2023/9/13共107页83D7-SYS系统CFC和PCS7系统CFC的区别D7-SYS系统的CFC和PCS7系统的CFC是不同的。D7-SYS系统的CFC，即SIMADYND和TDC的CFC系统程序是以T为中断，共有5个循环中断（以T0为基准（以ms为单位），T1—T5分别为T0的倍数，如：T1=1T0,T2=4T0,T3=16T0,T4=64T0,

T5=256T0。）PCS7系统的CFC是将循环中断的时间放到OB32—OB35的循环中断组织块中，分别是：OB32为1s，OB33为0.5s，OB34为0.2s，OB35为0.1s。2023/9/13共107页84硬件配置硬件选择：“硬件目录”定义了可以配置的模块，可通过拖放操作来配置这些模块，配置模块的同时预设其属性。设置参数：不同类型的模块可能具有不同的参数。例如，处理器模块CPU中的参数有基本周期时间T0、周期时间T1-T5和地址。编译存盘：TDC的硬件配置不必像S7系统的硬件配置一样，配置完后必须下装到CPU中。TDC的硬件配置可以连同编译后的用户程序（功能图）一起下装到CPU中。2023/9/13共107页85硬件配置的一个实例下面是精轧机架1机架控制部分的一个处理器模块CPU中基本周期时间T0、周期时间T1-T5配置的一个实例:2023/9/13共107页86输入/输出模块SM500配置实例输入/输出模块SM500配置实例2023/9/13共107页87CFC连续功能图CFC软件的基础是功能块，所有功能块都可以通过拖拽的方式放入CFC图中，再根据所需的数据流组态并连接。功能块集中保存在库中，标准库随CFC一起提供。一个CFC图包含一个或多个子图或分区（A,B,…,Z等），一个分区包含6个页面。CFC页面包含带模块的模块区域和左右两侧的边格栏，其中输入信号位于左侧，输出信号位于右侧。2023/9/13共107页88CFC设置所有的参数都得在块调用时进行预设值，如块输入点的值、块名称、周期时间和顺序。可以在默认值的情况下改变周期时间和顺序预设值。必须为块输入点设置一个常数值或一个连接，输出可以处于开放状态（证明未使用）。用鼠标先后点击功能块上的输入和输出，就可以在输入和输出之间建立连接。条件是被连接的块必须位于同一个CPU上，且所要连接输入/输出的数据类型必须相同。当连接到另一个CFC页面时，连接被引到边格栏上，并且生成一个交叉引用。双击交叉引用可以迅速切换到引用所指的位置。2023/9/13共107页89数据类型简写全称定义位数BOBOOL逻辑型8BYBYTE8位顺序数字型8DIDINT双整数型32DWDWORD32位顺序数字型32GVGLOBAL连接到全局操作数型-IINT整数型16RREAL浮点数型32SSTRING任意长度的字符串型200个字节TSSDTIME以TDC或SIMADYND格式下的高分辨率时间段32WWORD16位顺序字型162023/9/13共107页90全局操作数全局操作数是块的输入或输出上的互联，对于任一全局变量都必须连接有地址。全局操作数可以是：$信号，它们只用于在同一个TDC站上不同CPU的功能块之间的互联；！信号，即虚拟连接，是块连接之间看不见的连接，CFC图上并未画上任何连接，而只是生成在边格栏上，可连接本CPU内块，也可连接本机架内其它CPU里的块；*符号硬件地址，该硬件地址是为模块的一个或多个相关端子指定的符号名称，该符号地址在HW-Confi中定义OP连接，即与SIMATICOP进行通讯的连接；过程中断ID，即事件触发型中断，在HW-Confi中定义名称引用，如消息系统名。2023/9/13共107页91CFC程序运行顺序所有CFC程序都放在T1-T5里，如T1=4ms,T2=16ms,T3=64ms,T4=256ms,T5=1024ms，则所有在T1内的程序每4ms循环扫描一次，所有在T2里的程序每16ms循环扫描一次，以此类推。下面实例表示的是在同一个T5里的第11组程序里的第40个功能块。CFC的运行顺序为，在同一个T内，按序列从第一组程序开始往后执行；同样，在同一个程序组内，按序列从第一个功能块开始往后执行。2023/9/13共107页92编译及下载程序CFC程序编译：在编译CFC功能图程序之前，必须对工作站的硬件配置进行一致性检查并保存。在CFC中，CPU的所有功能图总是被编译成一个可执行的应用程序，并自动链接和装载所有需要用到的程序块。下载：程序在CPU上运行之前必须先装入CPU的程序存储器，并在CPU重启时将程序读到CPU的内存RAM里。

可在线和离线下载应用程序：

离线下载：这种情况仅适用于具有独立存储卡（闪存卡）的CPU模块。将存储卡安装在一个PCMCIA连接器中执行离线下载。2023/9/13共107页93编译及下载程序CFC程序在线下载：CPU接口（X01）被集成到了操作系统中，因此可作为联机接口。成功组态之后，组态的接口只能用作在线下载接口。在线接口：需要在线接口的目的是为了内部查看控制系统（测试模式）或在线下载应用程序。可用下面两种在线下载接口：

1）RS232接口（DUST1），对于CPU就是X01口，通过此接口只能对本CPU进行访问。

2）RS485多点接口（MPI），此接口在通讯模块上，SS52、CP50M0/CP50M1。如果要允许访问机架中的所有CPU，按照“service”实用程序组态该中央接口，可组态DUST1或MPI协议。

注意：下载时千万不要掉电，也不要设置屏保。2023/9/13共107页94中央服务功能中央服务：可以通过子机架中组态的DUST1或MPI（常用）链路访问该机架中的各CPU。这需要如下组态：

1）每个子机架中必须有一次:-DUST1连接或MPI连接（CFC块为@MPI）

2）每个CPU中至少有一次：

-服务功能块”SER“的连接“SER”连接用于将CPU耦合连接到哪一个模块的哪一个端口。CTS端指定耦合模块和接口，US端指定一个通道名和地址段1。通道名称：最多6个字符；ASCII字符、点号和@除外；数据接口上的通道名称必须唯一；通道名后必须输入”.“地址段1：即CPU的插槽号，标准情况下必须有两位数位注意：@MPI块和SER块都必须放在扫描周期32ms≤TA≤256ms以内。2023/9/13共107页95中央服务功能编程示例2023/9/13共107页96GDM耦合GDM耦合中央块：为GDM耦合提供初始化、激活和监视功能。组态期间必须考虑下列方面：

-必须为机架组态一个耦合中央块

-耦合中央块没有发送和接收功能

-所有耦合中央块的周期时间都必须组态为32ms≤TA≤256ms下面是对GDM耦合中央块@SRACK配置示例：2023/9/13共107页97ProfibusDP网络组态ProfibusDP耦合组态功能块@PRODP:波特率和Profibus地址可以在@PRODP里定义，也可以通过COMPROFIBUS软件包进行定义。在块@PRODP里，BDR端为波特率（默认为5，即1.5M），SLA端为主从设定端（