西门子PLC控制系统接线方式与编程.ppt

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1、西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统科目：西门子PLC系统1 1西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统西门子PLC系统l目录目录l一.西门子PLC系统原理说明 l1.1 系统简介 l1.2 模块说明 l1.3 关于STEP 7软件l二.西门子PLC系统操作说明l2.1 项目创建l2.2 硬件组态l2.3 系统上电及在线调试l三.西门子PLC系统接线图l3.1 系统主电路图 l3.2 模块接线图 l四.西门子PLC系统故障排除l4.1 通讯故障l4.2 PS307故障l4.3 CPU（315-2DP）故障l4.4 模拟量输入模块故障l4.5 模拟量输出模块故障l4.6 数字量输入模块故障l

2、4.7 数字量输出模块故障l五.西门子PLC硬件组态实例l5.1 基本步骤l5.2 主机架配置方法l5.3 多功能面板的添加l5.4 实物教室配置实例l六.西门子PLC编程实例l6.1 实物教室程序说明l6.2 主循环程序l6.3 TANK液位控制功能块l6.4 马达控制功能块 l6.5 变量监控表l6.6 系统上电及在线调试l七.西门子多功能面板介绍l7.1 7.1 MP270外观l7.2 多功能面板组态软件Protool介绍l7.3 组态画面实例l7.5 项目下载步骤l7.6 在计算机操作系统设置接口2西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统一 西门子PLC系统原理说明 l1.1系统简介l

3、 本西门子PLC教育训练系统旨在简单地说明如何去组态一个S7-300 STATION,通过其相应数字量/模拟量输入输出模块将实际生产应用中之按钮、数字量传感器（如光电开关，接近开关等）、模拟量传感器（如流量计，位置传送器，温度传送器等）之信号接入系统，通过人员编写之程序运行结果去驱动继电器、电磁阀等执行机构来达到生产控制之要求。l1.2模块说明l 在本系统中，电源模块使用PS307,其输入电压为220VAC，输出电压为24VDC,5A,其主要功能为向CPU315-2 DP提供24V直流电源。在CPU315-2 DP模块上，集成有两个通讯口：一个为MPI口，一个为DP口。MPI口用于CPU315

4、-2 DP与编程电脑之间之通讯，在PLC与电脑间建立通讯后，人员就可通过Simatic Manager软件对系统进行硬件组态、诊断，软件编程、下载、调试。DP通讯口用于组态相关PROFIBUS网络，建立现场之REMOTE I/O系统。其他数字量、模拟量输入输出模块一般均由24VDC供电，且一般不由PS307电源模块供电，而由另配之24VDC电源供电。l1.3关于STEP 7 Simatic Manager标准软件，其主要包括以下组件：l Simatic管理器，用于集中管理所有工具以及自动化数据l 程序编辑器，用于以LAD,FBD和STL语言生成用户程序l 符号编程器，用于管理全局变量l 硬件组

5、态，用于组态和参数化硬件l 硬件诊断，用于诊断自动化系统的状态l Net Pro，用于组态MPI和PROFIBUS等网络连接3西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统一 西门子PLC系统操作说明 2.1项目创建l 创建一个项目有两种方法：使用向导创建和直接创建。两者的区别在于，直接创建将产生一个空项目，用户需要手动添加项目框架中的各项内容，新建项目向导则向用户提供一系列选项，根据用户的选择，自动生成整个项目的框架。l使用向导创建项目l 打开“SIMATIC Manager”，在“FILE”菜单下单击“New Project Wizard”，弹出新建项目向导对话框。用向导创建项目共分为四步。l第

6、一步：向导的使用说明l单击“Preview”按钮可以显示隐藏对话框下放的预览窗口。在预览窗口中可以立即看到不同选项对将生成的项目的影响。单击“Next”按钮进入下一步操作。l第二步：选择CPUl 在图中选择CPU型号和MPI地址。MPI地址的默认值是2,单击“Next”按钮进入下一步操作。l第三步：添加OB块l在这一步中，用户可以选择需要的OB块和使用的编程语言。单击“Next”按钮进入下一步操作。l第四步：输入项目名称l 在“Project name”一栏中输入项目名称（“西门子教育训练系统”），单击“Finish”,一个新的项目就创建完了。4西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统四.西门

7、子PLC系统故障排除4.2.2 接线图5西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统四.西门子PLC系统故障排除l4.3 CPU（315-2DP）l4.3.1 故障原因判断方法l1）电源故障l 判断方法：SF，BF，5VDC，FRCE，RUN，STOP指示灯都灭。l 故障原因：电压模块（PS307）故障，连接线松脱，电源未开。l2）PROFIBUS-DP故障l 判断方法：BF指示灯亮或闪烁l 故障原因lBF指示灯亮：1.总线故障（硬件故障）l 2.DP接口故障l 3.多DP主站模式时数据的传输速率不同l 4.如果DP从站/主站接口激活：总线短路l 5.对于无源DP从站接口：波特率搜索，即总线中当前

8、没有激l 活的节点（即主站）lBF指示灯闪烁：1.所连接的站故障（CPU为DP主站）2.至少有一个被组态的从站不能访问l 3.不正确的组态（CPU为DP从站）1.响应监视时间到l 2.PROFIBUS-DP通讯中断l 3.PROFIBUS地址错误l 4.不正确的组态6西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统四.西门子PLC系统故障排除l3）CPU内部系统故障l 判断方法：SF，BF，5VDC，FRCE，RUN，STOP指示灯都闪烁。l 故障原因：用STEP7读取诊断信息7西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统四.西门子PLC系统故障排除l4）软硬件故障l 判断方法：SF，5VDC指示灯亮l

9、故障原因：硬件故障:l 1.在运行过程中插拔模板l 2.系统处于RUN状态下插拔了一个PROFIBUS-DP上的分布式模板l 3.系统处于RUN状态下插拔了一个PROFIBUS-IO上的分布式模板l 4.具有诊断功能的模板报告了一个诊断中断l5.尝试访问一个不存在的或有故障的模板，连接器松动l 软件故障：l 1.TOD中断被使能和触发但是没有装入响应的块。（软件/组态故障）l 2.已使能TOD中断的开始时间被跳过l 3.由SFC32触发延时中断，但是没有装入响应的块（软件/组态故障）l4.过程中断被使能和触发但是内有装入响应的块（软件/组态故障）l5.生成状态报警，但是没有装载响应的OB55

10、l6.生成与供应商相关的报警，但没有装载响应的OB57l7.生成更新报警，但没有装载响应的OB56l 8.当刷新过程映象表时访问不存在或出故障的模板l 9.循环超时。同时调用的中断OB太多l 10.编程故障：块未装入;块编号错误;定时器/计数器编号错误;读写访问区l 错误l 11.I/O访问故障l 12.全局数据通讯故障例如对于全局数据通讯来说，DB的长度不够 8西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统四.西门子PLC系统故障排除5）MMC卡故障CPU请求存储器复位 判断方法：STOP LED以0.5Hz的 频率闪烁 故障原因：1.微存储卡已更换 2.CPU中的RAM出错 3.主存储器太小，不

11、 能装入所有的用户 程序块 4.企图装入故障块4.3.2 接线图9西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统四.西门子PLC系统故障排除l4.4 模拟量输入模块l4.4.1 故障原因判断方法l1)模块故障（触发诊断报文）l 判断方法:SF指示灯点亮l 故障原因:l1.外部负载电压丢失-模板的负载电压L+丢失l 2.组态/参数赋值出错 传送给范本的参数非法l 3.共模出错 测量电路的(MANA)的输入和参考电压之间的电位差UCM太高l 4.断线 传感器连接的电阻太大l -范本和传感器之间开路l -没有连接通道(开路)l 5.下溢 输入值下溢低于范围,造成故障:所选测量范围错误l -使用测量范围4-

12、20mA和1-5V,根据需要,可以使传感器连接的极性反向l 6.上溢-输入值上溢,超出范围 10西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统四.西门子PLC系统故障排除l4.5 模拟量输出模块l4.5.1 故障原因判断方法l1）模块故障（触发诊断报文）l 判断方法：SF指示灯点亮l 故障原因：1.外部负载电压丢失 模板的负载电压 L+丢失l 2.组态/参数赋值出错 传送给模块的参 数非法l 3.M后短路 输出超载-MANA后输出QV 短路l 4.断线 执行器电阻太高l -范本和执行器之间开路l -没有连接的通道（开路）11西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统四.西门子PLC系统故障排除l4.6

13、 数字量输入模块l4.6.1 故障原因判断方法l1）模块故障（触发诊断报文）l 判断方法:SF指示灯点亮l 故障原因:1.外部故障l 2.不可编和可编程诊断被触发,通过SFC可以 读取详细的诊断报文,查明故障原因.l4.7 数字量输出模块l4.7.1 故障原因判断方法l1）模块故障（触发诊断报文）l 判断方法:SF指示灯点亮l 故障原因:1.外部故障l 2.不可编和可编程诊断被触发,通过SFC可 以读取详细的诊断报文,查明故障原因.12西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统五.西门子PLC硬件组态实例l5.1基本步骤：插入一个站 双击Hardware进行硬件配置 配置机架 配置模板 设置模板

14、参数 保存硬件配置 将硬件配置下载到PLC13西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l5.2主机架配置方法:l在STEP7中，通过简单的拖放操作就可以完成主机架的配置。配置过程中，添加到主机架中的模板的订货号（在硬件目录中选中一个模板，目录下方的窗口会显示该模板的订货号以及描述）应该与实际硬件一致。l首先直接新建一个项目，在项目中插入一个SIMATIC 300 Station，双击Hardware图标，打开硬件组态程序。在硬件目录中找到S7-300机架，拖拽到左上方的视图中，即可添加一个主机架。五.西门子PLC硬件组态实例图1添加主机架14西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l插入主机架

15、后，分别向机架中的1号槽添加电源、2号槽添加CPU。硬件目录中的某些CPU型号有多种操作系统版本，在添加CPU时，CPU的型号和操作系统版本都要与实际硬件一致。五.西门子PLC硬件组态实例图2 向主机架中添加电源和CPU15西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l如果需要扩展机架，则应该在IM-300目录下找到相应的接口模板，添加到3号槽。如无扩展机架，3号槽留空。4至11号槽中可以添加信号模板、功能模板、通信处理器等，上述模板分别在硬件目录中的SM-300，FM-300和CP-300目录下。例如，图3向主机架中添加了一个数字量输入模板和一个数字量输出模板。五.西门子PLC硬件组态实例图3

16、向主机架中添加信号模板、功能模板、通信处理器等16西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l5.3根据我们实务教室的实际，需要添加操作面板一块，步骤如图五.西门子PLC硬件组态实例17西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l按实际配置在右侧硬件框找到匹配组件拖到PROFIBUS在线，弹出的对话框中先按中间的CANCEL键，然后在点下OK就可以了，这样操作面板的添加就完成了，如图五.西门子PLC硬件组态实例18西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l5.4 根据我们实物教室的实际配置,主机架配置如图五.西门子PLC硬件组态实例19西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l需要注意的是,在添加

17、各模块时,需要根据实际情况在弹出的对话框中进行参数设定,如站地址PROFIBUS速率等.所有配置结束后,先按进行保存，再按下载到CPU中，出现如图的接口，这样主积架的设置就完成了.五.西门子PLC硬件组态实例20西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l6.1实物教室程序说明 6.1.1 程序框架总揽 六.西门子PLC编程实例21西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l在TrainingUnit/SIMATIC 300/CPU315-2DP/S7 Program/Blocks下列出了整个系统所包含的组织块，功能块，数据块，监控表，系统功能块等，基本说明如下：lOB1:主循环程序块lOB35:

18、定时中断程序块，在此程序中用于控制2个TANK的液位计算lFB10:马达控制功能块lFB11:液位控制功能块lFC1:1#TANK进酸阀控制功能块lFC2:1#MOTOR控制功能块lFC3:2#TANK补酸控制阀功能块lFC4:2#MOTOR控制功能块lFC5:2#TANK废酸阀控制功能块lFC6:1#TANK酸回流控制阀功能块lFC7:2#TANK酸回流控制阀功能块lDB1:PLC与MP270B交换数据之数据块lDB11:1#TANK液位控制数据块lDB12:2#TANK液位控制数据块lDB100:1#MOTOR控制数据块，为FC2之背景数据块lDB101:2#MOTOR控制数据块，为FC4

19、之背景数据块六.西门子PLC编程实例程序块说明22西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l6.2 主循环程序 六.西门子PLC编程实例23西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l主循环程序六.西门子PLC编程实例设定TANK液位之初始值设定TANK液位之初始值1#2#馬達功能塊之調用各控制閥功能塊之調用24西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l6.3 OB35定时中断程序 OB35定时中断程序用于控制TANK之液位，每2S执行一次，且通过对液位的实时计算，与设定上下限值作比较，输出报警信号。六.西门子PLC编程实例1.DB11為FB11之背景數據塊2.功能塊左側為輸入信號或輸入 輸出信

20、號3.功能塊右側為輸出信號4.注意實參與形參之定義及賦值25西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l6.4 马达控制功能块 六.西门子PLC编程实例自動/手動切換手動開/關之信號26西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l马达控制功能块 六.西门子PLC编程实例馬達自動啓動信號 馬達自動關閉信號馬達手動啓動信號 27西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l马达控制功能块 六.西门子PLC编程实例馬達手動關閉信號馬達開關信號至MP270B28西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l6.5 变量监控表 六.西门子PLC编程实例監控變量地址監控變量注释監控按钮修改按钮監控變量数据类型監控變量

21、状态值監控變量修改值29西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l6.6 系统上电及在线调试l1.确认接线是否正确。l2.合上主电源开关MCCB1（220VAC）。l3.合上CP1（220VAC），为PLC Power Supply提供电源（合上前先确认Power Supply电压开关处于230VAC or 120VAC,必须与CP1输出电压匹配）。l4.合上Power Supply之24VDC开关，为CPU提供电源。l5.合上CP2，CP3为PLC I/O MODULE提供24VDC电源。l6.将MPI电缆一端接于CPU卡上之MPI接口，将另一端接于适配器上，将适配器 之接头接于SIMATI

22、C Net CP5512通讯卡上，再将CP5512插入相应计算机插 槽。l7.将CPU开关从STOP模式切换至RUN模式。l8.启动计算机，打开SIMATIC Manager 软件，打开“Siemens training center”工程，打开Options/Set PG/PC Interface对话框，选择通讯方 式为PC Adapter(MPI)，点击Properties 对话框，将Transmission Rate 设置为187.5Kbps,这样SIMATIC Manager就可通过MPI与PLC通讯了。l9.下面就可通过SIMATIC Manager对PLC中软硬件进行组态,编程，下

23、载,调试 了。l10.打开OB1,在本列中接了一输出信号为4-20MA的位置编码器于模拟量输入模 板上，通过监控程序可读取编码器之输出值（PIW256）。l11.人员可自行修改相关程序进行调试。六.西门子PLC编程实例30西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l7.1 西门子多功能面板MP270操作l7.1.1 MP270外观七.西门子多功能面板介绍全局功能键区系统功能键区局部功能键区数字键区31西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统七.西门子多功能面板介绍l常规组合键：32西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l多功能面板组态软件Protool介绍l启动Protool组态软件l在SIM

24、ATIC管理器中启动Protool七.西门子多功能面板介绍33西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l在WINDOWS下启动Protooll直接在WINDOWS窗口下点击图表启动Protool.从菜单中选择“檔”“新建”打开一个对话框,在此对话框里可以选择STEP7项目并在其中创建一个Protool项目.然后选择操作单元.七.西门子多功能面板介绍34西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l7.2 Protool项目窗口l当打开一个新建或已存在的项目时,项目窗口打开.Protool项目的项目数据以对象形式存储.项目中的对象以树形结构排列.l项目窗口左边显示属于项目的对象类型,可以为所选择操作

25、单元进行组态.对象类型包含设置了属性的对象,显示在项目窗口的右边,可以组态的对象取决于操作单元的类型.l在Protool中各种对象直接与编辑它们所需的工具链接.l项目窗口结构如下:l标题栏包含项目名称.l根据操作单元,可组态的对象类型在窗口的左半边显示,而创建的对象在右半边显示.七.西门子多功能面板介绍35西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l7.3 组态画面实例 l状态按钮组态 l创建画面：状态按钮是一个具有两种状态：“已按下”和“已释放”的控件与显示元素。状态按钮可以用信号通知从操作单元(例如，电机)上不可见的单元状态。也就是说，可以同时在操作单元上改变该单元的状态。通过选择图标 按钮

26、或从菜单中选择“插入”“状态按钮”,插入按钮同时弹出属性对话框.l为了画面的整体效果可以通过图中其它选项卡对其优化，例如字体、颜色、名称等。七.西门子多功能面板介绍36西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l 属性设置：如果要组态状态按钮有“已按下”和“已释放”两种状态,通过“General”选项卡选择“Type”中“Switch”,同时还可以为两种状态加入不同的文字说明。为了能与PLC控制联系必须设置变量，如果变量已经存在可以点击选择变量，否则就通过 新建变数。变量需要设置数据类型。七.西门子多功能面板介绍37西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l7.4功能键组态 l7.4.1 M27

27、0可组态的功能键入F1F20。通过点击功能键，随即出现属性对话框进行设置功能。例如组态F13功能键控制上例中的状态按钮。点击功能键随即出现属性对话框如图所示七.西门子多功能面板介绍38西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l在“Select Object”窗口内的“All Functions”选项下选择“Invert bit”如图所 示 七.西门子多功能面板介绍39西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l7.5 项目下载步骤l 7.5.1 通过串口进行下载l 使用标准RS232电缆,电缆连接图如下所示:l 确认串口电缆连接到面板的“IF 2”口.l 面板上电.l 选择“Control Pa

28、nel”打开“Transfer”选项启 动面板串口下载功能。l 串口设置右侧第一个选项“Enable Channel”必须被启动，否则不能进行串口下载。第 二个选项“Remote Control”如果被启动，ProTool 的下载命令会中止面板的运行模式并自动切换到传输 模式；如果不启动，则必须上电时选择传输模式或在项目中使用模式切换功能。l ProTool 中“檔下载设置.”选项中必须指定串口下载，并设置正确的COM 口。l 西门子的部分工控机唯一的默认串口是COM2。l 面板退出设置画面，回到起始画面选择“Transfer”出现连接画面 l 点击下载等待数秒即可完成。七.西门子多功能面板介

29、绍40西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l7.5.2 通过MPI口进行下载l使用用MPI下载，必须使用相应的通讯处理器（CP），例如：CP5511，CP5611，CP5613。lMPI电缆的接线方式为：33，44，55，88。l确认MPI电缆连接到面板的“IF 1B”口。l面板上电.l选择“Control Panel”打开“Transfer”选项启动面板MPI下载功能。七.西门子多功能面板介绍41西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l确认“Channel 2”选中“MPI”。右侧第一个“Enable Channel”必须被启动，否则不能进行Channel 2 下载。第二个选项“Rem

30、ote Control”如果被启动，ProTool 的下载命令会中止面板的运行模式并自动切换到传输模式；如果不启动，则必须上电时选择传输模式或在项目中使用模式切换功能。l点击右侧的“Advanced”按钮，确认面板的MPI 参数设置与计算机的MPI 参数一致（波l特率一样，站号不重复）。l选项“Panel is the only master on the bus”必须被启动。七.西门子多功能面板介绍注意：注意：该参数在项目下载后会被项目中“控制器”选项中的参数覆盖。所以第二次使用MPI 下载时，可能面板的MPI 下载参数已经跟第一次完全不一样了。在ProTool 菜单：“檔下载选择.”菜单下，确认：选择MPI/Profibus DP 下载，操作面板地址与面板实际一致。42西门子西门子PLCPLC控制系统控制系统l7.6 在计算机操作系统的 控制面板Set PG/PC Interface 接口中确认访问结点“S7Online”后面跟随实际使用的通讯设备，例如CP5611（MPI）或PCAdaptor（MPI）。并点击旁边的“Properties”按钮，检查该设备的设置是否与面板相应埠一致（波特率一样，站号不重复）。l面板退出设置画面，回到起始画面选择“Transfer”出现连接画面点击下载等待数秒即可完成。七.西门子多功能面板介绍43