PLC_技术培训班_(第2讲修改稿)STEP_7编程软件.pptx
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1、SIEMENS 公司公司S7 PLC标准工具软件标准工具软件 STEP 7 STEP 7 介绍介绍12/28/20231S7 PLC的的STEP 7编程软件介绍编程软件介绍 这一讲通过以西门子公司的这一讲通过以西门子公司的STEP 7编程语言为例,来介绍实际编程语言为例,来介绍实际PLC应用的编程语言,在第应用的编程语言,在第4 4讲中将介绍讲中将介绍PLC编程语言的国际标准,编程语言的国际标准,即即IEC 61131-3 标准。标准。STEP 7编程软件是用来对西门子公司的系列编程软件是用来对西门子公司的系列PLC产品,包括产品,包括S7 300系列、系列、S7 400系列、系列、M7系列以
2、及基于系列以及基于PC的的PLC等产品,进行等产品,进行编程、调试、监视的软件。编程、调试、监视的软件。为了组态为了组态 PLC PLC 硬件配置或开始编写硬件配置或开始编写S7S7用户程序,首先必须在用户程序,首先必须在 PC PC 计算机中安装计算机中安装STEP 7STEP 7软件软件(如果使用的是编程器,则如果使用的是编程器,则STEP 7STEP 7软件已软件已经预装在编程器内经预装在编程器内)。在。在STEP 7 CD STEP 7 CD 光盘的光盘的 Readme.wri 文件中,文件中,有关于安装有关于安装STEP 7STEP 7对对 PC PC 计算机的软件和硬件配置要求。计
3、算机的软件和硬件配置要求。将将STEP 7STEP 7的的 CD 光盘插入光盘插入PC机的光驱中,安装程序能自动执机的光驱中,安装程序能自动执行,按照屏幕上的提示操作,可一步一步完成行,按照屏幕上的提示操作,可一步一步完成STEP 7 STEP 7 软件的安装。软件的安装。完成完成STEP 7STEP 7的安装后,要重新启动计算机,在的安装后,要重新启动计算机,在 PC PC 的的Windows Windows 桌桌面上会出现一个面上会出现一个SIMATIC Manager SIMATIC Manager 的小图标的小图标 。12/28/20232 应应用用STEP 7软软件件,能能在在一一个
4、个“项项目目”(project)内内建建立立起起 S7 用用户户程程序序。可可编编程程序序控控制制器器是是由由电电源源模模板板、CPU以以及及输输入入/输输出出模模板板(I/O 模模板板)组组成成。可可编编程程逻逻辑辑控控制制器器(PLC)通通过过 S7 程程序序,监监视视和和控控制制被被控控对对象象。在在 S7 程程序序内内通通过过地地址址,对对I/O模模板板进进行行寻寻址址。图图3.1所所示示为为PLC控控制制被被控控对对象象的的过过程程,图图3.2所示为所示为STEP-7软件的应用过程。软件的应用过程。S7 PLC和和STEP 7编程软件应用示意图编程软件应用示意图12/28/20233
5、S7 PLC和和STEP 7编程软件应用示意图编程软件应用示意图12/28/20234应用应用STEP 7的基本步骤的基本步骤12/28/20235 有有两两个个选选择择项项,如如果果要要解解决决的的自自动动化化任任务务比比较较复复杂杂,编编写写的的程程序序量量比比较较大大,涉涉及及的的输输入入、输输出出点点数数多多,建建议议采采用用选选择择项项1 1,即即先先对对PLCPLC的的硬硬件件进进行行组组态态,然然后后编编写写用用户户程程序序,这这样样做做的的优优点点是是通通过过STEP STEP 7 7对对所所有有输输入入、输输出出点点的的绝绝对对地地址址先先进进行行了了定定义义和和分分配配,在
6、在以以后后的的程程序序编编写写过过程程中中就就不不会会混混淆淆,另另外外,在在组组态态过过程程中中还还可可以以改改变变模模板板的的参参数数和和属属性性,例例如如,对对模模拟拟量量输输入入模模板板,在在组组态态过过程程中中,可可以以确确定定它它是是电电压压输输入入信信号号(0-10V0-10V,/-10V/-10V)还还是是电电流流输输入入信信号号(4-4-20 20 mAmA),对对一一个个多多CPUCPU项项目目,在在组组态态过过程程中中,可可以以确确定定各各个个CPUCPU的的MPIMPI地地址址。对对于于比比较较简简单单的的项项目目,涉涉及及的的输输入入、输输出点数不多,也可以采用选择项
7、出点数不多,也可以采用选择项2 2的步骤。的步骤。应用应用STEP 7STEP 7软件于软件于PLC PLC 实现自动化任务的过程实现自动化任务的过程12/28/20236 启启 动动 STEP 7时时 将将 激激 活活 SIMATIC manager(SIMATIC 管管理理器器)的的中中央央窗窗口口。一一般般默默认认设设置置是是启启动动STEP 7 Wizard(STEP 7向向导导),在在“向向导导”帮帮助助下下建建立立一一个个STEP 7 项项目目,STEP 7项项目目的的结结构构按按一一定定的的次次序序安安排排数数据据和和程程序序并并被被保保存存。项项目目内内的的数数据据是是以以对对
8、象象的的形形式式按按分分层层结结构构保保存存。SIMATIC 站站和和CPU 包包含含硬硬件件的的组组态态和和参参数数数数据据。S7 程程序序是是由由所所有有的的方方块块组组成成,这些方块包含控制对象的程序。这些方块包含控制对象的程序。下面介绍下面介绍SIMATIC管理器的项目结构。管理器的项目结构。启动启动SIMATIC 管理器管理器(SIMATIC Manager)12/28/20237STEP 7STEP 7编程语言编程语言的主窗口的主窗口界面界面打开打开“项目项目”窗口,左边页窗口,左边页面显示项目结面显示项目结构构,右边页面显右边页面显示左边页面所示左边页面所选文件夹中的选文件夹中的
9、对象和其他文对象和其他文件夹图所示。件夹图所示。12/28/20238SIMATIC 管理器窗口的菜单项:管理器窗口的菜单项:打开打开SIMATIC 管理器的窗口能见到以下菜单项:管理器的窗口能见到以下菜单项:File 打开、组织和打印打开、组织和打印“项目项目”(project)。Edit 复制、粘贴、删除、全选、对象属性等。复制、粘贴、删除、全选、对象属性等。Insert 插入程序单元。插入程序单元。PLC 下载程序和监视硬件下载程序和监视硬件。View 选择选择“在线在线/离线离线”和编程语言。和编程语言。Options 用户定义。用户定义。Window 设置窗口显示。设置窗口显示。He
10、lp 帮助信息。帮助信息。12/28/20239 建建立立一一个个项项目目和和SIMATIC SIMATIC 站站后后,就就可可以以对对PLCPLC进进行行硬件组态了。硬件组态了。下面介绍下面介绍S7 PLC S7 PLC 中央机架模板的组态过程。中央机架模板的组态过程。打打开开“项项目目”中中的的“站站”,在在窗窗口口的的右右边边页页面面出出现现“硬硬件件”图图标标 和和所所建建项项目目中中选选择择的的CPUCPU图图标标 ,如下面的图所示。双击,如下面的图所示。双击“硬件硬件”图标图标 ,“硬硬件件”组组态态窗窗口口自自动动打打开开,在在组组态态窗窗口口的的右右边边面会显示硬件组态单元库目
11、录菜单。面会显示硬件组态单元库目录菜单。应用应用STEP 7 对对 PLC 进行硬件组态进行硬件组态12/28/202310 选选择择目目录录菜菜单单中中的的某某一一项项,例例如如SIMATIC SIMATIC 300300,在在其其下下拉拉菜菜单单中中再再选选择择RACK-300RACK-300,双双击击RACK-300RACK-300下下面面的的图图标标 ,这这时时在在窗窗口口左左边边页页面面上上就就会会出出现现0(UL)0(UL)机机架架带带槽槽位位的的rackrack表表。为为了了在在0(UL)0(UL)的的1 1号号槽槽位位上上放放置置PS PS 307307电电源源模模板板,导导航
12、航目目录录菜菜单单,找找到到 PS307 PS307 5A 5A(6ES7(6ES7 307-1EA00-0AA0)307-1EA00-0AA0),用用鼠鼠标拖至标拖至0(UL)0(UL)机架的机架的1 1号槽位上。号槽位上。为为了了在在0(UL)0(UL)的的2 2号号槽槽位位上上放放置置CPUCPU模模板板,导导航航目目录录菜菜单单,打打开开CPU-300CPU-300项项,在在其其下下拉拉菜菜单单中中找找到到CPU CPU 314C-2DP(6ES7 314C-2DP(6ES7 314-6CF01-0AB0)314-6CF01-0AB0),用用鼠鼠标标将将其其拖拖至至0(UL)0(UL)
13、机机架架上上的的2 2号号槽槽位位,由由于于CPU CPU 314C-2DP314C-2DP占占用用2 2个个槽槽位位,从从第第4 4个个槽槽位位开开始始,可可以以组态组态配置其他的配置其他的I/OI/O模板。模板。应用应用STEP 7 对对 PLC 进行硬件组态进行硬件组态12/28/202311 用用同同样样的的方方法法,在在4 4号号槽槽位位上上配配置置了了3232点点的的直直流流输输入入模模板板(6ES7 6ES7 312-1BL00-0AA0312-1BL00-0AA0),在在5 5号号槽槽位位上上配配置置了了3232点点的的直流输出模板(直流输出模板(6ES7 322-1BLL00
14、-0AA06ES7 322-1BLL00-0AA0)。)。下下面面的的图图表表示示了了用用上上面面的的方方法法组组态态完完成成后后的的STEP STEP 7 7硬硬件件 组组态态界界面面,从从图图上上还还能能看看到到所所选选模模板板的的订订货货号号,I/OI/O模模 板组态定义的绝对地址以及分配给板组态定义的绝对地址以及分配给CPUCPU模板的模板的MPIMPI地址。地址。以上完成了硬件中央机架的模板组态。以上完成了硬件中央机架的模板组态。应用应用STEP 7 对对 PLC 进行硬件组态进行硬件组态12/28/202312STEP7主窗口右边页面上的硬件组态图标主窗口右边页面上的硬件组态图标
15、12/28/202313STEP 7硬件组态硬件组态界面界面 12/28/202314 S7 PLC 分布式分布式 I/O 模板的组态模板的组态 12/28/202315S7 PLC 分布式分布式 I/O 模板的组态模板的组态 在在常常用用配配置置的的自自动动化化系系统统中中,中中央央可可编编程程控控制制器器的的I/OI/O模模板板与与传传感感器器、执执行行机机构构之之间间需需要要大大量量的的连连接接电电缆缆,这这不不仅仅增增加加了了安安装装的的工工作作量量,也也增增加加了了安安装装费费用用和和发发生生故故障障的的机机率率。应应用用分分布布式式I/OI/O,将将I/OI/O模模板板就就近近放放
16、置置于于传传感感器器和和执执行行机机构构附附近近,在在可可编编程程控控制制器器和和I/OI/O模模板板及及现现场场器器件件之之间间用用现现场场总总线线Profibus-DPProfibus-DP连连接接,就就可可克克服服中中央央I/OI/O模板的上述缺点。模板的上述缺点。12/28/202316S7 PLC 分布式分布式 I/O 模板的组态模板的组态 分分布布式式I/OI/O模模板板的的硬硬件件组组态态与与中中央央机机架架模模板板的的硬硬件件组组态态类类似似,从从导导航航窗窗口口右右边边页页面面的的目目录录菜菜单单,选选择择分分布布式式I/OI/O模模板板单单元元,对对它它们们进进行行硬硬件件
17、组组态态和和属属性定义。性定义。下下图图表表示示了了S7 S7 PLCPLC的的分分布布式式I/OI/O结结构构举举例例和和通通过过Profibus-DPProfibus-DP网络进行连接。网络进行连接。下下面面用用图图解解说说明明,怎怎样样建建立立一一个个新新的的项项目目来来组组态态分布式分布式I/OI/O系统。系统。12/28/202317建立一个建立一个 新的项目新的项目来组态来组态分布式分布式I/OI/O系统系统 12/28/202318 建立一个新的项目来组态分布式建立一个新的项目来组态分布式I/O系统系统 12/28/202319 组态建立一个站组态建立一个站 12/28/2023
18、20组态建立一个站组态建立一个站12/28/202321 组态组态DP主站和分布式主站和分布式I/O上面用图解说明怎样组态一个可以配置分布式上面用图解说明怎样组态一个可以配置分布式I/O的的站,到目前为止,所描述的步骤和中央机架的组态站,到目前为止,所描述的步骤和中央机架的组态步骤是类似的,得到的组态界面也类似。下面一些步骤是类似的,得到的组态界面也类似。下面一些图的画面进一步说明,怎样将分布式图的画面进一步说明,怎样将分布式I/O单元,组态单元,组态到上述已经建立起来的站中,并设置或修改他们的到上述已经建立起来的站中,并设置或修改他们的属性参数。属性参数。12/28/202322组态组态DP
19、主站和分布式主站和分布式I/O12/28/202323组态组态DP主站和分布式主站和分布式I/O12/28/202324组态分布式组态分布式I/O ET200M 12/28/202325组态分布式组态分布式I/O ET200M12/28/202326组态分布式组态分布式I/O ET200M前前面面用用图图解解方方法法,说说明明怎怎样样在在主主站站上上组组态态一一个个分分布布式式I/OI/O的的从从站站,这这种种从从站站是是模模块块化化结结构构的的,从从站站是是由由Profibus-DP通通信信模模板板IM 153-2和和若若干块标准的干块标准的I/OI/O模板模板(例如,图上的例如,图上的DI
20、32 x DC24V)组成。组成。12/28/202327在组态过程中改变节点和在组态过程中改变节点和I/OI/O的地址的地址 12/28/202328在组态过程中改变节点和在组态过程中改变节点和I/OI/O的地址的地址 12/28/202329在组态过程中改变节点和在组态过程中改变节点和I/O的地址的地址 如果用户有需要改变已经组态完成的如果用户有需要改变已经组态完成的I/O模板的地址,上模板的地址,上面的图解说明了这一改变的过程和步面的图解说明了这一改变的过程和步 骤。骤。12/28/202330应用符号地址编程应用符号地址编程 在在对对PLCPLC进进行行硬硬件件组组态态时时,事事先先定
21、定义义其其输输入入和和输输出出的的绝绝对对地地址址。因因为为,这这些些地地址址是是直直接接指指定定,亦亦即即绝绝对对地地址址。也也可可以以选选择用任意符号名来替代绝对地址。择用任意符号名来替代绝对地址。为为了了应应用用符符号号地地址址进进行行编编程程,需需要要建建立立一一个个符符号号表表,对对在在以以后后的的程程序序中中将将要要用用到到的的所所有有绝绝对对地地址址,在在符符号号表表中中给给他他们们每每一一个个分分配配一一个个符符号号名名,同同时时定定义义它它们们的的数数据据类类型型。例例如如,对对于输入于输入I 1.2,其其符符号号名名为为PE_Failure,表表示示汽汽油油发发动动机机有有
22、故故障障。这这一一符符号号名名,适适用用于于整整个个程程序序,因因此此,称称为为全全局局变变量量。使使用用符符号地址进行编程,使得所编的号地址进行编程,使得所编的S7程序,可读性强。程序,可读性强。12/28/202331 PLC及其输入及其输入/输出的绝对地址输出的绝对地址 12/28/202332 建立编程用的符号地址表建立编程用的符号地址表12/28/202333 建立编程用的符号地址表建立编程用的符号地址表12/28/202334在在STEP 7 STEP 7 程序中建程序中建立符号地立符号地址表址表举举例例 12/28/202335在在STEP 7 STEP 7 程序中建立符号地址表
23、程序中建立符号地址表举举例例 在在完完成成对对PLCPLC进进行行硬硬件件组组态态之之后后,开开始始编编写写用用户户程程序序之之前前,需需要要做做的的一一件件工工作作是是建建立立编编程程用用的的符符号号地地址址表表。前前面面用用图图解解的的方方式式,说说明明建建立立符符号号地地址址表表的的步步骤骤,上上图图是是为为项项目目Getting Getting Started Started 所所编编写写的的符符号号地地址址表表。一一般般而而言言,每每一一个个S7 S7 程程序序只只建建立立一一个个符符号号地地址址表表,这这与与在在编编程程中中使使用用哪哪一一种种编编程程语语言言进进行行编编程程无无关
24、关系系。所所有有可可以以打打印印的的字字母母(例例如如特特殊殊字字母母、空空格格),在在符符号号表表中中都都允允许许使使用用。在在符符号号表表中中会会自自动动加加入入的的数数据据类类型型,取取决决于于由由CPUCPU所所处处理理的的信信号号类类型型。下下表表给给出出在在STEP STEP 7 7 中中使用的各种数据类型。使用的各种数据类型。12/28/202336在在S7 S7 程序中使用的数据类型程序中使用的数据类型12/28/202337在在组织组织方方块块OB1中建立中建立程序程序 根据所选择使用根据所选择使用的编程语言,右的编程语言,右面分别介绍用梯面分别介绍用梯形图形图(LAD)、语
25、句表语句表(STL)和和功能块图功能块图(FBD)来编写)来编写OB1程序。程序。12/28/202338在在组织组织方方块块OB1中建立程序中建立程序 在在STEP 7中中,OB1是是由由CPU执执行行的的主主循循环环程程序序,CPU一一行行一一行行地地读读并并且且执执行行程程序序命命令令,当当CPU返返回回到到第第一一程程序序行行时时,它它就就精精确确地地完完成成了了一一个个循循环环周周期期。此此过过程程所所需需要要的的时时间间就就是是扫扫描描周期时间。周期时间。在在用用STEP 7建建立立S7程程序序时时,可可以以选选择择3种种标标准准编编程程语语言言中中的的一一种种,即即梯梯形形图图逻
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