PLC-7_第三章_S7-300PLC_第4节_组态与编程

第四节S7-300PLC组态与编程一、STEP7组态与编程软件简介1、STEP7的硬件接口要求方式1:使用PC/MPI适配器，实现计算机的RS232口与PLC的MPI口的连接。方式2:在计算机上配置专用通信接口卡，如CP5611等，接口卡上提供MPI/PROFIBUS-DP接口，从而实现计算机与PLC的连接。方式3:在PLC上配置以太网通信模块，如CP343等，通过以太网实现计算机与PLC之间的连接。2、STEP7的硬件组态与诊断功能1）硬件组态硬件组态包括系统组态、CPU参数设置及模块参数设置等。系统组态：从目录中选择硬件机架，并将所选模块分配给机架中希望的插槽。CPU的参数设置：可以设置CPU模块的多种属性。如启动特性、扫描监视时间等。模块的参数设置：可以对各模块的可调参数进行设置。2）系统诊断用于系统运行状态的监视可以提供CPU参数、状态及用户编写的程序在运行中出现故障的原因还可采用图形方式显示硬件配置、各模块的状态及模块故障等信息。3、STEP7的编程功能标准STEP7版软件支持梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语句表（STL）编程。专业版STEP7还包括顺序功能图（SFC）、连续功能图（CFC）等编程语言。STEP7还提供了符号表编辑器，用于变量的定义，以便于使用符号编程。在调试方面，STEP7提供了多种调试和监控功能，如设置断点、强制输入和输出，梯形图监控、变量表监控等。4、使用STEP7进行编程、调试的步骤连接通讯接口——创建应用项目（含CPU模块选择）——对PLC进行硬件组态————编译、下载硬件组态——（建立符号表）——编写应用程序——编译、下载程序——运行调试若使用网络配置形式，在硬件组态时，还需进行网络组态。二、硬件组态与参数设置1、项目的创建使用SIMATICManager（项目管理器）中的新项目向导(STEP7Wizart:NEWProject)来创建新项目。包括CPU模块型号选择、需要生成的逻辑块（至少要生成作为主程序的组织块OB1）、项目名称等。2、项目的分层结构在项目中，所有的组态数据及程序均在分层结构中以对象的形式保存。第一层为项目，第二层为站（Station），站是硬件组态的起点。项目MPI对象站对象硬件（Hardware）CPU连接（Connection）S7程序（S7Program）S7Program中包含：源文件（Soure）、块（Block）和符号表（Symbols）。用户编写的各种程序以块的形式存储在块对象内。“S7Program”文件夹是编写程序的起点。项目的分层结构2、硬件组态硬件组态的任务就是在STEP7中生成一个与实际的硬件系统完全相同的系统，以便通过STEP7对实际系统进行管理（包括硬件设置、编程等）。硬件组态从“Hardware”进入，既对站的硬件进行组态。窗口为HWConfig主要步骤包括：生成机架——在机架上放置模块——模块参数设置——保存设置——下载设置到PLC。对于网络系统，还需要对以太网、PROFIBUS-DP或MPI等网络的结构和通信参数等进行组态，使用分布式IO时，还应将其连接到主站上。硬件组态窗口3、模块参数设置在各模块的属性窗口中对模块参数进行设置。1）CPU模块参数设置启动（Startup）选项卡：用于设置启动特性，S7-300只能执行暖启动。周期/时钟存储器（Cycle/ClockMemory）选项卡：用于设置扫描循环监视时间、通信处理占扫描周期的百分比和时钟存储字节。时钟存储字节的每一位对应一个时钟脉冲。位76543210周期(s)21.610.80.50.40.20.1诊断/时钟（Diagnostics/Clock）选项卡：用于设置诊断参数和实时时钟参数。保持存储器（RetentivityMemory）选项卡：用于设置从MB0、T0和C0开始的需要断电保持的存储器字节数、定时器和计数器的个数。其范围与CPU型号有关。保护（Protection）选项卡：用于设置3个保护级别，允许读写、只读和禁止读写。此外还可设置PLC是否可以运行在测试模式。时刻中断(Time-Of-DayInterrupts)选项卡:设置日期-时间中断参数。周期性中断（CyclicInterrupt）选项卡：设置循环中断选项。中断（Interrupts）选项卡：设置硬件中断、延迟中断、DPV1（PROFIBUS-DP）中断等。CPU模块参数设置窗口2）数字量输入模块参数设置Addresses（地址）选项卡：设置模块的起始字节地址Inputs（输入）选项卡：可设置是否允许产生硬件中断（HardwareInterrupt和诊断中断（DiagnosticsInterrupt）对于硬件中断还可选择上升/下降沿产生中断或上升和下降沿均产生中断。InputDelay（输入延迟），用于规定输入延迟时间。数字量输入模块参数设置窗口3）数字量输出模块参数设置Addresses（地址）选项卡：设置模块的起始字节地址Outputs（输出）选项卡：设置是否允许产生中断、CPU进入停止模式时输出点的处理方式。数字量输出模块参数设置窗口4）模拟量输入模块参数设置地址选项同前。Inputs选项中包括诊断中断和硬件中断允许设置、模块测量范围的选择，以及用于抑制干扰的积分时间（integrationtime）设置。模拟量输入模块参数设置窗口4）模拟量输出模块参数设置地址选项同前。Outputs选项中包括诊断中断和硬件中断允许设置、模块输出范围的选择，以及CPU进入停止状态时输出信号的处理发生的设置。模拟量输出模块参数设置窗口4、多机架系统组态S7-300系统中最多可再扩展3个机架，每个机架上最多可配置8个I/O模块。组态步骤：1）在硬件组态（HW-Config）窗口中加入IM360接口模块；2）加入第二个导轨（RACK-300中的Rail）3）在Rail中加入IM361接口模块4）加入I/O模块；4）设置各I/O模块。加入IM360接口模块加入第二个导轨加入IM361接口模块加入I/O模块设置各I/O模块5、PROFIBUS-DP网络组态PROFIBUS-DP是S7-300系统中较为常用的网络，可将具有PROFIBUS-DP接口的设备接入系统中。现以ET200M分布式I/O为例，介绍其配置方法。步骤：1）在硬件组态（HW-Config）窗口中加入PROFIBUS-DP主站系统；2）在主站系统上填加PROFIBUS-DP接口设备（IM153），并设置网络参数（分配地址，设置速率等）；3）在IM153框架内填加I/O模块；4）设置各I/O模块。加入PROFIBUS-DP主站系统设置DP参数填加PROFIBUS-DP接口设备(IM153)，并设置DP参数在IM153框架内填加I/O模块设置各I/O模块三、符号表与逻辑块1、符号表（Symbols）用于定义符号变量，这样在编程时可以使用相应的符号代替直接地址变量，以增强程序的可读性。符号变量使用符号表编辑器（SymbolEditor)生成或编辑。包括符号名称、对应的绝对地址、数据类型以及说明等。符号表编辑器窗口2、逻辑块（Blocks）逻辑块是用户编写的应用程序块的总称，包括组织块OB、功能块FB和功能FC。对于简单的应用，可将用户程序填写在OB1（循环组织块）中，且可采用梯形图、功能块图、语句表以及S7-GRAPH（SFC）编程。要填加逻辑块时，可通过SIMATIC管理器中的Insert菜单下的S7Block生成。编程窗口插入块四、S7-PLCSIM仿真软件1、S7-PLCSIM的主要功能仿真软件S7-PLCSIM集成在S7-STEP中，用于模拟PLC，可用于程序的开发和调试。1）可在计算机上对S7-300PLC的用户程序进行离线仿真与调试。2）可以模拟PLC的输入/输出存储区，通过窗口可改变输入变量状态，从而控制程序的运行，以及监视运行结果等。3)可监视定时、计数器。4)可模拟对位存储器、外设输入/输出、以及数据块的读写等。2、S7-PLCSIM的使用按实际系统要求生成项目并进行硬件组态，编写好用户程序。然后在SIMATIC管理器工具条中点击“Simulasionon/off”，启动仿真器。将组态及程序下载到仿真PLC中，然后运行。系统运行后，可使用各种监控功能监控运行状态及结果。启动仿真器仿真器窗口监控窗口五、S7-300的用户程序结构1、用户程序的基本结构包括程序块(或称为逻辑块)和数据块。程序块包括组织块OB、系统功能块SFB、系统功能SFC、功能块FB、功能FC等。OB由操作系统调用，其它块由OB调用。OB可调用SFB、FB、SFC、FC。FB、FC可调用SFB、FB、SFC、FC数据块为程序块提供相应的数据，包扩共享数据块和背景数据块。1）组织块OB启动组织块：如DB100（暖启动）循环处理组织块：如OB1（主程序循环）时间中断组织块：如OB10（日期时间中断，即在设置的日期和时间时启动），OB35（时间循环中断，即以设定的时间为周期启动）事件中断组织块：如OB20（延时中断，过程事件出现后延时一段时间再执行中断程序），OB40（硬件中断，快速响应过程事件）应注意：PLC支持的各种组织块的数量与CPU型号有关。2）系统功能块SFB系统提供的子程序，集成在CPU模块中，有背景数据块，背景数据块可在编译时自动生成。例如连续PID控制块SFB41（名称为CONT_C)。3）系统功能SFC系统提供的子程序，集成在CPU模块中，无背景数据块，以参数传递的形式交换数据。如设置和读取系统时钟的SFC0和SFC1等。SFB和SFC应视为系统软件的一部分，它们不占用用户程序存储空间。4）功能块FB用户编写的或STEP7库中提供的有背景数据块的子程序。调用时需指定背景数据块，用于以静态方式存储相关的变量。5）功能FC用户编写的或STEP7库中提供的无背景数据块的子程序。调用时必须带参数调用。对于STEP7库中提供的用户常用FB和FC软件包，用户在编程时可直接调用，系统在编译时会将相应的子程序调入，相当于用户编写的FB或FC，占用用户程序存储空间。2、线性化、模块化与结构化编程STEP7程序设计时可采用线性化编程、模块化编程和结构化编程。线性化编程：整个用户程序均填写在OB1中。采用循环扫描方式执行。模块化编程：程序被分为不同的逻辑块，每个块完成一定的任务。在组织块OB1中的程序来控制何时调用这些块。结构化编程：将复杂的自动化任务分解为能够反映过程的工艺、功能或可以反复使用的小任务，这些任务由相应的程序块（或称为逻辑块来表示，程序运行时的数据和变量存储在数据块中。某些块可用于实现相同或形式相似的功能。程序结构示意图OB1OB1FB1FB2FC1FC2DB1DB2OB1FB1FB2FC1DB1DB2DB3DB线性化编程模块化编程结构化编程DB43、功能块与功能的建立和调用1）功能块（FB）的建立在SIMATIC管理器中打开BLOCK文件夹，右键点击窗口，选择“Insert—NewObject—FunctionBlock”（插入功能块）。双击插入的功能块，进行功能块编程。先进行变量声明，其它程序在调用该功能块时，需指定背景数据块。而背景数据块是在编译调用程序时生成的（编写调用FB的程序时，系统会提示指定背景数据块）。然后编写该功能块的执行程序。功能块的建立功能块在管理器中的显示FB变量声明FB编程2）功能块（FB）的调用功能块建立后，在其它程序中可有条件调用和无条件调用。采用梯形图编程时，FB如同一条功能指令。调用时指明其输入、输出（即将实参赋值给形参）和背景数据块即可。如某些参数未指明，则使用背景数据块中的数据。功能块调用方法3）功能（FC）的建立如控制程序不需要保