西门子系统培训(s7-300、wincc、modbus)

LOGO西门子自动控制系统简介----S7-300/WINCCXx项目Page2Xx项目系统自动控制简介S7-300(PLC)组态和使用WINCC(HMI)组态和使用通信的应用本脱硝项目使用西门子自动控制系统，下层硬件使用西门子中小型PLCS7-300，上层人机界面使用西门子公司产品WINCC7.0。工程实设操作员（兼工程师）站一台、控制站一台，网线连接，TCP\IP协议。结构：Page3WINCC7.0S7-300系统简介硬件：S7-300PLC为中小型模块化PLC。分为：CPU（中央处理单元）PS（电源模块）SM（信号模块）FM（功能模块）-本项目未用CP（通信处理模块）IM（接口模块）Page4S7-300(PLC)组态和使用S7-300(PLC)组态和使用Page5S7-300没有背板，模块安装在DIN导轨上，通过U型的总线连接器连接。硬件安装S7-300(PLC)组态和使用Page6S7-300使用STEP-7软件组态。安装完软件后，点击图标进入工程管理器。组态软件S7-300(PLC)组态和使用Page7所有针对PLC的组态工作都是在STEP7组态管理器中进行的，包括硬件组态、程序设计、通信组态等。硬件组态：硬件组态与实际硬件安装基本相同，同时要定义设备的网址、MPI地址的基本参数。S7-300(PLC)组态和使用Page8西门子信号模块为SM3XX，AI模块为SM331，AO:SM332;DI:SM321，DO:SM322;硬件组态时对AI模块、AO模块的组态应注意指明信号类型，同时，AI模块上有量程卡，需要与组态中一致。S7-300(PLC)组态和使用Page9硬件组态完毕后，要进行编译，下装。（也可以组态完成后和程序一起下装，但一定要先编译）；至此，硬件组态结束。S7-300(PLC)组态和使用Page10程序的组态：STEP7中逻辑的组态是以“块”的形式进行的。块的分类：OB组织块，PLC每次自动循环调用的或中断时调用的。类似于主程序。比如OB1，主循环，PLC每循环一此就调用它一次。OB35：每xxms调用一次。OB100：PLC上电时调用一次；OB121程序错误中断调用。FB功能块，类似于子程序，需要传递参数，有独立的背景数据块。静态数据放入背景数据块，调用结束不丢失，下次调用时数据可直接取用。比如说做流量的累积。FC功能，类似于子程序，需要传递参数，每次调用结束后数据清零。DB数据块，分为常规数据块和背景数据块。通用数据块每个程序都可以存取数据。背景数据块和FB联合使用，仅存放FB的背景数据。S7-300(PLC)组态和使用Page11Page12S7-300(PLC)组态和使用西门子程序中预定义了一些功能和功能块，用来执行一定的功能。这些预定义的功能块处在于程序库中。可直接调用，比如说对于模拟量的输入输出，可以直接调用FC105和FC106进行工程量的转换。S7-300(PLC)组态和使用Page13当硬件组态完毕后，建议不要急于程序的编写，先把硬件地址符号化，比如，I0.0是SM321第一个通道地址，表示现场某设备的运行状态，在程序中可以直接调用I0.0编程，但这样做容易混乱，也使程序的可读性变差。编程前打开符号表，为每一个有用的地址写入符号。S7-300(PLC)组态和使用除在符号表中编辑标签符号外，也可以在硬件组态时，写入对应硬件通道的符号。Page14S7-300(PLC)组态和使用Page15当然，除硬件地址外，中间变量和数据块中变量也同样应指定符号地址和注释（数据块仅将数据块名符号化即可）。这样，编程不容易出错，可读性也好。S7-300(PLC)组态和使用Page16编程完毕后要把程序下装PLC，如果是新工程，建议所有程序块编写完成后一起下装PLC（包括硬件组态）；下装前，先定义下装接口：打开STEP7工程管理器—选项—设置PG/PC接口；S7-300(PLC)组态和使用接口定义好以后，选中站点SIMATIC300（1），点击下装按钮，可以将硬件组态，程序，系统数据全部下装至PLC。注意：下载硬件组态会停PLC；逻辑修改，添加，下装不会引起PLC停机。Page17S7-300(PLC)组态和使用Page18PLC的调试：如果现场有硬件，可以使用硬件PLC进行实际调试，但往往编程时，手边并无PLC硬件，可使用STEP7中的仿真软件进行—PLCSIM，此软件集成在STEP7工程管理器中，但要单独安装。S7-300(PLC)组态和使用Page19用变量表的形式调试和强制变量；S7-300(PLC)组态和使用STEP7提供的免费编程语言有LAD,STL,FBD。其他语言需要单独安装并授权。这些语言不再详细说明，可以看相关手册。PLC组态大体如此。Page20WINCC(HMI)组态和使用WinCC西门子视窗控制中心SIMATICWinCC(WindowsControlCenter)是在计算机上对PLC控制的运行设备进行状态监控的软件，是PC上的监控软件。运利该软件，可以动画监视现场设备的运行状况，监视相应的运行参数，以及更改、设置系统的运行数据。WINCC作为通用的上位机监控软件，并不仅限于连接西门子PLC，通过安装相应驱动，WINCC可连接各种工业控制器。WINCC项目可以在STEP7中插入OS站的形式存在，但WINCC的使用不依赖于STEP7。WINCC(HMI)组态和使用Page22WINCC(HMI)组态和使用Page23安装驱动并定义变量首先定义驱动，以本工程为例，使用TCP/IP。WINCC(HMI)组态和使用Page24定义变量以本工程为例，由于工程是集成在STEP7中的，变量不用单独定义，而是要从STEP7中传递过来。1、在STEP7中的符号表中设置监视变量（打小旗）。点击操作员监控后，生成绿色小旗标志，表示在传递变量时，该值被传递至wincc。WINCC(HMI)组态和使用Page252、在需要的数据块中设置监视变量（打小旗）。在属性中写入s7_m_c,数值中写入true。表明该变量被传递。WINCC(HMI)组态和使用Page262、传递变量在OS（ENG)点击右键-编译-下一步……完成。WINCC(HMI)组态和使用Page27Page28WINCC(HMI)组态和使用编译后可在变量列表中看见传递过来的变量。Page29WINCC(HMI)组态和使用图形编辑图形的编辑是在图形编辑器中进行。WINCC(HMI)组态和使用Page30基本的图形组态：1、输入输出域（用于标签值得显示和输入）WINCC(HMI)组态和使用Page31基本的图形组态：2、图形动态特性和交互特性对象属性包括属性和事件属性包括对象的几何、颜色、样式、闪烁等。事件包括鼠标键盘的动作。属性动作包括：动态对话框、C、VBS、变量；事件的动作有三类：直接连接、C、VBS；WINCC(HMI)组态和使用Page32属性：动态对话框属性：C动作WINCC(HMI)组态和使用Page33事件：直接连接WINCC(HMI)组态和使用Page34报警记录报警：在报警记录中添加；加入模拟量报警和数字量报警；添加报警标签、报警值，还要添加报警说明的消息文本等。画面报警条使用报警控件。WINCC(HMI)组态和使用Page35变量记录——趋势变量归档：历史库，用以记录变量历史数值。添加时使用归档向导添加，模拟量和数字量不要在一个向导内添加，可生成两个过程归档文件，一个模拟量的，一个数字量的。WINCC(HMI)组态和使用Page36WINCC功能比较强大，支持C语言和VBS脚本语言，通过这些语言可实现各种复杂的画面应用；但WINCC又提供了易用的一面，即使不会这些语言，一样可以完成足够使用的各种画面组态。以上是WINCC的简介，推荐两本学习用书：《深入浅出WINCCV6》《西门子WinCCV7基础与应用》可以到西门子网站上下载相关文档，手册；都是免费的。里面有一些视频教学资料，也可以参考。MODBUS通信Page37西门子SIMATICS7系列串行通讯模板主要包括CP340、CP341、CP440-1、CP441-1/2、以及ET200S的1SI3964/ASCII、1SIMODBUS/USS等模块，它们支持的通讯协议主要有ASCII、RK512、3964(R)、MODBUSMaster、MODBUSSlave以及其他可加载的协议等，SIMATICS7系列串行通信模板及各自所支持的通信协议的对应关系如下表：本工程使用CP341-1，作为MODBUS-Slave。MODBUS通信Page38CP341进行MODBUS协议通信时需要有Dongle的支持。在使用之前先将Dongle安装在CP341模块的背面的Dongle插槽中：MODBUS通信CP341使用15针D型连接头。本工程CP341模块安装在主机架第4位。MODBUS通信Page40硬件组态：在硬件组态之前，先要安装MODBUS_SLAVE驱动。安装的软件有两个：1、2、安装顺序：先装Setup_PtP_V5111,然后再装Modbus-Slave319在硬件组态之前，先要安装MODBUS_SLAVE驱动。安装的软件有两个：1、2、安装顺序：先装Setup_PtP_V5111,然后再装Modbus-Slave319双击CP341MODBUS通信Page411、属性选项卡所有值都为默认值，不做改变；双击CP341模板，点击Parameter...，配置CP341参数。MODBUS通信1、在下拉菜单中选择MODBUSSlave，前面安装的两个软件就是安装的这个协议。2、双击信封标志ProtocelMODBUS通信2、双击Protocol下的信封图标后，配置MODBUSSlave参数，点击MODBUS-Slave方案页。1、地址：202、停止位：13、校验位：无4、波特率：9.6kb/sMODBUS通信2、FC01，05，15页，对应MODBUS的0区：0xxxx1、00001-00201对应PLC中的M0.0-M25.7。2、0区数据可读可写。MODBUS通信2、FC02页，对应MODBUS的1区：1xxxx；本工程没有使用这一区。MODBUS通信2、FC03、06、16页，对应MODBUS的4区：4xxxx；1、4区对应PLC中的DB51数据块。2、4区数据可读可写，本工程仅用于接收DCS发送数据。MODBUS通信4、FC04，对应MODBUS的3区：3xxxx；1、3区对应PLC中的DB50数据块。2、3区数据只读，本工程用于向DCS发送数据。MODBUS通信5、Limits用于定义限制值。与DCS通信值仅限于DB50-DB51，M0.0-M25.7。除此之外区域不能与DCS通信。MODBUS通信6、Interface用于定义接口参数。选用半双工两线制的RS485协议。MODBUS通信7、下装驱动所有参数设置完毕有，点击LordDriver，将MODBUSSlave驱动下装至CP341-1，在硬件组态中编译后，下装PLC。驱动下装一次即可，如果改变通信参数，不必再次下装CP341-1，仅下装硬件组态即可。MODBUS通信8、编写通信程序1、将FB7，FB8添加到程序Blocks中，方法为双击OB1，打开OB1编程画面，从库Libraries-CPPtP-CP341中调用发送程序块FB8和接收程序块FB7，然后再从OB1中删除。因为MODBUS从站通讯要用到这两个功能块。2、调用MODBUS从站功能块FB80，位置在Libraries-Modbus-Modbus-FB80。分配背景数据块DB80，将参数LADDR设为硬件组态中的起始逻辑地址272。MODBUS通信此次，MODBUS通信基本组态完毕；通信测试：西门子MODBUS通信对硬件要求较高，应该直接与通信伙伴通信测试；TIP:通常使用电脑安装MODBUS调试软件（比如MODSCAN),硬件使用USB转232，RS232转RS485后连接CP341，通常不能成功。LOGO谢谢各位！