西门子PLC培训课件

2020/2/101授课人：林鑫2020/2/102培训计划第1讲PLC系统简介第2讲S7-400系列PLC的硬件系统介绍第3讲S7-400系列PLC的软件系统介绍第4讲现场总线仪表2020/2/103PLC系统简介PLC的基本概念及应用范围PLC的系统组成及监控网络的系统组成2020/2/104PLC的基本概念根据IEC（国际电工委员会）标准，给PLC下的定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。2020/2/105PLC的应用范围6号炉：为双冗余系统新热化老热化新高温水热网系统2020/2/106PLC的系统组成S7-400属于模块式PLC，主要由机架、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成，各种模块都安装在机架上，如图所示。2020/2/107PROFIBUS-PA总线PS407CPU414-3CP443-1CP443-5CP443-5CP443-1PS307IM153CP443-1DIDIDODO1#DP/PA耦合器2#DP/PA耦合器+P-P+P-PIM157PS307去计算机PS307IM153CP443-1AIAIAIAO2020/2/108PLC的处理过程CPU将输出控制的信息发送到输出模块。CPU将输入信息通过信号模块采集上来。CP443-5是分担了CPU的通讯负担，将扩展机架上的信息采集上来通过机架传送给CPU。利用CP443-1采用工业以太网协议跟计算机通讯。2020/2/109SIMATICS7-400工业以太网工程师站操作员站西门子交换机PROFIBUS温度、压力变送器等执行器现场设备等热网系统监控系统组成2020/2/1010SIMATICS7-400工程师站PROFIBUS温度、压力变送器等执行器SIMATICS7-300PROFIBUS（DP线）新高温水监控系统组成2020/2/1011PLC的硬件系统介绍CPU模块信号模块电源模块接口模块其他模块2020/2/1012EXT.-BATT.5...15VDCX3X1414-2XG00-0AB0CPU414-2X234INTFEXTFSTOPRUNCRSTFRCECRSTWRSTRUN-PRUNSTOPCMRESINTFEXTFBUSFDPCPU模块我厂使用的CPU型号状态与故障显示LED2020/2/1013CPU模块CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来存储程序和数据。EXT.-BATT.5...15VDCX3X1414-2XG00-0AB0CPU414-2X234INTFEXTFSTOPRUNCRSTFRCECRSTWRSTRUN-PRUNSTOPCMRESINTFEXTFBUSFDP2020/2/1014我厂使用的CPU型号设备型号备注6号炉CPU414H双冗于系统新高温水CPU414H只有一个CPU新热化CPU414-3老热化CPU414-3热网系统CPU414-32020/2/1015指示灯颜色说明INTF红色内部故障，例如用户程序运行超时EXTF红色外部故障，例如电源故障，模块故障FRCE黄色有输入\输出处于被强制的状态RUN绿色运行模式STOP黄色停止模式BUS1F红色MPI/PROFIBUS-DP接口1的总线故障状态与故障显示LED2020/2/1016状态与故障显示LED指示灯颜色说明BUS2F红色MPI/PROFIBUS-DP接口2的总线故障MSTR黄色CPU处理I/O，仅用于CPU41X-4HREDF红色冗余错误，仅用于CPU41X-4HRACK0黄色CPU在机架0中，仅用于CPU41X-4HRACK1黄色CPU在机架1中，仅用于CPU41X-4HIFM1F红色接口子模块1故障IFM2F红色接口子模块2故障2020/2/1017信号模块数字量信号模块模拟量信号模块2020/2/1018数字量输入模块（DI）功能：用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、压力继电器等来的开关量输入信号，例如主汽门开到头、关到头的反馈状态，循环水泵的运行状态等类型：直流16点数字量输入模块和直流32点数字量输入模块供电电压：24V电压2020/2/1019如何判断DI模块是否正常工作？首先测量模块上是否有24V直流供电电压，若没有电压，为不正常工作状态，需要检查模块和线路。在有24电压的情况下，将模块1或21端子和相应的模块通道短接，模块正常工作状态为相应通道的指示灯亮起，并在微机上显示状态正常。备注：除非特殊情况，否则在设备运行期间不进行操作。2020/2/1020数字量输入模块（DO）功能：开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备,例如启动循环水泵，打开和关闭电动门等。类型：直流16点数字量输出模块和直流32点数字量输出模块供电电压：24V电压2020/2/1021如何判断DO模块是否正常工作？首先测量模块上是否有24V直流供电电压，若没有电压，为不正常工作状态，需要检查模块和线路。在有24电压的情况下，将模块10或20端子和相应的模块通道短接，模块正常工作状态为相应通道的指示灯亮起，并且继电器动作，微机上显示状态正常。备注：除非特殊情况，否则在设备运行期间不进行操作。2020/2/1022模拟量输入模块（AI）功能：模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电动机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。例如蒸汽温度，蒸汽压力，引风门反馈位置等。类型：8通道模拟量输入模块,可选择的输入信号类型有电压型、电流型、电阻型、热电偶型。供电电压：24V电压2020/2/1023模拟量输入模块的输入信号种类用安装在模块侧面的量程卡来设置。量程卡安装在模拟量输入模块的侧面，每两个通道为一组，共用一个量程卡。如果需要更改量程，必须重新调整量程卡，以更改测量信号的类型和测量范围。量程卡可以设定为“A”、“B”、“C”、“D”四个位置，各种测量信号类型和测量范围的设定在模拟量模块上有相应的标记指示，可以根据需要进行设定和调整。2020/2/1024量程卡设置测量方法量程A电压±1000mVB电压±10VC4线变送器电流4~20mAD2线变送器电流4~20mA2020/2/1025模拟量输出模块（AO）功能：模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器。类型：4通道模拟量输出模块和8通道模拟量输出模块，提供有电压和电流两种类型的信号输出。供电电压：24V电压2020/2/1026电源模块PS407PS407电源模块将AC230V电压转换成DC24V电压，为中央机架上的CPU及输入/输出模块供电，输出电流额定值有4A、10A、20A。PS307PS307电源模块将AC230V电压转换成DC24V电压，为扩展机架上的模块供电，输出电流额定值有2A、5A、10A。2020/2/1027接口模块IM153、IM157CPU模块所在的机架称为中央机架，如果一个机架不能容纳全部模块，可以增设一个或多个扩展机架。接口模块用来实现中央机架与扩展机架之间的通信，有的接口模块还可以为扩展机架供电。现场使用DP-LINK用153，DP/PA－LINK用157；目前西门子力推新的IM153，即将ET200M、DP－LINK、DP/PA－LINK三个的接口模块统一为IM153，此时可以互换。2020/2/1028通信处理器CP443-1、CP443-5通讯处理器用于PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将PLC接入MPI、PROFIBUS-DP和工业以太网，或者用于实现点对点通信等。CPU模块集成有MPI通信接口，有的还集成了其他通信接口。2020/2/1029PLC的软件系统介绍软件安装SIMATIC管理器WINCC组态软件介绍2020/2/1030PCS7的软件安装PCS7操作系统需求PCS7硬件需求PCS7安装2020/2/1031PCS7操作系统需求WINDOWS2000PROFESSIONALSP4英文版SQLServer2000InternetExplorer6.0及以上版本Microsoft消息队列服务组件MSServicePacks&Tools(2000系统补丁包)PCS7ToolsetV6.12020/2/1032PCS7硬件需求能运行Windows2000或WindowsXP的PG或PC机:CPU主频至少为600MHz；内存至少为1G；硬盘剩余空间在600MB以上；具备CD-ROM驱动器和软盘驱动器；显示器支持32位、1024×768分辨率；具有CP1613、CP5611或MPI接口卡。2020/2/1033STEP7的安装（1）选择安装语言及安装程序2020/2/1034自定义安装方式STEP7的安装（2）2020/2/1035STEP7的安装（3）提示安装授权2020/2/1036PG/PC接口设置存储卡参数设置STEP7的安装（4）2020/2/1037授权管理安装完成后，在Windows的开始菜单中找到【SIMATIC】→【LicenseManagement】→【AutomationLicenseManager】，启动AutomationLicenseManager。STEP7的安装（5）2020/2/1038已经安装的STEP7软件STEP7的安装（6）2020/2/1039STEP7的安装（7）已经授权的STEP7软件2020/2/1040STEP7硬件目录更新设置STEP7的安装（8）2020/2/1041STEP7具有以下功能：硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。STEP7的所有功能均有大量的在线帮助，用鼠标打开或选中某一对象，按F1可以得到该对象的在线帮助。在STEP7中，用项目来管理一个自动化系统的硬件和软件。，STEP7用SIMATIC管理器对项目进行集中管理。STEP7的功能2020/2/1042SIMATIC管理器启动SIMATIC管理器STEP7项目结构备份和恢复程序2020/2/1043启动SIMATIC管理器启动SIMATIC管理器2020/2/1044SIMATIC管理器菜单和工具栏状态栏标题栏菜单栏工具栏任务栏2020/2/1045打开工程2020/2/1046STEP7项目结构SIMATICManager是PCS7的核心应用程序，使用它，我们可以访问所有其他用以建立PCS7项目的应用程序，SIMATICManager是建立整个项目的起点。第1层：项目项目代表了自动化解决方案中的所有数据和程序的整体，它位于对象体系的最上层。第2层：子网、站SIMATIC300/400站用于存放硬件组态和模块参数等信息，站是组态硬件的起点。第3层和其他层：与上一层对象类型有关。2020/2/1047SIMATIC管理器界面2020/2/1048备份和恢复程序何时备份程序：大、小修时备份程序，数据改动时备份程序。在备份程序时应该保证除SIMATIC管理器外，无其他程序在运行。何时恢复程序：程序不正常运行时，恢复程序。在恢复程序时若当前有PCS7程序在运行中，必须退出。2020/2/1049备份程序用SIMATICManager里File菜单下“Archive…”可以打开“Archiving”窗口，选择最右边的一个名为“Multiprojects”的选项卡，当前程序会显示在这个列表里，选择它，并按下“OK”按钮。2020/2/1050备份程序接着程序会打开选择备份路径的对话框，选择要备份的路径，并给出备份名称，点