西门子PLC教程

第一章西门子PLC简单概述第二章使用STEP7创建一个工程（硬件组态）第三章西门子编程语言学习第四章西门子的程序设计第五章利用WinCCflexible软件创建工程系统西门子PLC300系列培训教程1主要内容1.PLC功能与特点,及S7-300硬件介绍2.组态，I/O分配，IO监控，硬件下载；3.软件编写，一段小代码（S,R指令作用）一、PLC的结构和工作过程PLC的基本结构BUS中央处理单元（CPU）系统程序存储器RAM输入单元输出单元I/O扩展接口设备通讯接口电源适配器PLC按钮继电器触点传感器接触器电磁阀指示灯-+I/O扩展单元交流电源编程器计算机其他设备PLC的扫描过程信号输入端子输入映像寄存器I0.0Q4.1Q4.1Q4.2I0.1M10.0I0.1Q4.2M10.0输出映像寄存器输出锁存器输出端子驱动输入刷新输出刷新程序执行扫描周期输入刷新阶段输出刷新阶段二.手动创建STEP7项目1.在Step7中，点击“文件-新建”,弹出”新建项目”对话框，在”名称”中输入项目名称,然后点击”确定”.2.右键点击”GAGB_1”,在“插入新对象”中选择“SIMATIC300站点”。3.双击“硬件”，打开硬件配置画面“HWConfig”4.准备硬件组态如果上图中没有显示右框的硬件配置内容（即找不到硬件模块），那么可以通过“视图”-〉目录让它显示。5.硬件组态1.先插入导轨，即点击选择“simatic300”/Rack-300/Rail，然后按动鼠标到上面红色框图位置，之后松开鼠标，显示(0)UR,表示0号导轨带有插槽的机架（导轨）槽号模块列表订货号输入模块地址输出模块地址MPI子网地址放置模块型号版本号5.硬件组态2。在导轨上插入各种S7-300模块，注意一般第1个通道是电源模块，第2通道是CPU的位置，第3个通道是预留的。配置电源模块配置CPU配置数字量输入模块配置数字量输出模块5.硬件组态设置通讯波特率设置MPI站点地址设置CPU属性注意1：插入CPU时，一般会弹出一些窗口，譬如设置IP地址等，点击OK即可。5.硬件组态注意2：插入输入输出模块时，Step7会产生默认的IO地址，如果要修改IO地址：通过双击该模块，会产生“属性”窗口，在“地址”框中，取消“系统默认”的选择，然后在“开始”位置可以输入自己想要的IO地址。5.硬件组态(6/6)编译硬件组态（完成后的窗口）系统自动创建程序文件夹包含一个循环组织块OB1硬件组态注意事项1.导轨上UR上第3个模块的位置一般为空。有扩展导轨时用。硬件组态注意事项2.注意购买的硬件版本，最好软件组态与之对应。硬件组态注意事项3.如果买了1个模块，但是Step7硬件组态中找不到这个模块，可以通过“选型”的“安装HW更新”，通过网络更新step的硬件组态模块。硬件的下载硬件下载步骤1：设置PC与PLC的接口方法（是MPI，DP，网线）。在“选项”的“设置PG/PC接口”，打开”设置PG/PC接口”窗口。硬件的下载硬件下载步骤2：硬件的编译及下载。编译是检查硬件配置是否正确；编译正确后才进行下载。三、程序编写PLC运行程序规则是：第一次上电启动时，先扫描OB100，然后扫描OB1；之后，仅循环扫描OB1三.程序编写第一次双击OB1，打开OB1时，会弹出上图，选择LAD（即梯形图编程），再点击“OK”，之后就可以正常打开了。选择编程语言8.在OB1中编辑LAD程序(2/2)编写梯形图（LAD）程序6.编辑符号表符号表的含义：就是给地址起名字，譬如I2.0齐名叫“I_红灯开关”。方法：双击“S7程序”/符号，打开符号编辑器，在其中给地址起名字即可。注意，最后点击保存按钮。7.程序编辑窗口§3.4下载和调试程序为了测试前面我们所完成的PLC设计项目，必须将程序和模块信息下载到PLC的CPU模块。要实现编程设备与PLC之间的数据传送，首先应正确安装PLC硬件模块，然后用编程电缆（如USB-MPI电缆、PROFIBUS总线电缆）将PLC与PG/PC连接起来，并打开PS307电源开关。下载程序及模块信息1.下载程序及模块信息具体步骤如下：执行菜单命令【PLC】→【Download】，或单击鼠标右键执行快捷菜单命令【PLC】→【Download】将整个S7-300站下载到PLC。第3章S7-300编程语言学习第4章S7-300编程语言学习§4.1STEP7编程语言§4.2数据类型§4.3S7-300指令基础§4.4位逻辑指令§4.5定时器与计数器指令§4.6数字指令§4.7控制指令§4.1STEP7编程语言STEP7是S7-300/400系列PLC应用设计软件包，所支持的PLC编程语言非常丰富。该软件的标准版支持STL（语句表）、LAD（梯形图）及FBD（功能块图）3种基本编程语言，并且在STEP7中可以相互转换。专业版附加对GRAPH（顺序功能图）、SCL（结构化控制语言）、HiGraph（图形编程语言）、CFC（连续功能图）等编程语言的支持。不同的编程语言可供不同知识背景的人员采用。STL（语句表）STL（语句表）是一种类似于计算机汇编语言的一种文本编程语言，由多条语句组成一个程序段。语句表可供习惯汇编语言的用户使用，在运行时间和要求的存储空间方面最优。在设计通信、数学运算等高级应用程序时建议使用语句表。LAD（梯形图）LAD（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易掌握，用得最多，堪称用户第一编程语言。梯形图与继电器控制电路图的表达方式极为相似，适合于熟悉继电器控制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制。FBD（功能块图）FBD（功能块图）使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示。FBD比较适合于有数字电路基础的编程人员使用。GRAPH（顺序控制）GRAPH类似于解决问题的流程图，适用于顺序控制的编程。利用S7-GRAPH编程语言，可以清楚快速地组织和编写S7PLC系统的顺序控制程序。它根据功能将控制任务分解为若干步，其顺序用图形方式显示出来并且可形成图形和文本方式的文件。124指示位置的凸轮开关指示工件左转右转电机指示计数齿轮电机协调计数齿轮锁住/释放HiGraph（图形编程语言）S7-Higraph允许用状态图描述生产过程，将自动控制下的机器或系统分成若干个功能单元，并为每个单元生成状态图，然后利用信息通讯将功能单元组合在一起形成完整的系统。SCL（结构化控制语言）S7-SCL（StructuredControlLanguage：结构控制语言）是一种类似于PASCAL的高级文本编辑语言，用于S7-300/400和C7的编程，可以简化数学计算、数据管理和组织工作。S7-SCL具有PLC公开的基本标准认证，符合IEC1131-3(结构化文本)标准。§4.2数据类型数据类型决定数据的属性，在STEP7中，数据类型分为三大类：§4.2.1基本数据类型§4.2.2复杂数据类型§4.2.3参数类型§4.2.1基本数据类型§4.2.2复杂数据类型数组（ARRAY）结构（STRUCT）字符串（STRING）日期和时间（DATE_AND_TIME）用户定义的数据类型(UDT)功能块类型（FB、SFB）1.数组（ARRAY）数组是由一组同一类型的数据组合在一起而形成的复杂数据类型。数组的维数最大可以到6维；数组中的元素可以是基本数据类型或者复杂数据类型中的任一数据类型（Array类型除外，即数组类型不可以嵌套）；数组中每一维的下标取值范围是-32768～32767，要求下标的下限必须小于下标的上限。2.结构（STRUCT）结构是由一组不同类型（结构的元素可以是基本的或复杂的数据类型）的数据组合在一起而形成的复杂数据类型。结构通常用来定义一组相关的数据，例如电机的一组数据可以按如下方式定义：3.字符串（STRING）字符串是最多有254个字符（CHAR）的一维数组，最大长度为256个字节（其中前两个字节用来存储字符串的长度信息）。字符串常量用单引号括起来，例如：4.日期和时间（DATE_AND_TIME）用于存储年、月、日、时、分、秒、毫秒和星期，占用8个字节，用BCD格式保存。星期天的代码为1，1～6的代码为2～7。例如：5.用户定义的数据类型(UDT)用户定义数据类型表示自定义的结构，存放在UDT块中（UDT1～UDT65535），在另一个数据类型中作为一个数据类型“模板”。当输入数据块时，如果需要输入几个相同的结构，利用UDT可以节省输入时间。6.功能块类型（FB、SFB）这种数据类型仅可以在FB的静态变量区定义，用于实现多背景DB。§4.2.3参数数据类型参数类型是一种用于逻辑块（FB、FC）之间传递参数的数据类型，主要有以下几种：(1)TIMER（定时器）和COUNTER（计数器）。(2)BLOCK（块）：指定一个块用作输入和输出，实参应为同类型的块。(3)POINTER（指针）：6字节指针类型，用来传递DB的块号和数据地址。(3)ANY：10字节指针类型，用来传递DB块号、数据地址、数据数量以及数据类型。§4.3S7-300指令基础指令是程序的最小独立单位，用户程序是由若干条顺序排列的指令构成。指令一般由操作码和操作数组成，其中的操作码代表指令所要完成的具体操作（功能），操作数则是该指令操作或运算的对象。§4.3.1PLC用户存储区的分类及功能§4.3.2指令操作数§4.3.3寻址方式§4.3.4状态字§4.3.1PLC用户存储区的分类及功能(1/2)§4.3.1PLC用户存储区的分类及功能(2/2)§4.3.2指令操作数指令操作数（又称编程元件）一般在用户存储区中，操作数由操作标识符和参数组成。操作标识符由主标识符和辅助标识符组成，主标识符用来指定操作数所使用的存储区类型，辅助标识符则用来指定操作数的单位（如：位、字节、字、双字等）。主标识符有：I（输入过程映像寄存器、Q（输出过程映像寄存器）、M（位存储器）、PI（外部输入寄存器）、PQ（外部输出寄存器）、T（定时器）、C（计数器）、DB（数据块寄存器）和L（本地数据寄存器）；辅助标识符有：X（位）、B（字节）、W（字或2B）、D（2DW或4B）。§4.3.3寻址方式所谓寻址方式就是指令执行时获取操作数的方式，可以直接或间接方式给出操作数。S7-300有4种寻址方式：立即寻址存储器直接寻址存储器间接寻址寄存器间接寻址1.立即寻址立即寻址是对常数或常量的寻址方式，其特点是操作数直接表示在指令中，或以惟一形式隐含在指令中。下面各条指令操作数均采用了立即寻址方式，其中“//”后面的内容为指令的注释部分，对指令没有任何影响。2.存储器直接寻址存储器直接寻址，简称直接寻址。该寻址方式在指令中直接给出操作数的存储单元地址。存储单元地址可用符号地址（如SB1、KM等）或绝对地址（如I0.0、Q4.1等）。下面各条指令操作数均采用了直接寻址方式。3.存储器间接寻址(1/3)存储器间接寻址，简称间接寻址。该寻址方式在指令中以存储器的形式给出操作数所在存储器单元的地址，也就是说该存储器的内容是操作数所在存储器单元的地址。该存储器一般称为地址指针，在指令中需写在方括号“[]”内。地址指针可以是字或双字，对于地址范围小于65535的存储器可以用字指针；对于其他存储器则要使用双字指针。4.存储器间接寻址(2/3)【例4-3-1】存储器间接寻址的单字格式的指针寻址。4.存储器间接寻址(3/3)存储器间接寻址的双字指针的格式如图所示。【例4-3-2】存储器间接寻址的双字格式的指针寻址。bbbbbxxxbbbbbbbb00000bbb000000000781516232431说明：位0～2(xxx)为被寻址地址中位的编号（0～7）位3～8为被寻址地址的字节的编号（0～65535）位序bbbbbxxxbbbbbbbb00000bbb000000000781516232431说明：位0～2(xxx)为被寻址地址中位的编号（0～7）位3～8为被寻址地址的字节的编号（0～6