西门子S7-300学习资料

S7-300学习笔记第一讲：S7-300简介一、标准型S7-300的硬件结构1.S7-300为标准模块式结构，各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC应用系统。2.第一槽为电源模块，第二槽为CPU模块，第三槽为通信模。3.300电源模块(PS)可用其它开关电源代替,而400必须选用原装模块二、S7-300CPU模块1.CPU模块分类1)300PLC可分为紧凑型.标准型.革新型.户外型.故障安全型和特种型CPU2)C表示紧凑型.F故障安全型T表示特种型2.S7-300CPU的主要特点3.S7-300CPU状态故障显示1)SF(红色)：系统出错/故障指示灯,硬件或软件出错时亮2)BATF(红色)：电池故障指示灯,没电或没有装入电池时亮.314和316有.故障时不影响CPU工作3)DC5V(绿色)：5V电源指示灯,总线5V电源正常时常亮4)FRCE(黄色)：强制作业有效指示灯,有强制时亮5)RUN(绿色)：运行指示灯.处于RUN时亮,在STARTUP(启动)时以2HZ闪烁,在HOLD(暂停)时0.5HZ闪烁6)STOP(黄色)：CPU处于STARTUP.HOLD.时常亮,在存储器复位时0.5HZ闪.在存储器置位时以2HZ闪烁.7)BUSDF(BF)(红色)：总线出错时亮,(只适用于带有DP接口的CPU).8)SFDP：接口错误指示灯,DP接口故障时亮三、S7-300PLC功能1.高速的指令处理：0.1-0.6us的指令处理时间2.人机界面（HMI）：人机界面集成在S7-300操作系统内3.诊断功能：CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊的系统事件4.口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效的保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改四、S7-300模块PS电源模块、IM接口模块（360发送361接收）、FM功能模块、SM信号模块。MPI网络(多点通信协议)、PG编程设备、OP操作屏1.S7-300的扩展能力1)与CPU312IFM和CPU313配套的模块只能安装在一个机架上2)除了电源模块、CPU模块和接口模块外，一个机加上最多只能再安装8个信号模块或功能模块3)CPU314/315/315-2DP最多可扩展4个机架4)IM360（发送）/IM361（接收）接口模块装S7-300背板总线从一个机架连接到下一个机架2.S7-300数字量模块地址的确定根据机架上的模块的类型，地址可以为输入或输出。数字I/O模块每个槽占点4B（等于32个I/O点）。也就是第一个槽地址为I0.0-I3.7，第二个槽地址为4.0-7.7。第二个机架的第一个槽地址第一个机架尾排列。3.S7-300模拟量模块地址的确定模拟I/O模块每个槽点16B（等于8个模拟量通道），每个模拟量输入通道或输出通道的地址总是一个字地址。也就是2个字节8个字4.S7-300数字量模块位地址的确定0号机架的第一个信号模块（4号槽）的地址为0.0~3.7，一个16点的数输入模块只点用地址0.0－0.7，地址2.0－3.7未用（空着）。数字量模块中的输入点和输出点的地址由字节部分和位部分组成。第二讲：S7-300常用信号模块一、数字量模块1.数字量输入模块1)数字量输入模块将现场过程送来的数字量电平转换成S7-300内部信号电平。也就是按扭信号、行程开关等开关量的信号。2)数字量输入模块SM321有四种型号模块可供选择，即直流16点输入、直流32点输入、交流16点输入、交流8点输入模块。常用的是直流输入3)S7-300与200PLC的接线区别就是M点的正负不可以接反，200PLCM点上可以接正，而300只可以接负4)对于该32点的300输入模块的供电，只需将引脚20和40接上24V电源的负极(即M)即可。5)对于该16点的300输入模块的供电，只需将引脚20接上24V电源的负极(即M)即可2.数字量输出模块数字量输出模块内部信号电转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等1)晶体管输出模块只能带直流负载，属于直流输出模块2)可控硅输出方式属于交流输出模块3)继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块4)从响应速度上看，晶体管响应最快，继电器响应最慢；从安全隔离效果及应用灵活性角度来看，以继电器触点输出型最佳。5)对于该32点的300输出模块的供电，需将引脚1,11,21,31接上24V电源的正极（即L+）；引脚10,20,30,40接上24V电源的负极(即M)即可6)300数子量晶体管输出模块与200的区别在于，200输出点外部没有接负载时指示灯也会亮，而300没有接时是不会亮的。3.数字量I/O模块SM323模块有两种类型，一种是带有8个共地输入端和8个共地输出端，另一种是带有16个共地输入端和16个共地输出端，两种特性相同。I/O额定负载电压24VDC，输入电压“1”信号电平为11~30V，“0”信号电平为-3~+5V，I/O通过光耦与背板总线隔离。在额定输入电压下，输入延迟为1.2~4.8ms。输出具有电子短路保护功能。二、模拟量模块1.模拟量值的表示方法S7-300的CPU用16位的二进制补码表示模拟量值。其中最高位为符号位“S”，“0”表示正值，“1”表示负值。被测值的精度可以调整，取决于模拟量模块的性能和它的设定参数，对于精度小于15位的模拟量值，低字节中幂项低的位不用2.模拟量输入模块1)模拟量输入(简称模入（AI）)模块SM331目前有三种规格型号，即8AI*12位模块、2AI*12位模块和8AI*16位模块。2)SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。A/D转换部件是模块的核心，其转换原理采用积分方法，补测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数，也即积分时间越长，被测值的精度越高。SM331可选四档积分时间：2.5ms、16.7ms、20ms和100ms，相对应的以位表示的精度为8、12、12和143)SM331与传感器、变送器的连接3.模拟量输出模块第三讲:STEP7编程软件的安装与介绍一、软件的安装1.STEP7安装软件对系统的要求XPSP1以上，或200SP3,IE要6.0以上2.STEP7硬件需求能运行200或XP的PG（编程设备）或PC机CPU主频至少为600MHz内存至少为256M硬盘剩于空间在600MB以上具备光驱显示器支持32位，1024*768分辩率3.软件的安装常用典型安装就可以注意安装授权二、SIMATIC管理器1.启动SIMAIC管理器，通过开始菜单启动2.设置PG/PC接口，通过开始菜单设置，界面与200差不多第四讲STEP7编程快速入门一、STEP7设计步骤二、编程举例下面以用S7-300PLC控制三相异步电动机的起动与停止为例，来介绍STEP7软件的使用。1.项目要求本例中PLC实现的功能相当于图1所示的控制电路，外部需要连接一个起动按钮SB1、一个停止按钮SB2和一个输出接触器KM，PLC的端子接线图如图2所示。其中FR为热继电器，当主电路同的电动机过载时FR动作，并切断接触器KM的线圈。2.PLC硬件选择PLC硬件系统包括一个PS307(5A)电源模块、一个CPU314、一个数字量输入模块SM321DI32*DC24V和一个数字量输出模块SM322DO32*AC120/230/1A。所使用的数字量输入模块有32个输入点，每8个为一组，拥有4个公共端，用1M.2M.3M.4M.表示，外部控制按扭（如SB1、SB2）信号通过DC24V送入相应的输入端(如I0.0、I0.1)所使用的数字量输出模块有32个输出点，每8点为一组，有4个公共电源输入端，用1L、2L、3L、4L表示，外部负载（如KM）均通过电源（如AC220）接在公共电源输入端（如1L）与输出端（如Q4.1）之间。3.STEP7软件组态与操作PACK－导轨PS－电源SM－信号模块1)创建STEP7项目2)插入S7-300工作站3)硬件组态4)编辑符号表5)程序编辑窗口6)在OB1中编辑LAD程序下载7)运行与监控第五讲S7-300编程语言与数据类型一、S7-300编程语言STEP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。二、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:1)基本数据类型Bit－位Byte－字节Word－字DWord－双字INT－16位整数DINT－32位整数REAL－浮点数2)复杂数据类型复杂数据类型定义超过32位或由其他数据类型组成的数据。复杂数据类型要预先定义，其变量只能在全局数据块中声明，可作为参数或逻辑块的局部变量。STEP7支持的复杂数据类型有数组、结构、字符串、日期和时间、用户定义的数据类型和功能块类型6种数组（ARRAY）：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。数的维数最大可以到6维。例如：ARRAY[]1..4,1..5,1..6]INT这是一个三维数组，1..4、1..5、1..6为数据第1－3维的下标范围；INT为元素类型关键词。定义了一个整数型，大小为4*5*6的三维数组。可以用数组名加上下标方式来引用数组中的某个元素。如a[]2,1,5,]。结构（STRUCT）是由一组不同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：Motor（电机）：STRUCT(结构)Speed（速度）：INT(整数)Current（电流）：REAL(浮点数)END_STRUCT访问结构中的各个元素:L“Drive_1”.Motor.CurrentL“Drive_1”.Motor.Spccd其中Drive_1是数据的符号名，该数据包含结构，结构的名称在数据块符号后面，结构的元素名跟在结构名的后面。中间用点分割。字符串（STRING）是最多254个字符(CHAR)的一维数组，最大长度为256个字节（其中前2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，如：‘S7-300’、‘SIMATIC’日期和时间（DATE_AND_TIME）用来存储年、月、日、时、分、秒、毫秒和星期，占用8个字节，用BCD码格式保存。星期天的代码为1，星期一至星期六的代码分别为2－7。如：DT#2010-02-06-13:30:15.200表示2010年2月6日13点30分15.2秒。用户定义的数据类型（UDT）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。例：需要在一个数据块中输入10个相同的结构。首先定义一个结构并把它存为一个UDT，如UDT1。在数据块中，定义一个变量Addresses，它有10个元素，数据类型是UDT1。AddressesARRAY[1..10]UDT1这样就建立了UDT1所定义结构的10个数据区域，而不需要分加别输入。操作步骤：1新建UDT1数据类型2打开UDT1，建立一个结构3新建DB数据块4打开DB数据块，建立一个数组，类型为UDT1第六讲S7－300PLC的指令基础一、PLC用户存储区的分类及功能存储区域功能单位录址范围标识符输入过程印象寄存器I在扫描循环的开始，操作系统从现场读取控制按扭、行程开关及各种开关量数字信号，并存入输入过程印象寄存器，其每一位对应数字量输入模块的输入端子输入位0.0－65535.7I输入字节0－5535IB输入字0－5534IW输入双字0－5532ID输出过程印象寄存器Q