S7-300的指令系统及编程

2010.7新型PLC技术陈中显1信商学院1.全集成自动化全集成自动化（TotallyIntegratedAutomation，TIA),是西门子公司在1997年正式提出的。TIA的概念囊括了制造领域和过程领域的众多知识和经验，为产品的生产提供了一种优秀的解决方案。从最初的规划与设计、工程与实施、到安装与调试、运行与维护、以至于系统的升级改造，TIA企业提高了产品的生产效率，并且降低了生产成本，进而增强了企业在市场中的核心竞争力。TIA克服了计算机与编程控制器的通信、人机界面接口设计与控制、工厂自动化与过程自动化之间的诸多局限。●概述信商学院总之，采用了S7系列的PLC产品，增强了网络通信和远程控制的功能，并且方便系统的维护，带电热插拔和远程诊断等功能。●绪论：串口模块结构，模块化扩展（P129)；紧凑设计，CPU集成输入输出；实时处理能力，提高计数器和报警输入和中断；易学好用的工程软件，多种通信选项。S7-300：通用性应用和特别丰富的CPU及模块种类；高性能；模块化设计；具备紧凑设计模块；使用了MMC存储数据和程序，系统免维护。●绪论控制系统示意图●绪论USB或232信商学院●绪论电源模块(120V/230V转换成24V）2后备电池3.24VDC连接器4.模式开关5.状态和故障指示灯6.存储器卡(CPU313以上)7.MPI多点通信接口(PC,人机界面，编程器其它PLC)8.前连接器;便于用户将传感器和执行元件连接到信号模块，有前盖板保护。9.前盖板(MPI:MultiPointInterface）●绪论(运行-编程)位置：运行时还可以读出和修改用户程序，改变运行方式。RUN(运行)位置：CPU执行、读出用户程序，但是不能修改用户程序。STOP（停止）位置：不执行用户程序，可以读出和修改用户程序。MRES（清除存储器）：不能保持。将钥匙开关从STOP状态搬到MRES位置，可复位存储器，使CPU回到初始状态。控制异步电机的应用举例●绪论QA信商学院●绪论问题：根据上述图1-3、1-5，写出其PLC控制过程的语句表和逻辑表达式。信商学院●绪论答案：A(OI0.1//接在左侧母线上的I0.1的常开触点OQ4.0//与I0.1的常开触点并联的Q4.0的常开触点)ANI0.2//与并联电路串联的I0.2的常闭触点=Q4.0//Q4.0的线圈梯形图对应的逻辑表达式：⋅硬件系统组成•S7-300由多种模块部件组成，包括导轨（Rack）、电源模块（PS）、CPU模块、接口模块（IM）、输入输出模块（SM）、功能模块（FM）、通讯处理器模块（CP）。各种模块能以不同方式组合在一起，从而可使控制系统设计更加灵活，满足不同的应用需求。图2-1S7-300PLC的基本组成导轨PS电源模块CPUIM接口模块SM:DISM:DOSM:AISM:AOFM:-计数-定位-闭环控制CP:-点-到-点-PROFIBUS-工业以太网系统背版总线导轨（机架）S7-300模块电源模块可为可编程控制器各模块供电，也可以向需要24V直流的传感器/执行器供电。有4种：PS305(2A输出电流)、PS307(2A)、PS307(5A)、PS307(10A)。（swtichpowersupply）PS305电源模块是直流供电(输入电压可以是直流24/48/72/96/110V)；PS307是交流供电(可以是交流120V/230V)。PS3052A365-0BA01-0AA0X234PS3075ADC5VVOLTAGESELECTORONOFF50mmPS3075A307-1BA00-0AA0PS3075AX234DC5VVOLTAGESELECTORONOFF80mm307-1BA00-0AA0PS3075AX234DC5VVOLTAGESELECTORONOFFPS30710A200mmPS3072A307-1BA00-0AA0PS3075AX234DC5VVOLTAGESELECTORONOFF80mm•PS307（2A）电源模块在非正常工作状态下的反应暗输出欠压；输入欠电压排除后，电压自动恢复在一次侧欠电压—可能彻底毁坏在一次侧过电压暗输出电压0V；短路故障排除后，电压自动恢复输出短路电压下降，缩短使用寿命3A＜I＜=3.9A（稳态）闪烁电压跌落，电压自动恢复I＞3.9A输出电流过载24V直流指示灯则…如果…表2-1电源模块在非正常工作状态下的反应•2.S7-300的电流消耗量和功率损耗•一个实际的S7-300PLC系统，在确定所有的模块后，要选择合适的电源模块。所选定的电源模块的输出功率必须大于CPU模块、所有I/O模块、各种智能模块的总消耗功率之和。最好留有30%的余量。、状态和故障显示•CPU上安装有6个LED指示灯，显示运行状态和故障。2.1.2CPU模块RS485（红色）：系统出错/故障指示灯。CPU硬件或软件错误时亮。BATF（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和314配备）。当电池失效或未装入时，指示灯亮。DC5V（绿色）：＋5V电源指示灯。CPU内部的5V电源正常时亮。（黄色）：强制作业有效指示灯。至少有一个I/O被强制状态时亮。RUN（绿色）：运行状态指示灯。CPU处于“RUN”状态时亮；LED在“STARTUP”（重新启动）状态以2Hz频率闪烁；在“HOLD”（单步、断点）状态以0.5Hz频率闪烁。（单步、断点；譬如VC示例）STOP（黄色）：停止状态指示灯。CPU处于“STOP”或“HOLD”或“STARTUP”状态时亮；（BF）（红色）：带有DP接口的CPU总线出错时，指示灯亮。SFDP（红色）：带有DP接口的CPU，DP接口硬件错误时指示灯亮。•2、SIMATIC微存储卡（MMC）•MMC是FlashEPROM微存储卡，作装载存储器用于在断电时自动保存用户程序，它的读写直接在CPU内进行，不需要专用的编程器。但格式化时要用西门子的专用编程器。•由于CPU31xC没有安装集成的装载存储器，在使用CPU时必须插入MMC。CPU与MMC是分开订货的。•3、CPU中的三大存储器区域工作存储器系统存储区装载存储器(保存在MMC中)CPU具有RAM和ROM的优点保存实时的读写数据，掉电失去数据I/O央像区，根据控制要求编写的应用程序，可以由用户修改。系统软设备存储区，需要进行断电保护（锂电池），数据才能不丢失。•（1）装载存储区有的CPU集成了RAM类型的装载存储器，另外用FlashEPROM类型的微型存储卡（MMC）扩展。断电时自动把集成的RAM类型的装载存储器内容永久保存到微型存储卡（MMC）中。有的CPU没有集成装载存储器，用SIMATIC微型存储卡（MMC）作装载存储器。用于保存用户程序（不包括符号表和注释，符号表和注释保存在编程设备中）和系统数据（譬如用了多少模块以及各模块地址、模块参数等），要运行的用户程序被复制到工作存储器中。（（22）工作存储区（高速）工作存储区（高速RAMRAM类型）类型）它用于运行用户程序。集成在它用于运行用户程序。集成在CPUCPU中，不能被扩展。中，不能被扩展。工作存储区还包括局域数据堆栈区，用于存放调用程工作存储区还包括局域数据堆栈区，用于存放调用程序块（序块（FBFB、、FCFC）时产生的临时数据。）时产生的临时数据。（（33）系统存储区（）系统存储区（RAMRAM类型）类型）它包括：它包括：①①位存储区位存储区MM、定时器、定时器TT和计数器和计数器CC。。②②I/OI/O的过程映像区的过程映像区II、、QQ。。集成在集成在CPUCPU中，不能被扩展。中，不能被扩展。注意：系统存储区含有一个较为特殊的存储区叫外设I/O存储区；外设I/O存储区直接通过背板总线访问输入输出模块，不影响I/O映像区。但不能以位为单位访问，只能以字节、字、双字为单位访问。如果不通过I/O映像区，直接采样输入点状态，比如：程序运行到此时立即采样I/O点的状态，MOVE指令为功能框式的传送指令访问模拟量输入输出通道，一定要用这种方法。例如：与模拟量模块组态地址对应。模拟口输入格式的写法，PIW××模拟口输出格式的写法，PQW××组态“Configuration”，简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。与硬件生产相对照，组态与组装类似。譬如：如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个“部件”都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性状、颜色等）。、CPU的运行模式及模式选择开关•CPU有四种运行模式：①STOP模式：CPU模块通电后自动进入STOP模式，在该模式不执行用户程序，可以通过编程软件读出和修改用户程序。②STARTUP模式：可以用模式选择开关或编程软件启动，CPU此时进入启动模式，启动模式过后自动进入RUN模式。③RUN模式：执行用户程序，刷新输入和输出，处理中断和故障信息服务。④HOLD模式：在STARTUP和RUN模式执行程序时遇到调试用的断点，用户程序的执行被挂起（暂停），定时器被冻结。•运行模式选择开关位置不能保持，在这个位置松手时开关将自动返回STOP位置。将模式选择开关从STOP状态扳到MRES位置，可以复位存储器，使CPU回到初始状态。即工作存储区、RAM类的装载存储区用户程序全部清除，全部存储器位、定时器、计数器和数据块、以及有保持功能的数据均复位为零。另外CPU和各模块的参数被恢复为默认设置。如果有存储器卡，CPU在复位后将它里面的用户程序和系统参数复制到工作存储区。存储器复位模式MRESCPU不执行用户程序，通过编程软件可以读出和修改用户程序停止模式STOPCPU执行用户程序，可以通过编程软件读出用户程序，但是不能修改用户程序运行模式RUNC