西門子PLC培訓報告

1、.西門子 PLC培訓報告一、培訓基本情況培訓時間： 2015.5.15 2015.5.20培訓地點：培訓內容：PLC 的基本概念S7-300/400的硬件與組態(tài)西門子 PLC 編程軟件 Step7 軟件的使用參與培訓的人員：有限公司：培訓單位：（培訓教員）：篇報告著重對 PLC 的基本概念、 S7-300/400的硬件與組態(tài)、西門子 PLC編程軟件 Step7 軟件的使用進行簡要介紹。更詳細內容請參見產品技術手冊。二、 PLC 的基本概念可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制，

2、定時，計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機械和生產過程。 可編程控制器及其有關設備都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。-.PLC 可實現邏輯控制、過程控制、運動控制和通信聯網等4 大功能。 PLC的基本結構如下圖：圖 1 PLC 基本結構示意圖PLC 的特點：1. 編程方法簡單易學2. 功能強，性能價格比高3. 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強4. 可靠性高，抗干擾能力強5. 系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少6. 維修工作量小，維修方便7. 體積小，能耗低PLC 的應用領域：1. 開關量邏輯控制2. 運動控制3. 閉環(huán)過程控制4

3、. 數據處理-.5. 通信聯網PLC 的掃描工作過程：圖 2 PLC 掃描周期OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），起動完成后，不斷地循環(huán)調用OB1 ，OB1 可以調用其它邏輯塊 (FB、SFB、 FC 或 SFC) ，或被中斷程序（組織塊） 中斷。讀寫 I/O 模塊時，通過 CPU 內部的輸入 / 輸出過程映像區(qū)批量輸入、 批量輸出。執(zhí)行用戶程序時， CPU 訪問輸入 / 輸出過程映像區(qū)。某一編程元件對應的過程映像位為1 、0 狀態(tài)時，稱該編程元件為ON 、OFF。掃描周期是指操作系統(tǒng)執(zhí)行一次圖2 所示的循環(huán)操作所需的時間。三、 S7-300/400的硬件與組態(tài)S7 系列：傳統(tǒng)意義的PL

4、C 產品。S7-200/S7-1200/S7-200 SMART：小型 PLC。S7-300 ：模塊式中小型PLC，最多可以擴展3 個機架、 32 個模塊。-.S7-400 ：大型 PLC，可以擴展 300 多個模塊。S7-300的物理結構：模塊化的中小型PLC，功能最強的CPU 的 RAM 存儲容量為 1400KB ，有8192 個存儲器位， 4096 個定時器和 4096 個計數器，數字量最多65536 點，模擬量通道最多4096 個。S7-300 由以下幾部分組成：中央處理單元 (CPU) ，導軌 (Rail) ，電源模塊 (PS)信號模塊 (SM) ：數字量 I/O 模塊 (DI/DO

5、) 和模擬量 I/O 模塊 (AI/AO) 的總稱。功能模塊 (FM) ：計數器模塊、位置控制與檢測模塊、閉環(huán)控制模塊、稱重模塊等。通信處理器 (CP)： PROFIBUS 、以太網、點對點、 AS-i 。接口模塊 (IM) ：連接機架或從站。CPU 模塊有一個 MPI(RS-485) 接口，有的有 PROFIBUS-DP (RS-485) 接口、PROFINET （以太網）接口、 PtP( 點對點 )串行通信接口。-.圖 3 S7-300 實物圖圖 4 S7-300 的物理結構電源模塊通過 U 形總線連接器提供DC 5V 電源，通過導線為CPU 和信號模塊提供 24V 電源。最多 3 個擴展

6、機架 (ER)，每個機架最多8 個信號模塊、功能模塊或通信處理器。CPU 模塊的元件1.狀態(tài)與故障顯示LEDSF（系統(tǒng)出錯 / 故障顯示，紅色）： CPU 硬件故障或軟件錯誤時亮。BF（總線錯誤，紅色）。DC 5V （ 5V 電源指示，綠色）： 5V 電源正常時亮。FRCE（強制，黃色）：至少有一個I/O 被強制時亮。RUN （運行方式，綠色）： CPU 處于 RUN 狀態(tài)時亮。-.STOP（黃色）： CPU 處于 STOP 時亮。2. CPU 的操作模式1）RUN-P( 運行 -編程 )位置：運行時可以上載和下載用戶程序。2）RUN ( 運行 )位置：執(zhí)行用戶程序。3）STOP（停止）位置：

7、不執(zhí)行用戶程序。4）MRES （清除存儲器）：將模式開關從STOP 狀態(tài)搬到MRES 位置兩次，“ STOP”LED 從閃動到長亮，復位存儲區(qū)，使CPU 回到初始狀態(tài)。S7-400 的基本結構與特點模塊的尺寸為 25( 寬 )290( 高)210( 深 )mm 。用 ET 200 分布式 I/O 可以進行遠程擴展，用于分布范圍很廣的系統(tǒng)。S7-400 的機架 :（1）通用機架 UR1/UR2P 總線： I/O 總線， C（ K）總線：通信總線。（2）中央機架， CR2：10 8 槽, 需要一個電源模塊和兩個CPU 模塊。CR3是 4 槽的中央機架，有 I/O 總線和通信總線。（3 ）擴展機架

8、ER1/ER2ER1 和 ER2 是擴展機架，分別有 18 槽和 9 槽，只有 I/O 總線。（4 ）UR2-H 機架-.UR2-H 機架用于在一個機架上配置一個完整的S7-400H冗余系統(tǒng)，每個均有自己的 I/O 。兩個電源模塊和兩個冗余CPU 模塊。圖 5 S7-400 模塊-.圖 6 S7-400CPU 設計四、 STEP 7 編程軟件使用STEP 7 硬件需求：1、能運行 Windows 2000或 Windows XP的 PG 或 PC 機 :2、CPU 主頻至少為 600MHz ；3、內存至少為 256MB ；4、硬盤剩余空間在600MB 以上；5、具備 CD-ROM驅動器和軟盤驅

9、動器；6、顯示器支持 32 位、 1024 768 分辨率；7、具有 PC 適配器、 CP5611 或 MPI 接口卡。-.表 1 STEP 7 系統(tǒng)兼容性S7-300 系列 PLC 的編程語言是STEP 7 。用文件塊的形式管理用戶編寫的程序及程序運行所需的數據，組成結構化的用戶程序。 這樣， PLC 的程序組織明確，結構清晰，易于修改。為支持結構化程序設計，STEP 7 用戶程序通常由組織塊(OB) 、功能塊 (FB)或功能塊 (FC)等三種類型的邏輯塊和數據塊(DB) 組成。OB1 是主程序循環(huán)塊，在任何情況下，它都是需要的。塊描述組織塊（ OB ）操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，決定用戶程序

10、的結構系統(tǒng)功能塊（SFB）CPU 提供的重要系統(tǒng)功能，有存儲區(qū)系統(tǒng)功能（ SFC）CPU 提供的重要系統(tǒng)功能，無存儲區(qū)功能塊（ FB）用戶編寫的包含常用功能的子程序，有存儲區(qū)-.功能（ FC）用戶編寫的包含常用功能的子程序，無存儲區(qū)背景數據塊（DI ）調用 FB 和 SFB 時用于傳遞參數的數據塊，編譯時自動生成數據共享數據塊（DB ）存儲用戶數據的數據區(qū)域，供所有塊共享表 2用戶程序中的塊功能塊 (FB、FC)實際上是用戶子程序，分為帶“記憶”的功能塊FB 和不帶“記憶”的功能塊FC。FB 帶有背景數據塊 (Instance Data Block)，在 FB 塊結束時繼續(xù)保持，即被“記憶”。

11、功能塊FC 沒有背景數據塊。數據塊 (DB) 是用戶定義的用于存取數據的存儲區(qū)，可以被打開或關閉。DB可以是屬于某個FB 的情景數據塊，也可以是通用的全局數據塊， 用于 FB 或 FC。FB1FC1IDB1操作FB2OB1系統(tǒng)IDB2FC2圖 7 塊調用的分層結構STEP7 的項目結構：在 STEP7 中，一個自動化系統(tǒng)的所有數據以項目（Project ）的形式來進行組織和管理。一個項目包含了以下的三類數據。1、硬件結構的組態(tài)數據及模塊參數-.2、通信網絡的組態(tài)數據3、可編程模塊的程序上述數據都以對象的形式存儲， STEP7 采用目錄式的層次結構管理項目中的所有對象。對象從上到下有三個層次：第

12、一層：項目；第二層：通訊子網、 PLC 站或 S7 程序；第三層：第二層下面的具體對象，視第二層定。圖 8瀏覽項目結構硬件組態(tài)：組態(tài)就是讓 PLC 知道它都帶了哪些模塊（包括CPU 模塊）及其詳細信息，以便可以對其進行操作。 如從輸入模塊輸入數據， 向輸出模塊輸出數據或利用通信模塊進行數據交換等。1 創(chuàng)建項目打開【 SIMATIC Manager】，系統(tǒng)會自動彈出“新建項目”向導（圖9 ），同時，也可以通過選擇菜單【文件】|【新建項目”向導】打開。這里，我們不使用“新建項目”向導。通過單擊按鈕【取消】關閉該向導。-.圖 9 新建項目在工具欄中單擊按鈕或在【文件】菜單下單擊【新建】，可以直接創(chuàng)建

13、一個新項目。在彈出的對話框中輸入項目名稱及路徑，單擊確定完成（如圖10 ）。這里建立了一個名為example7-1的項目。-.圖 10直接建立的項目只包含一個MPI子網對象，用戶需要通過【插入】菜單來手動添家對象 .用戶可以插入一個PLC 站，先進行硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)后，再在相應 CPU 的 S7 程序目錄下編輯用戶程序； 也可以先插入一個獨立的S7 程序，編寫用戶程序，再進行硬件組態(tài)，等組態(tài)完成后將程序復制到相應的CPU中。圖 112 硬件組態(tài)程序打開前面建立的項目example7-1，在項目的根接點下插入一個“SIMATIC300 站點”，將站點命名為 S7300PLC ，選中左邊窗口

14、的“ S7300PLC ”，在右邊窗口可以看到“硬件”的圖標 。-.圖 12雙擊“硬件”圖標，就可以打開硬件組態(tài)界面圖 133 配置主機架-.在 STEP7 中，可以通過簡單的拖放操作來完成主機架的配置。在配置過程中，添加到主機架中的模塊的定貨號 （在硬件目錄中選中一個模塊， 目錄下方的窗口會顯示模塊的定貨號和對模塊的描述）應該與實際的硬件一致。圖 14插入主機架后，分別向機架中的1 號插槽添加電源、 2 號插槽添加 CPU。硬件目錄中的某些CPU 型號有多種操作系統(tǒng) （ Firmware ）版本，在添加 CPU 時，CPU 的型號和操作系統(tǒng)版本都要與實際的硬件一致。-.圖 154 11 號槽

15、中可以添加信號模塊、功能模塊、通訊處理器等，上述模塊分別在硬件目錄的 SM-300 、 FM-300和 CP-300 中。例如圖 16 機架中添加了一個數字量輸入模塊和一個數字量輸出模塊。-.圖 16在配置過程中， STEP7 可以自動檢查配置的正確性。當硬件目錄中的一個模塊被選中時，機架中允許插入該模塊的槽會變成綠色，而不允許該模塊插入的槽顏色無變化。將選中的模塊拖到不能插入該模塊的槽時，會提示不能插入的原因。-.圖 17CPU 參數配置：雙擊機架中的CPU ，打開 CPU 屬性對話框，在這里可以配置 CPU 的各類參數，不同型號的 CPU 參數不盡相同，在應用時應注意。常規(guī)設置在常規(guī)頁面中

16、（圖 18 ），包括了 CPU 的基本信息和 MPI 的接口設置。單擊“屬性”按鈕會彈出MPI 通訊的屬性設置界面，在這里可以設置MPI 通訊的速率等參數。-.圖 18啟動如圖 19 所示為啟動屬性頁，各參數描述如下：S7 系列 PLC 有三種啟動方式（其中大多數300 系列 CPU 只有暖啟動）：A、暖啟動：啟動時過程映像和不保持定時器、計數器及標志存儲器被清除， CPU會自動調用 OB100 一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行OB1 。B、冷啟動：啟動時所有存儲器被清除，CPU 會自動調用 OB100 一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行 OB1 。C、熱啟動：啟動時所有存儲器保持，CPU 會自動調用 OB100 一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行 OB1 。-.圖 19周期 / 時鐘存儲器：周期 / 時鐘存儲器（圖20 ）頁面主要包含以下參數設置。圖 20-.保持存儲器：保持存儲器頁面（圖21 ）包含了下面的項目：圖 21診斷 / 時鐘：診斷 / 時鐘頁（圖 22 ）包括以下設置：-.圖 22五、培訓總結此次培訓的主要收獲有以下幾方面：1、PLC 的基本概念2、S7-300