西門子PLC控制系統(tǒng)課件

科目：西門子PLC系統(tǒng)1西門子PLC系統(tǒng)目錄一.西門子PLC系統(tǒng)原理說明

1.1系統(tǒng)簡介1.2模塊說明1.3關于STEP7軟件二.西門子PLC系統(tǒng)操作說明2.1項目創(chuàng)建2.2硬件組態(tài)2.3系統(tǒng)上電及在線調試三.西門子PLC系統(tǒng)接線圖3.1系統(tǒng)主電路圖3.2模塊接線圖四.西門子PLC系統(tǒng)故障排除4.1通訊故障4.2PS307故障4.3CPU（315-2DP）故障4.4模擬量輸入模塊故障4.5模擬量輸出模塊故障4.6數(shù)字量輸入模塊故障4.7數(shù)字量輸出模塊故障五.西門子PLC硬件組態(tài)實例5.1基本步驟5.2主機架配置方法5.3多功能面板的添加5.4實物教室配置實例六.西門子PLC編程實例6.1實物教室程序說明6.2主循環(huán)程序6.3TANK液位控制功能塊6.4馬達控制功能塊

6.5變量監(jiān)控表6.6系統(tǒng)上電及在線調試七.西門子多功能面板介紹7.1

MP270外觀7.2多功能面板組態(tài)軟件Protool介紹7.3組態(tài)畫面實例7.5項目下載步驟7.6在計算機操作系統(tǒng)設置接口2一西門子PLC系統(tǒng)原理說明

1.1系統(tǒng)簡介本西門子PLC教育訓練系統(tǒng)旨在簡單地說明如何去組態(tài)一個S7-300STATION,通過其相應數(shù)字量/模擬量輸入輸出模塊將實際生產(chǎn)應用中之按鈕、數(shù)字量傳感器（如光電開關，接近開關等）、模擬量傳感器（如流量計，位置傳送器，溫度傳送器等）之信號接入系統(tǒng)，通過人員編寫之程序運行結果去驅動繼電器、電磁閥等執(zhí)行機構來達到生產(chǎn)控制之要求。1.2模塊說明在本系統(tǒng)中，電源模塊使用PS307,其輸入電壓為220VAC，輸出電壓為24VDC,5A,其主要功能為向CPU315-2DP提供24V直流電源。在CPU315-2DP模塊上，集成有兩個通訊口：一個為MPI口，一個為DP口。MPI口用于CPU315-2DP與編程電腦之間之通訊，在PLC與電腦間建立通訊后，人員就可通過SimaticManager軟件對系統(tǒng)進行硬件組態(tài)、診斷，軟件編程、下載、調試。DP通訊口用于組態(tài)相關PROFIBUS網(wǎng)絡，建立現(xiàn)場之REMOTEI/O系統(tǒng)。其他數(shù)字量、模擬量輸入輸出模塊一般均由24VDC供電，且一般不由PS307電源模塊供電，而由另配之24VDC電源供電。1.3關于STEP7SimaticManager標準軟件，其主要包括以下組件：

●Simatic管理器，用于集中管理所有工具以及自動化數(shù)據(jù)

●程序編輯器，用于以LAD,FBD和STL語言生成用戶程序●符號編程器，用于管理全局變量●硬件組態(tài)，用于組態(tài)和參數(shù)化硬件●硬件診斷，用于診斷自動化系統(tǒng)的狀態(tài)●NetPro，用于組態(tài)MPI和PROFIBUS等網(wǎng)絡連接3

一西門子PLC系統(tǒng)操作說明

2.1.2直接創(chuàng)建項目在“File”菜單下單擊“New”,可以直接創(chuàng)建一個新項目。在彈出的對話框中輸入項目名稱（“西門子教育訓練系統(tǒng)”），單擊“OK”完成。直接創(chuàng)建的項目中只包含一個MPI子網(wǎng)對象，用戶需要通過“Insert”菜單向項目中手動添加其他對象。此時，用戶有兩種選擇：可以插入一個站，先進行硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)后，再在相應CPU的S7Program目錄下編輯用戶程序或者可以先插入一個獨立的S7Program對象，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CPU中。2.2硬件組態(tài)2.2.1配制S7-300STATION主機架打開SIMATICManager，打開“西門子教育訓練系統(tǒng)”工程，雙擊Hardware圖標，出現(xiàn)如上圖所示硬件組態(tài)窗口，在此窗口中按照實際安裝之硬件依次從右側展開之硬件目錄中選擇插入Rack,PS,CPU,I/OMODULE等卡片，并作相關硬件參數(shù)設置。如下圖所示5二西門子PLC系統(tǒng)操作說明6二西門子PLC系統(tǒng)操作說明2.2.2主機架配制原則在配制此主機架時，必須遵循以下原則:●1#槽只能放置電源模塊●2#槽只能放置CPU模塊，不能為空●3#槽只能放置接口模塊，如果一個S7-300PLC站只有主機架，而沒有擴展機架，則主機架不需要接口模塊，但是3#槽必須留空（實際的硬件排列仍然是連續(xù)的）●4~11#槽可放置最多8個信號模塊、功能模塊或通訊模塊，這些模塊必須連續(xù)排列●數(shù)字仿真模塊SIM374IN/OUT16是用于實驗模擬的I/O模塊，在硬件目錄里并不存在。因此在組態(tài)該模塊時，應該添加它要仿真的模塊，而不是該模塊本身。2.3

系統(tǒng)上電及在線調試1.確認接線是否正確。2.合上主電源開關MCCB1（220VAC）。3.合上CP1（220VAC），為PLCPowerSupply提供電源（合上前先確認PowerSupply電壓開關處于230VACor120VAC,必須與CP1輸出電壓匹配）。4.合上PowerSupply之24VDC開關，為CPU提供電源。5.合上CP2，CP3為PLCI/OMODULE提供24VDC電源。6.將MPI電纜一端接于CPU卡上之MPI接口，將另一端接于適配器上，將適配器之接頭接于SIMATICNetCP5512通訊卡上，再將CP5512插入相應電腦插槽。7.將CPU開關從STOP模式切換至RUN模式。8.啟動電腦，打開SIMATICManager軟件，打開“Siemenstrainingcenter”工程，打開Options/SetPG/PCInterface對話框，選擇通訊方式為PCAdapter(MPI)，點擊Properties對話框，將TransmissionRate設置為187.5Kbps,這樣SIMATICManager就可通過MPI與PLC通訊了。9.下面就可通過SIMATICManager對PLC中軟硬件進行組態(tài),編程，下載,調試了。10.打開OB1,在本列中接了一輸出信號為4-20MA的位置編碼器于模擬量輸入模板上，通過監(jiān)控程序可讀取編碼器之輸出值（PIW256）。11.人員可自行修改相關程序進行調試。7三.西門子PLC系統(tǒng)接線圖

3.2模塊接線圖

3.2.1模擬量模塊接線圖9三.西門子PLC系統(tǒng)接線圖3.2.2數(shù)字量模塊接線圖10

四.西門子PLC系統(tǒng)故障排除

4.1通訊故障

PLC與電腦無法通過MPI接口正常通訊，可檢查SIMATICManager中“Options/SetPG/PCInterface”是否設置為MPI通訊，且雙方之通訊速率設置是否相同4.2

PS307（5A）4.2.1故障原因判斷方法1）輸出電流過載：I>2.6A（動態(tài)）；2A<I≤2.6A（靜態(tài)）。判斷方法：24VDC指示燈閃爍。故障原因：負載回路故障或所帶負載過多。2）輸出短路。判斷方法：24VDC指示燈暗。輸出電壓0V

故障原因：負載回路（CPU或所接模塊）故障或線路破損。3）一次側發(fā)生過壓：電源模塊徹底損壞判斷方法：24VDC指示燈不亮故障原因：一次側電壓（220V）過高造成內(nèi)部元件損壞。4）一次側低電壓。判斷方法：24VDC指示燈暗，測得一次側電源不足220V。故障原因：供電系統(tǒng)電壓過低。11四.西門子PLC系統(tǒng)故障排除4.3CPU（315-2DP）4.3.1故障原因判斷方法1）電源故障判斷方法：SF，BF，5VDC，F(xiàn)RCE，RUN，STOP指示燈都滅。故障原因：電壓模塊（PS307）故障，連接線松脫，電源未開。2）PROFIBUS-DP故障判斷方法：BF指示燈亮或閃爍故障原因BF指示燈亮：1.總線故障（硬件故障）

2.DP接口故障

3.多DP主站模式時數(shù)據(jù)的傳輸速率不同

4.如果DP從站/主站接口激活：總線短路

5.對于無源DP從站接口：波特率搜索，即總線中當前沒有激活的節(jié)點（即主站）BF指示燈閃爍：1.所連接的站故障（CPU為DP主站）2.至少有一個被組態(tài)的從站不能訪問

3.不正確的組態(tài)（CPU為DP從站）1.響應監(jiān)視時間到

2.PROFIBUS-DP通訊中斷

3.PROFIBUS地址錯誤

4.不正確的組態(tài)13四.西門子PLC系統(tǒng)故障排除3）CPU內(nèi)部系統(tǒng)故障判斷方法：SF，BF，5VDC，F(xiàn)RCE，RUN，STOP指示燈都閃爍。故障原因：用STEP7讀取診斷信息14四.西門子PLC系統(tǒng)故障排除4）軟硬件故障判斷方法：SF，5VDC指示燈亮故障原因：硬件故障:1.在運行過程中插拔模板

2.系統(tǒng)處于RUN狀態(tài)下插拔了一個PROFIBUS-DP上的分布式模板

3.系統(tǒng)處于RUN狀態(tài)下插拔了一個PROFIBUS-IO上的分布式模板

4.具有診斷功能的模板報告了一個診斷中斷

5.嘗試訪問一個不存在的或有故障的模板，連接器松動軟件故障：1.TOD中斷被使能和觸發(fā)但是沒有裝入響應的塊。（軟件/組態(tài)故障）

2.已使能TOD中斷的開始時間被跳過

3.由SFC32觸發(fā)延時中斷，但是沒有裝入響應的塊（軟件/組態(tài)故障）

4.過程中斷被使能和觸發(fā)但是內(nèi)有裝入響應的塊（軟件/組態(tài)故障）

5.生成狀態(tài)報警，但是沒有裝載響應的OB55 6.生成與供應商相關的報警，但沒有裝載響應的OB57 7.生成更新報警，但沒有裝載響應的OB568.當刷新過程映象表時訪問不存在或出故障的模板

9.循環(huán)超時。同時調用的中斷OB太多

10.編程故障：塊未裝入;塊編號錯誤;定時器/計數(shù)器編號錯誤;讀寫訪問區(qū)錯誤11.I/O訪問故障12.全局數(shù)據(jù)通訊故障例如對于全局數(shù)據(jù)通訊來說，DB的長度不夠15四.西門子PLC系統(tǒng)故障排除4.4模擬量輸入模塊4.4.1故障原因判斷方法1)模塊故障（觸發(fā)診斷報文）判斷方法:SF指示燈點亮故障原因:1.外部負載電壓丟失-模板的負載電壓L+丟失

2.組態(tài)/參數(shù)賦值出錯–傳送給范本的參數(shù)非法

3.共模出錯–測量電路的(MANA)的輸入和參考電壓之間的電位差UCM太高

4.斷線–傳感器連接的電阻太大

-范本和傳感器之間開路

-沒有連接通道(開路)

5.下溢–輸入值下溢低于范圍,造成故障:所選測量范圍錯誤

-使用測量范圍4-20mA和1-5V,根據(jù)需要,可以使傳感器連接的極性反向

6.上溢-輸入值上溢,超出范圍

17四.西門子PLC系統(tǒng)故障排除4.5模擬量輸出模塊4.5.1故障原因判斷方法1）模塊故障（觸發(fā)診斷報文）判斷方法：SF指示燈點亮故障原因：1.外部負載電壓丟失–模板的負載電壓

L+丟失

2.組態(tài)/參數(shù)賦值出錯–傳送給模塊的參數(shù)非法3.M后短路–輸出超載-MANA后輸出QV短路

4.斷線–執(zhí)行器電阻太高

-范本和執(zhí)行器之間開路

-沒有連接的通道（開路）18四.西門子PLC系統(tǒng)故障排除4.6數(shù)字量輸入模塊4.6.1故障原因判斷方法1）模塊故障（觸發(fā)診斷報文）判斷方法:SF指示燈點亮故障原因:1.外部故障

2.不可編和可編程診斷被觸發(fā),通過SFC可以讀取詳細的診斷報文,查明故障原因.4.7數(shù)字量輸出模塊4.7.1故障原因判斷方法1）模塊故障（觸發(fā)診斷報文）判斷方法:SF指示燈點亮故障原因:1.外部故障

2.不可編和可編程診斷被觸發(fā),通過SFC可以讀取詳細的診斷報文,查明故障原因.195.2主機架配置方法:在STEP7中，通過簡單的拖放操作就可以完成主機架的配置。配置過程中，添加到主機架中的模板的訂貨號（在硬件目錄中選中一個模板，目錄下方的窗口會顯示該模板的訂貨號以及描述）應該與實際硬件一致。首先直接新建一個項目，在項目中插入一個SIMATIC300Station，雙擊Hardware圖標，打開硬件組態(tài)程序。在硬件目錄中找到S7-300機架，拖拽到左上方的視圖中，即可添加一個主機架。五.西門子PLC硬件組態(tài)實例圖1添加主機架21插入主機架后，分別向機架中的1號槽添加電源、2號槽添加CPU。硬件目錄中的某些CPU型號有多種操作系統(tǒng)版本，在添加CPU時，CPU的型號和操作系統(tǒng)版本都要與實際硬件一致。五.西門子PLC硬件組態(tài)實例圖2向主機架中添加電源和CPU22如果需要擴展機架，則應該在IM-300目錄下找到相應的接口模板，添加到3號槽。如無擴展機架，3號槽留空。4至11號槽中可以添加信號模板、功能模板、通信處理器等，上述模板分別在硬件目錄中的SM-300，F(xiàn)M-300和CP-300目錄下。例如，圖3向主機架中添加了一個數(shù)字量輸入模板和一個數(shù)字量輸出模板。五.西門子PLC硬件組態(tài)實例圖3向主機架中添加信號模板、功能模板、通信處理器等23按實際配置在右側硬件框找到匹配組件拖到PROFIBUS在線，彈出的對話框中先按中間的CANCEL鍵，然后在點下OK就可以了，這樣操作面板的添加就完成了，如圖五.西門子PLC硬件組態(tài)實例255.4根據(jù)我們實物教室的實際配置,主機架配置如圖五.西門子PLC硬件組態(tài)實例26需要注意的是,在添加各模塊時,需要根據(jù)實際情況在彈出的對話框中進行參數(shù)設定,如站地址PROFIBUS速率等.所有配置結束后,先按進行保存，再按下載到CPU中，出現(xiàn)如圖的接口，這樣主積架的設置就完成了.五.西門子PLC硬件組態(tài)實例27在TrainingUnit/SIMATIC300/CPU315-2DP/S7Program/Blocks下列出了整個系統(tǒng)所包含的組織塊，功能塊，數(shù)據(jù)塊，監(jiān)控表，系統(tǒng)功能塊等，基本說明如下：OB1:主循環(huán)程序塊OB35:定時中斷程序塊，在此程序中用于控制2個TANK的液位計算FB10:馬達控制功能塊FB11:液位控制功能塊FC1:1#TANK進酸閥控制功能塊FC2:1#MOTOR控制功能塊FC3:2#TANK補酸控制閥功能塊FC4:2#MOTOR控制功能塊FC5:2#TANK廢酸閥控制功能塊FC6:1#TANK酸回流控制閥功能塊FC7:2#TANK酸回流控制閥功能塊DB1:PLC與MP270B交換數(shù)據(jù)之數(shù)據(jù)塊DB11:1#TANK液位控制數(shù)據(jù)塊DB12:2#TANK液位控制數(shù)據(jù)塊DB100:1#MOTOR控制數(shù)據(jù)塊，為FC2之背景數(shù)據(jù)塊DB101:2#MOTOR控制數(shù)據(jù)塊，為FC4之背景數(shù)據(jù)塊六.西門子PLC編程實例6.1.2程序塊說明296.2主循環(huán)程序

六.西門子PLC編程實例30主循環(huán)程序六.西門子PLC編程實例設定TANK液位之初始值設定TANK液位之初始值1#2#馬達功能塊之調用各控制閥功能塊之調用316.3OB35定時中斷程序OB35定時中斷程序用于控制TANK之液位，每2S執(zhí)行一次，且通過對液位的實時計算，與設定上下限值作比較，輸出報警信號。六.西門子PLC編程實例1.DB11為FB11之背景數(shù)據(jù)塊2.功能塊左側為輸入信號或輸入輸出信號3.功能塊右側為輸出信號4.注意實參與形參之定義及賦值326.4馬達控制功能塊

六.西門子PLC編程實例自動/手動切換手動開/關之信號33馬達控制功能塊

六.西門子PLC編程實例馬達自動啓動信號

馬達自動關閉信號馬達手動啓動信號

34馬達控制功能塊

六.西門子PLC編程實例馬達手動關閉信號馬達開關信號至MP270B356.5變量監(jiān)控表

六.西門子PLC編程實例監(jiān)控變量地址監(jiān)控變量注釋監(jiān)控按鈕修改按鈕監(jiān)控變量數(shù)據(jù)類型監(jiān)控變量狀態(tài)值監(jiān)控變量修改值366.6系統(tǒng)上電及在線調試1.確認接線是否正確。2.合上主電源開關MCCB1（220VAC）。3.合上CP1（220VAC），為PLCPowerSupply提供電源（合上前先確認PowerSupply電壓開關處于230VACor120VAC,必須與CP1輸出電壓匹配）。4.合上PowerSupply之24VDC開關，為CPU提供電源。5.合上CP2，CP3為PLCI/OMODULE提供24VDC電源。6.將MPI電纜一端接于CPU卡上之MPI接口，將另一端接于適配器上，將適配器之接頭接于SIMATICNetCP5512通訊卡上，再將CP5512插入相應計算機插槽。7.將CPU開關從STOP模式切換至RUN模式。8.啟動計算機，打開SIMATICManager軟件，打開“Siemenstrainingcenter”工程，打開Options/SetPG/PCInterface對話框，選擇通訊方式為PCAdapter(MPI)，點擊Properties對話框，將TransmissionRate設置為187.5Kbps,這樣SIMATICManager就可通過MPI與PLC通訊了。9.下面就可通過SIMATICManager對PLC中軟硬件進行組態(tài),編程，下載,調試了。10.打開OB1,在本列中接了一輸出信號為4-20MA的位置編碼器于模擬量輸入模板上，通過監(jiān)控程序可讀取編碼器之輸出值（PIW256）。11.人員可自行修改相關程序進行調試。六.西門子PLC編程實例377.1西門子多功能面板MP270操作7.1.1MP270外觀七.西門子多功能面板介紹全局功能鍵區(qū)系統(tǒng)功能鍵區(qū)局部功能鍵區(qū)數(shù)字鍵區(qū)38七.西門子多功能面板介紹常規(guī)組合鍵：39多功能面板組態(tài)軟件Protool介紹啟動Protool組態(tài)軟件在SIMATIC管理器中啟動Protool七.西門子多功能面板介紹40在WINDOWS下啟動Protool直接在WINDOWS窗口下點擊圖表啟動Protool.從菜單中選擇“檔”>“新建”打開一個對話框,在此對話框里可以選擇STEP7項目并在其中創(chuàng)建一個Protool項目.然后選擇操作單元.七.西門子多功能面板介紹417.2Protool項目窗口當打開一個新建或已存在的項目時,項目窗口打開.Protool項目的項目數(shù)據(jù)以對象形式存儲.項目中的對象以樹形結構排列.項目窗口左邊顯示屬于項目的對象類型,可以為所選擇操作單元進行組態(tài).對象類型包含設置了屬性的對象,顯示在項目窗口的右邊,可以組態(tài)的對象取決于操作單元的類型.在Protool中各種對象直接與編輯它們所需的工具鏈接.項目窗口結構如下:標題欄包含項目名稱.根據(jù)操作單元,可組態(tài)的對象類型在窗口的左半邊顯示,而創(chuàng)建的對象在右半邊顯示.七.西門子多功能面板介紹427.3組態(tài)畫面實例

7.3.1狀態(tài)按鈕組態(tài)創(chuàng)建畫面：狀態(tài)按鈕是一個具有兩種狀態(tài)：“已按下”和“已釋放”的控件與顯示元素。狀態(tài)按鈕可以用信號通知從操作單元(例如，電機)上不可見的單元狀態(tài)。也就是說，可以同時在操作單元上改變該單元的狀態(tài)。通過選擇圖標按鈕或從菜單中選擇“插入”>“狀態(tài)按鈕”,插入按鈕同時彈出屬性對話框.為了畫面的整體效果可以通過圖中其它選項卡對其優(yōu)化，例如字體、顏色、名稱等。

七.西門子多功能面板介紹43

屬性設置：如果要組態(tài)狀態(tài)按鈕有“已按下”和“已釋放”兩種狀態(tài),通過“General”選項卡選擇“Type”中“Switch”,同時還可以為兩種狀態(tài)加入不同的文字說明。為了能與PLC控制聯(lián)系必須設置變量，如果變量已經(jīng)存在可以點擊選擇變量，否則就通過新建變數(shù)。變量需要設置數(shù)據(jù)類型。

七.西門子多功能面板介紹447.4功能鍵組態(tài)

7.4.1M270可組態(tài)的功能鍵入F1~F20。通過點擊功能鍵，隨即出現(xiàn)屬性對話框進行設置功能。例如組態(tài)F13功能鍵控制上例中的狀態(tài)按鈕。點擊功能鍵隨即出現(xiàn)屬性對話框如圖所示七.西門子多功能面板介紹45在“SelectObject”窗口內(nèi)的“AllFunctions”選項下選擇“Invertbit”如圖所示

七.西門子多功能面板介紹467.5項目下載步驟

7.5.1通過串口進行下載使用標準RS232電纜,電纜連接圖如下所示:

確認串口電纜連接到面板的“IF2”口.

面板上電.

選擇“ControlPanel”打開“Transfer”選項啟動面板串口下載功能。串口設置右側第一個選項“EnableChannel”必須被啟動，否則不能進行