第七章-STEP7編程軟件的使用方法

1、第七章第七章 STEP7編程軟件的使用編程軟件的使用方法方法 7.1 用戶程序的基本結(jié)構(gòu)用戶程序的基本結(jié)構(gòu) 7.2 STEP7編程軟件簡(jiǎn)介編程軟件簡(jiǎn)介 7.3 硬件組態(tài)硬件組態(tài) 7.4 使用LAD編程 一般來(lái)說(shuō)，PLC有線性化編程、模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程等3種程序設(shè)計(jì)方法。 1、線性化編程 線性化編程類似硬件繼電器控制電路，整個(gè)系統(tǒng)的控制程序放在主循環(huán)控制組織塊OB1（主程序）中，每一次循環(huán)掃描都要不斷地順序執(zhí)行OB1中的全部指令。這種方法程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不涉及功能、功能塊、數(shù)據(jù)塊、局部變量和中斷等比較復(fù)雜的概念，容易入門(mén)，一般在編寫(xiě)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)程序時(shí)使用。本書(shū)S7-200部分主要討論的就是這

2、種編程方法。2、模塊化編程程序被分為不同的邏輯塊，每個(gè)塊包含了完成部分控制任務(wù)的邏輯指令。組織塊OB1（主程序）中的指令決定在什么情況下調(diào)用哪一個(gè)塊，功能和功能快（子程序）用來(lái)完成不同的過(guò)程任務(wù)。被調(diào)用的塊執(zhí)行完后，返回到OB的調(diào)用點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行OB1。模塊化編程的程序被分為若干塊，易于實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)對(duì)一個(gè)項(xiàng)目編程。由于只在需要時(shí)執(zhí)行相關(guān)的指令，因此提高了CPU的執(zhí)行效率。3、結(jié)構(gòu)化編程結(jié)構(gòu)化編程將復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)分解成能夠反映過(guò)程的工藝、功能或可以反復(fù)使用的小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的程序塊來(lái)表示，程序運(yùn)行時(shí)所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中。某些程序塊可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)相同或相近的功能。這些程序塊是相對(duì)

3、獨(dú)立的，它們被OB1或別的程序塊調(diào)用。7.1 用戶程序的基本結(jié)構(gòu)用戶程序的基本結(jié)構(gòu)S7-300編程方式簡(jiǎn)介編程方式簡(jiǎn)介 S7-300系列系列PLC的編程語(yǔ)言是的編程語(yǔ)言是STEP 7。用文件塊的形式管理。用文件塊的形式管理用戶編寫(xiě)的程序及程序運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)，組成結(jié)構(gòu)化的用戶程序。用戶編寫(xiě)的程序及程序運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)，組成結(jié)構(gòu)化的用戶程序。這樣，這樣，PLC的程序組織明確，結(jié)構(gòu)清晰，易于修改。的程序組織明確，結(jié)構(gòu)清晰，易于修改。 為支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，為支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，STEP 7用戶程序通常由組織塊用戶程序通常由組織塊(OB)、功能塊功能塊(FB)或功能塊或功能塊(FC)等三種類型的邏輯塊和

4、數(shù)據(jù)塊等三種類型的邏輯塊和數(shù)據(jù)塊(DB)組成。組成。 OB1是主程序循環(huán)塊，在任何情況下，它都是需要的。是主程序循環(huán)塊，在任何情況下，它都是需要的。表7-1 用戶程序中的塊塊簡(jiǎn)要描述組織塊（OB）操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，決定用戶程序的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能塊（SFB）CPU提供的重要系統(tǒng)功能，有存儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)功能（SFC）CPU提供的重要系統(tǒng)功能，無(wú)存儲(chǔ)區(qū)功能塊（FB）用戶編寫(xiě)的包含常用功能的子程序，有存儲(chǔ)區(qū)功能（FC）用戶編寫(xiě)的包含常用功能的子程序，無(wú)存儲(chǔ)區(qū)背景數(shù)據(jù)塊（DI）調(diào)用FB和SFB時(shí)用于傳遞參數(shù)的數(shù)據(jù)塊，編譯時(shí)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)塊（DB）存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，供所有塊共享 功能塊功能塊(F

5、B、FC)實(shí)際上是用戶子程序，分為帶實(shí)際上是用戶子程序，分為帶“記憶記憶”的功能塊的功能塊FB和不帶和不帶“記憶記憶”的功能塊的功能塊FC。FB帶有背景數(shù)據(jù)帶有背景數(shù)據(jù)塊塊(Instance Data Block)，在，在FB塊結(jié)束時(shí)繼續(xù)保持，即被塊結(jié)束時(shí)繼續(xù)保持，即被“記憶記憶”。功能塊。功能塊FC沒(méi)有背景數(shù)據(jù)塊。沒(méi)有背景數(shù)據(jù)塊。 數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊(DB)是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)，可以是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)，可以被打開(kāi)或關(guān)閉。被打開(kāi)或關(guān)閉。DB可以是屬于某個(gè)可以是屬于某個(gè)FB的情景數(shù)據(jù)塊，也可的情景數(shù)據(jù)塊，也可以是通用的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，用于以是通用的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，用于FB或或FC。S

6、7 CPU還提供標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)功能塊還提供標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)功能塊(SFB、SFC)，集成在，集成在S7 CPU中的功能程序庫(kù)。用中的功能程序庫(kù)。用戶可以直接調(diào)用它們，由于它們是操作系統(tǒng)的一部分，因此不需將其作為用戶程序戶可以直接調(diào)用它們，由于它們是操作系統(tǒng)的一部分，因此不需將其作為用戶程序下載到下載到PLC。IDB1操作系統(tǒng)OB1FB1FC1IDB2FB2FC2 圖7-1 塊調(diào)用的分層結(jié)構(gòu) 7.2 STEP7編程軟件簡(jiǎn)介編程軟件簡(jiǎn)介 STEP7概述 STEP7編程軟件用于SIMATIC S7、C7和M7和基于PC的WinAC，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具。 為了在PC機(jī)上使用STEP7，必須配置M

7、PI通信卡或PC/MPI通信適配器，將計(jì)算機(jī)接入MPI或PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，以便下載和上載用戶程序及組態(tài)數(shù)據(jù)。STEP7允許多個(gè)用戶同時(shí)處理一個(gè)工程項(xiàng)目，但不允許多個(gè)用戶同時(shí)對(duì)一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行寫(xiě)操作（如程序及組態(tài)數(shù)據(jù)的下載）。STEP7的授權(quán)授權(quán)是使用STEP7軟件的“鑰匙”，只有在硬盤(pán)上找到相應(yīng)的授權(quán)，STEP7才可以正常使用，否則會(huì)提示用戶安裝授權(quán)。 圖7-2 授權(quán)管理器STEP7的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)在STEP7中，一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)以項(xiàng)目（Project）的形式來(lái)進(jìn)行組織和管理。一個(gè)項(xiàng)目包含了以下的三類數(shù)據(jù)。1、硬件結(jié)構(gòu)的組態(tài)數(shù)據(jù)及模塊參數(shù)2、通信網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)數(shù)據(jù)3、可編程模塊的程序上述數(shù)據(jù)都以

8、對(duì)象的形式存儲(chǔ)，STEP7采用目錄式的層次結(jié)構(gòu)管理項(xiàng)目中的所有對(duì)象。對(duì)象從上到下有三個(gè)層次：第一層：項(xiàng)目；第二層：通訊子網(wǎng)、PLC站或S7程序；第三層：第二層下面的具體對(duì)象，視第二層定。圖7-3 瀏覽項(xiàng)目結(jié)構(gòu)1、語(yǔ)言環(huán)境設(shè)置STEP7中提供了多種可選語(yǔ)言，如果在安裝STEP7時(shí)用戶選擇了多語(yǔ)言，則可以在使用過(guò)程中改變語(yǔ)言環(huán)境。打開(kāi)【SIMATIC Manager】，通過(guò)【選項(xiàng)】|【自定義】打開(kāi)自定義選項(xiàng)菜單，選擇【語(yǔ)言】 2、常規(guī)選項(xiàng)設(shè)置通過(guò)【選項(xiàng)】|【自定義】打開(kāi)自定義選項(xiàng)菜單，選擇【常規(guī)】選項(xiàng)卡。常規(guī)選項(xiàng)的設(shè)置界面和各選項(xiàng)的含義如圖7-5所示。3、PG/PC接口設(shè)置PG/PC接口（PG/P

9、C Interface）是PG/PC和PLC之間進(jìn)行通訊連接的接口。PG/PC支持多種類型的接口，每種接口都需要進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置（如通訊的波特率等）。因此，要實(shí)現(xiàn)PG/PC和PLC之間的通訊連接，必須正確地設(shè)置PG/PC接口。SETP7的安裝過(guò)程中，會(huì)提示用戶設(shè)置PG/PC接口參數(shù)。在安裝完成之后，可以通過(guò)以下幾種方法打開(kāi)PG/PC設(shè)置對(duì)話框：（1）Windows的【開(kāi)始】|【SIMATIC】|【STEP7】|【設(shè)置PG-PC接口】（2）Windows的【控制面板】|【設(shè)置PG-PC接口】（3）在【SIMATIC Manager】中，通過(guò)菜單【選項(xiàng)】|【設(shè)置PG/PC接口】設(shè)置步驟如下：（1

10、）將【應(yīng)用程序訪問(wèn)點(diǎn)】設(shè)置為【S7ONLINE（SETP7）】（2）在【以使用的接口參數(shù)分配】中，選擇需要的接口類型。如果列表中沒(méi)有需要的類型，可以通過(guò)單擊【選擇】按鈕安裝相應(yīng)的模塊或協(xié)議（3）選中一個(gè)接口類型，單擊【屬性】按鈕，在彈出的對(duì)話框中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如圖7-7所示 圖7-7 接口屬性設(shè)置 7.3 硬件組態(tài)硬件組態(tài) 1 創(chuàng)建項(xiàng)目打開(kāi)【SIMATIC Manager】，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出“新建項(xiàng)目”向?qū)В▓D7-8），同時(shí)，也可以通過(guò)選擇菜單【文件】|【新建項(xiàng)目”向?qū)А看蜷_(kāi)。這里，我們不使用“新建項(xiàng)目”向?qū)АＭㄟ^(guò)單擊按鈕【取消】關(guān)閉該向?qū)?。在工具欄中單擊按鈕 或在【文件】菜單下單擊【新建】，可

11、以直接創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目。在彈出的對(duì)話框中輸入項(xiàng)目名稱及路徑，單擊確定完成（如圖7-9）。這里建立了一個(gè)名為example7-1的項(xiàng)目。 直接建立的項(xiàng)目只包含一個(gè)MPI子網(wǎng)對(duì)象，用戶需要通過(guò)【插入】菜單來(lái)手動(dòng)添家對(duì)象.用戶可以插入一個(gè)PLC站，先進(jìn)行硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)后，再在相應(yīng)CPU的S7程序目錄下編輯用戶程序；也可以先插入一個(gè)獨(dú)立的S7程序，編寫(xiě)用戶程序，再進(jìn)行硬件組態(tài)，等組態(tài)完成后將程序復(fù)制到相應(yīng)的CPU中。2 硬件組態(tài)程序打開(kāi)前面建立的項(xiàng)目example7-1，在項(xiàng)目的根接點(diǎn)下插入一個(gè)“SIMATIC 300 站點(diǎn)”，將站點(diǎn)命名為S7300PLC，選中左邊窗口的“S7300PLC”，在

12、右邊窗口可以看到“硬件”的圖標(biāo) 雙擊“硬件”圖標(biāo)，就可以打開(kāi)硬件組態(tài)界面 3 配置主機(jī)架在STEP7中，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的拖放操作來(lái)完成主機(jī)架的配置。在配置過(guò)程中，添加到主機(jī)架中的模塊的定貨號(hào)（在硬件目錄中選中一個(gè)模塊，目錄下方的窗口會(huì)顯示模塊的定貨號(hào)和對(duì)模塊的描述）應(yīng)該與實(shí)際的硬件一致。 插入主機(jī)架后，分別向機(jī)架中的1號(hào)插槽添加電源、2號(hào)插槽添加CPU。硬件目錄中的某些CPU型號(hào)有多種操作系統(tǒng)（Firmware）版本，在添加CPU時(shí)，CPU的型號(hào)和操作系統(tǒng)版本都要與實(shí)際的硬件一致 411號(hào)槽中可以添加信號(hào)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-30

13、0中。例如圖7-15在主機(jī)架中添加了一個(gè)數(shù)字量輸入模塊和一個(gè)數(shù)字量輸出模塊。 在配置過(guò)程中，STEP7可以自動(dòng)檢查配置的正確性。當(dāng)硬件目錄中的一個(gè)模塊被選中時(shí)，機(jī)架中允許插入該模塊的槽會(huì)變成綠色，而不允許該模塊插入的槽顏色無(wú)變化。將選中的模塊拖到不能插入該模塊的槽時(shí)，會(huì)提示不能插入的原因。 CPU參數(shù)配置：雙擊機(jī)架中的CPU，打開(kāi)CPU屬性對(duì)話框，在這里可以配置CPU的各類參數(shù)，不同型號(hào)的CPU參數(shù)不盡相同，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意。常規(guī)設(shè)置在常規(guī)頁(yè)面中（圖7-17），包括了CPU的基本信息和MPI的接口設(shè)置。單擊“屬性”按鈕會(huì)彈出MPI通訊的屬性設(shè)置界面，在這里可以設(shè)置MPI通訊的速率等參數(shù)。啟動(dòng)如圖

14、7-18所示為啟動(dòng)屬性頁(yè)，各參數(shù)描述如下：S7系列PLC有三種啟動(dòng)方式（其中大多數(shù)300系列CPU只有暖啟動(dòng)）：A、暖啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)過(guò)程映像和不保持定時(shí)器、計(jì)數(shù)器及標(biāo)志存儲(chǔ)器被清除，CPU會(huì)自動(dòng)調(diào)用OB100一次，然后開(kāi)始循環(huán)執(zhí)行OB1。B、冷啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)所有存儲(chǔ)器被清除，CPU會(huì)自動(dòng)調(diào)用OB100一次，然后開(kāi)始循環(huán)執(zhí)行OB1。C、熱啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)所有存儲(chǔ)器保持，CPU會(huì)自動(dòng)調(diào)用OB100一次，然后開(kāi)始循環(huán)執(zhí)行OB1。周期/時(shí)鐘存儲(chǔ)器周期/時(shí)鐘存儲(chǔ)器（圖7-19）頁(yè)面主要包含以下參數(shù)設(shè)置。保持存儲(chǔ)器保持存儲(chǔ)器頁(yè)面（圖7-21）包含了下面的項(xiàng)目： 診斷/時(shí)鐘診斷/時(shí)鐘頁(yè)（圖7-22）包括以下設(shè)置：

15、保護(hù)保護(hù)頁(yè)面（圖7-23）包括以下參數(shù)： 7.4 使用LAD編程 任務(wù)描述 在本例中，我們模擬一個(gè)飲料灌裝線的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中有兩條飲料灌裝線和一個(gè)操作員面板 。（1）每一條灌裝線上，有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶；兩個(gè)瓶子傳感器能夠檢測(cè)到瓶子經(jīng)過(guò)，并產(chǎn)生電平信號(hào)；傳送帶中部上方有一個(gè)可控制的灌裝漏斗，打開(kāi)時(shí)及開(kāi)始灌裝。當(dāng)傳送帶中部的傳感器檢測(cè)到瓶子經(jīng)過(guò)時(shí)，傳送帶停止，灌裝漏斗打開(kāi)，開(kāi)始灌裝。1號(hào)線灌裝時(shí)間為3s（小瓶），2號(hào)線灌裝時(shí)間為5s（大瓶），灌裝完畢后，傳送帶繼續(xù)運(yùn)。位于傳送帶末端的傳感器對(duì)灌裝完畢的瓶子計(jì)數(shù)。（2）在控制面板部分，有四個(gè)點(diǎn)動(dòng)式按鈕分別控制每條灌裝線的啟動(dòng)和停止；一個(gè)總控制按鈕

16、，可以停止所有生產(chǎn)線；兩個(gè)狀態(tài)指示燈分別表示生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)；兩個(gè)數(shù)碼管顯示器顯示每條線灌裝的數(shù)目。根據(jù)任務(wù)描述，可以將上述系統(tǒng)功能劃分為兩個(gè)子功能：（1）啟停操作控制：負(fù)責(zé)將用戶操作面板的輸入信號(hào)邏輯轉(zhuǎn)換為灌裝線的啟停信號(hào)。（2）灌裝線控制：負(fù)責(zé)處理灌裝定時(shí)和滿瓶計(jì)數(shù)，為灌裝線傳送帶電機(jī)和灌裝漏斗提供控制信號(hào)，向數(shù)碼管提供BCD碼計(jì)數(shù)值。第一個(gè)子功能由一個(gè)功能FC1實(shí)現(xiàn)，第二個(gè)子功能由一個(gè)功能快FB1實(shí)現(xiàn)，兩條灌裝線的定時(shí)時(shí)間分別保存在兩個(gè)背景數(shù)據(jù)塊DB1和DB2中。2 創(chuàng)建項(xiàng)目在STEP7中建立一個(gè)名為example7-2的項(xiàng)目，通過(guò)插入菜單加入一個(gè)S7程序 3 編輯符號(hào)表符號(hào)表可以為絕對(duì)地址（如I0.0、Q4.0等）提供一個(gè)符號(hào)名（如“啟動(dòng)”、“輸出”等），以方便編程及程序閱讀。在【S7 程序（1）】目錄下，雙擊【符號(hào)】圖標(biāo)，打開(kāi)符號(hào)表，對(duì)其進(jìn)行編輯并保存 4 編輯FC1在【S7 程序（1）】下的【塊】中單擊右鍵，插入功能并命名為FC1 FC1的參數(shù)表及程序如圖 5 編輯FB1 用同樣的方法插入FB1并編輯，如圖 圖7-29 IN參數(shù)圖7-30 OUT參數(shù)