西門子S7-400系列PLC培訓(xùn)課件

2023/3/181西門子S7-400系列PLC培訓(xùn)課件2023/3/182培訓(xùn)計劃

第1講PLC系統(tǒng)簡介第2講S7-400系列PLC的硬件系統(tǒng)介紹第3講S7-400系列PLC的軟件系統(tǒng)介紹第4講現(xiàn)場總線儀表2023/3/183PLC系統(tǒng)簡介

PLC的基本概念及應(yīng)用范圍PLC的系統(tǒng)組成及監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組成2023/3/184PLC的基本概念

根據(jù)IEC（國際電工委員會）標(biāo)準(zhǔn)，給PLC下的定義：

可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。2023/3/185PLC的應(yīng)用范圍

6號爐：為雙冗余系統(tǒng)新熱化老熱化新高溫水熱網(wǎng)系統(tǒng)2023/3/186PLC的系統(tǒng)組成S7-400屬于模塊式PLC，主要由機(jī)架、CPU模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊都安裝在機(jī)架上，如圖所示。2023/3/187PROFIBUS-PA總線

PS407CPU414-3CP443-1CP443-5CP443-5CP443-1PS307IM153CP443-1

DIDIDODO1#DP/PA耦合器2#DP/PA耦合器+P-P+P-PIM157PS307去計算機(jī)PS307IM153CP443-1

AIAIAIAO2023/3/188PLC的處理過程CPU將輸出控制的信息發(fā)送到輸出模塊。

CPU將輸入信息通過信號模塊采集上來。

CP443-5是分擔(dān)了CPU的通訊負(fù)擔(dān)，將擴(kuò)展機(jī)架上的信息采集上來通過機(jī)架傳送給CPU。利用CP443-1采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議跟計算機(jī)通訊。2023/3/189SIMATICS7-400工業(yè)以太網(wǎng)工程師站操作員站西門子交換機(jī)PROFIBUS溫度、壓力變送器等執(zhí)行器現(xiàn)場設(shè)備等熱網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)組成2023/3/1810SIMATICS7-400工程師站PROFIBUS溫度、壓力變送器等執(zhí)行器SIMATICS7-300PROFIBUS（DP線）新高溫水監(jiān)控系統(tǒng)組成2023/3/1811PLC的硬件系統(tǒng)介紹

CPU模塊信號模塊電源模塊接口模塊其他模塊2023/3/1812CPU模塊

我廠使用的CPU型號狀態(tài)與故障顯示LED2023/3/1813CPU模塊

CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)。2023/3/1814我廠使用的CPU型號

設(shè)備型號備注6號爐CPU414H

雙冗于系統(tǒng)新高溫水CPU414H

只有一個CPU新熱化CPU414-3老熱化CPU414-3熱網(wǎng)系統(tǒng)CPU414-32023/3/1815

指示燈

顏色說明INTF紅色內(nèi)部故障，例如用戶程序運(yùn)行超時EXTF紅色外部故障，例如電源故障，模塊故障FRCE黃色有輸入\輸出處于被強(qiáng)制的狀態(tài)RUN綠色運(yùn)行模式STOP黃色停止模式BUS1F紅色MPI/PROFIBUS-DP接口1的總線故障

狀態(tài)與故障顯示LED

2023/3/1816

狀態(tài)與故障顯示LED

指示燈

顏色

說明BUS2F紅色MPI/PROFIBUS-DP接口2的總線故障MSTR黃色CPU處理I/O，僅用于CPU41X-4HREDF紅色冗余錯誤，僅用于CPU41X-4HRACK0黃色CPU在機(jī)架0中，僅用于CPU41X-4HRACK1黃色CPU在機(jī)架1中，僅用于CPU41X-4HIFM1F紅色接口子模塊1故障IFM2F紅色接口子模塊2故障2023/3/1817

信號模塊

數(shù)字量信號模塊模擬量信號模塊2023/3/1818

數(shù)字量輸入模塊（DI）

功能：用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號，例如主汽門開到頭、關(guān)到頭的反饋狀態(tài)，循環(huán)水泵的運(yùn)行狀態(tài)等類型：直流16點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊和直流32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊供電電壓：24V電壓2023/3/1819如何判斷DI模塊是否正常工作？首先測量模塊上是否有24V直流供電電壓，若沒有電壓，為不正常工作狀態(tài)，需要檢查模塊和線路。在有24電壓的情況下， 將模塊1或21端子和相應(yīng)的模塊通道短接，模塊正常工作狀態(tài)為相應(yīng)通道的指示燈亮起，并在微機(jī)上顯示狀態(tài)正常。備注：除非特殊情況，否則在設(shè)備運(yùn)行期間不進(jìn)行操作。2023/3/1820

數(shù)字量輸入模塊（DO）功能：開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等輸出設(shè)備,例如啟動循環(huán)水泵，打開和關(guān)閉電動門等。類型：直流16點(diǎn)數(shù)字量輸出模塊和直流32點(diǎn)數(shù)字量輸出模塊供電電壓：24V電壓2023/3/1821如何判斷DO模塊是否正常工作？首先測量模塊上是否有24V直流供電電壓，若沒有電壓，為不正常工作狀態(tài)，需要檢查模塊和線路。在有24電壓的情況下，將模塊10或20端子和相應(yīng)的模塊通道短接，模塊正常工作狀態(tài)為相應(yīng)通道的指示燈亮起，并且繼電器動作，微機(jī)上顯示狀態(tài)正常。備注：除非特殊情況，否則在設(shè)備運(yùn)行期間不進(jìn)行操作。2023/3/1822

模擬量輸入模塊（AI）功能：模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電動機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。例如蒸汽溫度，蒸汽壓力，引風(fēng)門反饋位置等。類型：8通道模擬量輸入模塊,可選擇的輸入信號類型有電壓型、電流型、電阻型、熱電偶型。供電電壓：24V電壓2023/3/1823模擬量輸入模塊的輸入信號種類用安裝在模塊側(cè)面的量程卡來設(shè)置。量程卡安裝在模擬量輸入模塊的側(cè)面，每兩個通道為一組，共用一個量程卡。如果需要更改量程，必須重新調(diào)整量程卡，以更改測量信號的類型和測量范圍。量程卡可以設(shè)定為“A”、“B”、“C”、“D”四個位置，各種測量信號類型和測量范圍的設(shè)定在模擬量模塊上有相應(yīng)的標(biāo)記指示，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。2023/3/1824量程卡設(shè)置測量方法

量程A電壓±1000mVB電壓±10VC4線變送器電流4~20mAD2線變送器電流4~20mA2023/3/1825

模擬量輸出模塊（AO）功能：模擬量輸出模塊用來控制電動調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行器。類型：4通道模擬量輸出模塊和8通道模擬量輸出模塊，提供有電壓和電流兩種類型的信號輸出。供電電壓：24V電壓2023/3/1826

電源模塊PS407PS407電源模塊將AC230V電壓轉(zhuǎn)換成DC24V電壓，為中央機(jī)架上的CPU及輸入/輸出模塊供電，輸出電流額定值有4A、10A、20A。

PS307PS307電源模塊將AC230V電壓轉(zhuǎn)換成DC24V電壓，為擴(kuò)展機(jī)架上的模塊供電，輸出電流額定值有2A、5A、10A。2023/3/1827

接口模塊IM153、IM157CPU模塊所在的機(jī)架稱為中央機(jī)架，如果一個機(jī)架不能容納全部模塊，可以增設(shè)一個或多個擴(kuò)展機(jī)架。接口模塊用來實(shí)現(xiàn)中央機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間的通信，有的接口模塊還可以為擴(kuò)展機(jī)架供電。現(xiàn)場使用DP-LINK用153，DP/PA－LINK用157；目前西門子力推新的IM153，即將ET200M、DP－LINK、DP/PA－LINK三個的接口模塊統(tǒng)一為IM153，此時可以互換。

2023/3/1828

通信處理器CP443-1、CP443-5

通訊處理器用于PLC之間、PLC與遠(yuǎn)程I/O之間、PLC與計算機(jī)和其他智能設(shè)備之間的通信，可以將PLC接入MPI、PROFIBUS-DP和工業(yè)以太網(wǎng)，或者用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信等。CPU模塊集成有MPI通信接口，有的還集成了其他通信接口。2023/3/1829PLC的軟件系統(tǒng)介紹

軟件安裝

SIMATIC管理器

WINCC組態(tài)軟件介紹2023/3/1830PCS7的軟件安裝

PCS7操作系統(tǒng)需求

PCS7硬件需求

PCS7安裝2023/3/1831PCS7操作系統(tǒng)需求

WINDOWS2000PROFESSIONALSP4英文版

SQLServer2000InternetExplorer6.0及以上版本

Microsoft消息隊列服務(wù)組件

MSServicePacks&Tools(2000系統(tǒng)補(bǔ)丁包)PCS7ToolsetV6.12023/3/1832PCS7硬件需求能運(yùn)行Windows2000或WindowsXP的PG或PC機(jī):CPU主頻至少為600MHz；內(nèi)存至少為1G；硬盤剩余空間在600MB以上；具備CD-ROM驅(qū)動器和軟盤驅(qū)動器；顯示器支持32位、1024×768分辨率；具有CP1613、CP5611或MPI接口卡。2023/3/1833STEP7的安裝（1）選擇安裝語言及安裝程序

2023/3/1834自定義安裝方式

STEP7的安裝（2）2023/3/1835STEP7的安裝（3）提示安裝授權(quán)

2023/3/1836PG/PC接口設(shè)置存儲卡參數(shù)設(shè)置STEP7的安裝（4）2023/3/1837授權(quán)管理

安裝完成后，在Windows的開始菜單中找到【SIMATIC】→【LicenseManagement】→【AutomationLicenseManager】，啟動AutomationLicenseManager。STEP7的安裝（5）2023/3/1838已經(jīng)安裝的STEP7軟件STEP7的安裝（6）2023/3/1839STEP7的安裝（7）已經(jīng)授權(quán)的STEP7軟件2023/3/1840STEP7硬件目錄更新設(shè)置STEP7的安裝（8）2023/3/1841STEP7具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通訊組態(tài)、編程、測試、啟動和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷功能等。STEP7的所有功能均有大量的在線幫助，用鼠標(biāo)打開或選中某一對象，按F1可以得到該對象的在線幫助。

在STEP7中，用項目來管理一個自動化系統(tǒng)的硬件和軟件。，STEP7用SIMATIC管理器對項目進(jìn)行集中管理。STEP7的功能2023/3/1842SIMATIC管理器

啟動SIMATIC管理器

STEP7項目結(jié)構(gòu)備份和恢復(fù)程序2023/3/1843啟動SIMATIC管理器啟動SIMATIC管理器2023/3/1844SIMATIC管理器菜單和工具欄狀態(tài)欄標(biāo)題欄菜單欄工具欄任務(wù)欄2023/3/1845打開工程2023/3/1846STEP7項目結(jié)構(gòu)SIMATICManager是PCS7的核心應(yīng)用程序，使用它，我們可以訪問所有其他用以建立PCS7項目的應(yīng)用程序，SIMATICManager是建立整個項目的起點(diǎn)。第1層：項目項目代表了自動化解決方案中的所有數(shù)據(jù)和程序的整體，它位于對象體系的最上層。第2層：子網(wǎng)、站SIMATIC300/400站用于存放硬件組態(tài)和模塊參數(shù)等信息，站是組態(tài)硬件的起點(diǎn)。第3層和其他層：與上一層對象類型有關(guān)。2023/3/1847SIMATIC管理器界面2023/3/1848備份和恢復(fù)程序何時備份程序：大、小修時備份程序，數(shù)據(jù)改動時備份程序。在備份程序時應(yīng)該保證除SIMATIC管理器外，無其他程序在運(yùn)行。何時恢復(fù)程序：程序不正常運(yùn)行時，恢復(fù)程序。在恢復(fù)程序時若當(dāng)前有PCS7程序在運(yùn)行中，必須退出。2023/3/1849備份程序

用SIMATICManager里File菜單下“Archive…”可以打開“Archiving”窗口，選擇最右邊的一個名為“Multiprojects”的選項卡，當(dāng)前程序會顯示在這個列表里，選擇它，并按下“OK”按鈕。2023/3/1850備份程序

接著程序會打開選擇備份路徑的對話框，選擇要備份的路徑，并給出備份名稱，點(diǎn)擊“Save”按鈕即可。注意不要隨意改變備份的保存類型，默認(rèn)為“PKZip4.0-Archive(*.zip)”好了。2023/3/1851恢復(fù)程序

從File菜單里選擇“Retrieve…”，從打開的選擇文件框里找到事先備份好的備件文件，并點(diǎn)擊“Open”按鈕。2023/3/1852系統(tǒng)會出現(xiàn)“Selectdestinationdirectory”窗口，從里面選擇要恢復(fù)的目標(biāo)路徑，點(diǎn)擊“OK”按鈕即可。恢復(fù)程序2023/3/1853WINCC組態(tài)軟件WinCC項目開發(fā)和組態(tài)環(huán)境

WinCC的實(shí)時運(yùn)行啟動WINCC程序2023/3/1854WINCC組態(tài)軟件2023/3/1855WINCC組態(tài)軟件德國西門子公司的SIMATICWinCC組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA的軟件平臺工具，它對工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源（設(shè)備、標(biāo)簽量、畫面等）進(jìn)行配置和編輯，處理事件報警和系統(tǒng)報警，提供多種數(shù)據(jù)通信驅(qū)動程序，完成各類報表的生成和打印輸出。而且還給用戶提供多種腳本語言，可以進(jìn)行二次開發(fā)。還有對實(shí)時數(shù)據(jù)的歸檔和對歷史歸檔數(shù)據(jù)的查訊功能等。2023/3/1856WinCC項目開發(fā)和組態(tài)環(huán)境為了開發(fā)和組態(tài)項目，WinCC提供了一組特殊的編輯器，由WinCC的瀏覽（Explorer）訪問這些編輯器。所提供的每一個編輯器能對WinCC某一個專門的子系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。WinCC的主要子系統(tǒng)有：圖形系統(tǒng)圖形設(shè)計器是用來建立屏幕圖形的編輯器；報警系統(tǒng)命名報警登錄的編輯器是用來組態(tài)報警的；2023/3/1857WinCC項目開發(fā)和組態(tài)環(huán)境歸檔系統(tǒng)用來對指定的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔的編輯器，取名標(biāo)簽登錄；報告系統(tǒng)報告設(shè)計器是用來編輯建立一個報告格式；通信系統(tǒng)能直接在WinCC的瀏覽器中進(jìn)行組態(tài)；所有的組態(tài)數(shù)據(jù)都存儲在CS的數(shù)據(jù)庫中。2023/3/1858WinCC的實(shí)時運(yùn)行通過應(yīng)用實(shí)時運(yùn)行軟件（runtime）,操作員能運(yùn)行和監(jiān)視一個實(shí)際的過程，實(shí)時運(yùn)行軟件具有以下任務(wù)：讀取存儲在CS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；顯示屏幕；與自動化系統(tǒng)通信；對當(dāng)前的實(shí)時數(shù)據(jù)，例如，過程值和報警事件，進(jìn)行歸檔；過程的實(shí)時運(yùn)行，例如，指定設(shè)定值，激活、去激活過程。2023/3/1859啟動WinCC2023/3/1860WinCC瀏覽器對話框點(diǎn)擊黑色三角（Activate），將當(dāng)前程序啟動。程序啟動后，需用操作員權(quán)限予以登錄。2023/3/1861所屬機(jī)器WINCC用戶名WINCC密碼6號爐mands123456熱化super123456熱網(wǎng)cccc123456新高溫水dddd654321操作員用戶名及密碼2023/3/1