SIMATIC STEP7和PCS7培訓(xùn)（高端培訓(xùn)）

工程師培訓(xùn)資料標(biāo)題：SIMATICSTEP7\PCS7培訓(xùn)（高端培訓(xùn)）培訓(xùn)人：xx用于中低性能范圍的模塊化中小控制系統(tǒng)高達(dá)32個(gè)模塊的可擴(kuò)展設(shè)計(jì)在模塊中集成背板總線可以連接MPI、Profibus、Ethernet以及ProfiNet.

通過PG/PC可以連接訪問所有模塊通過硬件組態(tài)工具來執(zhí)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置1、SIMATICS7系統(tǒng)產(chǎn)品系列；2、培訓(xùn)設(shè)備和編址；安裝/維護(hù)可編程邏輯控制器；3、SIMATIC管理器；4、硬件組態(tài)；5、硬件調(diào)試；6、符號尋址；7、塊結(jié)構(gòu)和LAD/FBD/STL編程器；8、位指令；9、數(shù)字指令；10、對用戶程序進(jìn)行重新接線；11、文檔制作、保存和歸檔；12、數(shù)據(jù)塊；13、功能和功能塊；14、組織塊；15、模擬量處理；16、故障診斷；17、系統(tǒng)信息。PLC硬件與軟件92023/9/26共107頁112023/9/26共107頁122023/9/26共107頁132023/9/26共107頁3142023/9/26共107頁S7-300CPU指示燈及含義模式選擇器：MRES=存儲器復(fù)位功能；STOP=停止模式，程序不執(zhí)行；RUN=運(yùn)行模式，執(zhí)行程序。

狀態(tài)指示燈：

SF=系統(tǒng)錯(cuò)誤，內(nèi)部CPU故障或帶診斷功能的模塊發(fā)生故障。

BATF=電池故障；電池耗盡或沒裝電池；

DC5V=內(nèi)部的5VDC電源指示燈；

FRCE=FORCE，指示至少一個(gè)輸入或輸出被強(qiáng)制；

RUN=當(dāng)CPU啟動時(shí)閃爍，進(jìn)入運(yùn)行模式后持續(xù)點(diǎn)亮；

STOP=在停止模式中持續(xù)點(diǎn)亮。慢速閃爍表示存儲器復(fù)位請求；正在執(zhí)行存儲器復(fù)位時(shí)快速閃爍，因?yàn)椴迦氪鎯ǘ蟠鎯ζ鲝?fù)位時(shí)慢速閃爍。152023/9/26共107頁162023/9/26共107頁172023/9/26共107頁182023/9/26共107頁192023/9/26共107頁202023/9/26共107頁212023/9/26共107頁222023/9/26共107頁232023/9/26共107頁242023/9/26共107頁252023/9/26共107頁262023/9/26共107頁272023/9/26共107頁282023/9/26共107頁292023/9/26共107頁302023/9/26共107頁312023/9/26共107頁用戶程序重新接線322023/9/26共107頁332023/9/26共107頁342023/9/26共107頁352023/9/26共107頁362023/9/26共107頁372023/9/26共107頁382023/9/26共107頁392023/9/26共107頁402023/9/26共107頁412023/9/26共107頁422023/9/26共107頁432023/9/26共107頁組織塊功能明細(xì)1、自由循環(huán)組織塊OB12、日期中斷組織塊OB10~OB173、時(shí)間延遲中斷組織塊OB20~OB234、循環(huán)中斷組織塊OB30~OB385、硬件中斷組織塊OB40~OB476、DPV1中斷組織塊OB55~OB577、多處理器中斷組織塊OB608、時(shí)鐘同步中斷組織塊OB61~OB649、工藝同步處理中斷組織塊OB6510、冗余故障中斷組織塊OB70、OB7211、異步故障中斷組織塊OB80~OB8712、處理中斷組織塊OB8813、背景循環(huán)中斷組織塊OB9014、啟動中斷組織塊OB100~OB10215、同步錯(cuò)誤中斷組織塊OB121、OB122442023/9/26共107頁常用中斷OB塊

11、異步故障中斷組織塊OB80~OB87

異步故障中斷用于處理各種故障事件。

OB80：處理時(shí)間故障、CIR（Configuration

In

Run）后的重新運(yùn)行等功能，例如OB1或OB35運(yùn)行超時(shí)，CPU自動調(diào)用OB80報(bào)錯(cuò)，如果程序中沒有創(chuàng)建OB80，CPU進(jìn)入停止模式。

OB81：處理與電源相關(guān)的各種信息（S7-400系列PLC

CPU只有電池故障時(shí)調(diào)用），出現(xiàn)故障，CPU自動調(diào)用OB81報(bào)錯(cuò)，如果程序中沒有創(chuàng)建OB81，CPU不會進(jìn)入停止模式。

OB82：診斷中斷，如果使能一個(gè)具有診斷中斷模塊的診斷功能（例如斷線、傳感器電源丟失），出現(xiàn)故障時(shí)調(diào)用OB82，如果程序中沒有創(chuàng)建OB82，CPU進(jìn)入停止模式。診斷中斷還對CPU所有內(nèi)外部故障，包括模塊前連接器拔出、硬件中斷丟失等作出響應(yīng)。

OB83：用于模塊插拔事件的中斷處理，事件出現(xiàn)，CPU自動調(diào)用OB83報(bào)警，如果程序中沒有創(chuàng)建OB83，CPU進(jìn)入停止模式。OB84：用于處理存儲器、冗余系統(tǒng)中兩個(gè)CPU的冗余連接性能降低等事件。

OB85：用于處理操作系統(tǒng)訪問模塊故障、更新過程映像區(qū)時(shí)I/O訪問故障、事件觸發(fā)但相應(yīng)的OB沒有下載到CPU等事件，事件出現(xiàn)，CPU自動調(diào)用OB85報(bào)錯(cuò)，如果程序中沒創(chuàng)建OB85，CPU進(jìn)入停止模式。

452023/9/26共107頁OB86：用于處理擴(kuò)展機(jī)架（不適用于S7-300系列）、PROFIBUS-DP主站、PROFIBUS-DP或PROFINET

I/O分布I/O系統(tǒng)中站點(diǎn)故障等事件，事件出現(xiàn)，CPU自動調(diào)用OB86報(bào)錯(cuò)，如果程序中沒有創(chuàng)建，CPU進(jìn)入停止模式。

OB87：用于處理MPI

GD

通信及時(shí)鐘同步故障，事件出現(xiàn)，CPU自動調(diào)用OB87報(bào)錯(cuò)，如果程序中沒有創(chuàng)建，CPU不會進(jìn)入停止模式。462023/9/26共107頁同步錯(cuò)誤中斷組織塊OB121/OB122OB121處理與編程故障有關(guān)的事件，例如調(diào)用的函數(shù)沒有下載到CPU中、BCD碼出錯(cuò)等；OB122處理與I/O地址訪問故障有關(guān)的事件，例如訪問一個(gè)I/O模塊時(shí)，出現(xiàn)讀故障等；如果上述故障出現(xiàn)，在程序中沒有創(chuàng)建OB121、OB122，CP進(jìn)入停止模式。472023/9/26共107頁模擬量482023/9/26共107頁492023/9/26共107頁502023/9/26共107頁512023/9/26共107頁522023/9/26共107頁故障診斷532023/9/26共107頁542023/9/26共107頁552023/9/26共107頁562023/9/26共107頁572023/9/26共107頁582023/9/26共107頁592023/9/26共107頁602023/9/26共107頁612023/9/26共107頁622023/9/26共107頁632023/9/26共107頁642023/9/26共107頁652023/9/26共107頁662023/9/26共107頁672023/9/26共107頁682023/9/26共107頁692023/9/26共107頁第二部分SIMATICTDCCFC編程和通訊，SD-TDC編程2023/9/26共107頁70主要內(nèi)容2023/9/26共107頁71TDC系統(tǒng)概述件系統(tǒng)1TDC通訊概述2TDC的硬件介紹3TDC軟件介紹4一、TDC系統(tǒng)概述2023/9/26共107頁72SIMATICTDC定義:

Technology&DriveController，即工藝和傳動控制器。它是基于VME64的新型控制系統(tǒng)，每個(gè)機(jī)架有21個(gè)插槽，最多可以安裝20個(gè)CPU。一個(gè)TDC系統(tǒng)通過GDM網(wǎng)絡(luò)最多可以連接44個(gè)機(jī)架，即一個(gè)TDC系統(tǒng)理論上最多可以集成836個(gè)CPU。

TDC的前期同類型控制器的比較同屬于工藝及傳動控制系列的控制器有T400、FM458、SIMADYND和TDC。T400是將工藝技術(shù)集成到傳動（即MATERDRIVES和DCMaster）里，安裝于傳動控制柜里，可實(shí)現(xiàn)快速控制和計(jì)算。FM458是將工藝技術(shù)集成到S7-400里的一種控制器，安裝于S7-400機(jī)架里，可實(shí)現(xiàn)快速控制和計(jì)算。SIMADYND是采用64位CPU進(jìn)行多值計(jì)算，每個(gè)機(jī)架最多可安裝8個(gè)CPU。它和TDC一樣，最小循環(huán)周期都是0.1ms，都屬于D7系列產(chǎn)品。TDC是SIMADYND的升級換代產(chǎn)品。2023/9/26共107頁73二、TDC通訊概述TDC系統(tǒng)屬于多處理器系統(tǒng)，多個(gè)CPU處理器可以同步運(yùn)行。TDC機(jī)架內(nèi)的所有模塊都通過高性能的64位背板總線相連，通訊的周期時(shí)間可達(dá)100μs。分布式外設(shè)可以通過ProfibusDP接口與TDC以主從站的方式連接通訊?？梢酝ㄟ^帶寬為100Mbit/s的TCP/IP接口，可以將多個(gè)SIMATIC工作站、上位PC機(jī)及其它廠家工作站連接起來，并實(shí)現(xiàn)高可靠性通訊。2023/9/26共107頁74GDM網(wǎng)絡(luò)GDM：GlobalDataMemory,即全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲器，如下圖所示。GDM是TDC自動化系統(tǒng)的控制中心，它實(shí)現(xiàn)了TDC機(jī)架間的快速通訊及自診斷功能。機(jī)架間的距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到700米。2023/9/26共107頁75GDM的典型配置圖2023/9/26共107頁76GDM網(wǎng)絡(luò)不同的用戶通過光纖于中心GDM相連接。每一塊接口模塊CP52I0都可以連接4個(gè)TDC機(jī)架。GDM網(wǎng)絡(luò)使得機(jī)架間數(shù)據(jù)通訊帶寬可達(dá)640M，因此對于一個(gè)典型的具有10個(gè)機(jī)架的TDC系統(tǒng)而言，數(shù)據(jù)刷新率可以達(dá)到低于1.0ms。2023/9/26共107頁77三、TDC的硬件介紹注意：TDC在運(yùn)行起來之后，可以熱插拔外部存儲器卡，但是在重新啟動CPU前必須插上外部存儲器卡。原因是CPU在啟動時(shí)，要把外部存儲器卡PCMCIA內(nèi)的用戶程序讀到內(nèi)存RAM里，在TDC在正常運(yùn)行時(shí)使用內(nèi)存RAM里的程序。機(jī)架：現(xiàn)在市場上流行的機(jī)架只有一種，型號為UR5213，它包含了電源及背板母線。備用電池必須為西門子專用電池，原先是兩塊1.5V的電池，現(xiàn)在是一塊3.6V的電池。2023/9/26共107頁78CPU模塊CPU有CPU550和CPU551兩種類型，現(xiàn)在CPU550已經(jīng)停產(chǎn)，現(xiàn)在市場流行和我們項(xiàng)目中正在使用的都是CPU551。它是針對開閉環(huán)控制任務(wù)設(shè)計(jì)，對處理性能要求極高，具有RISC（reducedinstructionsetcomputer)R5000處理器的64位CPU。周期時(shí)間可達(dá)100μs具有8個(gè)數(shù)字量輸入串行接口用于診斷、服務(wù)和下載到處理器程序

注意：首次下載程序只能用RS232串口（DUST1)，以后可以采RS485接口（MPI口）。2023/9/26共107頁79輸入/輸出模塊SM500輸入/輸出模塊類型只有一種SM500型，每個(gè)SM500模塊都具有3個(gè)50針的插座接口。每個(gè)機(jī)架中所安裝的輸入/輸出模塊數(shù)量不受限值，模塊的輸入/輸出通道可以根據(jù)不同的CPU模塊進(jìn)行利用。每個(gè)SM500模塊具有：

8個(gè)模擬量輸入

4個(gè)積分型的模擬量輸入

8個(gè)模擬量輸出

16個(gè)二進(jìn)制數(shù)字量輸入

16個(gè)二進(jìn)制數(shù)字量輸出

4個(gè)增量型編碼器輸入

4個(gè)絕對值型編碼器輸入2023/9/26共107頁80通訊模塊CP50M1或CP50M0安裝于TDC機(jī)架，帶2個(gè)DP/MPI接口，負(fù)責(zé)與分布式從站通訊及機(jī)架內(nèi)CPU之間的通訊。CP51M1或CP5100安裝于TDC機(jī)架，帶有IE接口，用以連接以太網(wǎng)，可用于機(jī)架間通訊，可連接HMI及上位機(jī)。CP51M1不限插槽，CP5100只限18-21插槽。CP52A0為GDM緩存模板，安裝于TDC機(jī)架，每個(gè)只有一個(gè)FO接口，用于和GDM的通訊。CP52I0為GDM接口模板，安裝于GDM機(jī)架的2-12號插槽，每個(gè)模板有4個(gè)FO接口，用于和TDC機(jī)架的通訊。CP52M0為GDM存儲器模板，安裝于GDM機(jī)架的1號插槽，用于和PDA的通訊。2023/9/26共107頁81四、TDC軟件介紹TDC的軟件平臺為SIMATICManager，在此軟件平臺基礎(chǔ)上需要安裝D7-SYS和CFC(continuousfunctionchart)及SFC(sequentialfunctionchart)軟件包，SFC為可選項(xiàng)包。SIMATICManager、D7-SYS、CFC和SFC集成起來統(tǒng)稱為SIMATICD7-ES。2023/9/26共107頁82D7-SYS系統(tǒng)CFC和PCS7系統(tǒng)CFC的區(qū)別D7-SYS系統(tǒng)的CFC和PCS7系統(tǒng)的CFC是不同的。D7-SYS系統(tǒng)的CFC，即SIMADYND和TDC的CFC系統(tǒng)程序是以T為中斷，共有5個(gè)循環(huán)中斷（以T0為基準(zhǔn)（以ms為單位），T1—T5分別為T0的倍數(shù)，如：T1=1T0,T2=4T0,T3=16T0,T4=64T0,

T5=256T0。）PCS7系統(tǒng)的CFC是將循環(huán)中斷的時(shí)間放到OB32—OB35的循環(huán)中斷組織塊中，分別是：OB32為1s，OB33為0.5s，OB34為0.2s，OB35為0.1s。2023/9/26共107頁83硬件配置硬件選擇：“硬件目錄”定義了可以配置的模塊，可通過拖放操作來配置這些模塊，配置模塊的同時(shí)預(yù)設(shè)其屬性。設(shè)置參數(shù)：不同類型的模塊可能具有不同的參數(shù)。例如，處理器模塊CPU中的參數(shù)有基本周期時(shí)間T0、周期時(shí)間T1-T5和地址。編譯存盤：TDC的硬件配置不必像S7系統(tǒng)的硬件配置一樣，配置完后必須下裝到CPU中。TDC的硬件配置可以連同編譯后的用戶程序（功能圖）一起下裝到CPU中。2023/9/26共107頁84硬件配置的一個(gè)實(shí)例下面是精軋機(jī)架1機(jī)架控制部分的一個(gè)處理器模塊CPU中基本周期時(shí)間T0、周期時(shí)間T1-T5配置的一個(gè)實(shí)例:2023/9/26共107頁85輸入/輸出模塊SM500配置實(shí)例輸入/輸出模塊SM500配置實(shí)例2023/9/26共107頁86CFC連續(xù)功能圖CFC軟件的基礎(chǔ)是功能塊，所有功能塊都可以通過拖拽的方式放入CFC圖中，再根據(jù)所需的數(shù)據(jù)流組態(tài)并連接。功能塊集中保存在庫中，標(biāo)準(zhǔn)庫隨CFC一起提供。一個(gè)CFC圖包含一個(gè)或多個(gè)子圖或分區(qū)（A,B,…,Z等），一個(gè)分區(qū)包含6個(gè)頁面。CFC頁面包含帶模塊的模塊區(qū)域和左右兩側(cè)的邊格欄，其中輸入信號位于左側(cè)，輸出信號位于右側(cè)。2023/9/26共107頁87CFC設(shè)置所有的參數(shù)都得在塊調(diào)用時(shí)進(jìn)行預(yù)設(shè)值，如塊輸入點(diǎn)的值、塊名稱、周期時(shí)間和順序?？梢栽谀J(rèn)值的情況下改變周期時(shí)間和順序預(yù)設(shè)值。必須為塊輸入點(diǎn)設(shè)置一個(gè)常數(shù)值或一個(gè)連接，輸出可以處于開放狀態(tài)（證明未使用）。用鼠標(biāo)先后點(diǎn)擊功能塊上的輸入和輸出，就可以在輸入和輸出之間建立連接。條件是被連接的塊必須位于同一個(gè)CPU上，且所要連接輸入/輸出的數(shù)據(jù)類型必須相同。當(dāng)連接到另一個(gè)CFC頁面時(shí)，連接被引到邊格欄上，并且生成一個(gè)交叉引用。雙擊交叉引用可以迅速切換到引用所指的位置。2023/9/26共107頁88數(shù)據(jù)類型簡寫全稱定義位數(shù)BOBOOL邏輯型8BYBYTE8位順序數(shù)字型8DIDINT雙整數(shù)型32DWDWORD32位順序數(shù)字型32GVGLOBAL連接到全局操作數(shù)型-IINT整數(shù)型16RREAL浮點(diǎn)數(shù)型32SSTRING任意長度的字符串型200個(gè)字節(jié)TSSDTIME以TDC或SIMADYND格式下的高分辨率時(shí)間段32WWORD16位順序字型162023/9/26共107頁89全局操作數(shù)全局操作數(shù)是塊的輸入或輸出上的互聯(lián)，對于任一全局變量都必須連接有地址。全局操作數(shù)可以是：$信號，它們只用于在同一個(gè)TDC站上不同CPU的功能塊之間的互聯(lián)；！信號，即虛擬連接，是塊連接之間看不見的連接，CFC圖上并未畫上任何連接，而只是生成在邊格欄上，可連接本CPU內(nèi)塊，也可連接本機(jī)架內(nèi)其它CPU里的塊；*符號硬件地址，該硬件地址是為模塊的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)端子指定的符號名稱，該符號地址在HW-Confi中定義OP連接，即與SIMATICOP進(jìn)行通訊的連接；過程中斷ID，即事件觸發(fā)型中斷，在HW-Confi中定義名稱引用，如消息系統(tǒng)名。2023/9/26共107頁90CFC程序運(yùn)行順序所有CFC程序都放在T1-T5里，如T1=4ms,T2=16ms,T3=64ms,T4=256ms,T5=1024ms，則所有在T1內(nèi)的程序每4ms循環(huán)掃描一次，所有在T2里的程序每16ms循環(huán)掃描一次，以此類推。下面實(shí)例表示的是在同一個(gè)T5里的第11組程序里的第40個(gè)功能塊。CFC的運(yùn)行順序?yàn)椋谕粋€(gè)T內(nèi)，按序列從第一組程序開始往后執(zhí)行；同樣，在同一個(gè)程序組內(nèi)，按序列從第一個(gè)功能塊開始往后執(zhí)行。2023/9/26共107頁91編譯及下載程序CFC程序編譯：在編譯CFC功能圖程序之前，必須對工作站的硬件配置進(jìn)行一致性檢查并保存。在CFC中，CPU的所有功能圖總是被編譯成一個(gè)可執(zhí)行的應(yīng)用程序，并自動鏈接和裝載所有需要用到的程序塊。下載：程序在CPU上運(yùn)行之前必須先裝入CPU的程序存儲器，并在CPU重啟時(shí)將程序讀到CPU的內(nèi)存RAM里。

可在線和離線下載應(yīng)用程序：

離線下載：這種情況僅適用于具有獨(dú)立存儲卡（閃存卡）的CPU模塊。將存儲卡安裝在一個(gè)PCMCIA連接器中執(zhí)行離線下載。2023/9/26共107頁92編譯及下載程序CFC程序在線下載：CPU接口（X01）被集成到了操作系統(tǒng)中，因此可作為聯(lián)機(jī)接口。成功組態(tài)之后，組態(tài)的接口只能用作在線下載接口。在線接口：需要在線接口的目的是為了內(nèi)部查看控制系統(tǒng)（測試模式）或在線下載應(yīng)用程序?？捎孟旅鎯煞N在線下載接口：

1）RS232接口（DUST1），對于CPU就是X01口，通過此接口只能對本CPU進(jìn)行訪問。

2）RS485多點(diǎn)接口（MPI），此接口在通訊模塊上，SS52、CP50M0/CP50M1。如果要允許訪問機(jī)架中的所有CPU，按照“service”實(shí)用程序組態(tài)該中央接口，可組態(tài)DUST1或MPI協(xié)議。

注意：下載時(shí)千萬不要掉電，也不要設(shè)置屏保。2023/9/26共107頁93中央服務(wù)功能中央服務(wù)：可以通過子機(jī)架中組態(tài)的DUST1或MPI（常用）鏈路訪問該機(jī)架中的各CPU。這需要如下組態(tài)：

1）每個(gè)子機(jī)架中必須有一次:-DUST1連接或MPI連接（CFC塊為@MPI）

2）每個(gè)CPU中至少有一次：

-服務(wù)功能塊”SER“的連接“SER”連接用于將CPU耦合連接到哪一個(gè)模塊的哪一個(gè)端口。CTS端指定耦合模塊和接口，US端指定一個(gè)通道名和地址段1。通道名稱：最多6個(gè)字符；ASCII字符、點(diǎn)號和@除外；數(shù)據(jù)接口上的通道名稱必須唯一；通道名后必須輸入”.“地址段1：即CPU的插槽號，標(biāo)準(zhǔn)情況下必須有兩位數(shù)位注意：@MPI塊和SER塊都必須放在掃描周期32ms≤TA≤256ms以內(nèi)。2023/9/26共107頁94中央服務(wù)功能編程示例2023/9/26共107頁95GDM耦合GDM耦合中央塊：為GDM耦合提供初始化、激活和監(jiān)視功能。組態(tài)期間必須考慮下列方面：

-必須為機(jī)架組態(tài)一個(gè)耦合中央塊

-耦合中央塊沒有發(fā)送和接收功能

-所有耦合中央塊的周期時(shí)間都必須組態(tài)為32ms≤TA≤256ms下面是對GDM耦合中央塊@SRACK配置示例：2023/9/26共107頁96ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)ProfibusDP耦合組態(tài)功能塊@PRODP:波特率和Profibus地址可以在@PRODP里定義，也可以通過COMPROFIBUS軟件包進(jìn)行定義。在塊@PRODP里，BDR端為波特率（默認(rèn)為5，即1.5M），SLA端為主從設(shè)定端（設(shè)為0為主站，其它為從站）。地址連接AT和AR配置格