西門子PLC系統(tǒng)及其應(yīng)用

西門子PLC系統(tǒng)及其應(yīng)用1/38Chongqing

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&Technology第01次課主要內(nèi)容：西門子PLC特點(diǎn)、發(fā)展和主要應(yīng)用西門子PLC的分類西門子S7-300/400系列PLC與S7-200

PLC的異同點(diǎn)參考章節(jié)：第1章課時(shí)：2目的與要求、重點(diǎn)、難點(diǎn)2/38Chongqing

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&Technology目的與要求明確本課程的性質(zhì)和任務(wù),掌握學(xué)習(xí)本課程的方法了解西門子PLC的種類及特點(diǎn)重點(diǎn)西門子PLC的分類西門子S7-300/400

PLC與S7-200

PLC的異同點(diǎn)難點(diǎn)無一、課程簡(jiǎn)介3/38Chongqing

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&Technology課程性質(zhì)：本課程是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)任選課程，其特點(diǎn)是與工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系十分密切，實(shí)踐性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛?！镎n程任務(wù)：它包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其任務(wù)是學(xué)習(xí)西門子S7-300

系列PLC的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、典型程序分析和設(shè)計(jì)，并通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)和實(shí)例分析，使學(xué)生具有用西門子S7-300/400系列大中型PLC改造常規(guī)繼電控制系統(tǒng)和根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng)的能力。1.掌握西門子S7－300系列PLC的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、尋址方式、工作特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。掌握S7－300系列PLC的指令系統(tǒng)及典型控制程序的設(shè)計(jì)。學(xué)會(huì)Windows環(huán)境下的STEP

7編程軟件使用和控制程序的調(diào)試步驟及方法。通過實(shí)例分析，掌握用PLC進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟，編程方法，培養(yǎng)學(xué)生用PLC改造常規(guī)繼電控制系統(tǒng)和根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的能力4/38Chongqing

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&Technology教學(xué)基本要求教材及參考書5/38Chongqing

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&Technology教材及參考書6/38Chongqing

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&Technology考核方式7/38Chongqing

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&Technology考試課，試卷考試試卷：50%作業(yè)：20%，5次作業(yè)實(shí)驗(yàn)：30%，5次實(shí)驗(yàn)全集成自動(dòng)化

(TIA)8/38Chongqing

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&Technology現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的典型結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)（現(xiàn)場(chǎng)總線）車間監(jiān)控級(jí)（工業(yè)以太網(wǎng)）找找PLC在哪吧？★結(jié)論：PLC是現(xiàn)代9/38Chongqing

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&Technology工業(yè)自動(dòng)化的核心控制器。第一章SIMATIC

S7

系統(tǒng)概述I0.6I0.7SIEMENSS7-200SIMATICX

23

4SFI0.0

Q0.0

Mic

ro

PLC

212RUN

I0.1

Q0.110/38Chongqing

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&TechnologySTOP

I0.2

Q0.2I0.3

Q0.3I0.4

Q0.4I0.5

Q0.5S7-200S7-300S7-400SIemens

+

autoMATIC

=

SIMATICS7-200/1200/300/400S7-120011/38Chongqing

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&TechnologySIMATIC

S7/C7/M7

和

WinAC

控制器模塊化SIMATIC

S7

-

400模塊化模塊化一體化SIMATIC

S7

-

200模塊化模塊化SIMATIC

M7

-

400高中性能系列較低性能系列SIMATIC

S7

-

300

SIMATIC

M7-

300 SIMATIC

C7

-

620

SIMATIC

WinAC

Basic微型

PLCSIMATIC

WinAC

Pro12/38Chongqing

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&TechnologySIMATIC 產(chǎn)品綜述SIMATIC控制器SIEMENSSF

RUNSTOPI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7SIMATICS7-200Q0.0CPU

212Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5SIMATIC

PG

SIMATIC

PCPG

740SIEMENSSI

MAT

IC

O

P

1

7K1

K2

K3

K4

K5

K6

K7

K8HE

L

PSH

IF

TK9

K1

0

K11K1

2

K1

3

K14

K1

5K1

6ES

C7

8

9

0D

E

F AC

K4

5

6

.A

B

C IN

S1

23

SH

I

FT

D

E

L

HE

L

P

EN

T

E

RSIMATIC

HMIASIFMSVSIMATIC

DPSIMATIC

NETPROFIBUS-DP13/38Chongqing

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&Technology工業(yè)以太網(wǎng)PROFIBUSMPI

-

網(wǎng)絡(luò)SIMATIC

NETS7-200:

概述SIEMENSSIMATICS7-200SF

RUN

STOPI1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7Q1.0 CPU

214Q1.1Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7EM221DI

8

x

DC24VI.0I.1I.2I.3I.4I.5I.6I.714/38Chongqing

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&TechnologyS7-200:

技術(shù)參數(shù)CPU222CPU224（XP）CPU226CPU226(XP)尺寸90x80x62

mm120.5x80x62

mm190x80x62mm190x80x62mm程序存儲(chǔ)區(qū)2

K字4

K

字4K

字8K

字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)1024

字2560

字2560

字節(jié)5120

字節(jié)基本單元I/O8

DI

/

6

DO擴(kuò)展能力2個(gè)擴(kuò)展模塊14DI

/10

DO 24DI/16

DO 24

DI

/

16

DO-----------------------

7

個(gè)擴(kuò)展模塊

-------------------------邊沿中斷時(shí)間中斷……

4

個(gè)上升沿/或4個(gè)下降沿

……………………2

個(gè)1

ms分辨率…………………計(jì)數(shù)器/定時(shí)器 256/256 256/256 256/256 256/256

布爾量運(yùn)算速度

…………0.37微妙/每條指令通訊

……通訊 ………………RS485\DP\

PPI\

自由口\MPI連接

………維護(hù) 免維護(hù),

無電池指令集基本設(shè)備基本,標(biāo)準(zhǔn),

特殊操作,集成功能 +PID,接收 +PID,

接收算術(shù)功能（定點(diǎn)和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算）基本S7-200系統(tǒng)包括2種CPU型號(hào)，每種

CPU型號(hào)都有3個(gè)類型（區(qū)別:

供電電壓/集成I/O)15/38Chongqing

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&TechnologyS7-200:

模塊EMEMCPCP24316/38Chongqing

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&TechnologySIEMENSSF

RUN

STOPQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7SIMATICS7-20017/38Chongqing

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&TechnologyCPU

212電位器輸出輸入PPI

連接模式選擇器存儲(chǔ)器卡狀態(tài)指本示機(jī)DI/DO狀態(tài)指示S7-200: CPU

設(shè)計(jì)S7-120018/38Chongqing

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&TechnologyS7-120019/38Chongqing

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&TechnologyS7-1200

完美的整合20/38Chongqing

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&Technology面向簡(jiǎn)單而高精確度自動(dòng)化任務(wù)，核心組件是新型的模塊化

S7-1200控制器。HMI精簡(jiǎn)系列面板能夠無縫兼容該控制器和功能強(qiáng)大的集成工程組態(tài)系統(tǒng)，其性能經(jīng)過優(yōu)化，確保了簡(jiǎn)化開發(fā)、快速啟動(dòng)、精確監(jiān)控并具有高可用性。上述產(chǎn)品的完美整合，

以及其所具有的創(chuàng)新特點(diǎn)，為小型自動(dòng)化系統(tǒng)帶來

前所未有的高效率。S7-1200

CPU21/38Chongqing

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&TechnologyS7-1200的

CPU

有3種不同型號(hào)：CPU

1211C、CPU

1212C

和

CPU1214C。每一種都可以根據(jù)機(jī)器的需要進(jìn)行擴(kuò)展。任何一種

CPU

的前面都可以增加一塊信號(hào)板，以擴(kuò)展數(shù)字量或模擬量

I/O，而不必改變控制器的體積。信號(hào)模塊可以連接到

CPU的右側(cè)，以擴(kuò)展其數(shù)字量或模擬量

I/O

通道。1212C

可連接

2

個(gè)信號(hào)模塊，CPU

1214C

則可連接

8

個(gè)。所有的S7-1200

CPU

都可以配備最多3個(gè)通訊模塊以支持進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的串行通訊。S7-1200

HMISIMATIC

HMI

精簡(jiǎn)系列面板可以與

S7-1200

控制器無縫兼容。專注于簡(jiǎn)單應(yīng)用，可以滿足特殊的可視化要求，提供最佳性能和功能，具有各種尺寸的屏幕可供選擇，安裝向后兼容方便升級(jí)。KTP400/6001000

Basic，TP1500

Basic22/38Chongqing

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&TechnologyS7-1200

軟件23/38Chongqing

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&TechnologySIMATIC

STEP

7

Basic

是西門子開發(fā)的高集成度工程組態(tài)系統(tǒng)，包括面向任務(wù)的智能軟件

SIMATICWinCC

Basic。它提供了直觀易用的編輯器，用于對(duì)SIMATIC

S7-1200和

SIMATIC

HMI

精簡(jiǎn)系列面板進(jìn)行高效組態(tài)。除了支持編程以外，SIMATICSTEP7

Basic

還為硬件和網(wǎng)絡(luò)配置、診斷等提供通用的工程組態(tài)框架。而該工程組態(tài)系統(tǒng)所具有的功能正是控制器與

HMI之間完美協(xié)作的關(guān)鍵因素。S7-300:

概述24/38Chongqing

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&TechnologyS7-300: 技術(shù)參數(shù)CPU314CPU312IFM工作存儲(chǔ)器:裝載存儲(chǔ)器

(內(nèi)部RAM.):6

K

字節(jié)20

K

字節(jié)12

K

字節(jié)20

K

字節(jié)24

K

字節(jié)40

K

字節(jié)24

K

字節(jié)40

K

字節(jié)48

K

字節(jié)80

K

字節(jié)裝載存儲(chǔ)器

(FlashROM)-512

K

字節(jié)512

K

字節(jié) - 512

K

字節(jié)(最多可接)DI

/

DO:1281285129921024AI

/

AO:323264248128本機(jī)

I/O點(diǎn)DI

/

DO10

/

6--20

/

16-AI/

AO程序執(zhí)行時(shí)間0.6ms0.6

ms0.3

ms4

/

10.3

ms0.3

ms（1K二進(jìn)制指令）存儲(chǔ)器標(biāo)志位10242048204820482048計(jì)數(shù)器

/定時(shí)器32

/

6464

/12864/12864/12864/128集成功能有無無有無例如：計(jì)數(shù)器/頻率測(cè)量同時(shí)通過MPI通訊的節(jié)點(diǎn)44444CPU313CPU315CPU314IFM25/38Chongqing

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&TechnologyS7-300:

模塊FM:計(jì)數(shù)定位閉環(huán)控制PSCPUIMSM:SM:SM:SM:(可選)(可選)DIDOAIAOCP:點(diǎn)-到-點(diǎn)PROFIBUS工業(yè)以太網(wǎng)26/38Chongqing

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&TechnologyCPU314SIEMENSSFBATF

DC5VFRCERUN

STOPRUN-P

RUN

STOP

M

RESSIMATICS7-300BatterieMPICPU315-2

DPSIEMENSRUN-P

RUN

STOP

M

RESSIMATICS7-300BatterieDPMPISF SF

DPBATF

BUSFDC5VFRCERUN

STOPS7-300: CPU

設(shè)計(jì)27/38Chongqing

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&Technology指示燈:SF

系統(tǒng)錯(cuò)誤BATF

電池低壓BUSF

總線錯(cuò)誤DC5V 電源FRCE

強(qiáng)制操作RUN 運(yùn)行STOP

停止SFDP

DP接口錯(cuò)模式開關(guān)RUN-P

編程運(yùn)行RUN

運(yùn)行STOP

停止MRES

復(fù)位S7-400:

概述28/38Chongqing

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&TechnologyS7-400:

CPU 技術(shù)參數(shù)（1）過程映象區(qū)大小(輸入/輸出)最大的

I/O

地址區(qū)集成接口p.

256

Bytep.

8

KByte*)MPI MPI,

DP*)

1

Byte=

8

數(shù)字量輸入/輸出2

Byte

=

1

模擬量輸入/輸出p.

512

Bytep.

16

KByte*)MPIp.

256

Bytep.

8

KByte*)p.

128

Bytep.

2

KByte*)CPU

412-1CPU

413-1CPU

413-2

DPCPU

414-1CPU

414-2

DPCPU

416-1/-2DP/-2DP每條二進(jìn)制指令的執(zhí)行時(shí)間200

nsec200

nsec200

nsec100

nsec100

nsec80

nsec裝入/傳遞

(字)200

nsec200

nsec200

nsec100

nsec100

nsec80

nsec16位定點(diǎn)數(shù)

(+/-)200

nsec200

nsec200

nsec100

nsec100

nsec80

nsecIEEE

浮點(diǎn)數(shù)

(+/-)1200

nsec1200

nsec1200

nsec600

nsec600

nsec480

nsec用戶存儲(chǔ)器工作存儲(chǔ)器48

KB72

KB72

KB128

KB128

KB/

384KB512

KB/

0.8MB/

1.6MB裝載存儲(chǔ)器

(內(nèi)部集成)8

KB8

KB8

KB8

KB8

KB16

KB裝載存儲(chǔ)器

(外部)16

MB16

MB16

MB16

MB16

MB16

MB操作資源存儲(chǔ)器標(biāo)志(位)4096409640968192819216384時(shí)鐘存儲(chǔ)器888888定時(shí)器256256256256256512計(jì)數(shù)器256256256256256512塊類型/數(shù)目FB

塊2562562565125122048FC

塊256256256102410242048DB

塊512512512102410244096MPIMPI,

DPp.

128

Byte

p.

128

Byte29/38Chongqing

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&Technologyp.

2KByte*)

p.

2KByte*)MPI,S7-400:

CPU

技術(shù)參數(shù)（2）組織塊主循環(huán)掃描

日期時(shí)間中斷時(shí)間延時(shí)中斷看門狗中斷

硬件中斷多處理器中斷啟動(dòng)故障,

異步故障,

同步局部數(shù)據(jù)區(qū)塊的最大長(zhǎng)度塊的最大嵌套深度MPI和

K總線上在線激活的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)MPI和

K總線上最大節(jié)點(diǎn)數(shù)每個(gè)GD組的數(shù)據(jù)大小CPU

414-1OB

1OB

10-13OB

20-23OB

32-35OB

40-43OB

60OB

100,101OB

80-87OB

121,1228

KB64

KB16323264

ByteCPU

416-1/

-2DP/

-2DPOB

1OB

10-17OB

20-23OB

30-38OB

40-47OB

60OB

100,101OB

80-87OB

121,12216

KB64

KB16643264

ByteCPU

414-2OB

1OB

10-13OB

20-23OB

32-35OB

40-43OB

60OB

100,101OB

80-87OB

121,1228KB64

KB16323264

ByteCPU

412-1OB

1OB

10,11OB

20,21OB

32,35OB

40,41OB

60OB

100,101OB

80-87OB

121,1224KB64

KB1683232

ByteCPU

413-1OB

1OB

10,11OB

20,21OB

32,35OB

40,4164

KB16163232

ByteCPU

413-230/38Chongqing

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&TechnologyOB

1OB

10,11OB

20,21OB

32,35OB

40,41OB

60 OB

60OB

100,101

OB

100,101OB

80-87 OB

80-87OB

121,122

OB

121,1224KB 4

KB64

KB16163232

ByteS7-400:

模塊PSCPUSM:SM:SM:SM:CPFMSMIMDIDOAIAO31/38Chongqing

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&TechnologyEXT.-BATT.5...15VDCX3X1CPU

414-2X

234414

-

2XG00

-0AB0INTFEXTFFRCECRSTRUN

STOPCRSTWRSTRUN-PRUNSTOP

CMRESDPINTF

EXTFBUSFEXT.-BATT.X1DI

32xDC24VX

234421

-1BL00

-

0AA0INTFEXTFFRCECRSTRUN

STOPCRSTWRSTRUN-PRUNSTOP

CMRES例如：CPU412-1

5...15V

DC啟動(dòng)模式開關(guān)模式選擇器32/38Chongqing

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&Technology例如：CPU416-2DP*

其他的

CPU請(qǐng)參見樣本目錄S7-400: CPU

（1）S7-400: CPU

（2）EXT.-BATT.5...15VDCX3X1CPU

414-2X

234414

-

2XG00

-0AB0INTFEXTFFRCECRSTRUN

STOPCRSTWRSTRUN-PRUNSTOP

CMRESDPINTF

EXTFBUSFEXT.-BATT.5...15VDCX1DI

32xDC24VX

234421

-1BL00

-

0AA0INTFEXTFFRCECRSTRUN

STOPCRSTWRSTRUN-PRUNSTOP

CMRESCPU故障指示

LED存儲(chǔ)器卡插槽MPI

接口外部電池DP接口故障指示LEDDP

接口33/38Chongqing

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&Technology編程設(shè)備PG720PG740PG760常用PC+Step734/38Chongqing

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&Technology循環(huán)掃描過程PLC的工作原理執(zhí)行OB100起動(dòng)循環(huán)時(shí)間監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)寫入輸出模塊讀取輸入模塊狀態(tài)執(zhí)行用戶程序執(zhí)行其他任務(wù)初始程序模塊化看門狗定時(shí)器與其他PLC不同執(zhí)行程序采樣輸入刷新輸出采樣輸入刷新輸出執(zhí)行程序掃描周期35/38Chongqing

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&Technology思考題《大中型PLC應(yīng)用教程》P9：1,236/38Chongqing

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&Technology附：西門子S7-300

PLC指示燈37/38Chongqing

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&TechnologySFBATF

DC5VFRCERUNSTOPBUSF紅色,用作系統(tǒng)出錯(cuò)/故障顯示，CPU的硬件出現(xiàn)故障或軟件有錯(cuò)，

帶診

斷功能模塊出錯(cuò)時(shí)點(diǎn)亮。紅色,電池故障，電池電壓低或沒有電池時(shí)點(diǎn)亮。綠色，+5V電源指示，CPU和S7300總線的5V電源正常時(shí)點(diǎn)亮。黃色，強(qiáng)制指示，至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)點(diǎn)亮。綠色，運(yùn)行方式，CPU處于RUN狀態(tài)時(shí)點(diǎn)亮，重新啟動(dòng)時(shí)以2Hz的頻率閃亮，保持HOLD狀態(tài)時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮。

黃色，停止方式，CPU處于STOP、HOLD狀態(tài)時(shí)或重新啟動(dòng)時(shí)常亮，請(qǐng)求存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮，正在執(zhí)行存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以2Hz的頻率閃亮，由于存儲(chǔ)器卡插入需要存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮。紅色，總線錯(cuò)誤，PROFIBUS-DP接口硬件或軟件故障時(shí)點(diǎn)亮，集成有DP口的CPU才有此LED，(如CPU315-2DP)，

集成有2個(gè)DP口的CPU有兩個(gè)LED（BUS1F和BUS2F）。附：西門子S7-400

PLC指示燈38/38Chongqing

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&TechnologyBUS1F

BUS2F

MSTR

REDFRACK0RACK1IFM1F

IFM2FINTF 紅色，內(nèi)部故障，如用戶程序運(yùn)行超時(shí)、錯(cuò)誤。EXTF

紅色，外部故障，例如電源故障，I/O模板故障。FRCE 黃色，至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)點(diǎn)亮。RUN

綠色，運(yùn)行模式。STOP 黃色，停止模式。紅色，MPI/PROFIBUS-DP接口1的總線故障。紅色，MPI/PROFIBUS-DP接口2的總線故障。黃色，CPU運(yùn)行。紅色，冗余錯(cuò)誤。黃色，CPU在機(jī)架0中。黃色，CPU在機(jī)架1中。紅色，接口子模塊1故障。紅色，接口子模塊2故障。西門子PLC系統(tǒng)及其應(yīng)用1/50Chongqing

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&Technology第02次課主要內(nèi)容：S7-300/400

PLC的硬件技術(shù)S7-300/400

PLC的CPU及I/O模塊S7-300/400

I/O模塊的地址分配遠(yuǎn)程單元教材參考章節(jié)：第4章課時(shí)：2目的與要求、重點(diǎn)、難點(diǎn)2/50Chongqing

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&Technology目的與要求了解S7-300/400

PLC的硬件技術(shù)掌握S7-300/400

PLC的CPU及I/O模塊的類型、主要技術(shù)參數(shù)和安裝方法S7-300/400

I/O模塊的地址分配重點(diǎn)：模塊的類型，技術(shù)參數(shù)輸入/輸出接線圖，地址分配難點(diǎn)：輸入/輸出接線圖，地址分配一、S7-300硬件結(jié)構(gòu)11槽，可以擴(kuò)展8個(gè)I/O模塊3/50Chongqing

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&TechnologyS7-300實(shí)物圖4/50Chongqing

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&TechnologyS7-300的擴(kuò)展能力槽號(hào)1234567891011CPUIMSFM本機(jī)PSPSIMRIMRPSIMRPS5/50Chongqing

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&TechnologyS7-300電源三種電源規(guī)格2A5A10A訂貨號(hào)6ES7

307-1BA00-0AA06ES7

307-1EA00-0AA06ES7

307-1KA01-0AA06/50Chongqing

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&TechnologyS7-300

CPU訂貨號(hào):6ES7

31x-XXXX-0AB07/50Chongqing

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&Technology西門子現(xiàn)有的S7-300

CPU8/50Chongqing

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&Technology計(jì)數(shù)器定時(shí)器實(shí)時(shí)時(shí)鐘

用戶程序保護(hù)CPU

集成功能3264無

口令保護(hù)10DI/6DO64128無

口令保護(hù)64128有

口令保護(hù)20DI/14DO4AI/1AOCPU單元CPU

312IFMCPU

313CPU

314IFMCPU

314工作內(nèi)存6KB12KB32KB24KB程序內(nèi)存20KB20KB32KB40KBDI/O(本地/遠(yuǎn)程)128/-128/-512/-512/-AI/O(本地/遠(yuǎn)程)位指令處理時(shí)間內(nèi)部繼電器32/-0.6

s102432/-0.6

s204864/-0.6

s204864/-0.6

s20489/50Chongqing

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&Technology64128有

口令保護(hù)S7-300

CPU主要技術(shù)參數(shù)CPU單元工作內(nèi)存程序內(nèi)存DI/O(本地/遠(yuǎn)程)AI/O(本地/遠(yuǎn)程)位指令處理時(shí)間內(nèi)部繼電器計(jì)數(shù)器定時(shí)器實(shí)時(shí)時(shí)鐘

用戶程序保護(hù)CPU

集成功能CPU

315CPU

315-2DPCPU

316-2DPCPU

318-248KB64KB128KB512KB80KB96KB192KB64KB1024/-1024/20481024/40961024/16384128/-128/256128/512128/20480.6

s0.6

s0.6

s0.1

s1024204820488192646464512128128128512有有有有口令保護(hù)口令保護(hù)口令保護(hù)口令保護(hù)Profibus-DPProfibus-DPProfibus-DP10/50Chongqing

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&TechnologyS7-300

CPU主要技術(shù)參數(shù)S7-300

I/O模塊11/50Chongqing

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&TechnologyDI內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其輸入端子實(shí)例

DI3212/50Chongqing

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&TechnologyDO內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其輸出端子實(shí)例DO3213/50Chongqing

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&TechnologyAI內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其輸入端子實(shí)例

AI814/50Chongqing

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&TechnologyAI內(nèi)部結(jié)構(gòu)及輸入端子實(shí)例

AI815/50Chongqing

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&TechnologyAO內(nèi)部結(jié)構(gòu)及輸出端子實(shí)例

AO816/50Chongqing

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&TechnologyS7-300

PLC數(shù)字量地址分配17/50Chongqing

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&Technology機(jī)架槽 號(hào)12345678910110PSCPUIM0.0～3.74.0～

7.78.0～11.712.0～15.716.0～19.720.0～23.724.0～27.728.0～31.7機(jī)架槽 號(hào)12345678910111IM32.0～35.736.0～39.740.0～43.744.0～47.748.0～51.752.0～55.756.0～59.760.0～63.72IM64.0～67.768.0～71.772.0～75.776.0～79.780.0～83.784.0～87.788.0～91.792.0～95.73IM96.0～99.7100.0～103.7104.0～107.7108.0～111.7112.0～115.7116.0～119.7120.0～123.7124.0～127.7二、S7-300模塊I/O地址S7-300

PLC模擬量地址分配18/50Chongqing

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&Technology機(jī)架槽 號(hào)12345678910110PSCPUIM256～270272～286288～302304～318320～334336～350352～366368～3821IM384～398400～414416～430432～446448～462464～478480～494496～5102IM512～526528～542544～558560～574576～590592～606608～622624～6383IM640～654656～670672～686688～720704～718720～734736～750752～766S7-300模塊I/O地址三、S7-400硬件結(jié)構(gòu)實(shí)物圖19/50Chongqing

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&TechnologyS7-400

組成部件電源模板后備電池狀態(tài)和故障LED存儲(chǔ)器卡有標(biāo)簽區(qū)的前連接器CPU

1CPU

2I/O

模板IM

接口模板20/50Chongqing

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&TechnologyS7-400

部分CPU主要技術(shù)參數(shù)21/50Chongqing

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&TechnologyCPU412-2CPU414-2CPU416-2CPU417-4程序存儲(chǔ)器72KB128KB0．8MB2MB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器72KB128KB0．8MB2MBS7定時(shí)器256256512512S7計(jì)時(shí)器256256512512位存儲(chǔ)器4KB8KB16KB16KB時(shí)鐘存儲(chǔ)器8（1個(gè)標(biāo)志字節(jié)）8（1個(gè)標(biāo)志字節(jié)）8（1個(gè)標(biāo)志字節(jié)）8（1個(gè)標(biāo)志字節(jié)）輸入/輸出4KB/4KB8KB/8KB16KB/16KB16KB/16KB過程I/O映像4KB/4KB8KB/8KB16KB/16KB16KB/16KB數(shù)字量通道32768/3276865536/65536131072/131072131072/131072模擬量通道2048/20484096/40968192/81928192/8192CPU/擴(kuò)展單元1/211/211/211/21編程語言STEP7（LAD，F(xiàn)BD，STL）。SCL。CFC。GRAPH，執(zhí)行時(shí)間/定點(diǎn)數(shù)0.2μs0.1μs0.08μs0.1μs執(zhí)行時(shí)間/浮點(diǎn)數(shù)0.6μs0.6μs0.48μs0.6μsMPI連接數(shù)量16324444GD包的大小64字節(jié)64字節(jié)64字節(jié)64字節(jié)傳輸速率最高12Mbits最高12Mbits最高12Mbits最高12MbitsS7-400可選機(jī)架/CPU/模塊22/50Chongqing

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&Technology四、S7-400

地址分配實(shí)例23/50Chongqing

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&Technology機(jī)架1電源模塊PS407I4.0到I7.7DI32Q4.0到Q7.7DO32544到574AI16544到558AO8I8.0到I9.7DI16機(jī)架0電源CPU模塊I0.0到I3.7DI32Q0.0到Q3.7DO32512到542AI16512到526AO8528到542AO8五、遠(yuǎn)程單元24/50Chongqing

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&Technology通過ProfibusDP和S7-300/400相連，直接擴(kuò)展S7-300/400的I/O容量對(duì)用戶透明，好像是一個(gè)擴(kuò)大了容量的單個(gè)S7-

300或S7-400常用遠(yuǎn)程單元有：ET200M，使用S7-300的模塊ET200SET200RET200U……西門子現(xiàn)有的遠(yuǎn)程單元25/50Chongqing

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&Technology六、S7-300安裝技術(shù)11槽，可以擴(kuò)展8個(gè)I/O模塊26/50Chongqing

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&TechnologyS7-300的擴(kuò)展能力槽號(hào)1234567891011CPUIMSFM本機(jī)PSPSIMRIMRPSIMRPS27/50Chongqing

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&Technology安裝規(guī)范28/50Chongqing

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&Technology對(duì)于水平安裝，CPU和電源必須安裝在左面。對(duì)于垂直安裝，CPU

和電源必須安裝在底部必須保證下面的最小間距：機(jī)架左右為20

mm單層組態(tài)安裝時(shí)，上下為40

mm兩層組態(tài)安裝時(shí)，上下至少為80

mm接口模塊安裝在CPU的右面一個(gè)機(jī)架上最多插八個(gè)

I/O

模塊（信號(hào)模塊、功能模塊、通訊處理器）多層組態(tài)只適用于CPU

314/315/316保證機(jī)架與安裝部分的連接電阻很?。ɡ缤ㄟ^墊圈來連接）安裝S7-300的安裝檢查表硬件手冊(cè)部件清單1.

................2.

.................3.

..................29/50Chongqing

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&Technology所有部件是否齊備

?（見部件清單）安裝導(dǎo)軌！安裝電源

!把總線連接器連到CPU，并安裝模塊

!把總線連接器連到

I/O

模塊，并安裝模塊

!連接前連接器，并插入標(biāo)簽條和槽號(hào)！給模塊配線（電源，CPU

和

I/O

模塊）安裝檢查表30/50Chongqing

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&Technology安裝導(dǎo)軌482

mm530

mm830

mm57.2mm466

mm500

mm800

mm連接保護(hù)地用M

6

螺絲把導(dǎo)軌固定到安裝部位！把保護(hù)地連到導(dǎo)軌上（通過保護(hù)地螺絲?。?/p>

注：導(dǎo)線的最小截面積為

10mm2。31/50Chongqing

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&Technology安裝導(dǎo)軌導(dǎo)軌總線連接器固定螺絲32/50Chongqing

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&Technology電氣安裝檢查表33/50Chongqing

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&Technology1.有模擬信號(hào)或總線信號(hào)嗎？屏蔽……2.是否有>60V的接線？中間繼電器轉(zhuǎn)換……3.輸出觸點(diǎn)構(gòu)成的回路中是否有感性負(fù)載？保護(hù)觸點(diǎn)……4.是否有室外的接線?隔離……電源和CPU的接線34/50Chongqing

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&Technology打開電源模塊和CPU模塊面板上的前蓋松開電源模塊上接線端子的夾緊螺釘

將進(jìn)線電纜連接到端子上，并注意絕緣上緊接線端子的夾緊螺釘用連接器將電源模塊與CPU模塊連接起來并上緊螺釘關(guān)上前蓋檢查進(jìn)線電壓的選擇開關(guān)把槽號(hào)插入前蓋！前連接器的接線35/50Chongqing

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&Technology

打開信號(hào)模塊的前蓋將前連接器放在接線位置將夾緊裝置插入前連接器中

剝?nèi)ル娎|的絕緣層

(6mm長(zhǎng)度)將電纜連接到端子上用夾緊裝置將電纜夾緊將前連接器放在運(yùn)行位置關(guān)上前蓋填寫端子標(biāo)簽并將其壓入前蓋中在前連接器蓋上粘貼槽口號(hào)碼準(zhǔn)備啟動(dòng)36/50Chongqing

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&Technology把鑰匙插入CPU！插入后備電池！如果用戶程序不是存放在存儲(chǔ)器模塊中（該模塊中的程序不靠電源保持）如果出現(xiàn)斷電時(shí)必須保持大量的數(shù)據(jù)如果需要插入存儲(chǔ)器模塊！不需要后備電池就可以保持用戶程序和數(shù)據(jù)具有較大的“裝載存儲(chǔ)器”七、S7-400安裝技術(shù)37/50Chongqing

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&TechnologyS7-400的組件部件功能機(jī)架用于固定模塊并實(shí)現(xiàn)模塊間的電氣連接電源

(PS)將進(jìn)線電壓轉(zhuǎn)換為模塊所需的直流5V和24V工作電壓中央處理單元(CPU)執(zhí)行用戶程序

附件：存儲(chǔ)器卡信號(hào)模板(SM)（數(shù)字量/模擬量）把不同的過程信號(hào)與S7-400適配附件：前連接器接口模板(IM)用于連接其它機(jī)架。附件：連接電纜、終端器功能模板(FM)完成定位、閉環(huán)控制等功能。通訊處理器(CP)用于連接其它可編程控制器

附件：電纜、軟件、接口模板38/50Chongqing

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&Technology機(jī)架及其擴(kuò)展連接P

總線，第1段P

總線，第2段K

總線機(jī)架型號(hào)可用中央機(jī)架擴(kuò)展機(jī)架UR1

/

UR2（通用機(jī)架） P

總線K

總線YesYesCR2（中央機(jī)架）YesNoER1

/

ER2（擴(kuò)展機(jī)架） P

總線NoYes39/50Chongqing

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&Technology安裝規(guī)范40/50Chongqing

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&Technology必須保證如下的最小間距：機(jī)架的左右：20

mm機(jī)架上方：40

mm；機(jī)架下方：22

mm機(jī)架之間：110

mm電源必須插在最左側(cè)（1號(hào)槽），并且接口模塊必須插在最右側(cè)保證機(jī)架與安裝部分具有較小的電阻（例如通過墊圈連接）機(jī)架與保護(hù)地的連接導(dǎo)線截面積至少10

mm2安裝模板前請(qǐng)取下插槽蓋安裝檢查表41/50Chongqing

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&Technology所有部件齊備嗎？（見部件清單）安裝機(jī)架！安裝電源！取下插槽蓋并安裝模板！連接前連接器并插入標(biāo)號(hào)條！對(duì)模板接線（電源和

I/O

模板）！安裝機(jī)架42/50Chongqing

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&Technology用M6螺釘把機(jī)架固定到安裝部位！把機(jī)架連到保護(hù)地。左下方的螺釘用于此目的。導(dǎo)線的最小截面積為

10

mm2

！安裝擴(kuò)展機(jī)架，最小間隔為110

mm

！安裝模板43/50Chongqing

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&Technology取下插槽蓋。拿住指定位置的槽蓋，向前拉即可取下此蓋！掛上第一個(gè)模板，并用螺絲固定！把模板上下的螺絲擰緊。占三槽的模板和電源的上部和下部都有兩個(gè)螺絲！按照上面的步驟安裝其它模板！電源的接線44/50Chongqing

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&Technology

打開電源蓋！調(diào)整電源選擇開關(guān)，選擇合適的電源電壓！用螺絲刀松開電源插頭！拔下電源插頭！把兩個(gè)電源線（不是保護(hù)地）剪短到

10

mm

！剝?nèi)ソ^緣皮

7

mm

！打開電源插頭和電纜固定座！連接導(dǎo)線并壓緊電纜固定座！合上電源插頭蓋！把電源插頭推入電源上的導(dǎo)入凹槽，然后推到底！前連接器的接線45/50Chongqing

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&Technology將前連接器蓋從下部撬起并拉開剝?nèi)?dǎo)線的絕緣層連接導(dǎo)線將電纜固定在前連接器下側(cè)的線夾上填寫標(biāo)簽條，并插入前連接器！合上前連接器蓋將前連接器掛在相應(yīng)模塊下部的編碼器上向上旋轉(zhuǎn)前連接器把前連接器緊固到位準(zhǔn)備啟動(dòng)46/50Chongqing

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&Technology把鑰匙插入

CPU

模板插入后備電池調(diào)整

BATT

INDIC

開關(guān)監(jiān)視電源上的電池把存儲(chǔ)器卡插入CPU

模板（S7-400需要存儲(chǔ)器卡）用正確的連接電纜連接各個(gè)機(jī)架在每個(gè)接收IM的編碼鑰匙上設(shè)定機(jī)架號(hào)（1

到

21）把終端器連到最后一個(gè)接收

IM執(zhí)行

CPU

存儲(chǔ)器的復(fù)位連接編程設(shè)備思考題《大中型PLC應(yīng)用教程》P38-39：1,5,647/50Chongqing

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&Technology附：西門子S7-200

PLC指示燈48/50Chongqing

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&TechnologySFRUN

STOPDP紅色，用作系統(tǒng)出錯(cuò)/故障顯示，例如內(nèi)部錯(cuò)誤，用戶程序錯(cuò)誤（看門狗錯(cuò)誤，間接尋址，非法的浮點(diǎn)數(shù)，地址范圍錯(cuò)等）綠色，運(yùn)行模式。黃色，停止模式。？色，分布式I/O，（僅對(duì)CPU215）。附：西門子S7-300

PLC指示燈49/50Chongqing

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&TechnologySFBATF

DC5VFRCERUNSTOPBUSF紅色,用作系統(tǒng)出錯(cuò)/故障顯示，CPU的硬件出現(xiàn)故障或軟件有錯(cuò)，

帶診

斷功能模塊出錯(cuò)時(shí)點(diǎn)亮。紅色,電池故障，電池電壓低或沒有電池時(shí)點(diǎn)亮。綠色，+5V電源指示，CPU和S7300總線的5V電源正常時(shí)點(diǎn)亮。黃色，強(qiáng)制指示，至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)點(diǎn)亮。綠色，運(yùn)行方式，CPU處于RUN狀態(tài)時(shí)點(diǎn)亮，重新啟動(dòng)時(shí)以2Hz的頻率閃亮，保持HOLD狀態(tài)時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮。

黃色，停止方式，CPU處于STOP、HOLD狀態(tài)時(shí)或重新啟動(dòng)時(shí)常亮，請(qǐng)求存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮，正在執(zhí)行存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以2Hz的頻率閃亮，由于存儲(chǔ)器卡插入需要存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮。紅色，總線錯(cuò)誤，PROFIBUS-DP接口硬件或軟件故障時(shí)點(diǎn)亮，集成有DP口的CPU才有此LED，(如CPU315-2DP)，

集成有2個(gè)DP口的CPU有兩個(gè)LED（BUS1F和BUS2F）。附：西門子S7-400

PLC指示燈50/50Chongqing

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&TechnologyBUS1F

BUS2F

MSTR

REDFRACK0RACK1IFM1F

IFM2FINTF 紅色，內(nèi)部故障，如用戶程序運(yùn)行超時(shí)、錯(cuò)誤。EXTF

紅色，外部故障，例如電源故障，I/O模板故障。FRCE 黃色，至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)點(diǎn)亮。RUN

綠色，運(yùn)行模式。STOP 黃色，停止模式。紅色，MPI/PROFIBUS-DP接口1的總線故障。紅色，MPI/PROFIBUS-DP接口2的總線故障。黃色，CPU運(yùn)行。紅色，冗余錯(cuò)誤。黃色，CPU在機(jī)架0中。黃色，CPU在機(jī)架1中。紅色，接口子模塊1故障。紅色，接口子模塊2故障。西門子PLC系統(tǒng)及其應(yīng)用1/30Chongqing

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&Technology第03次課主要內(nèi)容：S7-300/400

PLC的編程軟件的安裝需求和安裝方法Step7的基本使用方法Step7的硬件組態(tài)、程序編輯和仿真調(diào)試方法教材參考章節(jié)：第4章課時(shí)：2目的與要求、重點(diǎn)、難點(diǎn)2/30Chongqing

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&Technology目的與要求了解Step7編程軟件、安裝需求及其安裝方法掌握Step7的基本應(yīng)用掌握Step7的硬件組態(tài)、程序編輯和仿真調(diào)試方法重點(diǎn)：Step7環(huán)境的基本應(yīng)用難點(diǎn)：無一、Step7簡(jiǎn)介3/30Chongqing

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&Technology西門子S7-300/400系列大中型PLC的編程軟件為Simatic

Manager，即Step7當(dāng)前版本為Step7

V5.4支持德語、英語、法語、西班牙語、意大利語從V5.3

SP2開始支持中文目前的中文版同時(shí)支持中文和英語硬件/軟件 要求處理器 80

486

或更高，推薦Pentium硬盤

(自由空間)

最小300

MB

(對(duì)

Windows、交換文件、STEP7、

項(xiàng)目)4/30Chongqing

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&TechnologyRAM>=

32

MB,

推薦64

MB接口CP

5611

或

MPI

卡

或

PC-適配器存儲(chǔ)器卡編程適配器鼠標(biāo)要操作系統(tǒng)Windows

XP/NT二、STEP7的PC硬件需求PG

740SIEMENS三、安裝STEP7軟件……5/30Chongqing

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&Technology雙擊STEP

7

V5.3的安裝程序Setup.exe，根據(jù)安裝過程的提示，一般可以順利地完成安裝過程安裝Step7

V5.4及其以前的英文版時(shí)，一半要求將系統(tǒng)的默認(rèn)語言改為英語，安裝結(jié)束后再改為中

文，否則會(huì)出現(xiàn)找不到文件錯(cuò)誤，并導(dǎo)致安裝失敗對(duì)于中文版安裝完成后，可以隨時(shí)切換英語界面或中文界面安裝過程提示授權(quán)選擇時(shí)，選擇安裝過程不授權(quán)，

結(jié)束后，再安裝軟件授權(quán)（請(qǐng)支持正版?。?。仿真軟件需要單獨(dú)安裝6/30Chongqing

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&Technology安裝STEP7軟件我在這兒！7/30Chongqing

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&TechnologySIMATIC

Manager圖標(biāo)我在這兒！8/30Chongqing

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&TechnologySIMATIC

Manager程序組四、硬件配置、編程和調(diào)試步驟9/30Chongqing

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&Technology啟動(dòng)（雙擊Simatic

Manager）建立新項(xiàng)目（點(diǎn)擊新建圖標(biāo)→建立demo1項(xiàng)目）插入新對(duì)象（按右鍵點(diǎn)擊tang1→建立SIMATIC

300站點(diǎn)）硬件組態(tài)（點(diǎn)擊SIMATIC

300（1）→

雙擊硬件圖標(biāo)→硬件組態(tài)

）編程（插入OB1

→

編程，插入FB

→

編程……）調(diào)試(仿真)(關(guān)閉編程區(qū)→點(diǎn)擊仿真圖標(biāo)→點(diǎn)擊下載圖標(biāo)→再點(diǎn)擊仿真圖標(biāo)（在屏幕下部）→建立輸入/輸出表→點(diǎn)擊RUN

→即可仿真調(diào)試)Simatic

Manager的啟動(dòng)界面10/30Chongqing

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&Technology打開已有工程后并顯示PLC的塊11/30Chongqing

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&Technology1.

S7-300/400硬件組態(tài)1)以S7-300為例，點(diǎn)擊插入菜單→站點(diǎn)（A）→點(diǎn)擊

SIMATIC300

站點(diǎn)2)點(diǎn)擊SIMATIC

300（1）→

雙擊硬件圖標(biāo)→硬件組態(tài)12/30Chongqing

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&Technology硬件組態(tài)3)點(diǎn)擊插入菜單→點(diǎn)擊SIMATIC

300

→RACK-300

→Rail

插入背板13/30Chongqing

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&Technology硬件組態(tài)4)依次插入電源→

CPU

→

I/O

模塊14/30Chongqing

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&Technology硬件組態(tài)5)雙擊CPU模塊，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置15/30Chongqing

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&Technology硬件組態(tài)16/30Chongqing

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&Technology6)雙擊CPU的DP，可以設(shè)置DP參數(shù)硬件組態(tài)7)雙擊I/O模塊可以設(shè)置其參數(shù)17/30Chongqing

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&Technology2.

編程1)

插入OB1組織模塊(必須)及其它組織塊，如OB100，OB35……18/30Chongqing

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&Technology編程19/30Chongqing

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&Technology如果程序比較復(fù)雜，可能需要插入其它的程序塊或數(shù)據(jù)塊主要的程序塊組織塊：OB功能塊：FB功能：FC數(shù)據(jù)塊：共享數(shù)據(jù)塊背景數(shù)據(jù)塊不同PLC支持不同數(shù)量和規(guī)格的OB、FB、FC和DB插入FB、FC、DB塊插入塊：回到S7項(xiàng)目管理器窗口，按鼠標(biāo)右鍵出現(xiàn)如下選擇項(xiàng)，選擇要插入的對(duì)象，如FB，出現(xiàn)FB屬性窗口后，選擇后確定。20/30Chongqing

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&TechnologyDB塊與FB對(duì)應(yīng)21/30Chongqing

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&Technology編程2)編輯符號(hào)表：雙擊符號(hào)→出現(xiàn)符號(hào)表對(duì)話框(也可以首先編輯符號(hào)表)22/30Chongqing

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&Technology軟件編程3)在OB1中編寫程序：雙擊OB1塊，出現(xiàn)程序編輯框，編寫程序23/30Chongqing

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&Technology編程通過視圖可以改變程序的顯示方式24/30Chongqing

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&Technology編程25/30Chongqing

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&Technology程序塊(OB/FC/FB)由若干程序段(NetWork)組成,右擊鼠標(biāo)可以插入程序段程序調(diào)試（1）打開仿真環(huán)境：點(diǎn)仿真運(yùn)行，出現(xiàn)PLC仿真窗口，PLC處于STOP模式，在對(duì)話框中按確定。26/30Chongqing

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