可編程邏輯控制器（基于S7-200系列）課件 第9章 S7-200系列編程軟件及應用

第9章

S7-200系列PLC編程軟件及應用應用

9.1STEP7-Micro/WINV4.0編程軟件

9.1.1編程軟件環(huán)境

STEP7-Micro/WINV4.0既可以在PC機上運行，也可以在西門子公司的編程器上運行。PC機或編程器的最小配置如下：操作系統(tǒng)：Windows2000、WindowsXP或WindowsVista。計算機硬件配置：586以上兼容機，內存64MB以上，VGA顯示器，至少350MB以上硬盤空間，Windows支持的鼠標。通信電纜：PC/PPI電纜（或使用一個通信處理器卡），用于PC機與PLC連接。

硬件連接目前S7-200CPU大多采用PC/PPI電纜直接與PC機相連。典型的單S7-200CPU與PC機連接如圖10-1所示，該連接中，PC/PPI電纜一端與PC機的RS-232通訊口（一般為COM1口）相連，另一端與PLC的RS-485通訊口相連。

軟件安裝

將STEP7-Micro/WINV4.0的安裝光盤插入PC機的CD-ROM中，安裝向導程序將自動啟動并引導用戶完成整個安裝過程。用戶還可以在安裝目錄中雙擊setup.exe圖標，進入安裝向導，按照安裝向導完成軟件的安裝。1）選擇安裝程序界面的語言，系統(tǒng)默認使用英語；2）按照安裝向導提示，接受License條款，單擊“Next”按鈕繼續(xù)；3）為STEP7-Micro/WINV4.0選擇安裝目錄文件夾，單擊“Next”按鈕繼續(xù)。4）在STEP7-Micro/WINV4.0安裝過程中，必須為STEP7-Micro/WINV4.0配置波特率和站地址，其波特率必須與網(wǎng)絡上的其它設備的波特率一致，而且站地址必須唯一。5）STEP7-Micro/WINV4.0SP3安裝完成后，重新啟動PC機，單擊“Finish”按鈕完成軟件的安裝；6）初次運行STEP7-Micro/WINV4.0為英文界面，如果用戶想要使用中文界面，必須進行設置。在主菜單中，選擇“Tools”中的“Options”選項。在彈出的Options選項對話框中，選擇“General”（常規(guī)），對話框右半部分會顯示“Language”選項，選擇“Chinese”，單擊“OK”按鈕，保存退出，重新啟動STEP7-Micro/WINV4.0后即為中文操作界面。

在線連接順利完成硬件連接和軟件安裝后，就可建立PC機與S7-200CPU的在線聯(lián)系了，步驟如下：1）在STEP7-Micro/WINV4.0主操作界面下，單擊操作欄中的“通信”圖標或選擇主菜單中的“查看→組件→通信”選項，則會出現(xiàn)一個通信建立結果對話框，顯示是否連接了CPU主機；2）雙擊“雙擊刷新”圖標，STEP7-Micro/WINV4.0將檢查連接的所有S7-200CPU站，并為每個站建立一個CPU圖標。3）雙擊要進行通信的站，在通信建立對話框中可以顯示所選站的通信參數(shù)。此時，可以建立與S7-200CPU的在線聯(lián)系，如進行主機組態(tài)、上傳和下載用戶程序等操作。9.1.2STEP7-Micro/WINV4.0功能簡介1編程軟件基本功能

1）在離線（脫機）方式下可以實現(xiàn)對程序的編輯、編譯、調試和系統(tǒng)組態(tài)。2）在線方式下可通過聯(lián)機通信的方式上傳和下載用戶程序及組態(tài)數(shù)據(jù)，編輯和修改用戶程序。3）支持STL、LAD、FBD三種編程語言，并且可以在三者之間任意切換。4）在編輯過程中具有簡單的語法檢查功能，能夠在程序錯誤行處加上紅色曲線進行標注。5）具有文檔管理和密碼保護等功能。6）提供軟件工具，能幫助用戶調試和監(jiān)控程序。7）提供設計復雜程序的向導功能，如指令向導功能、PID自整定界面、配方向導等。8）支持TD200和TD200C文本顯示界面（TD200向導）。

2窗口組件及功能

STEP7-Micro/WINV4.0編程軟件采用了標準的Windows界面，熟悉Windows的用戶可以輕松掌握。(1)．菜單條與基于Windows的其他應用軟件一樣，位于窗口最上方的是STEP7-Micro/WINV4.0的菜單條。它包括文件、編輯、查看、PLC、調試、工具、窗口及幫助8個主菜單選項，這些菜單包含了通常情況下控制編程軟件運行的命令，并通過使用鼠標或熱鍵執(zhí)行操作。(2)．工具條工具條是一種代替命令或下拉菜單的便利工具，通常是為最常用的STEP7-Micro/WINV4.0操作提供便利的鼠標訪問。用戶可以定制每個工具條的內容和外觀，將最常用的操作以按鈕的形式設定到工具條中。工具條可以用鼠標進行拖動，放到用戶認為合適的位置。(通用工具條，編輯梯形圖程序指令工具條)(3)．操作欄操作欄為編程提供按鈕控制的快速窗口切換功能，在操作欄中單擊任何按鈕，主窗口就切換成此按鈕對應的窗口。操作欄可用主菜單中的“查看→框架→導航條（NavigationBar）”選項控制其是否打開。操作欄中提供了“查看”和“工具”兩種編程按鈕控制群組。選擇“查看”類別，顯示程序塊（ProgramBlock）、符號表（SymbolTable）、狀態(tài)圖表（StatusChart）、數(shù)據(jù)塊（DataBlock）、系統(tǒng)塊（SystemBlock）、交叉索引（CrossReference）及通訊（Communication）按鈕控制等; 選擇“工具”類別，顯示指令向導、文本顯示向導、位置控制向導、EM253控制面板和調制解調器擴展向導的按鈕控制等。(4).指令樹提供所有項目對象和為當前程序編輯器（LAD或STL）提供的所有指令的樹型視圖。指令樹可用主菜單中的“查看→框架→指令樹”選項控制其是否打開。(5).輸出窗口用來顯示程序編譯的結果信息。如各程序塊（主程序、子程序數(shù)量及子程序號、中斷程序數(shù)量及中斷程序號等）及各塊大小、編譯結果有無錯誤以及錯誤編碼及其位置。指令樹可用主菜單中的“查看→框架→輸出窗口”選項控制其是否打開。(6).狀態(tài)條提供在STEP7-Micro/WINV4.0中操作時的操作狀態(tài)信息。如在編輯模式中工作時，它會顯示簡要的狀態(tài)說明、當前網(wǎng)絡號碼光標位置等編輯信息。(7).程序編譯器程序編輯器包含局部變量表和程序視圖窗口。如果需要，用戶可以拖動分割條，擴展程序視圖，并覆蓋局部變量表。當用戶在主程序之外，建立子程序或中斷程序時，標記出現(xiàn)在程序編輯器窗口的底部。可單擊該標記，在子程序、中斷和主程序之間移動。(8).局部變量表每個程序塊都對應一個局部變量，在帶有參數(shù)的子程序調用中，參數(shù)的傳遞就是通過局部變量表進行的。局部變量表包含對局部變量所作的賦值（即子程序和中斷程序使用的變量）。9.1.3程序編輯

1建立項目

雙擊STEP7-Micro/WINV4.0圖標，或在命令菜單中選擇“開始→SIMATIC→STEP7-Micro/WINV4.0”啟動應用程序，同時會打開一個新項目。單擊工具條中的“新建”按鈕或者選擇主菜單中“文件→新建”命令也能新建一個項目文件。一個新建項目程序的指令樹，包含程序塊、符號表、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、通信以及工具等9個相關的塊，其中程序塊中有一個主程序OB1，一個子程序SBR_0和一個中斷程序INT_0。

用戶可以根據(jù)實際需要對新建項目進行修改：（1）選擇CPU主機型號（2）添加子程序或中斷程序（3）程序更名（4）項目更名

2編輯程序

STEP7-Micro/WINV4.0編程軟件有很強的編輯功能，提供了3種編程器來創(chuàng)建用戶的梯形圖LAD程序、語句表STL程序與功能塊圖FBD程序，而且用任何一種編程器編寫的程序都可以用另外一種編輯器來瀏覽和編輯。通常情況下，用LAD編輯器或FBD編輯器編寫的程序可以在STL編輯器中查看或編輯，但是，只有嚴格按照網(wǎng)絡塊編程的格式編寫的STL程序才可以切換到LAD編程器中。在本節(jié)主要以LAD作為編程手段進行討論，如果在實際工作中用到STL和FBD可以參考西門子的編程手冊。(1）.在LAD中輸入編程元件

1）指令樹按鈕以設計一個具有自啟動、自復位的2s定時器為例說明，利用指令樹按鈕輸入編程元件的步驟如下：①在程序編輯窗口中將光標定位到所要編輯的位置；②從指令樹選擇需要的元件；③雙擊或者按住鼠標左鍵拖放元件到指定位置；④釋放鼠標后，可以直接在“??.?”處輸入常閉觸點元件的地址M0.0；⑤按回車鍵確認后，光標自動右移一格；⑥同理選擇接通延時定時器TON；⑦在定時器上方的“????”輸入定時器號T37；⑧按回車鍵確認后，光標自動移動到預置時間值參數(shù)處，輸入20再按Enter鍵確認；⑨單擊“網(wǎng)絡注釋”，輸入注釋信息“啟動定時器”，按Enter鍵確認，完成設計。如下圖所示為定時器的程序段1，實現(xiàn)定時器的啟動功能。定時器程序段12）工具條按鈕單擊指令工具條上的觸點、線圈或指令盒按鈕，會出現(xiàn)一個下拉列表，如圖所示。滾動或鍵入開頭的幾個字母，瀏覽至所需的指令，雙擊所需的指令或使用回車鍵插入該指令。也可以使用功能鍵（F4=觸點、F6=線圈、F9=指令盒）插入一個類屬指令。類屬指令列表仍然以2s定時器為例，此處用指令工具條的按鈕完成2s定時器的另外兩個程序段。①在輸入觸點指令中，選擇“>=1”指令，拖放到網(wǎng)絡2的合適位置；②單擊觸點上方“????”，輸入定時器號T37，按Enter鍵確認后，光標會自動移動到比較指令下方的比較值參數(shù)，在該處輸入比較值30，再按回車鍵確認，如圖所示。

定時器LAD程序

③選擇線圈指令，拖放輸出線圈到程序段2中，并輸入地址Q0.0，按回車鍵確認；④在網(wǎng)絡3中，輸入常開觸點T33，輸出線圈M0.0，并按回車鍵確認后，完成了具有自啟動、自復位的2s定時器的程序，如圖所示。定時器LAD程序

（2.）

在LAD中編輯程序元素在STEP7-Micro/WINV4.0中程序元素可以是單元、指令、地址或網(wǎng)絡，編輯方法與普通文字處理軟件相似。當單擊指令時，會在指令周圍出現(xiàn)一個方框，顯示用戶選擇的指令。用戶可以使用鼠標右鍵單擊彈出菜單在該位置剪切、復制或粘貼，以及插入或刪除行、列、垂直線或網(wǎng)絡，如圖所示。

程序元件編輯

同樣的方法，可以對指令參數(shù)、單元格、網(wǎng)絡標題等進行編輯。用戶也可以使用工具條按鈕、標準窗口控制鍵和“編輯”菜單對程序元素進行剪切、復制或粘貼等操作。如果需要刪除某個元件時，最快捷的方法是使用“Delete”鍵直接刪除。

3創(chuàng)建邏輯網(wǎng)絡的規(guī)則

（1）放置元件的規(guī)則外部輸入/輸出繼電器、內部繼電器、定時器、計數(shù)器等器件的接點可多次重復使用，無需用復雜的程序結構來減少接點的使用次數(shù)。每個梯形圖程序必須符合順序執(zhí)行的原則，即從左到右，從上到下地執(zhí)行，如不符合順序執(zhí)行的電路就不能直接編程。

（2）放置觸點的規(guī)則每個網(wǎng)絡必須以一個觸點開始，但網(wǎng)絡不能以觸點終止。梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈接在右邊，觸點不能放在線圈的右邊。另外，串聯(lián)觸點可無限次地使用。

（4）放置方框的規(guī)則如果方框有使能輸出端ENO，使能位擴充至方框外，這意味著用戶可以在方框后放置更多的指令。在網(wǎng)絡的同級線路中，可以串聯(lián)若干個帶ENO的方框。如果方框沒有ENO，則不能在其后放置任何指令。

（5）網(wǎng)絡尺寸限制用戶可以將程序編輯器窗口視作劃分為單元格的網(wǎng)格（單元格是可放置指令、參數(shù)指定值或繪制線段的區(qū)域）。在網(wǎng)格中，一個單獨的網(wǎng)絡最多能垂直擴充32個單元格或水平擴充32個單元?？梢杂檬髽擞益I在程序編輯器中單擊，并選擇“選項”菜單項，改變網(wǎng)格大?。ňW(wǎng)格初始寬度為100）。9.1.4編譯下載

1程序編譯程序編輯完成后，可以選擇菜單“PLC→編譯或全部編譯”命令進行離線編譯，或者單擊工具條的“編譯或全部編譯”按鈕。在編譯時，“輸出窗口”列出發(fā)生的所有錯誤。錯誤具體位置（網(wǎng)絡、行和列）以及錯誤類型識別，用戶可以雙擊錯誤線，調出程序編輯器中包含錯誤的代碼網(wǎng)絡。編譯程序錯誤代碼可以查看STEP7-Micro/WINV4.0的幫助與索引。編譯命令

2.程序下載

如果編譯無誤，用戶就可以將程序下載到PLC中了。當下載程序到PLC中時，新的下載塊內容將覆蓋PLC塊中的內容。

1）下載程序之前，用戶必須核實PLC是否位于“停止”模式。2）單擊工具條中的“下載”按鈕，或選擇菜單“文件→下載”命令4）如果下載成功，用戶可以看到“輸出窗口”中程序下載情況的信息。5）如果STEP7-Micro/WINV4.0中用于用戶的PLC類型的數(shù)值與用戶實際使用的PLC不匹配，會顯示警告信息：“為項目所選的PLC類型與遠程PLC類型不匹配。繼續(xù)下載嗎？”此時用戶可終止程序下載，糾正PLC類型后，再單擊“下載”按鈕，重新開始程序下載；6）一旦下載成功，在PLC中運行程序之前，必須將PLC從“停止”模式轉換為“運行”模式。單擊工具條中的“運行”按鈕，或選擇菜單“PLC→運行”命令。9.1.5調試監(jiān)控

STEP7-Micro/WINV4.0編程軟件提供了一系列工具，可使用戶直接在軟件環(huán)境下調試并監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行。當用戶成功地在運行STEP7-Micro/WINV4.0的編程設備，同時建立了和PLC的通信，并向PLC下載程序后，就可以使用“調試”工具欄的診斷功能了。通過單擊工具欄按鈕或從“調試”菜單列表選擇調試工具，打開調試工具條，如圖所示。調試工具條

1.PLC工作模式

PLC工作模式?jīng)Q定了調試及運行監(jiān)控操作的類型，S7-200CPU主要有STOP和RUN兩種工作模式。PC機和PLC建立通信后，就可以使用STEP7-Micro/WINV4.0，軟件控制STOP或RUN模式的選擇了，此時，還必須保證PLC硬件模式開關處于TERM（終端）或RUN（運行）位置。

（1）停止（STOP）模式雖然程序在STOP模式中不執(zhí)行，但可利用狀態(tài)表或程序狀態(tài)查看操作數(shù)當前數(shù)值、強制寫入數(shù)值、強制輸出數(shù)值等。當PLC位于STOP模式時，可以執(zhí)行以下操作：1）利用狀態(tài)表或程序狀態(tài)監(jiān)控查看操作數(shù)的當前值。2）利用狀態(tài)表或程序狀態(tài)監(jiān)控強制數(shù)據(jù)（此操作只能用在LAD和FBD程序狀態(tài)中）。3）利用狀態(tài)表寫入數(shù)值或強制輸出。4）執(zhí)行有限次數(shù)的掃描，通過狀態(tài)表或程序狀態(tài)查看效果。

（2）運行（RUN）模式當PLC位于RUN模式時，不能使用“首次掃描”或“多次掃描”功能。但可以在狀態(tài)表中寫入/強制數(shù)據(jù)，或者使用LAD程序編輯器強制數(shù)據(jù)，方法與在STOP模式中強制數(shù)據(jù)相同。此外還可以執(zhí)行以下操作：1）使用狀態(tài)表采集不斷變化的PLC數(shù)據(jù)的連續(xù)更新信息。如果使用單次更新，狀態(tài)表監(jiān)控必須先關閉，才能使用“單次讀取”命令。2）使用程序狀態(tài)監(jiān)控采集不斷變化的PLC數(shù)據(jù)的連續(xù)更新信息。3）使用“運行模式中的程序編輯”功能編輯程序，并將改動下載至PLC。2選擇掃描次數(shù)

將PLC置于STOP模式，在聯(lián)機通信時，選擇單次或多次掃描來監(jiān)視用戶程序，可以有效地提高用戶程序的調試效率。

（1）

初次掃描首先將PLC置于STOP模式，然后選擇菜單“調試（Debug）→初次掃描（FirstScans）”命令。第一次掃描時，SM0.1數(shù)值為1（打開）。

（2）

多次掃描首先將PLC置于STOP模式，然后選擇菜單“調試（Debug）→多次掃描（MultipleScans）”命令，彈出如圖6-38所示的掃描次數(shù)設置對話框。掃描次數(shù)的范圍是1～65535，系統(tǒng)默認為1次。設置合適的掃描次數(shù)后，單擊“確認”按鈕進行監(jiān)視。

3狀態(tài)監(jiān)控

所謂狀態(tài)監(jiān)控是指顯示程序在PLC中執(zhí)行時的有關PLC數(shù)據(jù)的當前值和能流狀態(tài)的信息?？梢允褂脿顟B(tài)表監(jiān)控和程序狀態(tài)監(jiān)控窗口讀取、寫入和強制PLC數(shù)據(jù)值。在控制程序的執(zhí)行過程中，PLC數(shù)據(jù)的動態(tài)改變可用2種不同方式查看。

（1）程序狀態(tài)監(jiān)控程序狀態(tài)監(jiān)控是指在程序編輯器窗口中顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)。當前PLC數(shù)據(jù)值會顯示在引用該數(shù)據(jù)的LAD圖形或STL語句旁邊。LAD圖形也顯示能流，由此可看出哪個圖形分支在活動中。單擊工具條中的“程序狀態(tài)監(jiān)控”按鈕，或選擇菜單“調試→開始程序狀態(tài)監(jiān)控”命令，即可打開程序狀態(tài)監(jiān)控功能。

LAD狀態(tài)監(jiān)視圖示例在執(zhí)行程序狀態(tài)監(jiān)控時，編輯器的程序段會有不同的顏色變換：1）程序被掃描時，電源母線會變藍色顯示；圖形中的能流會變藍色表示；觸點接通時，指令會變藍色顯示；線圈輸出接通時，指令會變藍色顯示；指令有能流輸入并準確無誤地成功執(zhí)行時，指令盒方框會變藍色顯示。2）綠色的定時器和計數(shù)器表示定時器和計數(shù)器包含有效數(shù)據(jù)。3）紅色表示指令執(zhí)行時發(fā)生錯誤。4）灰色（默認狀態(tài)）表示無能流、指令未掃描（跳過或未調用）或PLC位于STOP模式。如跳轉和標簽指令激活時，以能流的顏色顯示；如果為非激活狀態(tài)，則顯示為灰色。（2）趨勢圖顯示趨勢圖顯示是指用隨時間而變的PLC數(shù)據(jù)繪圖跟蹤狀態(tài)數(shù)據(jù)。用戶可以將現(xiàn)有的狀態(tài)表在表格視圖和趨勢視圖之間切換，新的趨勢數(shù)據(jù)亦可在趨勢視圖中直