现场总线技术07SIMATICS7300400PLC的设计应用实例

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S7-400 PLC的工程设计及应用

S7-400 PLC的工程设计及应用[摘要]该文是火车采样的电气控制工程实例。

在文章中作者首先对S7-400 PLC以及火车采样控制系统作概述性介绍，列出PLC的选型及硬件组成，绘制了火车采样的工艺流程图。

最后作者介绍了该工程实例的电气控制系统的硬件组态及PLC程序设计等，将应用SL-400PLC的工程实例的电气设计构思及实践完整地展现给读者。

【关键词】火车采样；S7-400PLC工艺流程；程序设计前言：S7-400PLC是西门子公司的一款大型PLC，通常应用于中大型控制系统中，比如输煤程控系统等。

近年来，随着PLC的广泛应用，S7-400PLC也越来越多地应用于单机设备中，例如发电厂入厂煤汽车采样系统、火车采样系统等。

本文结合应用实例，介绍了S7-400PLC电气控制系统、PLC程序编制等。

1、S7-400PLC概述SIMATIC S7-400PLC 是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。

其自动化系统采用模块化设计，具有模块的扩展和配置功能，能够按照每个不同的需求灵活组合。

各种信号模板（SM）：用于数字量输入输出（DI/DO）以及模拟量的输入输出（AI/AO）。

通讯模板（CP）：用于总线连接和点到点的连接。

模板能带电插、拔。

2、应用工程概述本应用工程是火车采样系统。

可半自动和全自动采样。

其主要功能是从火车车厢内钻取煤样，并对钻取的煤样进行破碎、缩分，形成子样保存于收集器罐内，作为化验所需的样品。

3、S7-400 PLC的选型根据采样系统的设备组成，结合工艺要求，对PLC的选型见下表所示：4、应用工程的工艺流程控制系统设计之前，首先需要绘制控制系统的工艺流程图。

这样既便于电气控制系统的设计，也方便PLC程序的编制。

本应用工程的工艺流程如下图所示：工艺流程图5、应用工程的程序设计5.1、PLC程序的硬件配置：打开STEP7软件对PLC进行硬件配置，其中I 地址0代表一个字节：为I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7 ，其它地址以此类推。

S7-300PLC的应用(西门子s7-300授课资料,拿来大家共享!)

符号表
• 具体的下位机实现程序如下： • Network1：读H1压力PA仪表的数据
• CALL“DPRD DAT”
• LADDER：＝ W # 16 # 100 • RET_VAL：＝ MW80 // LADDER为要读出数据的模块输入映像区的起始地址，必须用十六进制 // SFC的返回值，返回值在存储字MW80中。执行时出现错误则返回故障代码
• SIEMENS 6RA70为全数字紧凑型整流器，可为变速直流驱动提供电枢和励磁供电，具有精确的驱动控制功能和强大的通讯能力 (能支持PROFIBUS，USS等协议)。通过配备OMRON编码器可以对轧机小车实施精确控制。
• OP3操作面板实现人一机对话，完成对各种参数的设定以及相关参数的显示。 • 编码器和智能压力控制器将现场信号送入PLC相应模块，PLC根据各信号执行各种指令，通过其终端模块发出的信号，使现场的执行机构产生相应的动作
//上导盘轴向调整反转一拉出 //上导盘轴向调整右极限 //上导盘轴向调整正转一进入 //上导盘纵向锁紧压力下限 //上导盘随动 //上导盘横向锁紧压力下限 //上导盘轴向拉出 //上导盘轴向调整正转一进入 //上导盘轴向调整左极限 //上导盘轴向调整反转一拉出 //上导盘横向锁紧压力下限 //上导盘随动
S7-300PLC的工程应用
刘美俊
S7-300 PLC在钢铁生产线中的应用
某钢铁公司铁水预处理脱硫工艺主要包括粉料储存系统、供气系统、喷吹系统和除尘系统。其中粉料储存系统主要是将脱硫剂粉料从料仓送出并经旋转给料器进入分配罐，供气系统主要对作为工作气源和载体气源的氮气进行预处理，除尘系统对铁水喷吹过程中产生的烟尘进行处理排放，整个工艺的关键是喷吹系统，如图所示。 •系统主要由分配罐、喷抢和防溅罩三部分组成。分配罐的功能是向喷枪管道提供具有一定压力的粉气混合流体，即铁水脱硫剂粉料和氮气；喷枪的功能是按工艺要求将粉气混合流体喷送到不同深度要求的铁水中，使脱硫剂在上浮过程中与铁水充分接触，脱去铁水中的硫。防溅罩的功能则是降低喷吹过程中产生铁水飞溅到铁水罐外的可能性

第7章S7-300和S7-400PLC系统配置与编程PPT课件

第7章可编程序控制器程序设计方法
对于控制功能和生产工艺较为复杂的控制对象，采用经验设计法往往很难下手，设计周期长，分析、修改和维护工作量很大，不利于充分发挥可编程序控制器的特点，因此 PLC在不断增强硬件功能的同时，也从编程方法上提出了更为先进的解决办法——顺序控制设计法，其中，顺序功能指令就是专门为顺序控制设计法提出的，如三菱FX2N和西门子 S7-200 PLC都有类似指令。
第7章可编程序控制器程序设计方法
例7-2 某送料小车自动控制系统运行过程如下(如图7-2 所示)：X4处装料，停10 s后右行，遇X3停止卸料，15 s后左行至X4处装料，如此反复；控制按钮有：右行启动按钮X0，左行启动按钮X1，停止按钮X2，请编写梯形图程序。
分析：根据生产工艺，确定系统输入信号为三个按钮和两个行程开关，分别为X0、X1、X2、X3、X4；输出为左行、右行、装料、卸料四个动作，对应四个接触器线圈，分别为Y0、Y1、Y2、Y3。
7-4所示的步与步之间连线上的短横线就是转换。 (2) 转换条件：指转换若要发生需要满足的条件，当转换
条件的逻辑值为1时，转换发生，如图7-4中所有短横线边上的标注X0、X1、T0、X2。它也可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在转换条件的旁边，如图7-5所示。
第7章可编程序控制器程序设计方法图7-5 转换和转换条件的描述形式
第7章可编程序控制器程序设计方法
并行序列的分支数理论上不受限制，但在使用步进顺控指令编程方法时，考虑到可编程序控制器的堆栈资源有限，一般不易太多，每一状态下的分支电路总数与每一分支点分支数都可能有限制(参见PLC使用手册)，使用时需注意，而使用其它编程方式没有这个问题。
第7章可编程序控制器程序设计方法图7-3 两地小车运行控制梯形图

现场总线技术07SIMATICS7-300、400PLC的设计应用实例

第3步：变量表在线监控、程序在线监视
变量表监控
程序监视
五、实现液位监控功能
（一）创建项目
打开WinCC软件，新建一个项目，取名 “S7300 水箱监控界面”
（二）建立WINCC与PLC的通信连接
选择“SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE”中的“Industrial Ethernet”。该通道单元和协议用来访问工业以太网。在通道单元“Industrial Ethernet”下建立到S7300控制系统的逻辑连接，设置连接属性和参数。
被控对象和元器件：
3.系统使用的软件
本系统使用西门子的STEP7软件完成硬件组态和控制程序的编写；用西门子的WinAC软件的 Computing子软件实现对控制过程的监控和操作。
二、实验实施步骤
1.硬件组态（1）创建工程，插入站点
（2）主站和从站的组态按照现场使用的模块的订货号在元件库中进
通信驱动程序通道
连接属性和参数设置
（三）创建变量
WINCC与S7300PLC实现数据交换是通过变量实现的，WINCC中建立的变量地址要对应PLC中的变量地址
变量及属性设置
（四）监控界面设计 1.监控画面的创建和编辑
启动画面的编辑
液位监控界面的编辑
PID参数设置界面的编辑
I/O域的变量连接和属性设置
行选择，插入相应插槽中。
（3）组态信息下载
在硬件组态信息下载之前，必须按要求设置通信通道。
双击桌面上的“Station Configurator”图标，将 “station name”改为硬件组态中站点的名称。
2.用户程序编写
系统采用STEP7软件编写控制程序，编程语言主要有梯形图、语句表和功能块图等类型。用户程序一般由组织块（OB）、功能块（FB）、功能（FC）、数据块（DB）等构成。OB1 作为主程序循环块是必需的，将所有的程序放入OB1中进行编程。编程时地址的设置方式有绝对地址法和符号地址法两种，本系统同时采用了这两种方法。使用符号地址一方面寻找变量比较方便、直观，另一方面便于在后边实现 Computing软件与控制引擎进行变量的连接。根据过程控制的复杂程度，编程方式分为线性化编程、模块化编程和结构化编程，本系统采用比较简单的线性化编程方式。

西门子S7-300400编程技术及工程应用PLC课件6_结构化编程

输出：静态变量：
FBl功能块的程序设计
汽油机数据块DB1的内容
3、风扇控制功能(FCl)的程序设计
定义FC1的输入、输出参数。这些定义包括变量名、数据类型和声明类型。输入：
输出：
FBl功能块的程序设计
4、组织块(OB1)的程序设计
发电机控制系统组织块OBl的指令程序
块的结构
块由两出 OUT 输入/输出 IN_OUT 静态变量 STAT ：只有FB有临时变量 TEMP
功能和功能块的编程步骤如下：
第一步:定义局部变量。首先定义形参和临时变量名，功能块还须定义静态变量。之后确定变量的类型及变量注释。
调用功能时，需用实参来代替形参。
功能块（FB）
功能块是用户所编写的有固定存储区的块。 FB为带“记忆”的逻辑块。它有一个数据结构与功能块参数表完全相同的数据块（DB）。我们称该数据块为背景数据块（Instance Data Block）。当功能块被执行时，数据块被调用，功能块结束。调用随之结束。存放在背景数据块中的数据在FB块结束以后，仍能继续保持。具有“记忆”功能。一个功能块可以有多个背景数据块，使功能块可以被不同的对象使用。
结构化编程
内容提要
结构化编程通讯组态读取模拟量功能块FC 105
第七章结构化编程
程序设计方法：线性化编程、模块化编程和结构化编程。
线性化编程是将整个用户程序放在组织块 OB1中，在CPU循环扫描时执行OB1中的全部指令。其特点是结构简单、但效率低下。另一方面，某些相同或相近的操作需要多次执行，这样会造成不必要的编程工作。再者，由于程序结构不清晰，会造成管理和调试的不方便。所以在编写大型程序时，避免线性化编程。

S7300系列PLC应用系统设计

S7300系列PLC应用系统设计1. 系统概述S7300系列PLC应用系统是一种基于模块化设计的自动化控制系统，广泛应用于工业自动化领域。

该系统包含了多个PLC模块，可以根据不同的应用场景进行配置和组合，支持多种输入输出信号的采集和控制。

系统结构如下：•多个PLC模块•输入信号模块•输出信号模块•通信模块•人机界面模块其中，PLC模块是系统的核心部分，负责控制各种工业设备的运行状态。

输入信号模块负责采集各种传感器和检测器的信号，输出信号模块负责向执行器和控制器发送指令和控制信号，通信模块负责与其他设备进行数据交换，人机界面模块负责提供用户友好的操作界面和数据显示。

2. 系统硬件设计2.1 PLC模块S7300系列PLC应用系统采用多个PLC模块的组合来实现不同的功能，每个模块具有完整的处理器和存储器单元。

根据具体的应用场景需要，可以选择不同数量和类型的PLC模块并组成一个整体系统。

PLC模块的主要参数如下：•CPU型号：S7-300•内存容量：通常为128KB或256KB，根据需求扩展至512KB•I/O点数：根据需求选择，最多支持2560个输入/输出点•通信接口：支持以太网通信和串口通信•电源输入：通常为24V DC2.2 输入信号模块输入信号模块主要用于采集各种传感器和检测器的信号，包括温度、湿度、压力、流量、速度等等。

这些信号通过输入信号模块上传至PLC模块中进行处理，从而实现对各种工业设备的精确控制。

输入信号模块的主要参数如下：•输入点数：根据需求选择，最多支持1024个输入点•输入类型：可选择数字输入、模拟输入等多种输入类型•输入电压：通常为24V DC•通信接口：支持以太网通信和串口通信2.3 输出信号模块输出信号模块主要用于向执行器和控制器发送指令和控制信号，并控制各种工业设备的运行状态。

输出信号模块可以搭配PLC模块使用，实现精准的控制和调度。

输出信号模块的主要参数如下：•输出点数：根据需求选择，最多支持1024个输出点•输出类型：可选择数字输出、模拟输出等多种输出类型•输出电压：通常为24V DC•通信接口：支持以太网通信和串口通信2.4 通信模块通信模块主要用于与其他设备进行数据交换，例如与计算机进行数据通信、与其他PLC进行数据同步等。

西门子_PLC应用系统设计及实例

第7章 PLC应用系统安排及真例之阳早格格创做本章重心l PLC应用系统安排的步调及时常使用的安排要领l应用举例l PLC的拆置、检测战维护7.1 应用系统安排概括正在相识了PLC的基础处事本理战指令系统之后，不妨分离本量举止PLC的安排，PLC的安排包罗硬件安排战硬件安排二部分，PLC 安排的基根源基本则是：1. 充散收挥PLC的统造功能，最大极限天谦脚被统造的死产板滞或者死产历程的统造央供.2. 正在谦脚统造央供的前提下，力供使统造系统经济、简朴，维建便当.3. 包管统造系统仄安稳当.4. 思量到死产死少战工艺的矫正，正在采用PLC时，正在I/O面数战内存容量上适合留有余天.5. 硬件安排主假如指编写步调，央供步调结构领会，可读性强，步调简短，占用内存少，扫描周期短.7.2 PLC应用系统的安排7.2.1 PLC统造系统的安排真量及安排步调1. PLC统造系统的安排真量（1）根据安排任务书籍，举止工艺分解，并决定统造规划，它是安排的依据.（2）采用输进设备（如按钮、开关、传感器等）战输出设备（如继电器、交战器、指示灯等真止机构）.（3）选定PLC的型号（包罗机型、容量、I/O模块战电源等）.（4）调配PLC的I/O面，画造PLC的I/O硬件接线图.（5）编写步调并调试.（6）安排统造系统的收配台、电气统造柜等以及拆置接线图.（7）编写安排证明书籍战使用证明书籍.2. 安排步调（1）工艺分解深进相识统造对付象的工艺历程、处事特性、统造央供，并区分统造的各个阶段，归纳各个阶段的特性，战各阶段之间的变换条件，画出统造过程图或者功能过程图.（2）采用符合的PLC典型正在采用PLC机型时，主要思量底下几面：1功能的采用.对付于小型的PLC主要思量I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）.2I/O面数的决定.统计被统造系统的开关量、模拟量的I/O面数，并思量以去的扩充（普遍加上10%～20%的备用量），进而采用PLC 的I/O面数战输出规格.3内存的估算.用户步调所需的内存容量主要与系统的I/O面数、统造央供、步调结构少短等果素有关.普遍可按下式估算：保存容量=开关量输进面数×10+开关量输出面数×8+模拟通讲数×100+定时器/计数器数量×2+通疑接心个数×300+备用量.（3）调配I/O面.调配PLC的输进/输出面，编写输进/输出调配表或者画出输进/输出端子的接线图，接着便不妨举止PLC步调安排，共时举止统造柜或者收配台的安排战现场动工.（4）步调安排.对付于较搀纯的统造系统，根据死产工艺央供，画出统造过程图或者功能过程图，而后安排出梯形图，再根据梯形图编写语句表步调浑单，对付步调举止模拟调试战建改，曲到谦脚统造央供为止.（5）统造柜或者收配台的安排战现场动工.安排统造柜及收配台的电器安插图及拆置接线图；安排统造系统各部分的电气互锁图；根据图纸举止现场接线，并查看.（6）应用系统完齐调试.如果统造系统由几个部分组成，则应先做局部调试，而后再举止完齐调试；如果统造步调的步序较多，则可先举止分段调试，而后对接起去总调.（7）体例技能文献.技能文献应包罗：可编程统造器的中部接线图等电气图纸，电器安插图，电器元件明细表，程序功能图，戴注释的梯形图战证明.7.2.2 PLC的硬件安排战硬件安排及调试1. PLC的硬件安排PLC硬件安排包罗：PLC及中围线路的安排、电气线路的安排战抗搞扰步伐的安排等.选定PLC的机型战调配I/O面后，硬件安排的主要真量便是电气统造系统的本理图的安排，电气统造元器件的采用战统造柜的安排.电气统造系统的本理图包罗主电路战统造电路.统造电路中包罗PLC的I/O接线战自动、脚动部分的仔细对接等.电器元件的采用主假如根据统造央供采用按钮、开关、传感器、呵护电器、交战器、指示灯、电磁阀等.2. PLC的硬件安排硬件安排包罗系统初初化步调、主步调、子步调、中断步调、障碍应慢步伐战辅帮步调的安排，小型开关量统造普遍惟有主步调.最先应根据总体央供战统造系统的简曲情况，决定步调的基础结构，画出统造过程图或者功能过程图，简朴的不妨用体味法安排，搀纯的系统普遍用程序统造安排法安排.3. 硬件硬件的调试调试分模拟调试战联机调试.硬件安排佳后普遍先做模拟调试.模拟调试不妨通过仿真硬件去代替PLC硬件正在估计机上调试步调.如果有PLC的硬件，不妨用小开关战按钮模拟PLC的本量输进旗号（如起动、停止旗号）或者反馈旗号（如限位开关的接通或者断开），再通过输出模块上各输出位对付应的指示灯，瞅察输出旗号是可谦脚安排的央供.需要模拟量旗号I/O时，可用电位器战万用表协共举止.正在编程硬件中不妨用状态图或者状态图表监视步调的运止或者强造某些编程元件.硬件部分的模拟调试主假如对付统造柜或者收配台的接线举止尝试.可正在收配台的接线端子上模拟PLC中部的开关量输进旗号，或者收配按钮的指令开关，瞅察对付应PLC输进面的状态.用编程硬件将输出面强造ON/OFF，瞅察对付应的统造柜内PLC背载（指示灯、交战器等）的动做是可仄常，或者对付应的接线端子上的输出旗号的状态变更是可精确.联机调试时，把体例佳的步调下载到现场的PLC中.调试时，主电路一定要断电，只对付统造电路举止联机调试.通过现场的联机调试，还会创造新的问题或者对付某些统造功能的矫正.7.2.3 PLC步调安排时常使用的要领PLC步调安排时常使用的要领主要有体味安排法、继电器统造电路变换为梯形图法、逻辑安排法、程序统造安排法等.1. 体味安排法体味安排法即正在一些典型的统造电路步调的前提上，根据被统造对付象的简曲央供，举止采用拉拢，并多次反复调试战建改梯形图，偶我需减少一些辅帮触面战中间编程关节，才搞达到统造央供.那种要领不程序可按照，安排所用的时间战安排品量与安排者的体味有很大的关系，所以称为体味安排法.体味安排法用于较简朴的梯形图安排.应用体味安排法必须死记一些典型的统造电路，如起保停电路、脉冲爆收电路等，那些电路正在前里的章节中已经介绍过.2. 继电器统造电路变换为梯形图法继电器交战器统造系统通过少久的使用，已有一套能完毕系统央供的统造功能并通过考证的统造电路图，而PLC统造的梯形图战继电器交战器统造电路图很相似，果此不妨间接将通过考证的继电器交战器统造电路图变换成梯形图.主要步调如下：（1）认识现有的继电器统造线路.（2）对付照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件（如交战器线圈、指示灯、电磁阀等）换成接线图上对付应的输出面的编号，将电路图上的输进拆置（如传感器、按钮开关、路程开关等）触面皆换成对付应的输进面的编号.（3）将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅帮继电器、定时器去代替.（4）画出局部梯形图，并给予简化战建改.那种要领对付简朴的统造系统是可止的，比较便当，但是较搀纯的统造电路，便不适用了.【例7-1】图7-1为电效果Y/△减压起动统造主电路战电气统造的本理图.（1）处事本理如下：按下开用按钮SB2,KM1、KM3、KT通电并自保，电效果接成Y型起动，2s后，KT动做，使KM3断电，KM2通电吸合，电效果接成△型运止.按下停止按扭SB1，电效果停止运止.图7-1电效果Y/△减压起动统造主电路战电气统造的本理图（2）I/O调配输进输出停止按钮SB1：I0.0 KM1：Q0.0 KM2：起动按钮SB2：I0.1 KM3：Q0.2过载呵护FR：（3）梯形图步调图7-2 例1梯形图步调变换后的梯形图步调如图7-2所示.依照梯形图谈话中的语规则定简化战建改梯形图.为了简化电路，当多个线圈皆受某一串并联电路统造时，可正在梯形图中树坐该电路统造的保存器的位，如.简化后的步调如图7-3所示.图7-3 例1简化后的梯形图步调3. 逻辑安排法逻辑安排法是以布我代数为表里前提，根据死产历程中各工步之间的各个检测元件（如路程开关、传感器等）状态的变更，列出检测元件的状态表，决定所需的中间影象元件，再列出各真止元件的工序表，而后写出检测元件、中间影象元件战真止元件的逻辑表白式，再变换成梯形图.该要领正在简朴的条件统造系统中，非常佳用，相称于拉拢逻辑电路，但是战时间有关的统造系统中，便很搀纯.底下将介绍一个接通旗号灯的统造电路.【例7-2】用PLC形成接通灯统造系统.（1）统造央供：如图7-4所示，起动后，北北白灯明并保护25s.正在北北白灯明的共时，物品绿灯也明，1s后，物品车灯即甲明.到20s时，物品绿灯闪明，3s后燃烧，正在物品绿灯燃烧后物品黄灯明，共时甲灭.黄灯明2s后灭物品白灯明.与此共时，北北白灯灭，北北绿灯明.1s后，北北车灯即乙明.北北绿灯明了25s后闪明，3s后燃烧，共时乙灭，黄灯明2s后燃烧，北北白灯明，物品绿灯明，循环.图7-4 接通灯统造示企图（2）I/O调配输进输出起动按钮：I0.0 北北白灯：Q0.0 物品白灯：北北黄灯：Q0.1 物品黄灯：北北绿灯：Q0.2 物品绿灯：北北车灯：Q0.6 物品车灯：（3）步调安排根据统造央供最先画出十字路心接通旗号灯的时序图，如图7-5所示.图7-5 十字路心接通旗号灯的时序图根据十字路心接通旗号灯的时序图，用基础逻辑指令安排的旗号灯统造的梯形图如图7-6所示.分解如下：最先，找出北北目标战物品目标灯的关系：北北白灯明（灭）的时间=物品白灯灭（明）的时间，北北白灯明25S（T37计时）后，物品白灯明30S（T41计时）后.其次，找出物品目标的灯的关系：物品白灯明30S后灭（T41复位）→物品绿灯仄光明20S（T43计时）后→物品绿灯闪光3S（T44计时）后，绿灯灭→物品黄灯明2S（T42计时）.再其次，找出北北背灯的关系：北北白灯明25S（T37计时）后灭→北北绿灯仄光25S（T38计时）后→北北绿灯闪光3S（T39计时）后，绿灯灭→北北黄灯明2S（T40计时）.末尾找出车灯的时序关系：物品车灯是正在北北白灯明后开初延时（T49计时）1S后，物品车灯明，曲至物品绿灯闪光灭（T44延时到）；北北车灯是正在物品白灯明后开初延时（T50计时）1S后，北北车灯明，曲至北北绿灯闪光灭（T39延时到）.根据上述分解列出各灯的输出统造表白式：物品白灯：Q0.3=T37 北北白灯Q0.0=M0.0·T3物品绿灯：Q0.5=Q0.0·T43+T43·T44·T59 北北绿灯Q0.2=Q0.3·T38+T38·T39·T59物品黄灯：Q0.4=T44·T42 北北黄灯Q0.1=T39·T40物品车灯：Q0.7=T49·T44 北北车灯Q0.6=T50·T39图7-6 基础逻辑指令安排的旗号灯统造的梯形图4. 程序统造安排法根据功能过程图，以步为核心，从起初步开初一步一步天安排下去，曲至完毕.此法的关键是画出功能过程图.最先将被统造对付象的处事历程按输出状态的变更分为若搞步，并指开工步之间的变换条件战每个工步的统造对付象.那种工艺过程图集结了处事的局部疑息.正在举止步调安排时，不妨用中间继电器M去影象工步，一步一步天程序举止，也不妨用程序统造指令去真止.底下将仔细介绍功能过程图的种类及编程要领.（1）单过程及编程要领图7-7 单过程结构功能过程图的单过程结构形式简朴，如图7-7所示，其特性是：每一步后里惟有一个变换，每个变换后里惟有一步.各个工步按程序真止，上一工步真止中断，变换条件创造，坐时开通下一工步，共时关断上一工步.用程序统造指令去真止功能过程图的编程要领，正在前里的章节已经介绍过了，正在那里将沉面介绍用中间继电器M去影象工步的编程要领.正在图7-7中，当n-1为活动步时，变换条件b创造，则变换真止，n步形成活动步，共时n-1步关断.由此可睹，第n步成为活动步的条件是：X n-1=1，b=1；第n步关断的条件惟有一个X n+1=1.用逻辑表白式表示功能过程图的第n步开通战关断条件为：Xn为第n步的状态，等号左边X n+1表示关断第n步的条件，Xn表示自脆持旗号，b表示变换条件.【例7-3】根据图7-8所示的功能过程图，安排出梯形图步调.将分离本例介绍时常使用的编程要领.1使用起保停电路模式的编程要领正在梯形图中，为了真止前级步为活动步且变换条件创造时，才搞举止步的变换，经常将代表前级步的中间继电器的常开接面与变换条件对付应的接面串联，动做代表后绝步的中间继电器得电的条件.当后绝步被激活，应将前级步关断，所以用代表后绝步的中间继电器常关接面串正在前级步的电路中.图7-8 例7-3题图如图7-8对付于输出电路的处理当注意：输出继电器正在、步中皆被接通，应将战的常开接面并联去启动；输出继电器只正在步为活动步时才接通，所以用的常开接面启动.使用起保停电路模式体例的梯形图步调如图7-9所示.2使用置位、复位指令的编程要领S7-200系列PLC有置位战复位指令，且对付共一个线圈置位战复位指令可合并编程，所以不妨真止以变换条件为核心的编程.目前步为活动步且变换条件创造时，用S将代表后绝步的中间继电器置位（激活），共时用R将本步复位（关断）.图7-8所示的功能过程图中，如用的常开接面战变换条件的常开接面串联动做置位的条件，共时动做复位的条件.那种编程要领很有程序，每一个变换皆对付应一个S/R的电路块，有几个变换便有几个那样的电路块.用置位、复位指令体例的梯形图步调如图7-10所示.图7-9 例7-3梯形图步调图7-10 置位、复位指令体例的梯形图3使用移位寄存器指令编程的要领单过程的功能过程图各步经常程序通断，而且共时惟有一步接通，果此很简单采与移位寄存器指令真止那种统造.对付于图7-8所示的功能过程图，不妨指定一个二位的移位寄存器，用、代表有输出的二步，移位脉冲由代表步状态的中间继电器的常开接面战对付应的变换条件组成的串联收路并联提供，数据输进端（DATA）的数据由初初步提供.对付应的梯形图步调如图7-11所示.正在梯形图中将对付应步的中间继电器的常关接面串联对接，不妨克制过程真止的历程中移位寄存器DATA端置“1”，免得爆收误收配旗号，进而包管了过程的成功真止.图7-11 移位寄存器指令体例的梯形图4使用程序统造指令的编程要领使用程序统造指令编程，必须使用S状态元件代表各步，如图7-12所示.其对付应的梯形图如图7-13所示.图7-12 用S状态元件代表各步图7-13 用程序统造指令编程（2）采用分收及编程要领采用分收分为二种，如图7-14为采用分收开初，7-15为采用分收中断.采用分收开初指：一个前级步后里紧接着若搞个后绝步可供采用，各分收皆有各自的变换条件，正在图中则表示为代表变换条件的短划线正在各自分收中.采用分收中断，又称采用分收合并，是指：几个采用分收正在各自的变换条件创造时变换到一个大众步上.正在图7-14中，假设2为活动步，若变换条件a=1，则真止工步3；如果变换条件b=1，则真止工步4；变换条件c=1，则真止工步5.即哪个条件谦脚，则采用相映的分收，共时关断上一步2.普遍只允许采用其中一个分收.正在编程时，若图7-14中的工步2、3、4、5分别用、、、表示，则当、、之一为活动步时，皆将引导M0.0=0，所以正在梯形图中应将、战的常关接面与的线圈串联，动做关断步的条件.正在图7-15中，如果步6为活动步，变换条件d=1，则，则工步6背工步9变换；如果步7为活动步，变换条件e=1，则工步7背工步9变换；如果步8为活动步，变换条件f=1，则工步8背工步9变换.若图7-15中的工步6、7、8、9分别用、、、表示，则（工步9）的起动条件为：M0.4·d+ M0.5·e+ M0.6·f ，正在梯形图中，则为的常开接面串联与d 变换条件对付应的触面、的常开接面串联与e 变换条件对付应的触面、的常开接面串联与f 变换条件对付应的触面，三条收路并联后动做线圈的起动条件.【例7-4】根据图7-16所示的功能过程图，安排出梯形图步调.图7-16 例7-4题图1使用起保停电路模式的编程对付应的状态逻辑关系为：对付应的梯形图步调如图7-17所示.2使用置位、复位指令的编程对付应的梯形图步调如图7-18所示.3使用程序统造指令的编程对付应的功能过程图如图7-19所示.对付应的梯形图步调如图7-20所示.图7-17 例7-4用起保停电路模式的编程图7-18 例7-4用置位、复位指令的编程图7-19功能过程图图7-20 例7-4用程序统造指令的编程 2 3 4 5 a b c e d f 6 7 8 9图7-14 采用分收开初图 7-15 采用分收中断（3）并止分收及编程要领并止分收也分二种，图7-21a 为并止分收的开初，图7-21b 为并止分收的中断，也称为合并.并止分收的开初是指当变换条件真止后，共时使多个后绝步激活.为了强调变换的共步真止，火仄连线用单线表示.正在图7-21a 中，当工步2处于激活状态，若变换条件e=1，则工步3、4、5共时起动，工步2必须正在工步3、4、5皆开开后，才搞关断.并止分收的合并是指：目前级步6、7、8皆为活动步，且变换条件f 创造时，开6、7、8. 【例7-5所示的功能过程图，安排出梯型图步调.1使用起保停电路模式的编程，对付应的梯形图步调如图7-23所示.图7-23 例7-5用起保停电路模式的编程2使用置位、复位指令的编程，对付应的梯形图步调如图7-24所示.图7-24例7-5用置位、复位指令的编程3使用程序统造指令的编程对付应的功能过程图如图 7-25所示.对付应的梯形图步调如图7-26所示.图7-21 并止分收图7-22 例7-5题图图7-26 例7-5用用程序统造指令的编程（4）循环、跳转过程及编程要领正在本量死产的工艺过程中，若央供正在某些条件下真止预约的动做，则可用跳转步调.若需要沉复真止某一历程，则可用循环步调.如图7-27所示. 跳转过程：当步2为活动步时，若条件f=1，则跳过步3战步4，间接激活步5.循环过程：当步5为活动步时，若条件e=1，则激活步2，循环真止.编程要领战采用过程类似，不再仔细介绍. 需要注意的是： ✧ 变换是有目标的，若变换的程序是从上到下，即为仄常程序，不妨简略箭头.若变换的程序从下到上，箭头不克不迭简略. ✧ 惟有二步的关环的处理.正在程序功能图中惟有二步组成的小关环如图7-28a 所示，果为既是的前级步，又是它的后绝步,所以对付应的用起保停电路模式安排的梯形图步调如图7-28b 所示.从梯形图中不妨瞅出，线圈基础无法通电.办理的办法是：正在小关环中删设一步，那一步只起短延时（≤0.1s ）效用，由于延时博得很短，对付系统的运止不会有什么效用，如图7-28c所示.abcd 2345 e f 图7-27 循环、跳转过程图7-25例7-5题图7.2.4 PLC 步调安排步调PLC 步调安排普遍分为以下几个步调：1. 步调安排前的准备处事步调安排前的准备处事便是要相识统造系统的局部功能、规模、统造办法、输进/输出旗号的种类战数量、是可有特殊功能的接心、与其余设备的关系、通疑的真量与办法等，进而对付所有统造系统建坐一个完齐的观念.接着进一步认识被控对付象，可把统造对付象战统造功能依照赞同央供、旗号用途或者统造天区分类，决定检测设备战统造设备的物理位子，相识每一个检测旗号战统造旗号的形式、功能、规模及之间的关系.2. 安排步调框图根据硬件安排规格书籍的总体央供战统造系统的简曲情况，决定应用步调的基础结构、按步调安排尺度画造出步调结构框图，而后再根据工艺央供，画出各功能单元的功能过程图.3. 编写步调根据安排出的框图逐条天编写统造步调.编写历程中要即时给步调加注释.4. 步调调试调试时先从各功能单元进脚，设定输进旗号，瞅察输出旗号的变更情况.各功能单元调试完毕后，再调试局部步调，调试各部分的接心情况，曲到谦意为止.步调调试不妨正在真验室举止，也不妨正在现场举止.如果正在现场举止尝试，需将可编程统造器系统与现场旗号断图7-28惟有二步的关环的处理T38 MT38M（a ）（b ）（c ）绝，不妨切断输进/输出模板的中部电源，免得引起板滞设备动做.步调调试历程中先创造过失，后举止纠错.基根源基本则是“集结创造过失，集结纠正过失”.5. 编写步调证明书籍正在证明书籍中常常对付步调的统造央供、步调的结构、过程图等给以需要的证明，而且给出步调的拆置收配使用步调等.7.3 应用举例板滞脚的模拟统造图7-29为传递工件的某板滞脚的处事示企图，其任务是将工件从传递戴A搬运到传递戴B.1. 统造央供按起动按钮后，传递戴A运止曲到光电开关PS检测到物体，才停止，共时板滞脚下落.下落到位后板滞脚夹紧物体，2s后开初降下，而板滞脚脆持夹紧.降下到位左转，左转到位下落，下落到位板滞脚紧开，2s后板滞脚降下.降下到位后，传递戴B开初运止，共时板滞脚左转，左转到位，传递戴B停止，此时传递戴A运止曲到光电开关PS再次检测到物体，才停止循环.板滞脚的降下、下落战左转、左转的真止，分别由单线圈二位电磁阀统造汽缸的疏通统造.当下落电磁阀通电，板滞脚下落，若下落电磁阀断电，板滞脚停止下落，脆持现有的动做状态.当降下电磁阀通电时，板滞脚降下.共样左转/左转也是由对付应的电磁阀统造.夹紧/搁紧则是由单线圈的二位电磁阀统造汽缸的疏通去真止，线圈通电时真止夹紧动做，断电时真止搁紧动做.而且央供惟有当板滞脚处于上限位时才搞举止左/左移动，果此正在安排转化时用上限条件动做联锁呵护.由于上下疏通，安排转化采与单线圈二位电磁阀统造，二个线圈不克不迭共时通电，果此正在上/下、左/左疏通的电路中须树坐互锁关节.为了包管板滞脚动做准确，板滞脚上拆置了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对付板滞脚举止下落、降下、左转、左转等动做的限位，并给出动做到位的旗号.光电开关PS控造检测传递戴A上的工件是可到位，到位后板滞脚开初动做.2. I/O调配输进输出起动按钮： I0.0 降下YV1：Q0.1停止按钮： I0.5 下落YV2：降下限位SQ1：I0.1 左转YV3：下落限位SQ2：I0.2 左转YV4：左转限位SQ3：I0.3 夹紧YV5：左转限位SQ4：I0.4 传递戴A：光电开关 PS： I0.6 传递戴B：图7-29 板滞脚统造示企图3. 统造步调安排根据统造央供先安排出功能过程图，如图7-30所示.根据功能过程图再安排出梯形图步调，如图7-31所示.过程图是一个按程序动做的步进统造系统，正在本例中采与移位寄存器编程要领.用移位寄存器～位，代表过程图的各步，二步之间的变换条件谦脚时，加进下一步.移位寄存器的数据输进端DATA（）由～诸位的常关接面、降下限位的。

07S7_300应用例程

应用实例
线性编程实例3 – 单生产线传送控制
用户需求： 1、能够实现手动/自动控制。 2、灌装时间3s，自动计数。 3、生产线能正反转。
模块化编程
OB 1
FC 1
电机启停控制
FC 1 电机手动/自动控制
FC 2 灌装控制/满瓶显示系统分配 I/OStart:系统启动（I0.0）；
Stop:系统停止（I0.1）； MoveForward：点动向前（I0.2）； MoveBackward：点动向后（I0.3）； ManualAuto：手动/自动选择（I0.4）； Enter：系统模式确定（I0.5）； SensorNoneBot：空瓶位传感器（I1.0）； SensorFillBot：灌装位传感器（I1.1）； SensorFullBot：满瓶位传感器（I1.2）； PowerOn:系统上电显示（Q0.0）
CPU 循环
执行OB1中的程序 (循环执行) 事件 (日期时间中断、硬件中断等) 调用其他 OB，FB，FC
块OB 1
A I 0.1 A I 0.2 = Q8.0
把过程映象输出表(PIQ) 写到输出模块
输出模块
程序结构
STEP 7为设计程序提供三种方法。基于这些方法，可以选择最适合于你的应用的程序设计方法。
OB1 组织块
OB1 组织块
OB1 组织块
OB1 组织块
思考题一：液位监视
模块化编程实例 - 液位监视
LT
思考题一：成分配比
LT
LT
LT
a
b
罐选择开关拨码开关 0 0 0 0
LT
成分 A 成分 B
LT
S7-300在液压系统中的应用
系统要求：

《现场总线技术》实验指导书.docx

《现场总线技术》实验指导书广东工业大学信息工程学院二一一年三月印刷Step7 V5.0编程基础及S7-300PLC组态实验项目名称：Step7 V5. 0编程基础及S7-300PLC组态实验项目性质：演示实验所属课程名称：现场总线技术实验计划学时：2一、实验目的通过老师讲解STEP7软件和硬件组态的基础知识，使同学们掌握使用STEP7的步骤和硬件组态等内容，为后续实验打下基础。

二、演示内容1、组合硬件和软件STEP7 V5. 0是专用于SIMATIC S7-300/400 PLC站的组态创建及设计PLC控制程序的标准软件。

首先必须运行STEP7 V5.0的软件，在该软件下建立自已的文件，此后根据需耍，再对STMATTC S7-300PLC站进行组态，并下载到S7-300PLC屮，随后可使用STEP7 V5. 0软件屮的梯形逻辑、功能块图或语句表对需要的程序进行编程，述可应用STEP7 V5. 0对程序进行调试和实时监视。

SIMATIC S7-300PLC是一种模块化的结构，可根据需要进行灵活配置，选用所需要的模块。

S7300可编程控制器的基本单元包括一个供电单元，一个CPU,以及输入和输出模板。

还可以根据需要带模拟量单元、通信单元、特殊控制单元等。

PLC用S7程序监视和控制机器，在S7程序中通过地址寻址I/O模板。

使用STEP7 V5.0软件可以在一个项目下生成S7程序，对S7-300PLC进行组态、编制程序和进行监控。

细冲设备电缆电源模板输入模板图1-1 STEP7硬件软件组合2、使用STEP7 V5.0的步骤程序生成硬件组态下载到CPU进行调试诊断图1-2 STEP7的基本步骤建议先硬件组态，这样STEP7在硬件组态编辑器中会显示可能的地址。

3、启动SIMATIC 管理器并创建一个项目(1) 新建项目图1-3建立新项H首先在电脑中必须建立自己的文件：File —> New —>写上Name(2) 硬件组态在自己的文件下，对S7-300PLC 进行组态，一般设备都需有其组态文2JCancelHelpE124.1O*«©c □ •■W|曰24・2User projects LibrariesName:Type-DIN 导轨安装了 STEP 7软CPU 模式选择开关设置电遞电压2”张力消除夹CPU 电遞接线按钮接线PG 电线24 Voh04X Y J• oo« • r m g件，西门子常用设备的组态文件存在STEP7 V5. 0中，其步骤如下;Insert —Station SIMATIC 300 Station ；选定SIMATIC 300 （1）的Hardwork 右边Profi — Standard —SIMATIC 300将轨道、电源、CPU、I/O模块组态到硬件中:轨道：RACK-300 - Rail；插入电源：选中（0） UR中1,插入电源模块PS-300 - PS307 5A；插入CPU：选中（0） UR 中2,插入CPU 模块CPU-300 -> CPU315-2DP；插入输入/输岀模块DI：选中（0） UR中4,插入输入模块SM-300 -> DI-300 - SM321 DI32*DC24V；选屮（0） UR 屮5,插入输出模块DO：SM-300 - DO-300 SM322 D032*DC24V/0. 5A（注意：（0） UR中3是不组态的）组态完后，保存并编译，关闭硬件组态窗口。

SIMATIC S7-300基本说明及应用

S7-300 CPU说明S7-300 CPU 的六个性能等级，现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。

产品范围包括 7 种标准的 CPU、 7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。

现有 CPU 的宽度仅 40mm SIMATIC S7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量最大的控制器。

应用范围 在第一个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性系统解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程   作为一种多用的自动化系统，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的理想解决方案。

对于由于环境条件限制需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供 SIPLUS 极端设备。

特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：            汽车工业通用机械工程特殊机器制造系列机械工程，OEM 塑料加工包装行业食品和饮料工业加工工程快速计数/fairs，可以直接访问硬件计数器简单定位，直接控制 MICROMASTER 频率静态变频器带有集成功能块的 PID-Regulation优点 由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间。

     S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供合适的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款 S7-300 建立在模块式的组态上，无需 I/O 模块的插槽规则现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态。

集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行管理等级方便的进行数据交换模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。

能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计集成在一起，从而避免附加投资。

SIMATICS7-300400PLC原理及应用.

2018/9/15
刘自彩高大全
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系
第四章 STEP7指令系统及应用.上 2
SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用学习情境4：基本继电器电路的PLC控制设计
第四章
STEP7指令系统及应用.上
2018/9/15
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系
SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用
4．计数器（C）存储器区在用户CPU的存储器中，有为计数器保留的存储区。此存储区为每个计数器地址保留一个16位字。梯形图指令集支持256个计数器。计数值（0～999）可以用二进制或BCD码方式读取。 5．数据块（DB）/背景数据块（DI） DB为共享数据块，DBX2.3，DBB5，DBW10和DBD12。
其中LAD、STL和FBD是三种基本编程语言。 LAD（LAD:LAdder Diagram）简称梯形图，LAD是使用最多的PLC编程语言。因与继电器电路很相似，具有直观易懂的特点，很容易被熟悉继电器控制的电气人员所掌握，特别适合于数字量逻辑控制,也适合于熟悉继电器电路的人员使用。LAD编程语言如图4-1所示。
2018/9/15
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系
第四章 STEP7指令系统及应用.上 16
SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用
4.1.5 PLC编程的基本原则
PLC编程应该遵循以下基本原则。（1）外部输入、输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的接点可多次重复使用。
（3）功能块图编程语言(FBD)
（4）S7-GRAPH/S7 HiGraph编程语言（5）结构化控制语言(SCL) （6）顺序功能图(SFC)

西门子PLC300系列的设计步骤与实例

S7-300系列PLC应用系统设计PLC应用系统设计的内容和步骤PLC应用系统的硬件设计PLC应用系统的软件设计PLC应用系统设计实例PLC应用系统设计的内容和步骤系统设计的原则与内容1．设计原则(1) 最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求；(2) 在满足控制要求的前提下，力求简单、经济，操作方便；(3) 保证控制系统工作安全可靠；(4) 考虑到今后的发展改进，应适当留有进一步扩展的余地。

2．设计内容(1) 拟定控制系统设计的技术条件，它是整个设计的依据；(2) 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；(3) 选定PLC的型号；(4) 编制PLC的输入输出分配表或绘制输入输出端子接线图；(5) 根据系统要求编写软件说明书，然后再进行程序设计；(6) 重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；(7) 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；(8) 编写设计说明书和使用说明书。

系统设计和调试的主要步骤1．深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求2．确定IO设备，常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

3．选择合适的PLC类型，根据已确定的用户IO设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC类型。

4．分配IO点，编制出输入输出端子的接线图。

5．设计应用系统梯形图程序，这一步是整个应用系统设计最核心的工作。

6．将程序输入PLC，当使用计算机上编程时，可将程序下载到PLC中。

7．进行软件测试，在将PLC连接到现场设备上之前，必须进行软件测试，以排除程序中的错误。

8．应用系统整体调试，在PLC软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试。

调试中发现的问题要逐一排除，直至调试成功。

9．编制技术文件，系统技术文件包括功能说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、PLC梯形图等。

PLC选型在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体应考虑以下几点。

《SIMATICS7-300400PLC原理及应用》精品课-教案

第26次课5.3 程序设计与调试5.4 PLC在顺序控制中的应用一、教学简要说明1. 教学重点、难点及处理方法教学重点及处理方法：PLC程序结构设计、符号化编程、功能块与功能的生成与调用及顺序控制设计。

图示讲解、举例讲解。

教学难点及处理方法：功能块与功能的生成与调用。

举例讲解。

2. 教学方式（手段）、教学内容要点与时间分配教学方式（手段）：多媒体教学、课堂提问。

教学内容要点与时间分配：引入 5′1、PLC程序结构设计 15′2、符号表与符号化编程 15′3、功能块与功能的生成与调用30′4、顺序控制设计 20′小结 5′3. 师生活动设计课堂提问、讨论。

二、授课内容1.引入对于一个复杂的PLC控制系统，如何进行合理的程序设计，设计完了又如何进行有效的调试，将是一项比较艰巨的任务。

本次课将就PLC程序设计方法及程序的调试方法作一定的介绍。

2.教学内容5.3 程序设计与调试5.3.1 程序结构设计STEP 7有3种设计程序的方法，即线性化编程、模块化编程和结构化编程。

1. 线性化编程整个用户程序放在循环控制组织块OB1（主程序）中，循环扫描时不断地依次执行OB1中的全部指令。

2. 模块化编程模块化编程程序被分为不同的逻辑块，每个块包含完成某些任务的逻辑指令。

组织块OB1（即主程序）中的指令决定在什么情况下调用哪一个块，功能和功能块（即子程序）用来完成不同的过程任务。

被调用的块执行完后，返回到OB1中程序块的调用点，继续执行OB1。

3. 结构化编程结构化编程将复杂的自动化任务分解为能够反映过程的工艺、功能或可以反复使用的小任务，这些任务由相应的程序块（或称逻辑块）来表示，程序运行时所需的大量数据和变量存储在数据块中。

这些程序块是相对独立的，它们被OB1或别的程序块调用。

5.3.2 符号表和符号化编程1．符号地址符号地址的优点：程序中可以用绝对地址访问变量，但是符号地址使程序更容易阅读和理解。

2．生成与编辑符号表点击管理器中的“Symbols”图标，即可进入符号表窗口。

西门子S7-300-400 PLC控制系统设计与应用(陈章平)

西门子S7-300/400PLC控制系统设计与应用
2.1 CPU
2.1.1 S7-300的CPU介绍
S7-300CPU可分为以下五种类型： • 紧凑型。 • 标准型。 • 重新定义标准型。 • 户外型。 • 故障安全型。
西门子S7-300/400PLC控制系统设计与应用
2.1.2 S7-400的CPU介绍
是在电源和公共端，但是，SM421的连接端布置均为单列。
Hale Waihona Puke 西门子S7-300/400PLC控制系统设计与应用
2.2.2 模拟量输入模块
1. S7-300模拟量输入模块生产过程中有大量的连续变化的模拟量需要用PLC来测量或者控制，有
的是非电量，如温度、压力、流量等，有的是强电电量，如发电动机组的电流、电压等，S7-300的模拟输入可以完成较复杂包含模拟过程信号的任务，可连接不带附加放大器的模拟执行元件和传感器。该类模块主要由A/D转换器、转换开关、恒流源、补偿电路、光隔离器及逻辑电路等组成。 2. S7-400模拟量输入模块
2.3.1 数字量输出模块
1. S7-300数字量输出模块 SM322数字量输出模块将S7-300内部信号电平转换成过程中的外部信号
电平，其内部有电隔离电路及功率驱动电路，有隔离和功率放大的作用，可直接在驱动电磁阀、接触器、小型电动机、指示灯和电动机起动器等负载上使用，其输出电流的典型值为0.5A~2A，负载电源由外部现场提供。 2. S7-400数字量输出模块
西门子S7-300/400PLC控制系统设计与应用
2. S7-400的CPU模块面板 S7-400PLC不同型号的CPU面板上元件不完全相同，大家在使用的时候
请留心、注意。
• INTF（红色）：模块内部故障时亮。 • EXTF（红色）：模块外部故障时亮。 • FRCE（黄色）：强制工作指示灯。 • RUN（绿色）：运行状态指示灯。 • STOP（黄色）：停止状态指示灯。 • BUS1F（红色）：MPI/PROFIBUS DP接口1的总线故障指示灯。 • BUS2F（红色）：MPI/PROFIBUS DP接口2的总线故障指示灯。 • MSTR（黄色）：CPU运行时亮。 • REDF（红色）：冗余错误指示灯。 • RACK0（黄色）：CPU在机架0中。 • RACK1（黄色）：CPU在机架1中。 • IFM1F（红色）：接口子模块1故障指示灯。 • IFM2F（红色）：接口子模块2故障指示灯。

西门子S7-300或S7-400PLC应用示例的SIEMENS点级传感器PROFIBUS PA设备配

SITRANSConfiguring a Siemens Point Level PROFIBUS PA Device in a S7-300 or S7-400 PLCApplication examples Introduction1 Overview2 Planning/configuring3Siemens AGDivision Process Industries and Drives Document order number: AG060503Ⓟ 08/2020 Subject to changeCopyright © Siemens AG 2020.All rights reservedLegal informationWarning notice systemThis manual contains notices you have to observe in order to ensure your personal safety, as well as to preventdamage to property. The notices referring to your personal safety are highlighted in the manual by a safety alertsymbol, notices referring only to property damage have no safety alert symbol. These notices shown below aregraded according to the degree of danger.DANGERindicates that death or severe personal injury will result if proper precautions are not taken.WARNINGindicates that death or severe personal injury may result if proper precautions are not taken.CAUTIONindicates that minor personal injury can result if proper precautions are not taken.NOTICEindicates that property damage can result if proper precautions are not taken.If more than one degree of danger is present, the warning notice representing the highest degree of danger willbe used. A notice warning of injury to persons with a safety alert symbol may also include a warning relating toproperty damage.Qualified PersonnelThe product/system described in this documentation may be operated only by personnel qualified for the specifictask in accordance with the relevant documentation, in particular its warning notices and safety instructions.Qualified personnel are those who, based on their training and experience, are capable of identifying risks andavoiding potential hazards when working with these products/systems.Proper use of Siemens productsNote the following:WARNINGSiemens products may only be used for the applications described in the catalog and in the relevant technicaldocumentation. If products and components from other manufacturers are used, these must be recommendedor approved by Siemens. Proper transport, storage, installation, assembly, commissioning, operation andmaintenance are required to ensure that the products operate safely and without any problems. The permissibleambient conditions must be complied with. The information in the relevant documentation must be observed. TrademarksAll names identified by ® are registered trademarks of Siemens AG. The remaining trademarks in this publicationmay be trademarks whose use by third parties for their own purposes could violate the rights of the owner. Disclaimer of LiabilityWe have reviewed the contents of this publication to ensure consistency with the hardware and softwaredescribed. Since variance cannot be precluded entirely, we cannot guarantee full consistency. However, theinformation in this publication is reviewed regularly and any necessary corrections are included in subsequenteditions.Table of contents1 Introduction (4)1.1 Objective (4)1.2 Equipment (4)1.3 Disclaimer (4)2 Overview (5)3 Planning/configuring (6)3.1 Required steps (6)1.1ObjectiveThe objective of this application guide is to help the user become familiar with the stepsrequired to configure a Siemens point level device in Step 7.1.2Equipment1.3DisclaimerNoteWhile every effort is made to verify the following information, no warranty of accuracy orusability is expressed or implied.SIMATIC STEP 7 is the Siemens programming software used to setup a S7-300 or S7-400 PLC. This Application Guide discusses the following:•Running Hardware Config. to set up a network•When and how to import a .gsd file•Setting the Different Siemens instruments on the bus•Viewing cyclic data via STEP 7Please note that the Pointek CLS200 is used for illustration purposes. The process is similar for all Siemens Point Level instruments.3.1Required stepsStep 1 – Run Hardware ConfigHardware Config is the part of STEP 7 and PCS 7 used for configuring the network. To operateit, first run SIMATIC Manager and then open a project.ing the left side of the screen, navigate to a position similar to the screen shot below:3.1 Required stepsStep 2a – Check the Hardware Catalog for the instrument1.From within Hardware Config., click the Hardware catalog icon to find the device.NoteThe Pointek CLS200 is called a Pointek CLS in the software. If it is part of the software, it is located in /PROFIBUSPA/Sensors/Level/Capacitive/Siemens Milltronics/Pointek CLS. If so, go to Step3, otherwise go to Step2b to import the .gsd file into STEP 7.Step 2b - Import the .gsd file into STEP 7 (two options)Option One (recommended): Use a program called DeviceInstall to update the Device Descriptor for SIMATIC PDM and install the .gsd file into STEP 7.NoteThe latest device description for Simatic PDM is available for free download on/processautomation.1.Close down SIMATIC Manager.2.Go to Downloads on the instruments product page and select the current version of thePROFIBUS Device Description for SIMATIC PDM.3.Save the ZIP file to a directory on your terminal, right-click the ZIP icon, and then extract thefiles to the directory.3.1 Required steps4.Double-click and run DeviceInstall.exe. Do not run this program from within the ZIPwindow because it will not install correctly.5.Follow the directions in the installation wizard. Close and delete ZIP file after installation.6.Open SIMATIC STEP 7Option Two: Install the .gsd files using the Options/Install New GSD… from the HW Configof STEP 7.1.Download the .gsd file from the CLS 200 product page at/processautomation.NoteWhen the .gsd file is input, it will not be placed in the correct directory in the Hardwarecatalog. Rather, it is placedin /PROFIBUS-PA and not in PROFIBUS-PA/Sensors/Level/Capacitive/SiemensMilltronics/.Step 3 – Add the CLS to the network1.Open the Hardware catalog by clicking on the fourth icon from the right (use the mouse-over to verify).2.The .gsd file for the device will be located in /PROFIBUS-PA/Sensors/Level/Capacitive/Siemens Milltronics/.3.Highlight the PROFIBUS network that you want to add the device to (in the case below, it isthe PROFIBUS (2) PA).4.Highlight instrument and drag it to the PROFIBUS network.Note•At this point, the address of the instrument on the PROFIBUS network is necessary. In the example below, a CLS 200 is placed at Address 3 and the input at I256 and I257(see below).•When Pointek CLS rack is added, the module is added automatically. The output is 1 byte output plus 1 byte of status.3.1 Required stepsStep 4 - Download the new configuration1.Click on the Save and Compile icon.2.Click the Download icon to save the new configuration to the PLC. To do this, place the PLCin stop mode.3.After the download is complete, do not place the PLC in RUN mode.4.First connect the device to the network, power it up, and verify that the network address isset correctly.5.Place the PLC in RUN mode.3.1 Required stepsStep 5 - Reading the dataOption One: Program the PLC to read the data consistently using SFC14 and view thedata1.From SIMATIC Manager, navigate to the program section of the CPU.2.Right-click Blocks, add DB2, and then define it as follows:Location 0.0 CLS_Level ByteLocation 1.0 SensorStatus Byte3.Double-click on OB1.Planning/configuring3.1 Required steps4.Add SFC14 to read the data. The program will look like this:5.Save and compile the code, and then save it to the PLC.6.From SIMATIC Manager, navigate to the program section of the CPU.7.Right-click Blocks and select /Insert new object/ VAT table.8.View the level at address DB2.DBB 0 as a HEX number.9.View the status at address DB2.DBB 1 as a HEX number.10.Click the Glasses icon to view the incoming data.Option 2: View the data directly from the VAT table:1.From SIMATIC Manager, navigate to the program section of the CPU.2.Right-click on Blocks and select /Insert new object/ VAT table.3.View the level at address PIB 256 as a HEX number.4.View the status at address PIB 257 as a HEX number.5.Click the Glasses icon to view the incoming data.Configuring a Siemens Point Level PROFIBUS PA Device in a S7-300 or S7-400 PLCApplication examples, 08\2020, AG060503 11。

PLC在现场总线中的应用

PLC在现场总线中的应用近些年来，计算机控制以及被迅速地推广和普及，相当多的企业已经在大量地使用各种各样的可编程设备，例如工业控制计算机、PLC、变频器、机器人、数据机床、柔性制造系统等。

有很多企业已经显示了全车间或者全厂的综合自动化，即将不同厂家生产的可编程设备连接在单层或多层网络上，相互之间进行数据通信，实现分散控制和集中管理。

因此通信与网络已经成为了控制系统不可缺少的重要组成部分。

而PLC作为其中的一部分也是有它重要地位的。

IEC（国际电工委员会）对现场总线的定义是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串式、多点通信的数据总线称为现场总线”。

它是当前工业自动化的热点之一。

现场总线以开放的、独立的、全数字化的双向多变量通信代替0-10mA或4-20mA现场电动仪表信号。

现场总线I/O集检测、数据处理、通信为一体，可以代替变送器、调节器、记录仪等模拟仪表，它步需要框架、机柜、可以直接安装在现场导轨槽上。

现场总线I/O的接线极为简单，只需要一根电缆，从主机开始，沿数据链从一个现场总线I/O连接到下一个现场总线I/O。

使用现场总线后，自控系统的配线、安装、调试和维护等方面的费用可以节约2、3左右，现场总线I/O与PLC已经组成廉价的DCS系统，因而如果将PLC和现场总线结合起来使用，操作员可以在中央控制室实现远程监控，对现场设备PLC等进行参数的调整，还可以通过现场设备的自诊断功能预测故障和寻找故障点。

进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。

PLC 是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。

现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛，以至于有些人已做出预测：基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。

PLC (可编程序控制器) 系统的特性如下：a. 功能丰富。

当今的PLC 已不局限于完成顺序逻辑控制功能, 多数的PLC 已采用了通用的高性能处理器(如Pen t ium、A lpha 处理器等) , 采用多任务操作系统, 在保证快速完成顺序逻辑运算的前提下普遍增加了回路调节功能和代数计算功能等。

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现场总线技术 07SIMATICS7300400PLC的设计应
二、系统网络及硬件组态
o 1．设置PG/PC接口
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2．硬件组态
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网络总览图
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现场总线技术
07SIMATICS7300400P LC的设计应用实例
2020/11/23
现场总线技术 07SIMATICS7300400PLC的设计应
第7章 SIMATIC S7-300/400 PLC的设计应用实例
o 7.1 PROFIBUS现场总线控制网络 o 7.2 基于PROFIBUS的三容水箱液位控制系统设计 o 7.3 基于PROFIBUS的模拟锅炉液位控制系统设计 o 7.4 基于PC的PLC控制电加热炉系统设计与实现
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1．被控对象
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主要由三部分构成：（1）变频水泵，高位恒压水塔和储水池构成的供、排水系统。（2）由分布在三个不同层面上的四个单元所组成的被控过程，这四个单元分别是： 1) 带有冷却水夹套的锅筒单元。；2）流量检测与调节执行组合单元；3）回路的压力检测单元；4）并联双容单元。（3）各种过程控制器，例如：常规控制仪表，可编程控制仪表等，以及工作电源和过程控制实
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2．网络及硬件组态（1）创建项目
创建项目 “液位控制”。插入一个S7300站，进入硬
件组态 “Configuring Hardware”界面。
（2）配置机架
点开右侧的硬件资源，从RACK-300中现选场总择线技机术架 07SIMATICS7300400PLC的设计应
二、双容水箱液位控制系统组成及原理
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液位单回路控制框图
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三、系统网络及硬件组态
1．通信端口设置
打开控制面板，双击 Set PG/PC Interface，设置编程设备和控制器的通信接口
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过程变量属性设置
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（2）趋势曲线界面设计添加WINCC 在线趋势控件
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在线趋势控件的属性设置
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o S7400可编程控制器与分布式I/O ET200之间通过Profibus总线协议连接，实时采集现场信号并发出控制指令。
o 系统硬件采用S7-400控制器，其各有一块 16通道的DI/DO模块，两块8通道的AI模块，一块4通道的AO模块。
1．一类主站
SIMATIC S7-300/400 PLC
2．二类主站
PC计算机或工控机
3．从站
包括分布式I/O ET200，变频器和通过DP/PA LINK连接的智能从站等。
4.被控对象
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7.2 基于PROFIBUS的三容水箱
液位控制系统设计
3．各画面的链接
利用按钮的属性配置可以实现各界面的跳转和返回。
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（五）调试ห้องสมุดไป่ตู้
o 进入计算机属性对话框，选择启动按钮，将“文本库运行系统”、“变量记录运行系统”、“图形运行系统”选中并确定。
o 激活运行系统
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数据类型 BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL INT
现场总线I技N术T
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PQW512 PQW514
MD20 MD94 MD124 MD78 MD86 MD82 MD90
进水阀输出出水阀输出锅筒液位实际值进水流量实际值出水流量实际值进水阀开度出水阀开度出水阀门操作量进水阀门操作量
（一）控制程序组态 1．在S7 Program的Blocks中建立程序块FC1、
OB35、FC2。
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o FC1块实现液位信号的输入量程转换，将0-27648之间的数字量转换为0-500mm之间的液位实际值。
o OB35为循环中断组织块，可以按照固定的时间间隔循环调用PID程序块，本例采样时间100ms。循环中断时间可以在CPU的特性里进行设定，如图7-11所示。
o FC2块实现输出操作信号的量程转换，将0.0-100.0之间的实型值转换为0-27648之间的数字量。
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图7-11 循环中断时间的设定
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2. 编辑FC1
（b）2#容器液位输入处理— 量程转换
5. 编辑主程序OB1
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6．建立变量表
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（二）程序调试
o 第1步：AI5/A02中的Inputs和Outputs量程设置
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INT INT REAL REAL REAL REAL REAL REAL REAL
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o 2．控制算法的实现
o （1）主程序 OB1里，主要实现了锅筒液位输
PID参数设置界面的编辑
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I/O域的变量连接和属性设置
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2.在线趋势曲线界面的设计
（1）过程值归档
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归档属性设置
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3．控制算法
o 用SIEMENS S7-400可编程序控制器的Step7软件设计一个两维模糊控制器。
4．预期控制目标
o 系统具有快速、稳定的响应曲线，超调量应该小于20%，系统的调节时间为5s左右。当系统发生扰动时，被控液位能快速恢复到原来所给定的液位值。
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（二）建立WINCC与PLC的通信连接
选择“SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE”中的“Industrial Ethernet”。该通道单元和协议用来访问工业以太网。在通道单元“Industrial Ethernet”下建立到S7300控制系统的逻辑连接，设置连接属性和参数。
入信号、进水流量信号的量程转换；进水阀门输出信号的量程转换；阀门的手自动切换程序，上下限报警程序等。
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输入、量程转换模块
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输出模块
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o 第2步：Blocks中的程序块下载到S7300中
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o 第3步：变量表在线监控、程序在线监视
变量表监控
程序监视
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五、实现液位监控功能
（一）创建项目
打开WinCC软件，新建一个项目，取名 “S7300 水箱监控界面”
三．系统控制软件组态
1．建立变量表和符号表
地址 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M0.7 Q0.0 Q0.1 PIW516 PIW522
说明进水电磁阀动作VD1 出水电磁阀动作VD2 停止电磁阀VD-STOP
手自动开关置1，自动调节
上限报警下限报警进水电磁阀出水电磁阀锅筒液位数字量进水流量数字量
（3）配置模块
各模块如下： ① CPU314C-2DP 6ES7 314-6CF00-0AB0 o 集成有 DI 8×DC24V，AI5/AO2×12Bit，
DI16/DO16×DC24V。 o 设置AI、AO模块特性为电流4～20mA。 ② CP343 6ES7 343-1EX11-0XE0
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硬件组态
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设置MAC地址（按标签上的物理地址）
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（4）保存硬件配置（5）下载硬件配置到PLC
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四、实现S7300液位控制功能
通信驱动程序通道
连接属性和参数设置