SIMATIC S7 系统及其组态软件

二、主从站的选择 1.一类主站的选择
(1) PLC作为主站 CPU内置DP口： CPU通常有一PROFIBUS-DP和一MPI接口。 DP通信处理器： CPU不带DP口，需配置通信处理器模块。 IM308-C接口模块 CP5431 FMS/DP通信处理器 CP242-5通信处理器 CP443-5通信处理器 IF964-DP接口子模板
(2) PC机加网络接口卡
这类网卡具有PROFIBUS-DP/PA/FMS接口。选 择与网卡配合使用的软件包，软件功能决定PC机 作为一类主站还是只作编程监控的二类主站。
CP5411、CP5511、CP5611网卡
CP5412通信处理器
CP5613PCI卡
2.从站的选择
具有三类不同的DP从站： （1）紧凑型DP从站：具有不可更改的固定结构
２)装载存储器（Load Memory）
可以集成在CPU内部的RAM，也可以是FEPROM卡，
３) 工作存储器(RAM)
集成在CPU模块中的RAM不能被扩展。它可用于运行程序 指令，并处理用户程序数据，程序只能在RAM和系统存储器 中运行，CPU模块的 RAM 都具有掉电保持功能。
2、S7-300扫描工作方式
使用这两种软件可完成PROFIBUS系统及各站点 的配置、参数化、文件、编制启动、测试、诊断等 功能。
三、SIMATIC S7-300一般概念
1、S7-300储存单元
1）系统存储器（System Memory）
系统存储器是集成在CPU模块中，它不能被扩展，如定 时器(T)和计数器(C)，I／O过程映象寄存器(PII、PIQ)累 加器、寄存器等，相当堆栈。
(3)SIMATIC WinCC
在PC基础上的操作员监控系统己经得到很大发展， SIMATIC WinCC(Windows、control Center，Windows控制中 心)使用最新软件技术，在Windows环境中提供各种监控功能， 确保安全可靠地控制生产过程。
4.PROFIBUS的软件
用于SIMATICS7，其主要设备的所有PROFIBUS 通信功能都集成在STEP7编程软件中; 用于SIMATICS5和PC网卡，它们的参数配置由 COMPROFIBUS软件完成。
（4）CNC数控装置
1）SINUMERIK 840D
2）SINUMERIK 840C/IM392.N
(5)SIMODRIVER传感器
具有PROFIBUS接口的绝对值编码器
SIMODRIVER传感器是装有光电旋转编码器的传感器，
用于测量机械位移、角度以及速度。
(6)数字直流驱动器6RA24/CB24
过程映象访问可以提供始终一致的过程信号映象。如 在程序ຫໍສະໝຸດ Baidu行过程中输入模块信号变化，过程映象中的信号 仍保持不变，直到下一个循环过程映象时再刷新。
启动程序 启动程序 将输出过程映像写入模块中 PIQ
PII
PH 用户程序 CPU(OS)
循 环 时 间
从模块中读入输入，并刷新 输入过程映像中的数据
执行用户程序(0B1及其所调 用的所有块)
数字直流驱动器6RA24/CB24是三相交流电源供电、
数字式小型直流驱动装置，可用于直流电枢或磁场
供电，完成直流电机的速度连续调节。
3.二类主站
二类主站主要用于完成系统各站的系统配置、编程、 参数设定、在线检测、数据采集与存储等。 (1)以PC为主机的编程终端及监控操作站
1)主机。具有 AT总线、MICRODOS/Windows的 PC机、笔记
本计算机、工业计算机均可配置成 PROFIBUS的编程、监控、 操作工作站。西门子公司为其自动化系统专门设计提供了紧 凑结构工业级工作站，即 PG。
2)网卡或编程接口
CP5X11自身不带微处理器,CP5411
是短ISA卡，CP5511是TYPE2PCMCIA卡,CP5611是PCI卡。
(2)操作员面板OP
28.0 to 31.7
图4.3 DI／DO地址表
4、S7-300 采用槽位与地址相对应的固定编址方式
每个槽位占4Byte(32bit)，而不管实际的连接模块的I／O点 数是否与之相同，每个字节有8点。输入输出取决于插槽上 是输入模块还是输出模块。 输入用I、IB、IW、ID等表示,输出用用Q、QB、QW、QD等表 示，分别为输入输出的位、字节、字、和双字。例如，插在 0号导轨4号槽位上的开关量输入模块SM321：DI16，则该模 块对应占用的地址为I0.0－0.7，I1.0－1.7，而I2.0-I3.7 的地址就空了。在0号导轨5号槽的开关量输出模块SM322： DO32，则该模块占用地址为Q4.0～Q7.7。 模拟量虽然也采用槽位与地址相对应的固定编址方式，但其 地址与I／O地址不同，导轨0从258开始到368，扩展槽的最 高字节为639，每个槽位占16Byte(128bit)，其他原则与I／ O地址设定一样。
（3）系统STEP 7 Basis V5.0编程组态软件安装在编程设备中。
先完成系统的硬件组态和控制软件的编制，并通过编程设备电 缆下传给控制器模块。
SIMATIC S
7 系 统 图
4. SIMATIC PCS7系统
SIMATIC PCS7（Process Control System）系统是 一个全集成、结构功能完善、面向整个生产过程的 控制系统。采用WinCC作为操作和监控的人机界面、 开放式的以太网和DP现场总线网络。适用于各种工 业领域，具有多类模块或组件，可以构成大、中、 小集散控制系统（Distributed Control System）。 SIMATIC PCS7系统具有以下特点：
CP342-5通信处理器都属于此类智能从站，输入
输出区域映像区在STEP7组态系统时确定。
根据实际需要，选择带PROFlBUS接口的分散式 I/0、传感器、驱动器等从站。从站性能指标要首 先满足现场设备控制需要，再考虑PROFIBUS接口问 题，如从站不具备PROFIBUS接口可考虑分散式I/0 方案。
4.2 PROFIBUS系统设备配置
一、SIMATICS7设备的接口
S7-300/400系统中有两种PROFIBUS-DP接口： 1、一种是集成在CPU上的DP接口，如 CPU315-2，CPU314-3,CPU316-2,CPU318-2等； 2、通过接口模板IM或通信处理器CP的DP接 口，如IM467,CP443-5和CP342-5等。
第4讲 SIMATIC S7 系统及
其组态软件
4.1 SIMATIC S7 系统基础
4.2 PROFIBUS系统设备配置
4.3 STEP7的功能和使用方法
4.4 用STEP7开发应用软件
4.5 SIMATIC S7的系统功能和特殊组织块
4.6 连续数据量的I/O存取命令
4.7 PROFIBUS-DP的诊断功能
3.SIMATIC S7-300/400系统组成
（1）通过DP网络连接分散设备，应用STEP7的硬件和软件组态功
能将分散的设备集成；系统提供集成式或插入式设备模块、操 作站和编程器等人机接口设备
（2）系统硬件包括电源、控制器(CPU) 、通信（CP）、输入/输
出(I/O)、特殊功能等模块(FM:连接、伺服控制、闭环控制、高 速计数)以及编程设备和通信电缆；
图4.2 在一个扫描周期过程映象刷新操作过程
3、S7-300的I/O地址分配
PS 导轨 3 96.0 to (接收) 99.7 IM 100.0 104.0 108.0 112.0 116.0 120.0 124.0 to to to to to to to 103.7 107.7 111.7 115.7 119.7 123.7 127.7
4.8 程序下载及调试
第四讲 SIMATIC S7 系统基础
1. SIMATIC PLC控制器
2. SIMATIC S7系统概述
3. SIMATIC S7系统组成 4. SIMATIC PCS7系统
1、 SIMATIC PLC控制器
SIMATIC S7/C7/M7 和 WinAC 控制器
高中性能系列 模块化 模块化
操作员面板用于操作员控制， 如设定修改参数、设备启停等;并可
在线监视设备运行状态，如流程图、
趋势图、数值、故障报警、诊断信 息等。西门子公司生产的操作员面
板主要有字符型操作员面板，如OP5、
0P7、0Pl5、OP17等；图形操作员面 板有OP25、0P35、OP37等；TP型的
触摸屏图形操作面板等。
44.0 to 47.7
48.0 to 51.7
52.0 to 55.7
56.0 to 59.7
60.0 to 63.7
PS 导轨 0
CPU
IM (发送)
0.0 to 3.7
4.0 to 7.7
8.0 to 11.7
12.0 to 15.7
16.0 to 19.7
20.0 to 23.7
24.0 to 27.7
SIMATIC S7 - 400 较低性能系列 模块化 模块化
SIMATIC M7 - 400 一体化
SIMATIC WinAC Pro
SIMATIC S7 - 300 微型 PLC
SIMATIC M7 - 300
SIMATIC C7 - 620 SIMATIC WinAC Basic
模块化
SIMATIC S7 - 200
（1）符合工业标准并经过测试验证的硬件和软件；
（2）实现分布式的客户/服务器结构； （3）实现工厂级(>60000个过程对象)的复杂系统；
（4）适合连续系统； （5）适合过程控制、人工控制和混合控制等各种工 业现场； （6）适合厂级集中工程系统； （7）现场设备与PROFIBUS总线易于集成； （8）具有可靠的安全体系； （9）具有开放式层（级）结构； （10）各层（级）具有可选的冗余操作，增加了系统 的实用性。
3、每个DP接口的特性都不相同，随着CPU特 性的变化而变化：
MPI接口与编程器连接，组态、编程与 MPI通信 DP接口用于通信、监控。
4、SIMATIC S7的通信模式种类
（1）PtP通讯的串行接口 PPI通信协议：在PLC、计算机或简单设备间进行数据交 换， 可连成PPI网络，如采用S7-200组成PPI网络。 自由口通信模式：用户可自定义通信协议(在用户程序中选 择通信协议，设定波特率、校验方式、字符的有效数据位)， 采用适配器连接与其他具有RS232串口设备通信，如条形阅 读器、打印机。 （2）DP通讯的串行接口 USS协议：简化DP通讯协议，RS485接口，支持S7-PLC与 传动设备之间通信连接，它是一种Siemens所有传动产品通 用的通讯协议。
的输入和输出区域。ET200B模块属于此类型，
可以提供不同电压范围和不同数量I/O通道的系 列模块；
（2）模块化DP从站：输入和输出区域可变，
STEP7组态系统时定义此模块。如ET200M；
（3）智能DP从站（I-从站）：输入输出区域不
是实际存在的，而是由预处理CPU映像的输入输 出区域。可以作为DP从站的S7-300控制器和
(1) 分散式I/O
l) ET200M 2) ET200L
3) ET200B
5) ET200X
4) ET200C
6) ET200U
（2）PLC作为从站——智能I/O从站
1）CPU215-2DP 2）CPU315-2DP 3）S7-300+CPU342-5 （3）DP/PA耦合器/链接器 1）IM157 DP/PA链接 2）DP/PA Couple
PS 导轨 2
64.0 to (接收) 67.7
IM
68.0 to 71.7
72.0 to 75.7
76.0 to 79.7
80.0 to 83.7
84.0 to 87.7
88.0 to 91.7
92.0 to 95.7
PS 导轨 1
32.0 to (接收) 35.7
IM
36.0 to 39.7
40.0 to 43.7
M7 PLC将 AT 兼容机编 程引入，或称将PLC功能 加入计算机中并保持熟悉 的编程环境。
PLC主控机柜
2. SIMATIC S7系统概述
(1) SIMATIC S5 为早期设备，现在已经淘汰。 (2) SIMATIC S7 新一代设备，其PLC分为200、300 和400系列。 (3) SIMATIC S7－200为小型机系列，通常控制的点数 较少，将电源CPU、通信和输入输出等集成在一起。 采用STEP 7-Micro/Win32 编程。 (4) SIMATIC S7－300/400为中型和大型的PLC，采用 模块化的结构，采用STEP 7 Basis V5.0 编程。