西门子PLC 第三章
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Date: 2012-3-27 Page: 4
3.2 STEP7的硬件组态与参数设置
“Configuring”（配置、设置）一般被翻译为“组态”。 硬件组态工具用于对自动化工程中使用的硬件进行配置和参 数设置。 3.2.1 项目的创建与项目的结构 1、项目的创建 创建项目时，首先双击桌面上的STEP7图标，进入 SIMATIC Manager（管理器）窗口，并弹出标题为“STEP7 Wizard：“New Project”（新项目向导）的小窗口。 点击【NEXT】（下一个）按钮，在新项目中选择CPU模块 的型号为CPU315-2DP，订货号为6ES7 315-2AG10-0AB0。 点击【NEXT】（下一个）按钮，选择需要生成的逻辑块， 至少需要生成作为主程序的组织块OB1。 点击【NEXT】（下一个）按钮，输入项目的名称，例如 “Test”。生成项目如图3.1所示。
Date: 2012-3-27 Page: 3
3.1.3 STEP7的授权
使用STEP7编程软件时需要产品的特别授权，STEP7与可 选的软件包需要不同的授权。 STEP7的授权存放在一张只读的授权软盘中。STEP7的光 盘上的程序AuthorsW用于显示、安装和取出授权。每安装一个 授权，授权磁盘上的授权计数器减1，当计数值为0时，不能用 这张磁盘再安装授权。使用AuthorsW程序可以把授权传回授权 磁盘，以后可以用这张磁盘再次安装授权，也可以在硬盘的不 同分区之间移动授权。 没有授权也可以使用STEP7，以便熟悉用户接口和功能， 但是在使用时每隔一段时间将会搜索授权，提醒使用者安装授 权，只有安装了授权才能有效地使STEP7工作。 如果因为硬盘出现故障而丢失授权，可以使用授权盘上 的紧急授权，它允许STEP7继续运行一段有限的时间。在此期 间应与当地西门子代表处联系，以获得丢失授权的替换授权。
Date: 2012-3-27
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3.2.1项目的创建与项目的结构 3.2.1项目的创建与项目的结构
用户生成的变量表（VAT）在调试用户程序时用于监视和修 改变量。系统数据块（SDB）中的系统数据包含有系统组态和系 统参数的信息，它是用户进行硬件组态时提供的数据自动生成 的。除了系统数据块，用户程序中的其他的块都需要相应的编 辑器进行编辑，这些编辑器在双击相应的块时都能自动打开。
3.1.2 STEP7的硬件接口
计算机的通信卡CP5611（PCI卡）、CP5511或 CP5512（PCMCIA卡），可以将计算机连接到MPI或 PROFIBUS网络，通过网络实现计算机与PLC的通信。计算 机的工业以太网通信卡CP1512（PCMCIA卡）或CP1612 （PCI卡），通过工业以太网实现计算机与PLC的通信。 配置计算机硬件接口步骤如下： 1.在计算机上安装好STEP7后，在管理器中执行菜单 命令“Option”“Setting the PG/PC Interface”，打开“Setting PG/PC Interface ”对话框。 2.在中间的选择框中，选择实际使用的硬件接口。点击 【Select…】按钮，打开“Install/Remove Interfaces”对话框， 可以安装选择框中没有列出的硬件接口的驱动程序。 3.点击【Properties…】按钮，可以设置计算机与PLC 通信的参数。
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3.2.2 硬件组态
硬件组态的任务就是在STEP7中生成一个与实际的硬件系 统完全相同的系统，例如要生成网络、网络中各个站的机架 和模块，以及设置各硬件组成部分的参数，即给参数赋值。 硬件组态确定了PLC输入/输出变量的地址，为设计用户程序 打下了基础。 组态时设置的CPU参数保存在系统数据块SDB中，其他模块 的参数保存在CPU中。在PLC启动时CPU自动地向其他模块传送 设置的参数，因此在更换CPU之外的模块后不需要重新对它赋 值。 PLC在启动时，将STEP7中生成的硬件组态与实际的硬件配 置进行比较，如果二者不符，将立即产生错误报告。 模块在出厂时带有预置的参数，或称为默认的参数，一般 可以采用这些预置的参数。 对于网络系统，需要对以太网、PROFIBUS-DP和MPI等网络 的结构和通信参数进行组态，将分布式I/O连接到主站。
Date: 2012-3-27
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3.1 STEP 7软件介绍
3.1.1 Biblioteka BaiduTEP7概述
STEP7编程软件用于SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的 WinCC，是用于编程、监控和参数设置的标准工具。STEP7具 有以下功能：硬件配置和参数设置、通信组态、编程、测试、 启动和维护、文件建档、运行和故障诊断功能等。STEP7用 SIMATIC管理器对项目进行集中管理，它可以方便地浏览 SIMATIC S7、M7、C7和WinCC的数据，实现STEP7各种功能所 需的SIMATIC软件工具都集成在STEP7中。
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3.2.2 硬件组态
对于硬件已经装配好的系统，用STEP7建立网络中各个站 对象后，可以通过通信从CPU中读出实际的组态和参数。 2、硬件组态的步骤 1）插入硬件站 在SIMATIC Manager窗口：选中菜单“Insert”（插入） →“Station”（站点） →“SIMATIC 300 Station/SIMATIC 400 Station”，或者用鼠标右键点击项目名称，在下拉列表 菜单中选中“Insert New Object”（插入新对象） →“SIMATIC 300 Station/SIMATIC 400 Station”，就可以 在当前项目下插入一个新的硬件站，系统自动为该站分配一 个名称，如：SIMATIC Station 300（1）。用户可以根据需 要改写站名。硬件站的插入如图3.2所示。
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3.2.2 硬件组态
4-11号槽可以安装信号模块SM、功能模块FM、通信处理 器CP。用拖拽的方法或者选定槽位后双击Catalog中选定的模 块方法，就可以把元件装到指定的位置。从图3.4中可以看出， 硬件组态窗口分上下两部分：上面是一个组态简表；下面是 一个详情表，包括模块的订货号、MPI地址和I/O地址信息等。
硬件组态、 3.2.2 硬件组态、硬件组态的任务
在PLC控制系统设计的初期，首先应根据系统的输入、输出 信号的性质和点数，以及对控制系统的功能要求，确定系统的 硬件配置。例如CPU模块与电源模块的型号，输入/输出模块 （即信号模块SM）、功能模块（FM）和通信处理模块（CP）， 各种模块的型号和每种型号的数量等。S7-300的SM、FM和CP的 数量总和超过8块时，除了中央机架外还需要配置扩展机架和接 口模块（IM）。确定了系统的硬件组成后，需要在STEP7中完成 硬件配置工作。
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3.2.1项目的创建与项目的结构
生成项目后，可以先组态硬件，然后生成软件程序。
图3.1 SIMATIC管理器中项目的结构
2、项目的分层结构 在项目中，数据在分层结构中以对象的形式保存。右边窗 口内的树显示项目的结构，见图3-1所示。第一层为项目，第 二层为站。“S7 Program”(S7 程序)文件夹是用于编写程序， 所有的软件均存放在该文件夹中。 用鼠标选中图3-1中的某一层的对象，在管理器右边的工 作区将显示所选文件夹内的对象和下一级的文件夹。双击工 作区中的图标，可以打开并编辑对象。
图3.4 硬件组态的生成
Date: 2012-3-27 Page: 14
3.2.2 硬件组态
4）参数设置 硬件组态完成后，就可以设置各个模块的参数。不同的模块可以设 置的参数是不同的。参数的设置是在模块的属性（Properties）对话框 上完成的。双击模块所在的槽或者用鼠标右键点击该槽，然后在下拉列 表菜单中选中Object Properties，就能打开该模块的属性（Properties） 对话框，如图3.5所示。
Date: 2012-3-27
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3.2.2 硬件组态
图3.3硬件组态的启动
3）硬件定组态 在HW Config窗口，点击Hardware Catalog（硬件目录） 框中SIMATIC-300，然后插入导轨RACK Rail、电源PS、CPU、 接口模块IM、信号模块SM等，如图3.4所示。 3号槽专为接口模块IM保留的，不可以装其他的模块。
第三章 SIMATIC S7-300的硬件组态 的硬件组态
• • • • • • 3.1 STEP 7软件介绍 3.2 STEP7的硬件组态与参数设置 3.3 输入/输出模块参数配置 3.4地址分配和I/O符号表 3.5 硬件组态的保存、下载和上载 3.6 S7 PLCSIM仿真软件在程序调试中的应用
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3.2.1项目的创建与项目的结构
项目对象中包含站对象和MPI对象，站（Station）对象包含硬件 （Hardware）和CPU，CPU对象包含S7程序（S7 Program）和连接 （Connection）对象，S7 Program对象包含源文件（Source）、块 （Blocks）和符号表（Symbols）。生成程序时会自动生成一个空的符号 表。 “Blocks”（块）对象包含程序块（Blocks）、用户定义的数据类 型（UDT）、系统数据（System data）和调试程序用的变量表（VAT）。 程序块包含逻辑块（OB、FB、FC）和数据块（DB），需要把它们下载到 CPU中，用于执行自动控制任务，而符号表、变量表和UDT不会下载到CPU。 在用户程序中可以调用系统功能（SFC）和系统功能块（SFB），但 是用户不能编写或修改SFC和SFB。 选中最上层的项目图标后，用菜单命令“Insert”（插入） →“Station”（站点）插入新的站，可以用类似的方法插入程序和逻辑 块等，也可以用鼠标右键点击项目图标，在弹出的菜单中插入站。
图3.5打开CPU属性对话框
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3.2.2 硬件组态
下面以S7 315-2DP为例，介绍CPU主要参数的设置方法。 1、常规（General） 如图3.6所示，General页面说明模块的名称、订货号和一 般技术特性。对于CPU还说明其MPI地址。缺省MPI地址是2。 如果不接入MPI网，保留缺省MPI地址即可。
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3.2.2 硬件组态
图3.2 硬件站的插入
Date: 2012-3-27 Page: 11
3.2.2 硬件组态
2）启动硬件组态软件包 在SIMATIC Manager窗口：选中硬件站，并且选择菜单 “Edit”（编辑） →“Open Object”（打开对象），或者 双击Hardware（硬件）图标，就可以打开硬件组态窗口HW Config【SIMATIC 300站点（配置）——Test】，如图3.3所 示。在硬件组态窗口，点击工具栏中的Catalog（目录）图标 打开HW Catalog选择框。
3.1.2 STEP7的硬件接口
PC/MPI适配器用于连接安装了STEP7的计算机RS-232C 接口和PLC的MPI接口。计算机一侧的通信速率为19.2kb/s或 38.4kb/s，PLC一侧的通信速率为192.kb/s～1.5Mb/s。除了 PC适配器，还需要一根标准的RS-232C通信电缆。
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图3.6 General选项卡及MPI地址设置
Date: 2012-3-27 Page: 16
3.2.2 硬件组态
2、启动（Startup）特性参数 Startup选项卡如图3.7所示。 S7-300 CPU和S7 400 CPU有不同的启动特性。S7 300 CPU只 能执行完全启动（Complete Restart）。S7 400 CPU还可以执行冷启动（Cold Restart）。
3.2 STEP7的硬件组态与参数设置
“Configuring”（配置、设置）一般被翻译为“组态”。 硬件组态工具用于对自动化工程中使用的硬件进行配置和参 数设置。 3.2.1 项目的创建与项目的结构 1、项目的创建 创建项目时，首先双击桌面上的STEP7图标，进入 SIMATIC Manager（管理器）窗口，并弹出标题为“STEP7 Wizard：“New Project”（新项目向导）的小窗口。 点击【NEXT】（下一个）按钮，在新项目中选择CPU模块 的型号为CPU315-2DP，订货号为6ES7 315-2AG10-0AB0。 点击【NEXT】（下一个）按钮，选择需要生成的逻辑块， 至少需要生成作为主程序的组织块OB1。 点击【NEXT】（下一个）按钮，输入项目的名称，例如 “Test”。生成项目如图3.1所示。
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3.1.3 STEP7的授权
使用STEP7编程软件时需要产品的特别授权，STEP7与可 选的软件包需要不同的授权。 STEP7的授权存放在一张只读的授权软盘中。STEP7的光 盘上的程序AuthorsW用于显示、安装和取出授权。每安装一个 授权，授权磁盘上的授权计数器减1，当计数值为0时，不能用 这张磁盘再安装授权。使用AuthorsW程序可以把授权传回授权 磁盘，以后可以用这张磁盘再次安装授权，也可以在硬盘的不 同分区之间移动授权。 没有授权也可以使用STEP7，以便熟悉用户接口和功能， 但是在使用时每隔一段时间将会搜索授权，提醒使用者安装授 权，只有安装了授权才能有效地使STEP7工作。 如果因为硬盘出现故障而丢失授权，可以使用授权盘上 的紧急授权，它允许STEP7继续运行一段有限的时间。在此期 间应与当地西门子代表处联系，以获得丢失授权的替换授权。
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3.2.1项目的创建与项目的结构 3.2.1项目的创建与项目的结构
用户生成的变量表（VAT）在调试用户程序时用于监视和修 改变量。系统数据块（SDB）中的系统数据包含有系统组态和系 统参数的信息，它是用户进行硬件组态时提供的数据自动生成 的。除了系统数据块，用户程序中的其他的块都需要相应的编 辑器进行编辑，这些编辑器在双击相应的块时都能自动打开。
3.1.2 STEP7的硬件接口
计算机的通信卡CP5611（PCI卡）、CP5511或 CP5512（PCMCIA卡），可以将计算机连接到MPI或 PROFIBUS网络，通过网络实现计算机与PLC的通信。计算 机的工业以太网通信卡CP1512（PCMCIA卡）或CP1612 （PCI卡），通过工业以太网实现计算机与PLC的通信。 配置计算机硬件接口步骤如下： 1.在计算机上安装好STEP7后，在管理器中执行菜单 命令“Option”“Setting the PG/PC Interface”，打开“Setting PG/PC Interface ”对话框。 2.在中间的选择框中，选择实际使用的硬件接口。点击 【Select…】按钮，打开“Install/Remove Interfaces”对话框， 可以安装选择框中没有列出的硬件接口的驱动程序。 3.点击【Properties…】按钮，可以设置计算机与PLC 通信的参数。
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3.2.2 硬件组态
硬件组态的任务就是在STEP7中生成一个与实际的硬件系 统完全相同的系统，例如要生成网络、网络中各个站的机架 和模块，以及设置各硬件组成部分的参数，即给参数赋值。 硬件组态确定了PLC输入/输出变量的地址，为设计用户程序 打下了基础。 组态时设置的CPU参数保存在系统数据块SDB中，其他模块 的参数保存在CPU中。在PLC启动时CPU自动地向其他模块传送 设置的参数，因此在更换CPU之外的模块后不需要重新对它赋 值。 PLC在启动时，将STEP7中生成的硬件组态与实际的硬件配 置进行比较，如果二者不符，将立即产生错误报告。 模块在出厂时带有预置的参数，或称为默认的参数，一般 可以采用这些预置的参数。 对于网络系统，需要对以太网、PROFIBUS-DP和MPI等网络 的结构和通信参数进行组态，将分布式I/O连接到主站。
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3.1 STEP 7软件介绍
3.1.1 Biblioteka BaiduTEP7概述
STEP7编程软件用于SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的 WinCC，是用于编程、监控和参数设置的标准工具。STEP7具 有以下功能：硬件配置和参数设置、通信组态、编程、测试、 启动和维护、文件建档、运行和故障诊断功能等。STEP7用 SIMATIC管理器对项目进行集中管理，它可以方便地浏览 SIMATIC S7、M7、C7和WinCC的数据，实现STEP7各种功能所 需的SIMATIC软件工具都集成在STEP7中。
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3.2.2 硬件组态
对于硬件已经装配好的系统，用STEP7建立网络中各个站 对象后，可以通过通信从CPU中读出实际的组态和参数。 2、硬件组态的步骤 1）插入硬件站 在SIMATIC Manager窗口：选中菜单“Insert”（插入） →“Station”（站点） →“SIMATIC 300 Station/SIMATIC 400 Station”，或者用鼠标右键点击项目名称，在下拉列表 菜单中选中“Insert New Object”（插入新对象） →“SIMATIC 300 Station/SIMATIC 400 Station”，就可以 在当前项目下插入一个新的硬件站，系统自动为该站分配一 个名称，如：SIMATIC Station 300（1）。用户可以根据需 要改写站名。硬件站的插入如图3.2所示。
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3.2.2 硬件组态
4-11号槽可以安装信号模块SM、功能模块FM、通信处理 器CP。用拖拽的方法或者选定槽位后双击Catalog中选定的模 块方法，就可以把元件装到指定的位置。从图3.4中可以看出， 硬件组态窗口分上下两部分：上面是一个组态简表；下面是 一个详情表，包括模块的订货号、MPI地址和I/O地址信息等。
硬件组态、 3.2.2 硬件组态、硬件组态的任务
在PLC控制系统设计的初期，首先应根据系统的输入、输出 信号的性质和点数，以及对控制系统的功能要求，确定系统的 硬件配置。例如CPU模块与电源模块的型号，输入/输出模块 （即信号模块SM）、功能模块（FM）和通信处理模块（CP）， 各种模块的型号和每种型号的数量等。S7-300的SM、FM和CP的 数量总和超过8块时，除了中央机架外还需要配置扩展机架和接 口模块（IM）。确定了系统的硬件组成后，需要在STEP7中完成 硬件配置工作。
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3.2.1项目的创建与项目的结构
生成项目后，可以先组态硬件，然后生成软件程序。
图3.1 SIMATIC管理器中项目的结构
2、项目的分层结构 在项目中，数据在分层结构中以对象的形式保存。右边窗 口内的树显示项目的结构，见图3-1所示。第一层为项目，第 二层为站。“S7 Program”(S7 程序)文件夹是用于编写程序， 所有的软件均存放在该文件夹中。 用鼠标选中图3-1中的某一层的对象，在管理器右边的工 作区将显示所选文件夹内的对象和下一级的文件夹。双击工 作区中的图标，可以打开并编辑对象。
图3.4 硬件组态的生成
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3.2.2 硬件组态
4）参数设置 硬件组态完成后，就可以设置各个模块的参数。不同的模块可以设 置的参数是不同的。参数的设置是在模块的属性（Properties）对话框 上完成的。双击模块所在的槽或者用鼠标右键点击该槽，然后在下拉列 表菜单中选中Object Properties，就能打开该模块的属性（Properties） 对话框，如图3.5所示。
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3.2.2 硬件组态
图3.3硬件组态的启动
3）硬件定组态 在HW Config窗口，点击Hardware Catalog（硬件目录） 框中SIMATIC-300，然后插入导轨RACK Rail、电源PS、CPU、 接口模块IM、信号模块SM等，如图3.4所示。 3号槽专为接口模块IM保留的，不可以装其他的模块。
第三章 SIMATIC S7-300的硬件组态 的硬件组态
• • • • • • 3.1 STEP 7软件介绍 3.2 STEP7的硬件组态与参数设置 3.3 输入/输出模块参数配置 3.4地址分配和I/O符号表 3.5 硬件组态的保存、下载和上载 3.6 S7 PLCSIM仿真软件在程序调试中的应用
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3.2.1项目的创建与项目的结构
项目对象中包含站对象和MPI对象，站（Station）对象包含硬件 （Hardware）和CPU，CPU对象包含S7程序（S7 Program）和连接 （Connection）对象，S7 Program对象包含源文件（Source）、块 （Blocks）和符号表（Symbols）。生成程序时会自动生成一个空的符号 表。 “Blocks”（块）对象包含程序块（Blocks）、用户定义的数据类 型（UDT）、系统数据（System data）和调试程序用的变量表（VAT）。 程序块包含逻辑块（OB、FB、FC）和数据块（DB），需要把它们下载到 CPU中，用于执行自动控制任务，而符号表、变量表和UDT不会下载到CPU。 在用户程序中可以调用系统功能（SFC）和系统功能块（SFB），但 是用户不能编写或修改SFC和SFB。 选中最上层的项目图标后，用菜单命令“Insert”（插入） →“Station”（站点）插入新的站，可以用类似的方法插入程序和逻辑 块等，也可以用鼠标右键点击项目图标，在弹出的菜单中插入站。
图3.5打开CPU属性对话框
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3.2.2 硬件组态
下面以S7 315-2DP为例，介绍CPU主要参数的设置方法。 1、常规（General） 如图3.6所示，General页面说明模块的名称、订货号和一 般技术特性。对于CPU还说明其MPI地址。缺省MPI地址是2。 如果不接入MPI网，保留缺省MPI地址即可。
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3.2.2 硬件组态
图3.2 硬件站的插入
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3.2.2 硬件组态
2）启动硬件组态软件包 在SIMATIC Manager窗口：选中硬件站，并且选择菜单 “Edit”（编辑） →“Open Object”（打开对象），或者 双击Hardware（硬件）图标，就可以打开硬件组态窗口HW Config【SIMATIC 300站点（配置）——Test】，如图3.3所 示。在硬件组态窗口，点击工具栏中的Catalog（目录）图标 打开HW Catalog选择框。
3.1.2 STEP7的硬件接口
PC/MPI适配器用于连接安装了STEP7的计算机RS-232C 接口和PLC的MPI接口。计算机一侧的通信速率为19.2kb/s或 38.4kb/s，PLC一侧的通信速率为192.kb/s～1.5Mb/s。除了 PC适配器，还需要一根标准的RS-232C通信电缆。
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图3.6 General选项卡及MPI地址设置
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3.2.2 硬件组态
2、启动（Startup）特性参数 Startup选项卡如图3.7所示。 S7-300 CPU和S7 400 CPU有不同的启动特性。S7 300 CPU只 能执行完全启动（Complete Restart）。S7 400 CPU还可以执行冷启动（Cold Restart）。