1、第七章 STEP7編程軟件的使用方法,7.1 用戶程序的基本結構 7.2 STEP7編程軟件簡介 7.3 硬件組態(tài) 7.4 使用LAD編程,一般來說，PLC有線性化編程、模塊化編程和結構化編程等3種程序設計方法。1、線性化編程線性化編程類似硬件繼電器控制電路，整個系統(tǒng)的控制程序放在主循環(huán)控制組織塊OB1（主程序）中，每一次循環(huán)掃描都要不斷地順序執(zhí)行OB1中的全部指令。這種方法程序結構簡單，不涉及功能、功能塊、數(shù)據(jù)塊、

2、局部變量和中斷等比較復雜的概念，容易入門，一般在編寫簡單的控制系統(tǒng)程序時使用。本書S7-200部分主要討論的就是這種編程方法。,2、模塊化編程程序被分為不同的邏輯塊，每個塊包含了完成部分控制任務的邏輯指令。組織塊OB1（主程序）中的指令決定在什么情況下調用哪一個塊，功能和功能快（子程序）用來完成不同的過程任務。被調用的塊執(zhí)行完后，返回到OB的調用點，繼續(xù)執(zhí)行OB1。模塊化編程的程序被分為若干塊，易于實現(xiàn)多人同時對一個項目編程。由于只

3、在需要時執(zhí)行相關的指令，因此提高了CPU的執(zhí)行效率。,3、結構化編程結構化編程將復雜的自動化任務分解成能夠反映過程的工藝、功能或可以反復使用的小任務，這些任務由相應的程序塊來表示，程序運行時所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲在數(shù)據(jù)塊中。某些程序塊可以用來實現(xiàn)相同或相近的功能。這些程序塊是相對獨立的，它們被OB1或別的程序塊調用。,7.1 用戶程序的基本結構,S7-300編程方式簡介 S7-300系列PLC的編程語言

4、是STEP 7。用文件塊的形式管理用戶編寫的程序及程序運行所需的數(shù)據(jù)，組成結構化的用戶程序。這樣，PLC的程序組織明確，結構清晰，易于修改。 為支持結構化程序設計，STEP 7用戶程序通常由組織塊(OB)、功能塊(FB)或功能塊(FC)等三種類型的邏輯塊和數(shù)據(jù)塊(DB)組成。 OB1是主程序循環(huán)塊，在任何情況下，它都是需要的。,表7-1 用戶程序中的塊,功能塊(FB、FC)實際上是用戶子程序，分為帶“記憶”的

5、功能塊FB和不帶“記憶”的功能塊FC。FB帶有背景數(shù)據(jù)塊(Instance Data Block)，在FB塊結束時繼續(xù)保持，即被“記憶”。功能塊FC沒有背景數(shù)據(jù)塊。 數(shù)據(jù)塊(DB)是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，可以被打開或關閉。DB可以是屬于某個FB的情景數(shù)據(jù)塊，也可以是通用的全局數(shù)據(jù)塊，用于FB或FC。,S7 CPU還提供標準系統(tǒng)功能塊(SFB、SFC)，集成在S7 CPU中的功能程序庫。用戶可以直接調用它們，由于

6、它們是操作系統(tǒng)的一部分，因此不需將其作為用戶程序下載到PLC。,,圖7-1 塊調用的分層結構,7.2 STEP7編程軟件簡介,STEP7概述STEP7編程軟件用于SIMATIC S7、C7和M7和基于PC的WinAC，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設置的標準工具。為了在PC機上使用STEP7，必須配置MPI通信卡或PC/MPI通信適配器，將計算機接入MPI或PROFIBUS網(wǎng)絡，以便下載和上載用戶程序及組態(tài)數(shù)據(jù)。STEP7允許多個用戶

7、同時處理一個工程項目，但不允許多個用戶同時對一個項目進行寫操作（如程序及組態(tài)數(shù)據(jù)的下載）。,STEP7的授權授權是使用STEP7軟件的“鑰匙”，只有在硬盤上找到相應的授權，STEP7才可以正常使用，否則會提示用戶安裝授權。,,圖7-2 授權管理器,STEP7的項目結構在STEP7中，一個自動化系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)以項目（Project）的形式來進行組織和管理。一個項目包含了以下的三類數(shù)據(jù)。1、硬件結構的組態(tài)數(shù)據(jù)及模塊參數(shù)2、通信網(wǎng)絡

8、的組態(tài)數(shù)據(jù)3、可編程模塊的程序上述數(shù)據(jù)都以對象的形式存儲，STEP7采用目錄式的層次結構管理項目中的所有對象。對象從上到下有三個層次：第一層：項目；第二層：通訊子網(wǎng)、PLC站或S7程序；第三層：第二層下面的具體對象，視第二層定。,,圖7-3 瀏覽項目結構,1、語言環(huán)境設置STEP7中提供了多種可選語言，如果在安裝STEP7時用戶選擇了多語言，則可以在使用過程中改變語言環(huán)境。打開【SIMATIC Manager】，通過【選項

9、】|【自定義】打開自定義選項菜單，選擇【語言】,,2、常規(guī)選項設置通過【選項】|【自定義】打開自定義選項菜單，選擇【常規(guī)】選項卡。常規(guī)選項的設置界面和各選項的含義如圖7-5所示。,,3、PG/PC接口設置PG/PC接口（PG/PC Interface）是PG/PC和PLC之間進行通訊連接的接口。PG/PC支持多種類型的接口，每種接口都需要進行相應的參數(shù)設置（如通訊的波特率等）。因此，要實現(xiàn)PG/PC和PLC之間的通訊連接，必須正確地

10、設置PG/PC接口。SETP7的安裝過程中，會提示用戶設置PG/PC接口參數(shù)。在安裝完成之后，可以通過以下幾種方法打開PG/PC設置對話框：（1）Windows的【開始】|【SIMATIC】|【STEP7】|【設置PG-PC接口】（2）Windows的【控制面板】|【設置PG-PC接口】（3）在【SIMATIC Manager】中，通過菜單【選項】|【設置PG/PC接口】,,設置步驟如下：（1）將【應用程序訪問點】設置為【S7

11、ONLINE（SETP7）】（2）在【以使用的接口參數(shù)分配】中，選擇需要的接口類型。如果列表中沒有需要的類型，可以通過單擊【選擇】按鈕安裝相應的模塊或協(xié)議（3）選中一個接口類型，單擊【屬性】按鈕，在彈出的對話框中進行參數(shù)設置，如圖7-7所示,,圖7-7 接口屬性設置,7.3 硬件組態(tài),1 創(chuàng)建項目打開【SIMATIC Manager】，系統(tǒng)會自動彈出“新建項目”向導（圖7-8），同時，也可以通過選擇菜單【文件】|【新建項目”

12、向導】打開。這里，我們不使用“新建項目”向導。通過單擊按鈕【取消】關閉該向導。,,在工具欄中單擊按鈕 或在【文件】菜單下單擊【新建】，可以直接創(chuàng)建一個新項目。在彈出的對話框中輸入項目名稱及路徑，單擊確定完成（如圖7-9）。這里建立了一個名為example7-1的項目。,,直接建立的項目只包含一個MPI子網(wǎng)對象，用戶需要通過【插入】菜單來手動添家對象.用戶可以插入一個PLC站，先進行硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)后，再在相應CPU的S7程序目錄

13、下編輯用戶程序；也可以先插入一個獨立的S7程序，編寫用戶程序，再進行硬件組態(tài)，等組態(tài)完成后將程序復制到相應的CPU中。,,2 硬件組態(tài)程序打開前面建立的項目example7-1，在項目的根接點下插入一個“SIMATIC 300 站點”，將站點命名為S7300PLC，選中左邊窗口的“S7300PLC”，在右邊窗口可以看到“硬件”的圖標,,雙擊“硬件”圖標，就可以打開硬件組態(tài)界面,,3 配置主機架在STEP7中，可以通過簡單的拖放操

14、作來完成主機架的配置。在配置過程中，添加到主機架中的模塊的定貨號（在硬件目錄中選中一個模塊，目錄下方的窗口會顯示模塊的定貨號和對模塊的描述）應該與實際的硬件一致。,,插入主機架后，分別向機架中的1號插槽添加電源、2號插槽添加CPU。硬件目錄中的某些CPU型號有多種操作系統(tǒng)（Firmware）版本，在添加CPU時，CPU的型號和操作系統(tǒng)版本都要與實際的硬件一致,,4—11號槽中可以添加信號模塊、功能模塊、通訊處理器等，上述模塊分別在硬件目

15、錄的SM-300、FM-300和CP-300中。例如圖7-15在主機架中添加了一個數(shù)字量輸入模塊和一個數(shù)字量輸出模塊。,,在配置過程中，STEP7可以自動檢查配置的正確性。當硬件目錄中的一個模塊被選中時，機架中允許插入該模塊的槽會變成綠色，而不允許該模塊插入的槽顏色無變化。將選中的模塊拖到不能插入該模塊的槽時，會提示不能插入的原因。,,CPU參數(shù)配置：雙擊機架中的CPU，打開CPU屬性對話框，在這里可以配置CPU的各類參數(shù)，不同型號的C

16、PU參數(shù)不盡相同，在應用時應注意。,常規(guī)設置在常規(guī)頁面中（圖7-17），包括了CPU的基本信息和MPI的接口設置。單擊“屬性”按鈕會彈出MPI通訊的屬性設置界面，在這里可以設置MPI通訊的速率等參數(shù)。,,啟動如圖7-18所示為啟動屬性頁，各參數(shù)描述如下：,S7系列PLC有三種啟動方式（其中大多數(shù)300系列CPU只有暖啟動）：A、暖啟動：啟動時過程映像和不保持定時器、計數(shù)器及標志存儲器被清除，CPU會自動調用OB100一次，然后開始

17、循環(huán)執(zhí)行OB1。B、冷啟動：啟動時所有存儲器被清除，CPU會自動調用OB100一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行OB1。C、熱啟動：啟動時所有存儲器保持，CPU會自動調用OB100一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行OB1。,周期/時鐘存儲器周期/時鐘存儲器（圖7-19）頁面主要包含以下參數(shù)設置。,保持存儲器保持存儲器頁面（圖7-21）包含了下面的項目：,,診斷/時鐘診斷/時鐘頁（圖7-22）包括以下設置：,,保護保護頁面（圖7-23）包括以下參數(shù)：

18、,,7.4 使用LAD編程,任務描述 在本例中，我們模擬一個飲料灌裝線的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中有兩條飲料灌裝線和一個操作員面板 。（1）每一條灌裝線上，有一個電機驅動傳送帶；兩個瓶子傳感器能夠檢測到瓶子經(jīng)過，并產(chǎn)生電平信號；傳送帶中部上方有一個可控制的灌裝漏斗，打開時及開始灌裝。當傳送帶中部的傳感器檢測到瓶子經(jīng)過時，傳送帶停止，灌裝漏斗打開，開始灌裝。1號線灌裝時間為3s（小瓶），2號線灌裝時間為5s（大瓶），灌裝完畢后，傳送帶繼續(xù)運

19、。位于傳送帶末端的傳感器對灌裝完畢的瓶子計數(shù)。（2）在控制面板部分，有四個點動式按鈕分別控制每條灌裝線的啟動和停止；一個總控制按鈕，可以停止所有生產(chǎn)線；兩個狀態(tài)指示燈分別表示生產(chǎn)線的運行狀態(tài)；兩個數(shù)碼管顯示器顯示每條線灌裝的數(shù)目。,根據(jù)任務描述，可以將上述系統(tǒng)功能劃分為兩個子功能：（1）啟停操作控制：負責將用戶操作面板的輸入信號邏輯轉換為灌裝線的啟停信號。（2）灌裝線控制：負責處理灌裝定時和滿瓶計數(shù)，為灌裝線傳送帶電機和灌裝漏斗提

20、供控制信號，向數(shù)碼管提供BCD碼計數(shù)值。第一個子功能由一個功能FC1實現(xiàn)，第二個子功能由一個功能快FB1實現(xiàn)，兩條灌裝線的定時時間分別保存在兩個背景數(shù)據(jù)塊DB1和DB2中。,2 創(chuàng)建項目在STEP7中建立一個名為example7-2的項目，通過插入菜單加入一個S7程序,,3 編輯符號表符號表可以為絕對地址（如I0.0、Q4.0等）提供一個符號名（如“啟動”、“輸出”等），以方便編程及程序閱讀。在【S7 程序（1）】目錄下，雙

21、擊【符號】圖標，打開符號表，對其進行編輯并保存,,4 編輯FC1在【S7 程序（1）】下的【塊】中單擊右鍵，插入功能并命名為FC1,,FC1的參數(shù)表及程序如圖,,5 編輯FB1 用同樣的方法插入FB1并編輯，如圖,圖7-29 IN參數(shù),圖7-30 OUT參數(shù),圖7-31 STAT參數(shù),,FB1程序,6 編輯DB1、DB2 在【S7 程序（1）】下的【塊】中單擊右鍵，插入FB1的背景數(shù)據(jù)塊并命名為DB1