西门子PLC控制系统接线方式与编程.ppt

P.1/50,科目：西门子PLC系统,P.2/50,西门子PLC系统,目录一.西门子PLC系统原理说明 1.1 系统简介 1.2 模块说明 1.3 关于STEP 7软件二.西门子PLC系统操作说明2.1 项目创建2.2 硬件组态2.3 系统上电及在线调试三.西门子PLC系统接线图3.1 系统主电路图 3.2 模块接线图 四.西门子PLC系统故障排除4.1 通讯故障4.2 PS307故障4.3 CPU（315-2DP）故障4.4 模拟量输入模块故障4.5 模拟量输出模块故障4.6 数字量输入模块故障4.7 数字量输出模块故障,五.西门子PLC硬件组态实例5.1 基本步骤5.2 主机架配置方法5.3 多功能面板的添加5.4 实物教室配置实例六.西门子PLC编程实例6.1 实物教室程序说明6.2 主循环程序6.3 TANK液位控制功能块6.4 马达控制功能块 6.5 变量监控表6.6 系统上电及在线调试七.西门子多功能面板介绍7.1 MP270外观7.2 多功能面板组态软件Protool介绍7.3 组态画面实例7.5 项目下载步骤7.6 在计算机操作系统设置接口,P.3/50,一 西门子PLC系统原理说明,1.1系统简介 本西门子PLC教育训练系统旨在简单地说明如何去组态一个S7-300 STATION,通过其相应数字量/模拟量输入输出模块将实际生产应用中之按钮、数字量传感器（如光电开关，接近开关等）、模拟量传感器（如流量计，位置传送器，温度传送器等）之信号接入系统，通过人员编写之程序运行结果去驱动继电器、电磁阀等执行机构来达到生产控制之要求。1.2模块说明 在本系统中，电源模块使用PS307,其输入电压为220VAC，输出电压为24VDC,5A,其主要功能为向CPU315-2 DP提供24V直流电源。在CPU315-2 DP模块上，集成有两个通讯口：一个为MPI口，一个为DP口。MPI口用于CPU315-2 DP与编程电脑之间之通讯，在PLC与电脑间建立通讯后，人员就可通过Simatic Manager软件对系统进行硬件组态、诊断，软件编程、下载、调试。DP通讯口用于组态相关PROFIBUS网络，建立现场之REMOTE I/O系统。其他数字量、模拟量输入输出模块一般均由24VDC供电，且一般不由PS307电源模块供电，而由另配之24VDC电源供电。1.3关于STEP 7 Simatic Manager标准软件，其主要包括以下组件：Simatic管理器，用于集中管理所有工具以及自动化数据 程序编辑器，用于以LAD,FBD和STL语言生成用户程序 符号编程器，用于管理全局变量 硬件组态，用于组态和参数化硬件 硬件诊断，用于诊断自动化系统的状态 Net Pro，用于组态MPI和PROFIBUS等网络连接,P.4/50,一 西门子PLC系统操作说明,2.1项目创建 创建一个项目有两种方法：使用向导创建和直接创建。两者的区别在于，直接创建将产生一个空项目，用户需要手动添加项目框架中的各项内容，新建项目向导则向用户提供一系列选项，根据用户的选择，自动生成整个项目的框架。使用向导创建项目 打开“SIMATIC Manager”，在“FILE”菜单下单击“New Project Wizard”，弹出新建项目向导对话框。用向导创建项目共分为四步。第一步：向导的使用说明单击“Preview”按钮可以显示隐藏对话框下放的预览窗口。在预览窗口中可以立即看到不同选项对将生成的项目的影响。单击“Next”按钮进入下一步操作。第二步：选择CPU 在图中选择CPU型号和MPI地址。MPI地址的默认值是2,单击“Next”按钮进入下一步操作。第三步：添加OB块在这一步中，用户可以选择需要的OB块和使用的编程语言。单击“Next”按钮进入下一步操作。第四步：输入项目名称 在“Project name”一栏中输入项目名称（“西门子教育训练系统”），单击“Finish”,一个新的项目就创建完了。,P.5/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.2.2 接线图,P.6/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.3 CPU（315-2DP）4.3.1 故障原因判断方法1）电源故障 判断方法：SF，BF，5VDC，FRCE，RUN，STOP指示灯都灭。故障原因：电压模块（PS307）故障，连接线松脱，电源未开。2）PROFIBUS-DP故障 判断方法：BF指示灯亮或闪烁 故障原因BF指示灯亮：1.总线故障（硬件故障）2.DP接口故障 3.多DP主站模式时数据的传输速率不同 4.如果DP从站/主站接口激活：总线短路 5.对于无源DP从站接口：波特率搜索，即总线中当前没有激 活的节点（即主站）BF指示灯闪烁：1.所连接的站故障（CPU为DP主站）2.至少有一个被组态的从站不能访问 3.不正确的组态（CPU为DP从站）1.响应监视时间到 2.PROFIBUS-DP通讯中断 3.PROFIBUS地址错误 4.不正确的组态,P.7/50,四.西门子PLC系统故障排除,3）CPU内部系统故障 判断方法：SF，BF，5VDC，FRCE，RUN，STOP指示灯都闪烁。故障原因：用STEP7读取诊断信息,P.8/50,四.西门子PLC系统故障排除,4）软硬件故障 判断方法：SF，5VDC指示灯亮 故障原因：硬件故障:1.在运行过程中插拔模板 2.系统处于RUN状态下插拔了一个PROFIBUS-DP上的分布式模板 3.系统处于RUN状态下插拔了一个PROFIBUS-IO上的分布式模板 4.具有诊断功能的模板报告了一个诊断中断5.尝试访问一个不存在的或有故障的模板，连接器松动 软件故障：1.TOD中断被使能和触发但是没有装入响应的块。（软件/组态故障）2.已使能TOD中断的开始时间被跳过 3.由SFC32触发延时中断，但是没有装入响应的块（软件/组态故障）4.过程中断被使能和触发但是内有装入响应的块（软件/组态故障）5.生成状态报警，但是没有装载响应的OB55 6.生成与供应商相关的报警，但没有装载响应的OB577.生成更新报警，但没有装载响应的OB56 8.当刷新过程映象表时访问不存在或出故障的模板 9.循环超时。同时调用的中断OB太多 10.编程故障：块未装入;块编号错误;定时器/计数器编号错误;读写访问区 错误 11.I/O访问故障 12.全局数据通讯故障例如对于全局数据通讯来说，DB的长度不够,P.9/50,四.西门子PLC系统故障排除,5）MMC卡故障CPU请求存储器复位 判断方法：STOP LED以0.5Hz的 频率闪烁 故障原因：1.微存储卡已更换 2.CPU中的RAM出错 3.主存储器太小，不 能装入所有的用户 程序块 4.企图装入故障块4.3.2 接线图,P.10/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.4 模拟量输入模块4.4.1 故障原因判断方法1)模块故障（触发诊断报文）判断方法:SF指示灯点亮 故障原因:1.外部负载电压丢失-模板的负载电压L+丢失 2.组态/参数赋值出错 传送给范本的参数非法 3.共模出错 测量电路的(MANA)的输入和参考电压之间的电位差UCM太高 4.断线 传感器连接的电阻太大-范本和传感器之间开路-没有连接通道(开路)5.下溢 输入值下溢低于范围,造成故障:所选测量范围错误-使用测量范围4-20mA和1-5V,根据需要,可以使传感器连接的极性反向 6.上溢-输入值上溢,超出范围,P.11/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.5 模拟量输出模块4.5.1 故障原因判断方法1）模块故障（触发诊断报文）判断方法：SF指示灯点亮 故障原因：1.外部负载电压丢失 模板的负载电压 L+丢失 2.组态/参数赋值出错 传送给模块的参 数非法 3.M后短路 输出超载-MANA后输出QV 短路 4.断线 执行器电阻太高-范本和执行器之间开路-没有连接的通道（开路）,P.12/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.6 数字量输入模块4.6.1 故障原因判断方法1）模块故障（触发诊断报文）判断方法:SF指示灯点亮 故障原因:1.外部故障 2.不可编和可编程诊断被触发,通过SFC可以 读取详细的诊断报文,查明故障原因.4.7 数字量输出模块4.7.1 故障原因判断方法1）模块故障（触发诊断报文）判断方法:SF指示灯点亮 故障原因:1.外部故障 2.不可编和可编程诊断被触发,通过SFC可 以读取详细的诊断报文,查明故障原因.,P.13/50,五.西门子PLC硬件组态实例,5.1基本步骤：插入一个站 双击Hardware进行硬件配置 配置机架 配置模板 设置模板参数 保存硬件配置 将硬件配置下载到PLC,P.14/50,5.2主机架配置方法:在STEP7中，通过简单的拖放操作就可以完成主机架的配置。配置过程中，添加到主机架中的模板的订货号（在硬件目录中选中一个模板，目录下方的窗口会显示该模板的订货号以及描述）应该与实际硬件一致。首先直接新建一个项目，在项目中插入一个SIMATIC 300 Station，双击Hardware图标，打开硬件组态程序。在硬件目录中找到S7-300机架，拖拽到左上方的视图中，即可添加一个主机架。,五.西门子PLC硬件组态实例,图1添加主机架,P.15/50,插入主机架后，分别向机架中的1号槽添加电源、2号槽添加CPU。硬件目录中的某些CPU型号有多种操作系统版本，在添加CPU时，CPU的型号和操作系统版本都要与实际硬件一致。,五.西门子PLC硬件组态实例,图2 向主机架中添加电源和CPU,P.16/50,如果需要扩展机架，则应该在IM-300目录下找到相应的接口模板，添加到3号槽。如无扩展机架，3号槽留空。4至11号槽中可以添加信号模板、功能模板、通信处理器等，上述模板分别在硬件目录中的SM-300，FM-300和CP-300目录下。例如，图3向主机架中添加了一个数字量输入模板和一个数字量输出模板。,五.西门子PLC硬件组态实例,图3 向主机架中添加信号模板、功能模板、通信处理器等,P.17/50,5.3根据我们实务教室的实际，需要添加操作面板一块，步骤如图,五.西门子PLC硬件组态实例,P.18/50,按实际配置在右侧硬件框找到匹配组件拖到PROFIBUS在线，弹出的对话框中先按中间的CANCEL键，然后在点下OK就可以了，这样操作面板的添加就完成了，如图,五.西门子PLC硬件组态实例,P.19/50,5.4 根据我们实物教室的实际配置,主机架配置如图,五.西门子PLC硬件组态实例,P.20/50,需要注意的是,在添加各模块时,需要根据实际情况在弹出的对话框中进行参数设定,如站地址PROFIBUS速率等.所有配置结束后,先按进行保存，再按下载到CPU中，出现如图的接口，这样主积架的设置就完成了.,五.西门子PLC硬件组态实例,P.21/50,6.1实物教室程序说明 6.1.1 程序框架总揽,六.西门子PLC编程实例,P.22/50,在TrainingUnit/SIMATIC 300/CPU315-2DP/S7 Program/Blocks下列出了整个系统所包含的组织块，功能块，数据块，监控表，系统功能块等，基本说明如下：OB1:主循环程序块OB35:定时中断程序块，在此程序中用于控制2个TANK的液位计算FB10:马达控制功能块FB11:液位控制功能块FC1:1#TANK进酸阀控制功能块FC2:1#MOTOR控制功能块FC3:2#TANK补酸控制阀功能块FC4:2#MOTOR控制功能块FC5:2#TANK废酸阀控制功能块FC6:1#TANK酸回流控制阀功能块FC7:2#TANK酸回流控制阀功能块DB1:PLC与MP270B交换数据之数据块DB11:1#TANK液位控制数据块DB12:2#TANK液位控制数据块DB100:1#MOTOR控制数据块，为FC2之背景数据块DB101:2#MOTOR控制数据块，为FC4之背景数据块,六.西门子PLC编程实例,程序块说明,P.23/50,6.2 主循环程序,六.西门子PLC编程实例,P.24/50,主循环程序,六.西门子PLC编程实例,设定TANK液位之初始值,设定TANK液位之初始值,1#2#馬達功能塊之調用,各控制閥功能塊之調用,P.25/50,6.3 OB35定时中断程序 OB35定时中断程序用于控制TANK之液位，每2S执行一次，且通过对液位的实时计算，与设定上下限值作比较，输出报警信号。,六.西门子PLC编程实例,1.DB11為FB11之背景數據塊2.功能塊左側為輸入信號或輸入 輸出信號3.功能塊右側為輸出信號4.注意實參與形參之定義及賦值,P.26/50,6.4 马达控制功能块,六.西门子PLC编程实例,自動/手動切換,手動開/關之信號,P.27/50,马达控制功能块,六.西门子PLC编程实例,馬達自動啓動信號,馬達自動關閉信號,馬達手動啓動信號,P.28/50,马达控制功能块,六.西门子PLC编程实例,馬達手動關閉信號,馬達開關信號至MP270B,P.29/50,6.5 变量监控表,六.西门子PLC编程实例,監控變量地址,監控變量注释,監控按钮,修改按钮,監控變量数据类型,監控變量状态值,監控變量修改值,P.30/50,6.6 系统上电及在线调试1.确认接线是否正确。2.合上主电源开关MCCB1（220VAC）。3.合上CP1（220VAC），为PLC Power Supply提供电源（合上前先确认Power Supply电压开关处于230VAC or 120VAC,必须与CP1输出电压匹配）。4.合上Power Supply之24VDC开关，为CPU提供电源。5.合上CP2，CP3为PLC I/O MODULE提供24VDC电源。6.将MPI电缆一端接于CPU卡上之MPI接口，将另一端接于适配器上，将适配器 之接头接于SIMATIC Net CP5512通讯卡上，再将CP5512插入相应计算机插 槽。7.将CPU开关从STOP模式切换至RUN模式。8.启动计算机，打开SIMATIC Manager 软件，打开“Siemens training center”工程，打开Options/Set PG/PC Interface对话框，选择通讯方 式为PC Adapter(MPI)，点击Properties 对话框，将Transmission Rate 设置为187.5Kbps,这样SIMATIC Manager就可通过MPI与PLC通讯了。9.下面就可通过SIMATIC Manager对PLC中软硬件进行组态,编程，下载,调试 了。10.打开OB1,在本列中接了一输出信号为4-20MA的位置编码器于模拟量输入模 板上，通过监控程序可读取编码器之输出值（PIW256）。11.人员可自行修改相关程序进行调试。,六.西门子PLC编程实例,P.31/50,7.1 西门子多功能面板MP270操作7.1.1 MP270外观,七.西门子多功能面板介绍,全局功能键区,系统功能键区,局部功能键区,数字键区,P.32/50,七.西门子多功能面板介绍,常规组合键：,P.33/50,多功能面板组态软件Protool介绍启动Protool组态软件在SIMATIC管理器中启动Protool,七.西门子多功能面板介绍,P.34/50,在WINDOWS下启动Protool直接在WINDOWS窗口下点击图表启动Protool.从菜单中选择“檔”“新建”打开一个对话框,在此对话框里可以选择STEP7项目并在其中创建一个Protool项目.然后选择操作单元.,七.西门子多功能面板介绍,P.35/50,7.2 Protool项目窗口当打开一个新建或已存在的项目时,项目窗口打开.Protool项目的项目数据以对象形式存储.项目中的对象以树形结构排列.项目窗口左边显示属于项目的对象类型,可以为所选择操作单元进行组态.对象类型包含设置了属性的对象,显示在项目窗口的右边,可以组态的对象取决于操作单元的类型.在Protool中各种对象直接与编辑它们所需的工具链接.项目窗口结构如下:标题栏包含项目名称.根据操作单元,可组态的对象类型在窗口的左半边显示,而创建的对象在右半边显示.,七.西门子多功能面板介绍,P.36/50,7.3 组态画面实例 状态按钮组态 创建画面：状态按钮是一个具有两种状态：“已按下”和“已释放”的控件与显示元素。状态按钮可以用信号通知从操作单元(例如，电机)上不可见的单元状态。也就是说，可以同时在操作单元上改变该单元的状态。通过选择图标 按钮或从菜单中选择“插入”“状态按钮”,插入按钮同时弹出属性对话框.为了画面的整体效果可以通过图中其它选项卡对其优化，例如字体、颜色、名称等。,七.西门子多功能面板介绍,P.37/50,属性设置：如果要组态状态按钮有“已按下”和“已释放”两种状态,通过“General”选项卡选择“Type”中“Switch”,同时还可以为两种状态加入不同的文字说明。为了能与PLC控制联系必须设置变量，如果变量已经存在可以点击选择变量，否则就通过 新建变数。变量需要设置数据类型。,七.西门子多功能面板介绍,P.38/50,7.4功能键组态 7.4.1 M270可组态的功能键入F1F20。通过点击功能键，随即出现属性对话框进行设置功能。例如组态F13功能键控制上例中的状态按钮。点击功能键随即出现属性对话框如图所示,七.西门子多功能面板介绍,P.39/50,在“Select Object”窗口内的“All Functions”选项下选择“Invert bit”如图所 示,七.西门子多功能面板介绍,P.40/50,7.5 项目下载步骤 7.5.1 通过串口进行下载 使用标准RS232电缆,电缆连接图如下所示:确认串口电缆连接到面板的“IF 2”口.面板上电.选择“Control Panel”打开“Transfer”选项启 动面板串口下载功能。串口设置右侧第一个选项“Enable Channel”必须被启动，否则不能进行串口下载。第 二个选项“Remote Control”如果被启动，ProTool 的下载命令会中止面板的运行模式并自动切换到传输 模式；如果不启动，则必须上电时选择传输模式或在项目中使用模式切换功能。ProTool 中“檔下载设置.”选项中必须指定串口下载，并设置正确的COM 口。西门子的部分工控机唯一的默认串口是COM2。面板退出设置画面，回到起始画面选择“Transfer”出现连接画面 点击下载等待数秒即可完成。,七.西门子多功能面板介绍,P.41/50,7.5.2 通过MPI口进行下载使用用MPI下载，必须使用相应的通讯处理器（CP），例如：CP5511，CP5611，CP5613。MPI电缆的接线方式为：33，44，55，88。确认MPI电缆连接到面板的“IF 1B”口。面板上电.选择“Control Panel”打开“Transfer”选项启动面板MPI下载功能。,七.西门子多功能面板介绍,P.42/50,确认“Channel 2”选中“MPI”。右侧第一个“Enable Channel”必须被启动，否则不能进行Channel 2 下载。第二个选项“Remote Control”如果被启动，ProTool 的下载命令会中止面板的运行模式并自动切换到传输模式；如果不启动，则必须上电时选择传输模式或在项目中使用模式切换功能。点击右侧的“Advanced”按钮，确认面板的MPI 参数设置与计算机的MPI 参数一致（波特率一样，站号不重复）。选项“Panel is the only master on the bus”必须被启动。,七.西门子多功能面板介绍,注意：该参数在项目下载后会被项目中“控制器”选项中的参数覆盖。所以第二次使用MPI 下载时，可能面板的MPI 下载参数已经跟第一次完全不一样了。在ProTool 菜单：“檔下载选择.”菜单下，确认：选择MPI/Profibus DP 下载，操作面板地址与面板实际一致。,P.43/50,7.6 在计算机操作系统的 控制面板Set PG/PC Interface 接口中确认访问结点“S7Online”后面跟随实际使用的通讯设备，例如CP5611（MPI）或PCAdaptor（MPI）。并点击旁边的“Properties”按钮，检查该设备的设置是否与面板相应埠一致（波特率一样，站号不重复）。面板退出设置画面，回到起始画面选择“Transfer”出现连接画面点击下载等待数秒即可完成。,七.西门子多功能面板介绍,