西门子PLC培训教程.ppt

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1、西门子PLC培训,第一章 西门子PLC简单概述第二章 PLC系统特性及硬件介绍第三章 使用STEP7创建一个工程第四章 西门子编程语言学习,西门子PLC培训教程,第1章 PLC概述,1.1 PLC的产生1.2 PLC的定义和分类1.3 PLC的功能和特点1.4 PLC的结构与工作过程,传统的生产机械自动控制装置继电器控制系统 优点结构简单、价格低廉、容易操作。缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差。应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。,1.1 PLC的产生,用户迫切需要一种先进的自动控制装置,继电器控制系统,PLC自动控制系统,1.2 PLC的定义和

2、分类,PLC的定义 通用叫法：可编程序控制器（Programmable Controller，PC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写。,PLC的分类 一体化紧凑型PLC：电源、CPU中央处理系统、I/O接口都集成在一个机壳内。如西门子S7-200系列。,CPU（基本单元）+扩展模块,标准模块式结构化PLC：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC应用系统。如：西门子S7-300、S7-40

3、0系列。,1.3 PLC的功能和特点,PLC的功能 控制功能,逻辑控制 定时控制 计数控制 顺序控制,PLC的功能 数据采集、存储与处理功能,数学运算功能数据处理模拟数据处理,PLC的功能 输入/输出接口调理功能,具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。,PLC的功能 通信、联网功能,PLC的功能 人机界面功能,PLC的功能 编程、调试等,使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。,MPI cable,有MPI接口的PG 或PC,1.4 PLC的结构和工作过程,PLC的基本结构,PLC的

4、工作过程,PLC的扫描过程,PLC的中断处理过程响应问题：一般微机系统的CPU，在每一条指令执行结束时都要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则是在相关的程序块结束后查询有无中断申请，或者在执行用户程序时查询有无中断申请，如有中断申请，则转入执行中断服务程序。如果用户程序以块式结构组成，则在每块结束或执行块调用时处理中断。,第二章 西门子PLC系统特性及硬件介绍,第2章 S7-300系统特性及硬件介绍,2.1 SIMATIC S7-300系统结构 2.2 S7-300 CPU模块2.3 信号模块（SM）2.4 电源模块（PS）2.5 接口模块（IM）2.6 其他模块（IM）2.7 SIMAT

5、IC S7-300的硬件组态,2.1.1 中央处理单元(CPU)2.1.2 电源单元(PS)2.1.3 信号模板(SM)2.1.4 接口模板(IM)2.1.5 功能模板(FM)2.1.6 通讯模板(CP)2.1.7 特殊模板(SM 374仿真器),2.1 S7-300系统组成,导轨,系统背版总线,导轨（机架）,S7-300模块,电源模块（选项）,后备电池（CPU313以上）,24V DC连接器,CPU工作模式选择开关,CPU模块,CPU状态及故障指示灯,MMC存储卡（CPU313以上）,MPI多点接口,信号模块的前连接器,前门,信号模块,2.2 S7-300 CPU模块,2.2.1 S7-30

6、0 CPU模块的分类2.2.2 S7-300 CPU模块操作,2.2.1 S7-300 CPU模块的分类,紧凑型CPU标准型CPU革新型CPU户外型CPU故障安全型CPU特种型CPU,2.2.2 S7-300 CPU模块操作,RUN-P：可编程运行模式。在此模式下，CPU不仅可以执行用户程序，在运行的同时，还可以通过编程设备（如装有STEP 7的PG、装有STEP 7的计算机等）读出、修改、监控用户程序。RUN：运行模式。在此模式下，CPU执行用户程序，还可以通过编程设备读出、监控用户程序，但不能修改用户程序。,1.模式选择开关(1/1),STOP：停机模式。在此模式下，CPU不执行用户程序，

7、但可以通过编程设备（如装有STEP 7的PG、装有STEP 7的计算机等）从CPU中读出或修改用户程序。在此位置可以拔出钥匙。,MRES：存储器复位模式。该位置不能保持，当开关在此位置释放时将自动返回到STOP位置。将钥匙从STOP模式切换到MRES模式时，可复位存储器，使CPU回到初始状态。,1.模式选择开关(2/2),2.状态及故障显示(1/2)SF（红色）：系统出错/故障指示灯。CPU硬件或软件错误时亮。BATF（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和314配备）。当电池失效或未装入时，指示灯亮。DC5V（绿色）：5V电源指示灯。CPU和S7-300总线的5V电源正常时亮。FRCE（

8、黄色）：强制作业有效指示灯。至少有一个I/O被 强制状态时亮。RUN（绿色）：运行状态指示灯。CPU处于“RUN”状态时亮；LED在“Startup”状态以2Hz频率闪烁；在“HOLD”状态以0.5Hz频率闪烁。,2.状态及故障显示(2/2)STOP（黄色）：停止状态指示灯。CPU处于“STOP”或“HOLD”或“Startup”状态时亮；在存储器复位时LED以0.5Hz频率闪烁；在存储器置位时LED以2Hz频率闪烁。BUS DF（BF）（红色）：总线出错指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。出错时亮。SF DP：DP接口错误指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。当DP接口故障时亮。,2.

9、3.1 数字量信号模块 2.3.2 模拟量信号模块 2.3.3 传感器与AI的连接 2.3.4 热敏电阻与AI的连接 2.3.5 热电偶与AI的连接 2.3.6 电压输出型模块的连接 2.3.7 电流输出型模块的连接,2.3 信号模块（SM）,2.3.1 数字量信号模块,SM321数字量输入模块（DI）SM322数字量输出模块（DO）SM323/SM327数字量输入/输出模块（DI/DO）SM374仿真模块,直流32点数字量输入模块的内部电路及外部端子接线图,1.数字量输入模块(DI)(1/2),交流32点数字量输入模块的内部电路及外部端子接线图,1.数字量输入模块(DI)(2/2),32点数

10、字量晶体管输出模块的内部电路及外部端子接线图,2.数字量输出模块(DO)(1/3),32点数字量晶闸管输出模块的内部电路及外部端子接线图,2.数字量输出模块(DO)(2/3),16点数字量继电器输出模块的内部电路及外部端子接线图,2.数字量输出模块(DO)(3/3),SM323 DI 16/DO 1624 VDC/0.5A内部电路及外部端子接线图,3.数字量输入/输出模块(DI/DO)(1/2),SM327 DI 8/DX 8内部电路及外部端子接线图,3.数字量输入/输出模块(DI/DO)(2/2),2.3.2 模拟量信号模块,SM331模拟量输入模块（AI）SM332模拟量输出模块（AO）S

11、M334模拟量输入/输出模块（AI/AO）,AI 813位模拟量输入模块,1.模拟量输入模块(AI),AO 412位模拟量输出模块,2.模拟量输出模块(AO),SM334 AI 4/AO 28/8Bit的模拟量输入/输出模块,3.模拟量输入/输出模块(AI/AO),2.3.3 传感器与AI的连接,隔离传感器连接带隔离的AI 隔离传感器连接不带隔离的AI 非隔离的传感器连接带隔离的AI非隔离的传感器连接不带隔离的AI连接电压传感器至带隔离的AI连接2线变送器至带隔离的AI连接从L+供电的2线变送器至带隔离的AI连接4线变送器至带隔离的AI,1.隔离传感器连接带隔离的AI,2.隔离传感器连接不带隔

12、离的AI,3.非隔离的传感器连接带隔离的AI,4.非隔离的传感器连接不带隔离的AI,5.连接电压传感器至带隔离的AI,6.连接2线变送器至带隔离的AI,7.连接从L+供电的2线变送器至带隔离的AI,8.连接4线变送器至带隔离的AI,2.3.4 热敏电阻与AI的连接,热敏电阻与隔离AI之间的2线连接热敏电阻与隔离AI之间的3线连接热敏电阻与AI8RTD之间的3线连接热敏电阻与隔离AI之间的4线连接热敏电阻与AI813位之间的2线连接热敏电阻与AI813位之间的3线连接热敏电阻与AI813位之间的4线连接,1.热敏电阻与隔离AI之间的2线连接,2.热敏电阻与隔离AI之间的3线连接,3.热敏电阻与A

13、I8RTD之间的3线连接,4.热敏电阻与隔离AI之间的4线连接,5.热敏电阻与AI813位之间的2线连接,6.热敏电阻与AI813位之间的3线连接,7.热敏电阻与AI813位之间的4线连接,2.3.5 热电偶与AI的连接,使用内部补偿的热电偶连接带隔离的AI通过补偿盒将热电偶连接到带隔离的AI通过参考结将热电偶连接到AI8xTC使用热敏电阻连接带外部补偿的热电偶,1.使用内部补偿的热电偶连接带隔离的AI,2.通过补偿盒将热电偶连接到带隔离的AI,2.3.6 电压输出型模块的连接,电压输出型隔离模块的4线制连接电压输出型非隔离模块的2线制连接,1.电压输出型隔离模块的4线制连接,2.电压输出型非

14、隔离模块的2线制连接,2.3.7 电流输出型模块的连接,电流输出型隔离模块的2线制连接电流输出型非隔离模块的2线制连接,1.电流输出型隔离模块的2线制连接,2.电流输出型非隔离模块的2线制连接,PS 305户外型电源模块 采用直流供电，输出为24V直流。PS307标准电源模块 PS307（2A）PS307（5A）PS307（10A）,2.4 电源模块（PS）,双机架接口模块IM365 IM365发送模块IM365接收模块。多机架接口模块 IM360:用于发送数据 IM361:用于接收数据,2.5 接口模块（IM）,通信处理器模块（CP）CP340：用于点对点连接的通讯模板 CP341：用于点对

15、点连接的通讯模板 CP343-1：用于连接工业以太网的通讯模板CP343-2：用于AS接口的通讯模板 CP342-5：用于PROFIBUSDP 的通讯模板CP343-5：用于连接 PROFIBUSFMS的通讯模板,2.6 其他模块（IM）,2.7 SIMATIC S7-300的硬件组态,S7-300机架安装形式单机架组态多机架组态S7-300数字量模块地址的确定S7-300模拟量模块地址的确定S7-300数字量模块位地址的确定,1.S7-300机架安装形式,2.单机架组态,3.多机架组态,6.S7-300数字量模块位地址的确定,第三章使用STEP7创建工程,第3章 使用STEP7创建工程,3.

16、1 STEP 7软件安装3.2 SIMATIC管理器3.3 STEP 7快速入门3.4 下载和调试程序,3.1 STEP 7软件安装,3.1.1 STEP 7操作系统需求3.1.2 STEP 7硬件需求3.1.3 STEP 7的安装,3.1.1 STEP 7操作系统需求,或,PG740,能运行Windows 2000或Windows XP的PG或PC机:CPU主频至少为600MHz；内存至少为256MB；硬盘剩余空间在600MB以上；具备CD-ROM驱动器和软盘驱动器；显示器支持32位、1024768分辨率；具有PC适配器、CP5611或MPI接口卡。,3.1.2 STEP 7硬件需求,3.2

17、 SIMATIC管理器,启动SIMATIC管理器SIMATIC管理器界面STEP 7项目结构SIMATIC 管理器自定义选项设置PG/PC接口设置,1.启动SIMATIC管理器,启动SIMATIC管理器,2.STEP 7项目结构,第1层：项目 项目代表了自动化解决方案中的所有数据和程序的整体，它位于对象体系的最上层。第2层：子网、站 SIMATIC 300/400站用于存放硬件组态和模块参数等信息，站是组态硬件的起点。第3层和其他层：与上一层对象类型有关。,3.3 STEP 7快速入门,3.3.1 设计流程3.3.2 简单设计示例,3.3.1 设计流程,3.3.2 简单设计示例：电动机起停控制

18、,PLC端子接线图使用向导创建STEP 7项目手动创建STEP 7项目插入S7-300工作站硬件组态编辑符号表程序编辑窗口在OB1中编辑LAD程序在OB1中编辑STL程序在OB1中编辑FBD程序,传统继电器控制电路,1.PLC端子接线,PLC端子接线图,2.使用项目向导创建STEP 7项目（1/4）,项目向导1/4,项目向导2/4,2.使用项目向导创建STEP 7项目(2/4),2.使用项目向导创建STEP 7项目(3/4),项目向导3、4,2.使用项目向导创建STEP 7项目(4/4),完成项目创建，项目名：My_Prj1,3.手动创建STEP 7项目(1/2),新建项目窗口,3.手动创建S

19、TEP 7项目(2/2),所创建的项目，项目名：My_Prj2,4.插入S7-300工作站,在My_Prj2项目内插入S7-300工作站：SIMATIC 300(1),5.硬件组态(1/6),硬件组态窗口,5.硬件组态(2/6),插入0号导轨：（0）UR,5.硬件组态(3/6),插入各种S7-300模块,5.硬件组态(4/6),设置CPU属性,5.硬件组态(5/6),设置数字量模块属性,5.硬件组态(6/6),编译硬件组态（完成后的窗口）,系统自动创建程序文件夹,包含一个循环组织块OB1,6.编辑符号表(1/2),方法1：从LAD/STL/FBD编辑器打开符号表,6.编辑符号表(2/2),方法

20、2：从SIMATIC管理器打开符号表,7.程序编辑窗口,8.在OB1中编辑LAD程序(1/2),设置组织块（OB）属性为LAD方式,8.在OB1中编辑LAD程序(2/2),编写梯形图（LAD）程序,3.4 下载和调试程序,为了测试前面我们所完成的PLC设计项目，必须将程序和模块信息下载到PLC的CPU模块。要实现编程设备与PLC之间的数据传送，首先应正确安装PLC硬件模块，然后用编程电缆（如USB-MPI电缆、PROFIBUS总线电缆）将PLC与PG/PC连接起来，并打开PS307电源开关。下载程序及模块信息,1.下载程序及模块信息(1/2),具体步骤如下：启动SIMATIC Manager，

21、并打开My_prj2项目；单击仿真工具按钮，启动S7-PLCSIM仿真程序；将CPU工作模式开关切换到STOP模式；在项目窗口内选中要下载的工作站；执行菜单命令【PLC】【Download】，或单击鼠标右键执行快捷菜单命令【PLC】【Download】将整个S7-300站下载到PLC。,1.下载程序及模块信息(2/2),启动仿真工具S7-PLCSIM,第4章 S7-300编程语言学习,第4章 S7-300编程语言学习,4.1 STEP 7编程语言,4.1 STEP 7编程语言,STEP 7是S7-300/400系列PLC应用设计软件包，所支持的PLC编程语言非常丰富。该软件的标准版支持STL（

22、语句表）、LAD（梯形图）及FBD（功能块图）3种基本编程语言。,STL（语句表）,STL（语句表）是一种类似于计算机汇编语言的一种文本编程语言，由多条语句组成一个程序段。语句表可供习惯汇编语言的用户使用，在运行时间和要求的存储空间方面最优。在设计通信、数学运算等高级应用程序时建议使用语句表。,LAD（梯形图）,LAD（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易掌握，用得最多，堪称用户第一编程语言。梯形图与继电器控制电路图的表达方式极为相似，适合于熟悉继电器控制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制。,FBD（功能块图）,FBD（功能块图）使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示。FBD比较适合于有数字电路基础的编程人员使用。,GRAPH（顺序控制）,GRAPH类似于解决问题的流程图，适用于顺序控制的编程。利用S7-GRAPH编程语言，可以清楚快速地组织和编写S7 PLC系统的顺序控制程序。它根据功能将控制任务分解为若干步，其顺序用图形方式显示出来并且可形成图形和文本方式的文件。,