西门子西门子PLC编程编程 授课人：肖才丁授课人：肖才丁 2010.3一、状态故障判断nSF（系统出错/故障显示，红色）：CPU硬件故障或软件错误时亮。nBATF（电池故障，红色）：电池电压低或没有电池时亮。nDC5V（+5V电源指示，绿色）：5V电源正常时亮。nFRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O被强制时亮。nRUN（运行方式，绿色）：CPU处于RUN状态时亮；重新启动时以2Hz的频率闪亮；HOLD（单步、断点）状态时以0.5Hz的频率闪亮。nSTOP（停止方式，黄色）：CPU处于STOP，HOLD状态或重新启动时常亮。nBUSF（总线错误，红色）。二、模式选择开关nRUN-P（运行-编程）位置：运行时还可以读出和修改用户程序，改变运行方式。nRUN（运行）位置：CPU执行、读出用户程序，但是不能修改用户程序。nSTOP（停止）位置：不执行用户程序，可以读出和修改用户程序。nMRES（清除存储器）：不能保持。将钥匙开关从STOP状态扳到MRES位置，可复位存储器，使CPU回到初始状态。三、复位存储器： 通电后从STOP位置扳到MRES位置，“STOP” LED熄灭1s，亮1s，再熄灭1s后保持亮。放开开关，使它回到STOP位置，然后又回到MRES，“STOP” LED以2Hz的频率至少闪动3s，表示正在执行复位，最后“STOP” LED一直亮。第二章第二章 PLC编程基础编程基础一、快速认识西门子PLC例如，有两个开关例如，有两个开关K1、K2。控制要求，只有两个开关都接通时小灯控制要求，只有两个开关都接通时小灯D1才亮。当才亮。当D1亮秒钟后亮秒钟后小灯小灯D2开始亮。当开关开始亮。当开关K3切断时两个小灯就同切断时两个小灯就同时熄灭。时熄灭。1) 接线程序控制接线程序控制2）存贮程序控制）存贮程序控制（PLC控制）控制）二、 S7-300/400软件基础2.1 S7-300的数据环境的数据环境1 数据类型数据类型 位位 BOOL 例：例： True 或或 False （1 或或0） 字节字节 BYTE 例：例： B#16#0FF 字字 WORD 例：例： W#16#0 FFFF 双字双字 DWORD 例：例：DW#16#0FFFF_FFFF 整数整数 INT 例：例：-3276832767 双整数双整数 DINT 例：例：-214783648 214783647 实数实数 REAL 例：例： 1.2 或或 34.5E-12 时间时间 S5TIME 例：例：S5T#2H5M (时基时基 10mS) 字符字符 CHAR 例：例：A日期日期时间时间 TIME_OF_DAY 例：例：TOD#12:23:45.12 时间时间 TIME 例：例：T#20H_31M_23S (时基时基 1mS)日期日期 DATE 例：例：D#1990-1-1 (时基时基 1天天)n说明：说明： nS5TIME 为 SIMATIC时间n 范围 S5T#0H_0M_0S_10MSn S5T#2H_46M_39S_0MSnTIME为 IEC时间n 范围 T#0 0 0 . 0n T#23 59 59.999nTIME-OF-DAY 为 日计时 n 范围 TOD#0:0:0.0n TOD#23:59:59.9992 过程映象字节 0字节 1字节 2: CPU 存储器区字节 0字节 1字节 2: PIIPIQ 用户程序 CPU 存储器区 : :A I2.0= Q4.3 : : : :11PSCPUSMSMSMSMSMSMSM模块 12 4 5 6 7 8 9 10槽号地址 0.0地址 0.7地址 1.0地址 1.73. STEP 7 的可能寻址范围的可能寻址范围设计的地址区设计的地址区 访问区域访问区域 缩写缩写 加在一起的最大区域加在一起的最大区域过程映象过程映象 I/Q 输入 /输出位 I / Q 0.0 - 65,535.7 输入 /输出字节 I/QB 0 - 65,535 输入 /输出字 I/QW 0 - 65,534 输入 /输出双字 I/QD 0 - 65,532存储器标志存储器标志 存储器位 M 0.0 - 255.7 存储器字节 MB 0 - 255 存储器字 MW 0 - 254 存储器双字 MD 0 - 252 I/Q 外部输入外部输入/输出输出 I/Q 字节, 外设 PIB/PQB 0 - 65,535 I/Q 字, 外设 PIW/PQW 0 - 65,534 I/Q 双字, 外设 PID/PQD 0 - 65,532 定时器定时器 定时器 (T) T 0 - 255计数器计数器 计数器 (C) C 0 - 255设计的地址区设计的地址区 访问区域访问区域 缩写缩写 加在一起的最大区域加在一起的最大区域数据块数据块 数据块 (DB) DB 0 - 65,535数据块数据块 用OPN DB打开 位 DBX 0.0 - 65,535.7 字节 DBB 0 - 65,535 字 DBW 0 - 65,534 双字 DBD 0 - 65,532 用OPN DI打开 位 DIX 0.0 - 65,535.7 字节 DIB 0 - 65,535 字 DIW 0 - 65,534 双字 DID 0 - 65,532说明：DB块包含由任意一个块存取的数据块包含由任意一个块存取的数据.DB块用块用“OPN DB”打开打开. DI块用于存取与块用于存取与FB和和SFB块的数据块的数据. DI块用块用“OPN DI” 打开打开. S7同时只能识别一个同时只能识别一个DB块和一个块和一个DI块的数据块的数据.2.2 逻辑操作指令1. 位逻辑指令（1）基本逻辑指令：与, 或（2）基本逻辑指令：异或 (XOR) 异或 (XOR)指令练习：（3）常开和常闭触点，传感器和符号 常开常闭触点练习与或非操作练习（4）赋值，置位，复位 置位复位操作练习（5）触发器的置位 / 复位置位复位触发器练习（6）中间输出操作LADI 1.0I 1.1( )M0.0I 2.0I 2.1( )M 1.1NOT( )Q 4.0AI1.0AI1.1=M 0.0AM 0.0AI2.0AI2.1NOT=M 1.1AM 1.1=Q 4.0STLI 1.0I 1.1&I 2.0I 2.1M0.0M1.1Q 4.0=FBD中间输出操作练习（7） RLO - 边沿检测 (检测确 I1.0与I1.1的边沿)PI1.0I1.1M1.0M8.0NI1.0I1.1M1.1M8.1LADI1.0I1.1P=&M1.0M8.0I1.0I1.1N=&M1.1M8.1FBDAI1.0 AI1.1FPM1.0=M8.0 A I 1.0AI 1.1FNM1.1=M8.1 STLI1.0I1.1RLOM1.0M8.0M8.1M1.1OB1-循环例如（8）信号 - 边沿检测 (I1.0=1 时 检测 I1.1的边沿)I1.1=M8.0POSM_BITM1.0&I1.0I1.1=M8.1NEGM_BITM1.1&I1.0FBDAI1.0 A ( A I1.1FPM1.0)=M8.0AI1.0A(AI1.1FNM1.1)=M8.1 STLI1.1M8.0POSM_BITM1.0QI1.0I1.1M8.1NEGM_BITM1.1QI1.0LAD例如I1.0I1.1M1.0M8.0M8.1M1.1OB1-周期2 计数器线圈操作加计数线圈CU减计数线圈CD I0.0为置数脉冲 I0.1为加计数脉冲 I0.2为减计数脉冲CV=0时 C5=OFFCV0时 C5=ONQ0.5=C5I1.0 =ON时，I0.0=ON时CV=10。 I0.1脉冲使计数加1 I0.2脉冲使计数减13 计时器线圈操作脉冲计时器（ SP ）I1.0 =ON时扩展脉冲计时器（ SE ）I1.0 =ON时计时器的数据格式：开通延时计时器（ SD ）I1.0 =ON时保持型开通延时计时器（ SS ）I1.0 =ON时关断延时计时器（ SF ）I1.0 =ON时5.3 程序控制指令（1）主控继电器功能 主控继电器（主控继电器（MCR）是梯形逻辑主控开关，控制信）是梯形逻辑主控开关，控制信号流的通断。号流的通断。主控继电器的启动指令（主控继电器的启动指令（MCRA）主控继电器的开通指令（主控继电器的开通指令（MCR）主控继电器的停止指令（主控继电器的停止指令（MCRD）主控继电器的例子1I0.0=ON 执行“MCR”之间的指令。I0.0=OFF 不执行“MCR”之间的指令。其中置位信号不变， 赋值信号被复位。主控继电器的例子2（2）无条件跳转指令（3）条件跳转指令跳转指令练习 (跳过之处不扫描跳过之处不扫描)2.4 传送和比较指令传送和比较指令传送指令传送指令 字节，字，双字字节，字，双字传送。传送。比较指令比较指令整数，双整数，实数比较。整数，双整数，实数比较。比较符比较符:EQ_I, NE_I, GT_I,LT_I, GE_I, LE_I.EQ_D, NE_D, GT_D,LT_D, GE_D, LE_D.EQ_R, NE_R, GT_R,LT_R, GE_R, LE_R.2.5 运算指令运算指令整数运算整数运算运算符：运算符：ADD_I. SUB_I.MUL_I. DIV_I.ADD_DI. SUB_DI.MUL_DI. DIV_DI, MOD_DI.实数运算实数运算运算符：运算符：ADD_R. SUB_R. MUL_R. DIV_R.SIN， COS，TAN，ASIN， ACOS， ATAN，LN， EXP2.6 转换指令BCD码与整数转换 BCD_I把通道中的BCD码转换为整数存入通道中。 I_ BCD把通道中的整数转换为BCD码存入通道中。双整数与实数转换DI _RROUNDBCD_DI， DI _ BCD ，I _ DI ， DI _I 。2.7 计数器指令双向计数器I0.0为加计数脉冲I0.1为减计数脉冲I0.2为置数脉冲I0.3为复位脉冲CV0时，C0=ON。向上计数器I0.0为加计数脉冲I0.1为置数脉冲I0.2为复位脉冲CV0时，C0=ON。向下计数器I0.3为减计数脉冲I0.4为置数脉冲I0.5为复位脉冲CV0时，C0=ON。说明：说明：梯形图中CV为用十六进制表示的计数器的当前值。梯形图中CV_ BCD为用BCD码表示的计数器的当前值。梯形图中的PV值可以用BCD码表示的数值由通道送入。2.8 计时器指令脉冲计时器（SP）扩展脉冲计时器（SE）开通延时计时器（SD）保持型开通延时计时器（SS）关断延时计时器（SF）说明：说明：梯形图中BI为用十六进制表示的计数器的当前值。梯形图中 BCD为用BCD码表示的计数器的当前值。梯形图中的TV值可以用BCD码表示的数值由通道送入。2.9 块操作指令1 温度控制（S7-PRO1）说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。 温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0 。 温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.1 。设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FC1。 DB1和DB2为通用数据块。 其中DB1为温控1的控制参数数据块。 DB2为温控2的控制参数数据块。DB块：DB1DB2FC块：FC1OB块：OB1运行仿真：温控1控制仿真温控2控制仿真2 温度控制（S7-PRO2）说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。 温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0 。 温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.1 。设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FB1。 DB1和DB2为FB1型数据块。 其中DB1为温控1的控制参数数据块。 DB2为温控2的控制参数数据块。FB块：FB1DB块：DB1DB2OB块：OB1运行仿真：温控1控制仿真温控2控制仿真3温度控制（S7-PRO3）说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。 温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0 。 温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.2 。 温控3的温度保持在282，控制器为Q 0.4 。设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FB1和FC1。 DB1和DB2为FB1型数据块。 其中DB1为温控1的控制参数数据块。 DB2为温控2的控制参数数据块。 DB3为通用数据块，为温控3的控制参数。 FB1控制温度1，2。FC1控制温度3 。FC块：FC1FB块：FB1DB块：DB1DB2DB3OB块：OB1OB1续运行仿真：I0.0,I0.1=ON: PIW25610 Q0.0=OFF.I0.2,I0.3=ON: PIW25620 Q0.2=OFF.I0.3,I0.4=ON: PIW25630 Q0.4=OFF.4 计时器计数器与数据块（S7-PRO10）说明：计时器，计数器的数据在数据块中的存取的实现。计时器T0与T1组成一个振荡器。振荡的次数由计数器记录。设计：OB1为运行程序，DB1为存取数据块。 DB块：DB1OB块：OB1计时器数据格式：OB1续运行仿真：5 占空比可调的时间震荡器（S7-PRO26）运行仿真：6 循环中断OB35 （S7-PRO21）在项目中添加OB35进入OB35编写中断程序在PLC中设定循环中断有效进入OB1编写主程序程序下载到PLC（或仿真器）运行第三章第三章 PLC程序设计程序设计（开关量设计）（开关量设计）1.开关量控制系统设计方法举例(1)(1)机械手控制系统线性程序设计机械手控制系统线性程序设计控制要求：机械手一个循环周期可分为八步。控制方式：自动、单动和手动。 下面讨论自动控制过程。 硬件硬件选择 硬件接线原理图由逻辑流程图设计程序由时序流程图设计程序 由时序流程图来设计程序，首先要把整个工程的各个任务分成多个时序，在不同的时序中完成不同的任务。例如本例子中可分成8个时序。用M1.0、M1.1M1.7分别表述各个时序的特征位。当M1.O=1时为机械手下降1时序，M1.1为机械手抓紧时序等。线性结构软件设计（S7-PR23）OB1块OB1续OB1续OB1续OB1续OB1续运行仿真I0.4=1 I0.6=1 I1.5=1 I0.0=1 Q0.0=1 降1I0.4=0 I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=1 T1=1 Q0.1=1 升1I0.5=0 I0.4=1 Q0.1=0 Q0.2=1 右I0.6=0 I0.7=1 Q0.2=0 Q0.0=1 降2I0.4=0 I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=0 T2=1 Q0.1=1 升2I0.5=0 I0.4=1 Q0.1=0 Q0.3=1 左I0.7=0 I0.6=1 Q0.3=0（2 2）搅拌控制系统线性程序设计）搅拌控制系统线性程序设计初始状态及 操作工艺 硬件设计 内存变量分配表 线性结构软件设计（S7-PRO8）OB1块OB1续OB1续系统仿真I0.0=ONI0.4=OFF Q4.0=ONI0.3=ON Q4.0=OFF Q4.1=ONI0.2=ON Q4.1=OFF Q4.2=OFF T1T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON I0.4=OFF T2T2=ON Q4.3=OFF（3 3）搅拌控制系统分块结构搅拌控制系统分块结构软件设计（件设计（S7-PRO9S7-PRO9）块结构 OB1主程序OB100由停止转为运行时初始化程序FC1为配料A控制程序FC2为配料B控制程序FC3为搅拌控制程序FC4为出料控制程序OB1OB1续OB100FC1FC2FC3FC4系统仿真I0.0=ONI0.4=OFF Q4.0=ONI0.3=ON Q4.0=OFF Q4.1=ONI0.2=ON Q4.1=OFF Q40.2=OFF T1T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON I0.4=OFF T2T2=ON Q4.3=OFF第四章第四章 PLC程序设计程序设计（模拟量设计）（模拟量设计）1.模拟量控制系统设计举例 （1）搅拌控制系统线性程序设计（搅拌控制系统线性程序设计（S7-PRO111S7-PRO111）初始状态及 操作工艺 硬件设计 软件系统结构OB1块OB1续OB1续OB1续 OB100块n系统仿真nI0.0=ONnPIW256=100 Q4.0=OFF Q4.1=ONnPIW256=200 Q4.1=OFF Q4.2=OFF T1nT1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON PIW256=0 T2nT2=ON Q4.3=OFF2 S7-300模拟量模块的寻址IM256 to270336 to350352 to366368 to382304 to318320 to334272 to286288 to302 (发送) 槽口号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 384 to398400 to414432 to446448 to462464 to478480 to494496 to510416 to430机架机架 1R0电源模块IM(接收) 电源模块CPU512 to526528 to542544 to558560 to574576 to590592 to606608 to622624 to638机架机架 2IM(接收) 电源模块机架机架 3640to654656to670672to686688 to702704 to718720 to734736 to750752 to766IM(接收) 电源模块3 模拟量模块SM335 (输入)4 模拟模块SM335 (输出)5 模拟输入模块 SM3316 配置模拟量模块SM3357 配置模拟量模块 SM331发布完毕！发布完毕！谢谢大家！谢谢大家！