PLC可編程控制器仿真模擬畢業(yè)論文

1、西安建筑科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書基于 S7-300 PLC題 目：虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)院（系）：信息與控制工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化701學(xué)生姓名：喻圳學(xué) 號(hào):070610115指導(dǎo)教師 （簽名）：主管院長(zhǎng)（主任）（簽名）：時(shí) 間：2011年3月12日一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容（含主要技術(shù)參數(shù)）根據(jù)S7-300 PLC的培訓(xùn)資料和仿真軟件，對(duì)照實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的S7-200 PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)的要求，完成基于S7-300 PLC虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)，熟悉 S7-300的指令系統(tǒng)和程序結(jié)構(gòu)，掌握 STEP7編程軟件的使用方法、硬件選型和組態(tài)的方法以及程序設(shè)計(jì)的方法，

2、熟悉S7-300通信系統(tǒng)的組態(tài)與編程的方法。為從事S7-300 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)、調(diào)試和設(shè)計(jì)工作打卜基礎(chǔ)。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的具體工作（含圖紙數(shù)量）1、根據(jù)S7-300 PLC的培訓(xùn)資料和仿真軟件，學(xué)習(xí)并掌握S7-300 PLC的硬件結(jié)構(gòu)和編程方法，掌握仿真軟件的使用，模擬上下位機(jī)的通訊；2、要求對(duì)照現(xiàn)有的 S7-200的PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，依照綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的要求， 以2-4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)量為標(biāo)準(zhǔn)（1個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目），完成基于軟件的 S7-300 PLC虛擬 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編制（包括：實(shí)驗(yàn)程序）；三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程的安排（起訖日期：2010年3 月日至

3、2010_年_6 月10日）序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段任務(wù)日期備注1結(jié)合相關(guān)的資料，學(xué)習(xí)并了解S7-300 PLC系統(tǒng)的硬件 組成、體系構(gòu)成和編程方法。3月14日4月20日2結(jié)合設(shè)計(jì)性、開放性實(shí)驗(yàn)的需要，進(jìn)行基于軟件的S7-300 PLC虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，了解并掌握S7-300 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用。4月21日5月7日3在對(duì)仿真軟件熟悉的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際，對(duì)照現(xiàn)有實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。5月8日5月28日4對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善、復(fù)核和總結(jié)，完成畢業(yè)論文。5月29日6月10日6月11日6月18日進(jìn)行畢業(yè)論文修改，完成最終的資料整理提交工作。四、主要參考資料及文獻(xiàn)閱讀任務(wù)（含外文閱讀翻譯任

4、務(wù)）1、西門子S7-300 PLC應(yīng)用教程胡健編著機(jī)械工業(yè)出版社20072、西門子S7-300培訓(xùn)資料西門子公司（電子版）3、西門子WinCC V6.0培訓(xùn)資料西門子公司（電子版）4、電氣控制及 PLC應(yīng)用 何波主編中國(guó)電力出版社20085、西門子PLC編程技術(shù)及工程應(yīng)用，柴瑞娟 陳海霞機(jī)械工業(yè)出版社， 2006年8月6、可編程序控制器原理及應(yīng)用，江秀漢 李萍 薄保中，西安電子科技大學(xué) 出版社，2001年9月7、歐姆龍CP1H PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與編程實(shí)踐，霍罡，機(jī)械工業(yè)出版社，2008-1-18、PLC技術(shù)項(xiàng)目化教程，魏小林，清華大學(xué)出版社， 2010-9-1 外文翻譯：9、« PLC

5、 and PLC-based PAC market poised to rebound», Hydrocarbon Processing Group, 2005-7-4 ,張偉譯10、« FPGA-Based System Design »（美）WayneWolf 譯者： 閆敬文 等.機(jī)械工業(yè)出版社，2006年5月塞 傳壯蠡和立夫管 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙基于S7-300 PLC虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總說(shuō)明PL跋術(shù)是當(dāng)今控制領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之一，西門子公司推出的S7S列以其出 色的開放性、互操作性，逐漸成為目前最具有競(jìng)爭(zhēng)力的PLCJ術(shù)產(chǎn)品之一。由于PLCK取微電子技術(shù)

6、和計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成果，因此，發(fā)展十分迅速，從單機(jī)自 動(dòng)化到整條生產(chǎn)線的自動(dòng)化，乃至整個(gè)工廠的生產(chǎn)自動(dòng)化，從柔性制造系統(tǒng)， 工業(yè)機(jī)器人到大型分散型控制系統(tǒng)，PLC勻擔(dān)當(dāng)著重要角色。電氣控制與PLC®理課程作為學(xué)科方向課程，是自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)重要分 支，可編程控制器（PLQ作為重要的工業(yè)運(yùn)用方向已成為工科學(xué)生重要研究技 術(shù)。在我們大學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)了 S7-200的使用和基本操作，然而PLC正向高速度、 大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展CPU處理速度進(jìn)一步加快，存儲(chǔ)容量進(jìn)一步擴(kuò)大。現(xiàn)今眾 多實(shí)際控制工程中已慢慢改用功能更為強(qiáng)大的更為完善S7-300來(lái)應(yīng)用。然而學(xué)校硬件條件并沒(méi)有辦法提供S7-300PLO

7、供學(xué)生實(shí)驗(yàn)?；诖嘶A(chǔ)上本人研究基 于S7-300 PLC虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)，以編程軟件Step7 v5.4,仿真器PLCSIM v5.4以及WENCC#軟件為基礎(chǔ)來(lái)完成S7-300的虛擬實(shí)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：可編程邏輯控制器；高速化；仿真Based on S7-300 PLC virtual experiment project designDesign DescriptionToday,PLC technology is the one of the hot spot control field development, Siemens S7 series launched with gre

8、at open, interoperability, gradually become oneof the most comoetive products PLC technology. Because PLC drain electronic and computer technology, therefore, the latest achievementsIs developing very rapidly, and from single machine automation to the whole production line of automation, and even th

9、e entire factory production automation, from flexible manufacturing system, industrial robots to large diffuse control system, PLC all take important role.Electric control and PLC principles course as a subject direction of automation specialty in the course is an important branch, the programmable

10、controller (PLC) as an important industrial use direction has become an important research technology To engineering students. In our university we study S-200 and use of the basic operation, however it"s high speed, big PLC storage capacity development direction CPU processing speed further sp

11、eed and storage capacity increasing. Nowadays many actual control of the project has been slowly to switch to a more powerful function of more perfect s7-300 to application. However the school hardware conditions can't not provide s7-300 PLC for the students' experiment. Based on this basis

12、based on i research s7-300 PLC virtual experiment project design and development, to v5.4 Step7 programming software, PLCSIM v5.4 simulation system, and WENCC three kinds of software for the foundation to complete s7-300 virtual experiment.Keywords: Programmable logic controller ; High speed; The si

13、mulation嫁脩建襄科在丈當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙目錄1緒論11.1 可編程控制器定義11.2 可編程控制器的產(chǎn)生 11.3 可編程控制器的基本特點(diǎn)11.4 可編程控制器的發(fā)展 21.4.1 發(fā)展趨勢(shì)21.4.2 PLC 現(xiàn)狀與發(fā)展淺論 21.4.3 典型的PLC產(chǎn)品31.4.4 PLC 在我國(guó)的應(yīng)用 31.4.5 PLC 發(fā)展的重點(diǎn) 32.西門子系列PLC簡(jiǎn)介 62.1 S7-20062.257 -30062.3S7-200與 S7-300 的區(qū)別62.3.1 硬件區(qū)別 62.3.2 軟件區(qū)別72.4S7-300的系統(tǒng)組成 82.4.1 系統(tǒng)組成82.4.2 S7 300的通訊概況 82.

14、4.3 S7-300 的兩種類型： 112.4.4 功能122.4.5 結(jié)論122.5STEP7編程軟件122.5.2 安裝與運(yùn)行環(huán)境 142.5.3 Step7 v5.4 Professional 安裝步驟 142.5.4 STEP 7的安裝中問(wèn)題 142.6PLCSIM 模擬器152.6.1 引言152.6.2 S7-PLCSIM 概述162.6.3 S7-PLCSIM 應(yīng)用實(shí)例172.6.4 對(duì)錯(cuò)誤組織塊的仿真 193基于S7-300 PLC控制帶式輸送機(jī) 213.1 帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展213.1.1 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀： 213.1.2 國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 213.2

15、煤礦帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 223.2.1 設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力 223.2.2 提高元部件性能和可靠性 223.2.3 擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化 223.3 煤什石燒結(jié)生產(chǎn)線223.3.1 工藝流程223.3.2 煤什石燒結(jié)生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 24嫁 脩建襄科在丈當(dāng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙4 PLC編程設(shè)計(jì) 254.1 硬件組態(tài)254.2 I/O點(diǎn)配置264.3 工藝流程圖285基于WINCC下的組態(tài)305.1 組態(tài)系統(tǒng) WiNCC305.2 .組態(tài)圖形316總結(jié)347參考文獻(xiàn)36附錄137實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書37附錄2405.3 程序401緒論1.1 可編程控制器定義根據(jù)1987年國(guó)際電工委

16、員會(huì)定義可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電 子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在 其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令， 并通過(guò)數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。1.2 可編程控制器的產(chǎn)生1.1968 年，美國(guó)最大的汽車制造廠家通用汽車公司 （GM公司）提出設(shè)想。1.1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了世界上第一臺(tái) PC,型號(hào)為PDP-14。3 .第一代：從第一臺(tái)可編程控制器誕生到 70年代初期。其特點(diǎn)是：CPU由 中小規(guī)模集成電路組成，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)器；4 .第二代：70年代初期到70年代末期。其特點(diǎn)是

17、：CPU采用微處理器，存 儲(chǔ)器采用EPROM;5 .第三代：70年代末期到80年代中期。其特點(diǎn)是：CPU采用8位和16位微處 理器，有些還采用多微處理器結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM 等；6 .第四代：80年代中期到90年代中期。PC全面使用8位、16位微處理芯片的 位片式芯片，處理速度也達(dá)到 1us方；7 .第五代：90年代中期至今。PC使用16位和32位的微處理器芯片，有的已 使用RISC芯片1.3可編程控制器的基本特點(diǎn)1、靈活、實(shí)用2、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)3、編程簡(jiǎn)單、使用方便4、接線簡(jiǎn)單5、功能強(qiáng)6、體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化!1.4可編程控制器的發(fā)展|1

18、.4.1發(fā)展趨勢(shì)11.向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展CPU處理速度進(jìn)一步加快，存儲(chǔ)容i 量進(jìn)一步擴(kuò)2.控制系統(tǒng)將分散化分散控制、集中管理的原則.1 3.可靠性進(jìn)一步提高隨著PC進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，對(duì)可靠性的要求進(jìn)一步提I 高。硬件冗余的容錯(cuò)技術(shù)將進(jìn)一步應(yīng)用。:4.控制與管理功能一體化PC將廣泛采用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使PC系統(tǒng)的生產(chǎn)控制功能和信息管理功能融為一體。|1.4.2 PLC現(xiàn)狀與發(fā)展淺論1、在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征）和過(guò)程工業(yè)（以物理:變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征）中，大量的開關(guān)量順序控制，它按i照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系

19、進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量Ii離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)GM （通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美I國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，使得電氣控制功能|實(shí)現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫ProgrammableController （PC）。22、隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)生，PC的功能越來(lái)越強(qiáng)大，其概念和內(nèi)|涵也不斷擴(kuò)展。-|3、上世紀(jì)80年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)，也簡(jiǎn)稱為PC,為了方便，也為了|反映或可編程控制器的功能特點(diǎn)，美國(guó)A-B公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控

20、制器Programmable Logic Controller （PLC）,并將“ PLC”作為其產(chǎn)品|的注冊(cè)商標(biāo)?，F(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱PC。-一4、上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能嫁 脩建襄科在丈當(dāng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取 代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS系統(tǒng).|5、近年，工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)（IPC）和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)（FCS）發(fā)展迅速，擠： 占了一部分PLC市場(chǎng)，PLC增長(zhǎng)速度出現(xiàn)漸緩的趨勢(shì)，但其在工業(yè)自動(dòng)化控

21、制特 i別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來(lái)，是無(wú)法取代的。 / / 16、目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車|（23%）、糧食加工（16.4%）、化學(xué)/制藥（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、|紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。I 1.4.3 典型的PL產(chǎn)品二1、國(guó)外施耐德公司，Quantum、Premium、Momentum等；羅克韋爾（A-B公司），SLC、MicroLogix、Control Logix等；西門子公司，SIMATIC S7-400/300/2001 系列；GE公司日本歐姆龍、三菱、富士、松下等。|2、國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約30家，但沒(méi)有

22、形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，|還有一部分是以仿制、來(lái)件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn).:1.4.4 PLC在我國(guó)的應(yīng)用1雖然我國(guó)在PLC生產(chǎn)方面非常弱，但在PLC應(yīng)用方面，我國(guó)是很活躍的，近I|年來(lái)每年約新投入10萬(wàn)臺(tái)套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很| 廣。在我國(guó)，一般按I/O點(diǎn)數(shù)將PLC分為以下級(jí)別（但不絕對(duì)，國(guó)外分類有些區(qū)j 別）： 微型： 32 I/O 小型：256 I/O中型：1024 I/O大型：4096 I/O巨型：|8192 I/O在我國(guó)應(yīng)用的PLC系統(tǒng)中，I/O 64點(diǎn)以下PLC銷售額占整個(gè)PLC的47%,|64點(diǎn)256點(diǎn)白占31%,合計(jì)占整個(gè)PLC銷售額的78

23、%。在我國(guó)應(yīng)用的PLC,幾乎|涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)八國(guó)聯(lián)軍的態(tài)勢(shì)，但從行業(yè)上分，有各自的勢(shì)力I 范圍。大中型集控系統(tǒng)采用歐美 PLC居多，小型控制系統(tǒng)、機(jī)床、設(shè)備單體自 -| 動(dòng)化及OEM產(chǎn)品采用日本的PLC居多。歐美PLC在網(wǎng)絡(luò)和軟件方面具有優(yōu)勢(shì)，而日本PLC在靈活性和價(jià)位方面占優(yōu)勢(shì)。我國(guó)的PLC供應(yīng)渠道，主要有制造商、| 分銷商（代理商）、系統(tǒng)集成商、OEM用戶、最終用戶。其中，大部分PLC是|通過(guò)分銷商和系統(tǒng)集成商達(dá)到最終用戶的。1.4.5 PLC發(fā)展的重點(diǎn)1、人機(jī)界面更加友好 PLC制造商紛紛通過(guò)收購(gòu)或聯(lián)合軟件企業(yè)、或發(fā)展 軟件產(chǎn)業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù) PLC品牌擁有與之

24、相應(yīng)的開發(fā)平臺(tái)和 組態(tài)軟件，軟件和硬件的結(jié)合，提高了系統(tǒng)的性能，同時(shí)，為用戶的開發(fā)和維|護(hù)降低了成本，使更易形成人機(jī)友好的控制系統(tǒng)，目前，PLC +網(wǎng)絡(luò)+ IPC+CRT|的模式被廣泛應(yīng)用。|2、網(wǎng)絡(luò)通訊能力大大加強(qiáng)PLC廠家在原來(lái)CPU模板上提供物理層RS232/422/48嗾口的基礎(chǔ)上，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊二I 網(wǎng)絡(luò)。由于近來(lái)數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對(duì)開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場(chǎng)總線|技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展。如羅克韋爾A B公司主推的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體a 系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet,西門子公司在 Profibus-DP及Profibu

25、s-FMSH網(wǎng)絡(luò)等。|3、開放性和互操作性大大發(fā)展PLC在發(fā)展過(guò)程中，各PLC制造商為了壟斷!和擴(kuò)大各自市場(chǎng)，處于群雄割據(jù)的局面，各自發(fā)展自己的標(biāo)準(zhǔn)，兼容性很差，-I這給用戶使用帶來(lái)不便，并增加了維護(hù)成本。開放是發(fā)展的趨勢(shì)，這已被各廠I商所認(rèn)識(shí)，形成了長(zhǎng)時(shí)期妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，并且這一過(guò)程還在繼續(xù)。開放的; 進(jìn)程，可以從以下方面反映：1） IEC形成了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)包含 8種i標(biāo)準(zhǔn)，雖然有人說(shuō)，多種標(biāo)準(zhǔn)就是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，但必竟是一個(gè)經(jīng)過(guò)困難的爭(zhēng)論與Ii妥協(xié)的成果。標(biāo)準(zhǔn)推出后，各廠商紛紛將自己的產(chǎn)品適應(yīng)這些標(biāo)準(zhǔn)，或者開發(fā)i與之相應(yīng)的新產(chǎn)品。2） IEC制訂了基于Windows的編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)IE

26、C61131-3,j它規(guī)定了指令表（IL）、梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、|結(jié)構(gòu)化文本（ST）五種編程語(yǔ)言。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制|裝置在高層次上走向開放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件。雖然PLC開發(fā)上各工具仍不兼容，|但基于這些標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應(yīng)用過(guò)程中，可以較方便地適不同品牌i的產(chǎn)品。3） OPC基金會(huì)才t出了 OPC （OLE for Process Control）標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一-!步增強(qiáng)了軟硬件的互操作性，通過(guò) OPC一致性測(cè)試的產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)方便的和!無(wú)縫隙數(shù)據(jù)交換。目前，多數(shù)PLC軟件產(chǎn)品和相當(dāng)一部分儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其|它設(shè)備具有了 OPC功能。

27、OPC與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的結(jié)合，是未來(lái)控制系統(tǒng)向FCS|技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。-一4、PLC的功能進(jìn)一步增強(qiáng)，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。PLC的網(wǎng)絡(luò)能力、模擬量處理能力、運(yùn)算速度、內(nèi)存、復(fù)雜運(yùn)算能力均大大增強(qiáng)，不再局限于邏輯控制的應(yīng)用，而越來(lái)越應(yīng)用于過(guò)程控制方面，有人統(tǒng)計(jì)，除石化過(guò)程等個(gè)別領(lǐng)域，PLC均有成功能應(yīng)用，PLC在相當(dāng)多的應(yīng)用取代了昂貴的DCS,從而使原來(lái)PLC|（順序控制）+ DCS （過(guò)程控制）的模式變成PLC + IPC模式。|5、工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對(duì)PLC有重要影響。以太網(wǎng)應(yīng)用非常廣泛，與工業(yè)網(wǎng)i絡(luò)相比，其成本非常低，為此，人們致力于將以太網(wǎng)引進(jìn)控制領(lǐng)域。目前的挑 / / /1 戰(zhàn)在于1）硬件

28、上如合適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境；2）通訊機(jī)制如何提高其可靠。以太二I網(wǎng)能否順利進(jìn)入工控領(lǐng)域，還存在爭(zhēng)論。但以太網(wǎng)在工控系統(tǒng)的應(yīng)用卻日益增i 多，適應(yīng)這一過(guò)程，各PLC廠商紛紛推出適應(yīng)以太網(wǎng)的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。嫁 脩建襄科在丈當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)用紙2.西門子系列PLC簡(jiǎn)介2.1 S7-200S7-20比一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢 測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或 相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此 S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從 替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更

29、復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有 與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力 設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠 化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。2.2 S7-300S7-300H于模塊式PLC,主要由機(jī)架.CPU模塊.信號(hào)模塊.功能模塊.接口模塊. 通信處理器.電源模塊和編程設(shè)備組成?模塊化微型PLC系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求?各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù)?簡(jiǎn)單實(shí)用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活?方便用戶和簡(jiǎn)易的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)?當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展?大量的集成功能使它

30、功能非常強(qiáng)勁2.3 S7-200 與S7-300的區(qū)另U2.3.1 硬件區(qū)別(1)最主要地區(qū)別就是S7-300更模塊化了，S7-200系列是整體式的，CPU 模塊、I/O模塊和電源模塊都在一個(gè)模塊內(nèi)，稱為 CPU模塊；而S7-300系列的， 從電源，I/O, CPU都是單獨(dú)模塊的。但是這么說(shuō)容易讓人誤解 200系列不能擴(kuò) 展，實(shí)際上200系列也可以擴(kuò)展，只不過(guò)買來(lái)的CPU模塊集成了部分功能，一些 小型系統(tǒng)不需要另外定制模塊，200系列的模塊也有信號(hào)、通信、位控等模塊。|(2) S7-200系列的對(duì)機(jī)架沒(méi)有什么概念，稱之為導(dǎo)軌；為了便于分散控制，|300系列的模塊裝在一根導(dǎo)軌上的，稱之為一個(gè)機(jī)架

31、，與中央機(jī)架對(duì)應(yīng)的是擴(kuò)展i機(jī)架，機(jī)架還在軟件里反映出來(lái)。|(3) S7-200系列的同一機(jī)架上的模塊之間是通過(guò)模塊正上方的數(shù)據(jù)接頭聯(lián)二| 系的；而300則是通過(guò)在底部的U型總線連接器連接的。|(4) S7-300系歹J的I/O輸入是接在前連接器上的，前連接器再接在信號(hào)模塊I 上，而不是I/O信號(hào)直接接在信號(hào)模塊上，這樣可以更換信號(hào)模塊而不用重新接I線。：(5) S7-300系歹U2DP的部分 CPU帶有 profibus接 口I 2.3.2軟件區(qū)別-(1) S7-200系歹U用的 STEP7-Micro/WIN40sp6軟件；S7-30瞅用的是 STEP7 i軟件.e(2) S7-200系列的

32、編程語(yǔ)言有三種一一語(yǔ)句表(STL)、梯形圖(LAD )、 功能塊圖(FBD) ; 300系列的除了這三種外，還有結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言(SCL)和II 圖形語(yǔ)言(S7 graph),其中SCL就是一種高級(jí)語(yǔ)言.：(3) S7-300軟件最大的特點(diǎn)就是提供了一些數(shù)據(jù)塊來(lái)對(duì)應(yīng)每一個(gè)功能塊I(Function Block-FB),稱之為 Instance nnd,看起來(lái)要向 C+看齊。I(4) S7-300再也不能隨意的自定 義 Organization Block、sub-routine 和I Interrupt routine了，其它的則變成了 FB Function Block和FC Function

33、,其它|的也是預(yù)定義成了系統(tǒng)的了，System白S給它們(SFB、SFC)定義了自己的身I份。!2.3.3應(yīng)用區(qū)別!200在西門子的PLC產(chǎn)品類里屬于：小型PLC系統(tǒng)，適合的控制對(duì)象一般都1在256點(diǎn)以下的；|300在西門子的PLC產(chǎn)品類里屬于：中型PLC系統(tǒng)，適合的控制對(duì)象一般都-一在256點(diǎn)以上，1024點(diǎn)以下的2.4 S7-300的系統(tǒng)組成:S7-300是模塊化中型 PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。SIMATIC!S7-300可編程序控制器是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組i合以用于擴(kuò)展。I2.4.1系統(tǒng)組成I1中央處理單元（CPU）!各種CPU有各種不同的性能，例如

34、，有的 CPU上集成有輸入/輸出點(diǎn)，I有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通訊接口等。2信號(hào)模塊（SM）I:用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出:3通訊處理器（CP）!用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接*14功能模塊（FM）：用于高速計(jì)數(shù)，定位操作（開環(huán)或閉環(huán)定位）和閉環(huán)控制。i5負(fù)載電源模塊（PS）I1用于將 SIMATIC S7-300連接到120/230伏交流電源，或 24/48/60/110Ii伏直流電源。|6接口模塊（IM）|用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架（CR）和擴(kuò)展機(jī)架（ER）。S7-300通過(guò)分布I式|的主機(jī)架（CR）和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架（ER）,可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)!需風(fēng)扇o|背板總線集

35、成在各模塊上，通過(guò)將總線上連接器插在模塊機(jī)殼的背后，使背板總線聯(lián)成一體。|注意：擴(kuò)展機(jī)架最多只有4個(gè)每個(gè)機(jī)架上最多8個(gè)模塊（中央控制器/擴(kuò)展單|元）i 2.4.2 S7 300的通訊概況SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊接口：多種通訊處理器用來(lái)連接AS-i接口、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。通訊處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)。多點(diǎn)接口(MPI)集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面|系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。|-用戶可以方便的使用Step幽件進(jìn)行通訊組態(tài)。I- CPU支持下列通訊類型：I(1)過(guò)程通訊|通過(guò)總線(AS-i或PR

36、OFIBUS)對(duì)I/O模塊周期尋址(過(guò)程映象交換)。|(2)數(shù)據(jù)通訊|在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面(HMI)和幾個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊I會(huì)周期地進(jìn)行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。:(3)通過(guò)PROFIBUS的過(guò)程通訊=-S7-300ffl過(guò)通訊處理器，或通過(guò)集成在CPU上的PROFIBUS-DP接口連 ：接至U PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。I-帶有PROFIBUS-DP主站/從站接口的CPU可以使用戶能夠方便高效地;進(jìn)行組態(tài)。-而且，用戶通過(guò)PROFIBUS-DP分布式I/O就像處理集中的I/O一樣，具|有相同的組態(tài)、地址和編程。:1下列設(shè)備可以作為通訊的主站： =(1)SIMATIC S

37、7-300：(通過(guò)帶 PROFIBUS-DP 接口 CPU或通過(guò) PROFIBUS-DP)(2)SIMATIC S7-400|(通過(guò)帶 PROFIBUS-DP 接口的 CPU或通過(guò) PROFIBUS-DP CP)(3)SIMATIC C7I|(通過(guò)帶 PROFIBUS-DP接口的 C7或通過(guò) PROFIBUS-DP CP)S5-115U/h,j S5-135U和 帶IM308 的S5-155U/H帶PROFIBUS-DP接口的 S5-95U。(4)SIMATIC 505|需要說(shuō)明的是，在一條線上不要連接2個(gè)以上的主站。-2下列設(shè)備可以作為從站：ET200B/L/M/S/X 分布式 I/O設(shè)備

38、通過(guò) CP342-5的 S7-300CPU315-2 DP ,CPU316-2 DP 和CPU318-2 DPC7-633/p CP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP雖然帶有STEP7的編程器PG/PCEOP在總線中作為主站，但它們 只使用部分通過(guò)PROFIBUS- DP運(yùn)行的MPI功能。通過(guò)AS-i的過(guò)程通訊-對(duì)于AS-i接口總線，S7-30M合適的通訊處理器（CP342-2）用來(lái)連接現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)備。數(shù)據(jù)通訊概述S7-300具有多樣的通訊方式。用全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊聯(lián)網(wǎng)的 CPU之間可以通過(guò)聯(lián) 網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的交換；用通訊功能塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)其他站點(diǎn)進(jìn)行由

39、事件驅(qū)動(dòng)的通訊。對(duì)于聯(lián)網(wǎng)，可以使用MPI, PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)。全局?jǐn)?shù)據(jù)，通過(guò)全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)的 CPU可以相互之間周期性交換數(shù) 據(jù)（最大到4gd包，每包有22字節(jié)/周期）。例如：一個(gè)CPU可以訪問(wèn)另一個(gè)CPU的 數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)位和過(guò)程映象。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只可以通過(guò) MPI進(jìn)行。在Step7中的GD 表中進(jìn)行組態(tài)。通訊功能，對(duì)S7/M7/C7的通訊服務(wù)可以使用系統(tǒng)內(nèi)部塊建立起來(lái)。通過(guò)MPI的標(biāo)準(zhǔn)通訊擴(kuò)展通訊通過(guò)MPI、K總線、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng) （S7-300只能作為服務(wù)器）對(duì)于s5系列及第三方的通訊服務(wù)，可以使用非駐留塊建 立。通過(guò)PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)S5兼容

40、的通訊通過(guò)PROFIBUS工業(yè)以太 網(wǎng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)通訊（第三方設(shè)備）與全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，必須為通訊功能建立通訊 連接。通過(guò)CP勺數(shù)據(jù)通訊（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）用CP 340/CP 341通訊處理模塊可以建立起經(jīng) 濟(jì)而方便的點(diǎn)到點(diǎn)鏈接。在3種通訊接口的基礎(chǔ)上，有多種通訊協(xié)議可以使用。20 mA（TTY）RS 232C/V.24RS 422/RS 485可連接下列設(shè)備：S7 PLC? 口 S5 PLC及第三方系統(tǒng)打印機(jī)機(jī)器人控制掃描儀、條碼閱讀器等塞 得建重科在夫管 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙通過(guò)多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊多點(diǎn)接口（MPI）通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于簡(jiǎn)單聯(lián)網(wǎng)。 MPI 能同時(shí)連接

41、幾個(gè)帶 STEP 7勺編程器/PC、人機(jī)界面（HMI）全局?jǐn)?shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)的CPU可以利用全局?jǐn)?shù)據(jù)（GD）服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換（每個(gè) 程序周期最多允許16個(gè)GD包，每包最多64字節(jié)）。S7-300 cpift次最多可以交換 4個(gè)含22個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包，而且最多可以有16個(gè)CPU參與數(shù)據(jù)交換（用step7 v4.x 以上版編程軟件）。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只能通過(guò)MPI接口。內(nèi)部通訊總線（K-總線）CPU的MPI是直接與S7-300白K總線連接。即可以用k總線接口從編程器直 接通過(guò)MPI對(duì)FM/CP模塊進(jìn)行編址。功能強(qiáng)大的通訊技術(shù)- 最多32個(gè)MPI站- 每個(gè)CPU最多有8個(gè)動(dòng)態(tài)通- 訊連接用于與SIMA

42、TIC S7/M7 300/ 400、C7進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)通訊- 每個(gè)CPU最多有4個(gè)靜態(tài)通訊連接用于與編程器、PC機(jī)、SIMATIC HMI系統(tǒng)和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7進(jìn)行擴(kuò)展通訊。- 數(shù)據(jù)傳輸速度187.仃位/秒或12兆位/秒靈活的擴(kuò)展能力用下列可靠的部件來(lái)配置MPI通訊：LAN電纜，LAN連接器和RS 485中繼 器均采用PROFIBUS和"分布式I/O"系列產(chǎn)品。這些部件保證了最佳的配置。例 如，在任意兩個(gè)給定的MPI節(jié)點(diǎn)之間可串聯(lián)最多10個(gè)中繼器來(lái)跨越長(zhǎng)距離。通 過(guò)CP進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊（PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)）- -可通過(guò)CP 342/34

43、3通訊處理器將SIMATIC S7-30叫 PROFIBUS和工 業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)相連。2.4.3 S7-300的兩種類型：1標(biāo)準(zhǔn)型溫度范圍從0c到60 C2環(huán)境條件擴(kuò)展型C更強(qiáng)的耐受振動(dòng)和污染特性。2.4 由伊單前；金1© %,泮至應(yīng)麗福三盟息口口也0.60.1：S的指令處里時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的jcHf 315-21 囪時(shí)郢叨應(yīng)用領(lǐng)域。2浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算由普西用此功能皿有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算3方便用戶的參數(shù)賦值一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓(xùn)的費(fèi)用。4人機(jī)界面（HMI）方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7-30啾作系統(tǒng)

44、內(nèi)。因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。2.4.5 結(jié)論200KM300相比，通訊和運(yùn)算方面都有明顯不足，變成上也采用子程序型編程 方法而不是300的模塊化編程方法，只是價(jià)格優(yōu)勢(shì)還是比較明顯的.200在西門子 的PLC產(chǎn)品類里屬于：小型PLC系統(tǒng)，適合的控制對(duì)象一般都在256點(diǎn)以下的； 300在西門子的PLC產(chǎn)品類里屬于：中型PLC系統(tǒng)，適合的控制對(duì)象一般都在256 點(diǎn)以上，1024點(diǎn)以下的.2.5 STEP 7編程軟件嫁 脩建襄科在丈當(dāng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙圖2-1 STEP 7編程軟件界面2.5.1 STEP 7 概述ISTEP 7編程軟件用于西門子系列工控產(chǎn)品包括 SIMATIC S7、M7

45、、C7和基：于PC的WinAC,是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具，是SIMATIC工業(yè)軟i件的重要組成部分。I|STEP 7具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通訊組態(tài)、編程、測(cè)試、啟j 動(dòng)和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷功能等。STEP 7的所有功能均有大量的在線j 幫助，用鼠標(biāo)打開或選中某一對(duì)象，按 F1可以得到該對(duì)象的在線幫助。；在常規(guī)功能之外還具備以下的特點(diǎn)：I| DK 3964 R/RK 512等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議已經(jīng)集成到控制器內(nèi)，不需要額外驅(qū)動(dòng)MPI接 口;集成modem支持：內(nèi)置modem功能，可進(jìn)行遠(yuǎn)程編程、診斷或數(shù)據(jù)傳輸；| 編程不需MPI轉(zhuǎn)換器，直接通過(guò)PC上的RS232現(xiàn)場(chǎng)總線通

46、訊功能.控制器功 -|能中已集成了 Profibus DP Master / Slave, Profibus FMS 和 LONWorks.利用 webjserve進(jìn)行監(jiān)控.儲(chǔ)存HTML網(wǎng)頁(yè)、圖片、PDF文件等到控制器里供通用瀏覽|器查看擴(kuò)展操作系統(tǒng)功能如保護(hù)技術(shù)秘密，防止被非法查看或復(fù)制在STEP 7中，用項(xiàng)目來(lái)管理一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件和軟件。STEP 7用-SIMATIC管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，它可以方便地瀏覽 SIMATIC S7、M7、C7和WinAC的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)STEP 7各種功能所需的SIMATIC軟件工具都集成在STEP 升。STEP 7勺硬件接口|PC/MPI適配器用于連接安

47、裝了 STEP 7的計(jì)算機(jī)的RS-232C接口和PLC的| MPI接口。計(jì)算機(jī)一側(cè)的通信速率為19.2kbit/s或38.4kbit/s, PLC一側(cè)的通信速率i 為19.2kbit/s1.5Mbit/s。除了 PC適配器，還需要一根標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C!信電纜。 |2.5.2安裝與運(yùn)行環(huán)境|STEP 7 是面向 MS Windows 2000 Professional和 MS Windows XPj Professiona而發(fā)布的。從SP2FF始，STEP 7W運(yùn)行于 MS Windows Server 2003±。 a從SP2FF始，在使用STEP 7時(shí)，不必作為主（primar

48、y）用戶登錄到Window操作系 Hi統(tǒng)；有用戶（userX限就足夠了。然而，不能以"訪客（Guest）”身份登錄來(lái)使用STEPe7。在安裝STEP 7a件和通過(guò)”設(shè)置PG/PC® 口 ”功能安裝模塊時(shí)，仍然必須擁有 管理員權(quán)限。|對(duì)于STEP 7 V5.4,則存在一個(gè)新的授權(quán)過(guò)程。用戶權(quán)限將不再通過(guò)授權(quán)來(lái)| 提供，而是通過(guò)許可證密鑰來(lái)提供。許可證密鑰將在自動(dòng)許可證管理器中進(jìn)行:管理（參見通過(guò)自動(dòng)許可證管理器授權(quán)的用戶權(quán)限）。不再使用"AuthorsW"程序。從SP2FF始，即可使用STEP 7 V5.4S賃許可證。I2.5.3 Step7 v5.4 P

49、rofessional安裝步驟i 1 安裝 Windows 2000 SP4/xp Professional+SP1/SP2 （xp home 外）2 安裝 IE6IE6b2800ie6setup.exeI|3設(shè)置 Windows 2000默認(rèn)語(yǔ)言為"英語(yǔ)（美國(guó)）"控制面板，區(qū)域選擇，設(shè)置默| 認(rèn)值，選擇”英語(yǔ)（美國(guó)）”14 安裝 Step7 v5.4 STEP7_PROFESSIONAL_2004Setup.exeI 注：源文件的路徑不能有漢字,否則Setup.ex杯能執(zhí)行 -| 選擇:Step7 v5.4S7-SCL v5.3S7-GRAPH v5.3 （Graph 7

50、 ）S7-PLCSIM v5.4 （PLC 仿真）-2.5.4 STEP 7 的安裝中問(wèn)題1 .提示沒(méi)有SSFt件，那可能是安裝軟件存放在有中文路徑的文件夾下。嫁 脩建襄科在丈當(dāng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙2、如何解決反復(fù)重新啟動(dòng)機(jī)器還不能安裝西門子軟件的問(wèn)題很多人受西門子軟件安裝需重新啟動(dòng)機(jī)器，然而啟動(dòng)機(jī)器后又提示重新啟 動(dòng)機(jī)器，然而反復(fù)重新啟動(dòng)仍然出現(xiàn)這樣的提示，導(dǎo)致軟件不能安裝?，F(xiàn)在給 出解決方案：“ HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetControlSessionManager' ”中刪除注冊(cè)表值 “PendingFileRenameOp

51、erationS 不要重新啟動(dòng), 繼續(xù)安裝軟件?，F(xiàn)在可以安裝更多程序而無(wú)需重啟計(jì)算機(jī)了。2.6 PLCSIM模擬器2.6.1引言PLC的用戶程序設(shè)計(jì)好后，要用實(shí)際的PLC硬件來(lái)調(diào)試。但以下情況則需要對(duì)程序進(jìn)行仿真調(diào)試：程序設(shè)計(jì)好后，PLC硬件尚未購(gòu)回；控制設(shè)備不在本地，設(shè)計(jì)者需對(duì)程序進(jìn)行修改和調(diào)試；在實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)行某些調(diào)試有一定風(fēng)險(xiǎn)。為了解決這些問(wèn)題，一些PLC生產(chǎn)廠家提供了可代替PLC硬件調(diào)試的仿真軟 件，本文主要介紹西門子公司的S7 PLCSIM仿真軟件。2.6.2 S7-PLCSIM 概述1、S7-PLCSIM的主要功能(1)可對(duì)S7-300ffiS7-400 PLC的用戶程序進(jìn)行離線仿

52、真與調(diào)試，可訪問(wèn)模 擬PLC的I/O存儲(chǔ)器、累加器和寄存器。通過(guò)在仿真運(yùn)行窗口中改變輸入變量的 ON/OFF狀態(tài)來(lái)控制程序的運(yùn)行，并觀察有關(guān)輸出變量的狀態(tài)來(lái)監(jiān)視程序運(yùn)行的 結(jié)果。(2)可實(shí)現(xiàn)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的監(jiān)視和修改， 通過(guò)程序使定時(shí)器自動(dòng)運(yùn)行或 手動(dòng)復(fù)位。(3)仿真軟件還可模擬對(duì)位存儲(chǔ)器、外圍輸入變量區(qū)和外圍輸出變量區(qū)的 操作，以及對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)(如 DB1.DBX0.0或DB1.DBW0等)的讀寫。(4)可在仿真PLC中使用中斷組織塊測(cè)試程序的特性，并記錄一系列操作 事件及回放記錄，從而自動(dòng)測(cè)試程序。2、S7-PLCSIM的主要組成部分(1)仿真PLCS7-PLCSIM用仿真PLC

53、來(lái)模擬實(shí)際PLC的運(yùn)行，用戶可通過(guò)視圖對(duì)象來(lái)調(diào)試 程序。它提供的多種視圖對(duì)象可實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真 PLC內(nèi)的各種變量、計(jì)數(shù)器和定時(shí) 器的監(jiān)視與修改。(2)視圖對(duì)象CPU視圖對(duì)象開始新仿真時(shí)，將自動(dòng)出現(xiàn)CPU視圖對(duì)象，用戶可用單選框來(lái)選擇運(yùn)行、 停止和暫停工作方式；MRES按鈕用來(lái)復(fù)位存儲(chǔ)器、刪除塊和刪除仿真PLC中的 硬件設(shè)置。LED指示燈“ SF”表示軟硬彳錯(cuò)誤；“ RUN”與“STOP”表示運(yùn) 行與停止?fàn)顟B(tài)；“ DP” (分布式外設(shè)或遠(yuǎn)程I/O)指示PLC與分布式外設(shè)或遠(yuǎn)程 I/O的通信狀態(tài)；“ DC” (直流電源)指示電源的通斷情況。插入視圖對(duì)象輸入變量（I）、輸出變量（Q）和位存儲(chǔ)器（M）視圖

54、對(duì)象分別用于訪問(wèn)|和監(jiān)視相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)，可以以位、二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、字符及字符串i的形式訪問(wèn)。q用于顯示程序執(zhí)行時(shí)輸出的結(jié)果，一般不對(duì)其進(jìn)行設(shè)置操作。|定時(shí)器和計(jì)數(shù)器視圖對(duì)象用于修改定時(shí)器（T）和計(jì)數(shù)器（C）的實(shí)際值,| 并監(jiān)視其運(yùn)行。數(shù)據(jù)塊寄存器視圖對(duì)象用于監(jiān)視塊寄存器 DB1和DB2的內(nèi)容。二I此外還有通用變量、垂直位變量、累加器和狀態(tài)字及堆棧視圖對(duì)象，具體使用I方法可查閱用戶手冊(cè)。aiLAY文檔和PLC文檔-HILAY文檔用于保存仿真時(shí)各視圖對(duì)象的信息；PLC文檔用于保存上次仿真:運(yùn)行時(shí)設(shè)置的數(shù)據(jù)和動(dòng)作等，包括程序、硬件組態(tài)、CPU工作方式的選擇、周1期運(yùn)行模式（單周期或連續(xù)運(yùn)行模

55、式）的選擇、I/O狀態(tài)、定時(shí)器的值、符號(hào)地-? 址、電源的通/斷情況等。|2.6.3 S7-PLCSIM 應(yīng)用實(shí)例e1、S7-PLCSIM模擬發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序的調(diào)試以發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序的調(diào)試為例，介紹 S7-PLCSIM的仿真功能，如圖2-3。圖2-3控制程序?qū)崿F(xiàn)下述功能：按下開機(jī)按鈕I1.0,發(fā)動(dòng)機(jī)Q5.0和冷卻風(fēng)扇Q5.1開始運(yùn)行；同時(shí)存放在MW2中的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與程序中預(yù)置的轉(zhuǎn)速(本例中為1500r/min)進(jìn)行比較，超速時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)Q5.2;按下停機(jī)按鈕I1.1,發(fā)動(dòng)機(jī)停| 止運(yùn)行，冷卻風(fēng)扇被定時(shí)器Tl延遲10s后停止運(yùn)行。|使用S7-PLCSIM仿真軟件調(diào)試程序的步驟如下：|(1)在STEP現(xiàn)程軟件中生成白項(xiàng)目的主程序 OBl中編寫如圖l的程序。1(2)點(diǎn)擊STEP 7中SIMATIC管理器工具欄中的Simulation on/off圖標(biāo)，打二|開 S7-PLC SL PLCSIM 窗口。:(3)在S7 PLCSIM窗口中新建PLC文檔；用菜單命令PLC>Power ON接通ai仿