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1、项目5 用PLC(S7300)实现对单 级输送带电动机的控制 项目5 用PLC(S7300)实现对单 级输送带电动机的控制 CDIO理念下的项目化维修电工下册任务2CDIO理念下的项目化维修电工下册任务2 设 计：唐义锋 于宝设 计：唐义锋 于宝佺佺 江苏财经职业技术学院江苏财经职业技术学院 机械电子与信息工程学院机械电子与信息工程学院 项目描述项目描述 本项目为用西门子本项目为用西门子S7300 系列可编程控制器实现对单级输 送带电动机的起、保、停的控制。传送带电动机功率为 系列可编程控制器实现对单级输 送带电动机的起、保、停的控制。传送带电动机功率为4 kW, 设 计出电气控制线路图和 设
2、 计出电气控制线路图和PLC 的梯形图的梯形图, 选择设备和元器件选择设备和元器件, 并配线。 通过对 并配线。 通过对PLC 的接线、程序编写和输入实现对输送带电动机的起、 保、停的控制。 的接线、程序编写和输入实现对输送带电动机的起、 保、停的控制。 项目分析项目分析 本项目需要在了解可编程控制器的产生和发展、分类及应用、 组成及各组成部分的作用、工作原理的基础上 本项目需要在了解可编程控制器的产生和发展、分类及应用、 组成及各组成部分的作用、工作原理的基础上, 了解西门子系列 可编程控制器编程软件 了解西门子系列 可编程控制器编程软件STEP 7 的主要功能。了解的主要功能。了解S730
3、0 的硬件 设置及主要功能、使用方法和注意事项等。研究项目的功能 的硬件 设置及主要功能、使用方法和注意事项等。研究项目的功能, 设 计电气线路图及 设 计电气线路图及PLC 梯形图。梯形图。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 1.S7300 PLC 编程软件介绍编程软件介绍 1) S7300 PLC 编程软件简介编程软件简介 STEP 7 为为S7300 PLC 的编程软件的编程软件, 由系统程序与用户程序 组成。其中 由系统程序与用户程序 组成。其中, 用户程序由组织块用户程序由组织块(OB)、功能块、功能块(FB, FC)
4、、数据块、数据块 (DB) 构成。构成。OB 是系统操作程序与用户应用程序在各种条件下的 接口 是系统操作程序与用户应用程序在各种条件下的 接口, 用于控制程序的运行。用于控制程序的运行。OB1 是主程序循环块是主程序循环块, 在任何情况下在任何情况下, 它都是需要的。功能块它都是需要的。功能块(FB, FC) 实际上是用户子程序实际上是用户子程序, 分为带 “记忆”的功能块 分为带 “记忆”的功能块FB 和不带“记忆”的功能块和不带“记忆”的功能块FC, 如表如表2 -5 -1 所所 示。前者有一个数据结构与该功能块的参数表完全相同的数据块示。前者有一个数据结构与该功能块的参数表完全相同的数
5、据块 (DB) 附属于该功能块附属于该功能块, 并随着功能块的调用而打开并随着功能块的调用而打开, 随着功能块的 结束而关闭。该附属数据块 随着功能块的 结束而关闭。该附属数据块(DB) 叫做背景数据块叫做背景数据块, 存在背景数据 块中的数据在 存在背景数据 块中的数据在FB块结束时继续保持块结束时继续保持, 即被“记忆”。功能块即被“记忆”。功能块FC 没有背景数据块没有背景数据块, 当当FC 完成操作后数据不能保持。数据块完成操作后数据不能保持。数据块(DB) 是用户定义的用于存放数据的存储区。是用户定义的用于存放数据的存储区。S7300 PLC 的的CPU还提 供标准系统功能块 还提
6、供标准系统功能块(SFB, SFC)。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 2) S7300 PLC 的存储区的存储区 S7300 PLC 的的CPU 有三个基本存储区。有三个基本存储区。 系统存储区系统存储区: RAM 类型类型, 用于存放操作数据用于存放操作数据(I/ O、位存储、 定时器、计数器等 、位存储、 定时器、计数器等)。 装载存储区装载存储区: 物理上是物理上是CPU 模块中的部分模块中的部分RAM, 加上内置 的 加上内置 的EEPROM 或选用的可拆卸或选用的可拆卸EEPROM 卡卡, 用于存放用户程序。用于存
7、放用户程序。 工作存储区工作存储区: 物理上是占用物理上是占用CPU 模块中的部分模块中的部分RAM, 其存 储内容是 其存 储内容是CPU 运行时运行时,所执行的用户程序单元所执行的用户程序单元(逻辑块和功能块逻辑块和功能块) 的复制件。的复制件。CPU 程序所能访问的存储区为系统存储区的全部、 工作存储区中的数据块 程序所能访问的存储区为系统存储区的全部、 工作存储区中的数据块DB、暂时局部数据存储区、外设、暂时局部数据存储区、外设I/ O 存 储区等。 存 储区等。 表表2 - 5 1 FB 与与FC 的区别的区别 不可以不需要功能块不可以不需要功能块FC 可以需要功能块可以需要功能块F
8、B 定义静态变量背景数据块名称定义静态变量背景数据块名称 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 程序可访问的存储区及功能如表程序可访问的存储区及功能如表2 -5 -2 所示。所示。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 2.西门子西门子S7300 指令及其结构指令及其结构 指令是程序的最小独立单位指令是程序的最小独立单位, 用户程序是由若干条顺序排列 的指令构成。 用户程序是由若干条顺序排列 的指令构成。 1) 语句指令语句指令 语句指令用助记符表示语句指令用助记符表示P
9、LC 要完成的操作。要完成的操作。 指令指令: 操作码操作码+ 操作数操作数 操作码用来指定要执行的功能操作码用来指定要执行的功能, 告诉告诉CPU 该进行什么操作该进行什么操作; 操作数内包含为执行该操作所必需的信息操作数内包含为执行该操作所必需的信息, 告诉告诉CPU 用什么地方 的数据来执行此操作。例如 用什么地方 的数据来执行此操作。例如: 操作码操作码 操作数操作数 0 I0.0 0 I0.1 = Q0.0 有些语句指令不带操作数有些语句指令不带操作数, 因为它们的操作对象是唯一的。 例如 因为它们的操作对象是唯一的。 例如: 操作码操作码 操作数操作数 NOT SET 构构构构 思
10、思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 2) 梯形图指令梯形图指令 梯形图指令用图形元素表示梯形图指令用图形元素表示PLC 要完成的操作。在梯形图指 令中 要完成的操作。在梯形图指 令中, 其操作码是用图素表示的其操作码是用图素表示的, 该图素形象表明该图素形象表明CPU 做什么做什么, 其 操作数的表示方法与语句指令相同。例如 其 操作数的表示方法与语句指令相同。例如: 梯形图指令也可不带操作数。例如梯形图指令也可不带操作数。例如: 3) 操作数操作数 标识符及标识参数如下所述。标识符及标识参数如下所述。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知
11、 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 标识符和标识参数意义：标识符和标识参数意义： I: 输入过程映像存储区。输入过程映像存储区。 Q: 输出过程映像存储区。输出过程映像存储区。 PI: 外部输入。外部输入。 PQ: 外部输出。外部输出。 M: 位存储区。位存储区。 T: 定时器。定时器。 C: 计数器。计数器。 L: 本地数据。本地数据。 DB: 数据块。数据块。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 X: 位。位。 B: 字节。字节。 W: 字。字。 D: 双字。 注意 双字。 注意: PLC 物理存储器
12、是以字节为单位的。物理存储器是以字节为单位的。 当操作数长度是字或双字时当操作数长度是字或双字时, 标识符后给出的标识参数是 字或双字内的最低字节单元号。 标识符后给出的标识参数是 字或双字内的最低字节单元号。 当使用宽度是字或双字的地址时当使用宽度是字或双字的地址时, 应保证没有生成任何重 叠的字节分配 应保证没有生成任何重 叠的字节分配, 以免造成数据读写错误。以免造成数据读写错误。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 3.STEP 7 软件安装、环境设置与复位软件安装、环境设置与复位 1) 软件特点软件特点 编程软件编程软件
13、STEP 7 适用于适用于S7300、S7400 系列系列PLC 的系统 设置 的系统 设置(CPU 组态组态)、用于程序开发和实时监控运行、用于程序开发和实时监控运行; STEP 7 既可离 线调试也可以在线调试 既可离 线调试也可以在线调试, 还可以把还可以把Protool、WINCC等软件集成在等软件集成在 STEP 7 中中, 从而方便了程序开发与调试从而方便了程序开发与调试, 并能显著减少错误、提 高工作效率。 并能显著减少错误、提 高工作效率。 编程软件编程软件STEP 7 的基本功能是协助用户完成的基本功能是协助用户完成PLC 应用程序 的开发 应用程序 的开发, 同时具有设置同
14、时具有设置PLC 参数、加密和运行监视等功能。参数、加密和运行监视等功能。STEP 7 编程软件在离线条件下编程软件在离线条件下, 可以实现程序的输入、编辑、编译等功 能。编程软件在联机工作方式 可以实现程序的输入、编辑、编译等功 能。编程软件在联机工作方式(PLC 与编程与编程PC 连接连接) 可实现上、 下载 可实现上、 下载, 通信测试及实时监控等功能通信测试及实时监控等功能, 在下载到在下载到PLC 之前可以先通过之前可以先通过 S7PLCSIM 仿真器来进行调试。仿真器来进行调试。S7PLCSIM 仿真器具有许 多优点 仿真器具有许 多优点, 但是它不能实现通信功能、特殊模块功能但是
15、它不能实现通信功能、特殊模块功能(例如定位例如定位)。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 2) 编程软件的安装编程软件的安装 编程软件编程软件STEP 7 可以安装在可以安装在PC (个人计算机个人计算机) 及及SIMATIC 编程设备编程设备PG70 上上, 安装的条件和方法如下。安装的条件和方法如下。 安装条件。安装条件。80486 处理器以上处理器以上(Windows NT/2000/ XP/ Me 等等), RAM 容量至少为容量至少为32MB 以上的计算机以及专用的编程设备。以上的计算机以及专用的编程设备。 安装方法。
16、在安装方法。在STEP 7 中中, 安装有安装有Setup 程序程序, 使用该程序使用该程序, 可自动安装。用户可按照屏幕弹出的信息向导可自动安装。用户可按照屏幕弹出的信息向导, 一步一步地完成 整个安装步骤。 一步一步地完成 整个安装步骤。 如果在用户编程器的硬盘上已装有如果在用户编程器的硬盘上已装有STEP 7 软件软件, 则用户不需 要任何外部数据媒介。从光盘上安装 则用户不需 要任何外部数据媒介。从光盘上安装STEP 7 时时, 应先将第应先将第1 张盘 插入到用户编程器或 张盘 插入到用户编程器或PC 的光驱中。的光驱中。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 STEP 7 的安装步骤如下：的安装步骤如下
