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1、目录0 项目要求：21 项目分析与规划：22 系统IO口分配：23 系统接线原理图：24 系统控制方式规划：25 系统硬件选择与组态36 PLC程序设计197 触摸屏通讯设置、画面设计与变量控制258 项目仿真测试379 现场联机调试420 项目要求：（1）有一台三相交流异步电动机，可以用操作站上的按钮控制，也可以用监控站的触摸屏控制；（2）操作站安装有三个按钮SB1、SB2和SB3，其中按钮SB1可以实现电动机的点动控制，按钮SB2控制电动机的连续运行，按钮SB3用来控制电动机的停止。另外操作站还有一个绿色指示灯HL1，当电动机点动运行时，HL1以1Hz的频率闪烁；当电动机连续运行时，HL1
2、常亮；电动机停止运行时，HL1熄灭。（3）触摸屏上设置有三个按钮，分别显示“点动”、“连续”和“停止”，其作用和操作站按钮SB1、SB2和SB3作用一样。触摸屏上同时有图形和文字显示当前电动机的三种状态（点动运行、连续运行与电机停止）。1 项目分析与规划：在本项目中，需要使用按钮和触摸屏来控制PLC程序，进而控制电动机的运行与停止，而PLC同时要通知触摸屏显示电动机的工作状态，PLC还需要控制指示灯指示电机目前的工作状态，所以项目的控制结构如图2.1所示。2.1 项目控制结构2 系统IO口分配：输入输出符号地址功能特性符号地址功能特性SB1I0.1点动按钮NOKAQ0.0输出驱动SB2I0.2
3、启动按钮NOHL1Q0.1指示灯驱动SB3I0.3停止按钮NO3 系统接线原理图：（略）4 系统控制方式规划：（1）PLC控制程序规划程序作用块类别块名称备注初始化程序组织块OB100主程序组织块OB1触摸屏和PLC交换数据数据块DB1（2）触摸屏画面规划1）只需要一幅画面2）需要放置三个按钮对象，名称分别为“点动”、“连续”和“停止”3）需要用图形来表示电动机的状态，可以采取用三个图形分别表示三种状态，也可以用一个图形不同颜色来表示三种状态，还可以用一个图形不同颜色/不同表现形式表示三种状态，在实例中选择一个图形不同颜色/不同表现形式表示。4）需要用文本来显示电动机的状态，可以用文本的可见性
4、来完成控制效果（电动机点动时，“点动运行”文本可见并闪烁；电动机连续运行时，“连续运行”文本可见；电动机停止时，“电机停止”文本可见）。5）触摸屏需要传送给PLC的变量包括三个按钮，需要使用布尔变量来模拟一个按钮的动作（包括按钮按下和释放）；触摸屏需要读取PLC的信息来显示电动机的状态，可以使用布尔变量，也可以使用整数变量（在实例中使用整数变量较为方便），并且图形显示和文本显示可以共用一个变量。5 系统硬件选择与组态在本项目中，选择PLC的类型为CPU314C-2DP，该CPU集成的输入输出点可以满足系统要求。触摸屏的型号为TP177B 6” color PN/DP。（1）新建项目，起名并保存
5、（最好不要包括中文）双击桌面上的“SIMATIC Manager”图标，启动西门子PLC编程软件。第一次使用编程软件，会启动Step 7向导，如果不想使用向导进行硬件组态已经编程应用，请选择“取消”。选择“取消”以后，将进入一个空的项目管理器（SIMATIC Manager）界面。如果以前已经有人使用过Step 7软件，选择“取消”以后将会显示上次打开后没有关闭的项目窗口，你可以点击项目窗口右上角的关闭按钮来关闭它，也可以选择菜单栏中的“文件”“关闭”来关闭该项目。关闭了该项目以后，同样会进入空的项目管理器（SIMATIC Manager）界面。在新的项目管理器（SIMATIC Manager
6、）界面中选择“文件”“新建”或点击“新建项目/库”图标，打开新建项目窗口，输入新项目的名称，注意在该窗口可以看到项目所存储的路径。新项目的名称输入完成后，点击“确定”，将打开新项目的工作界面。此时的新项目工作界面里面只有一个项目名称，以及一个基本的MPI网络。（2）插入SIMATIC 300站站点以及HMI站点等在新项目的工作界面中，选中新项目，从菜单栏中选择“插入”“站点”“2 SIMATIC 300 站点”（或者在项目名称上直接点击右键，选择“插入新对象”，然后选择“SIMATIC 300站点”），将会在该项目中插入一个SIMATIC 300站点。用同样的方法插入一个HMI站点，系统会要求
7、用户选择设备型号，使用的TP177B 6 color PN/DP触摸屏在“Panels”下“170”系列中可以找到。选择确定以后，系统会自动调用WinCC flexible软件，并将HMI设备集成到项目中。如果项目中还有其它的设备，利用这样的方法，可以全部集成到项目中。（3）设置SIMATIC 300站 CPU型号，规划SIMATIC 300站硬件系统将鼠标移到SIMATIC 300站点的图标上，双击，可以打开SIMATIC 300站点的配置窗口。选择硬件图标并双击，将会在一个新窗口中打开SIMATIC 300硬件配置（HW Config）界面。选择右边硬件选项中的SIMATIC 300前面的
8、“+”号，可以展开SIMATIC 300站点的可选项，继续选择其子项RACK-300，点击“+”号展开该子项，双击其中的Rail，为SIMATIC 300站点插入一个底板。在该底板上有11个插槽位置，其中第一个插槽只能插入电源模块。如果使用西门子为SIMATIC硬件提供的专用电源模块，可以选中第一个插槽位置，然后选择SIMATIC选项中的PS-300子项，点击“+”号展开该子项，然后从中选择对应的电源模块并双击，将电源模块插入对应的底板插槽。如果不使用西门子为SIMATIC提供的电源模块，而是使用其它外置电源，请将该模块空置（*如果不知道自己使用的电源模块形式，请空置该插槽）。底板上第二个插槽
9、需要插入CPU模块，选中第二个插槽位置，然后选择SIMATIC选项中的CPU-300子项，点击“+”号展开该子项，然后从中选择对应的CPU模块（*我们使用的CPU模块是CPU-314C-2DP，订货号为6ES7 314-6CG03-0AB0，版本号为V2.6）。双击该模块，会弹出该模块的附加属性设置界面。由于CPU314C-2DP自带有一个PROFIBUS接口，将会打开接口属性设置对话框。如果暂时不利用（或不知道是否利用）该PLC的PROFIBUS接口作为通讯应用，直接点击“确定”即可。将该窗口中的界面分割线进行拖动，可以使各种信息更加直观呈现。新组态的SIMATIC 300站点对硬件自动分配
10、地址，从图中可以看出，默认的输入为124-126（3通道，24点，对应输入为I124.0-I124.7，I125.0-I125.7，I126.0-I126.7），输出为124-125（2通道，16点，对应输出为Q124.0-Q124.7，Q125.0-Q125.7）。如果觉得不习惯，可以自行修改。双击模块中的DI24/DO16行，打开该子模块的属性页，选择其中的“地址”标签，将“系统默认”前面的勾去掉，然后在上面的“开始”输入框中输入自己想要的通道名称（一般习惯从0开始）。输入和输出都修改完毕后，点击“确定”。可以看到，输入和输出的地址变成了0-2和0-1。CPU模块中的AI5/AO2子模块，
11、计数子模块，定位子模块地址都是可以修改的。在本项目中有可能需要输出指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，所以需要SIMATIC 300站站点提供1Hz的时钟脉冲。为此，需要为SIMATIC 300站站点组态时钟存储器，方法是双击SIMATIC 300站站点的CPU314C-2DP行，打开CPU属性界面，然后选择“周期/时钟存储器”标签，将下面的时钟存储器勾选，存储器字节写入一个地址。该地址自动选取内部继电器M为时钟存储器区，占用一个字节（8位），提供8种不同频率的时钟脉冲，其时钟频率如表所示。时钟存储字节的位76543210周期持续时间(s)2.01.61.00.80.50.40.20.1频率(Hz
12、)0.50.62511.2522.5510本项目中时钟存储器的存储器字节选择200，以后的1Hz时钟存储器位即为M200.5。基本的硬件组态完成后，选择菜单栏中的“站点”“保存并编译”选项或直接点击“保存和编译”图标，将该硬件组态进行保存（如果弹出来报警对话框选项，直接选择“确定”忽略该报警）即可，然后关闭该窗口。（4）系统网络规划与组态在SIMATIC Manager中选中项目名称，可以看到MPI文字和图标。双击MPI图标，打开“NetPro（网络组态）”窗口。现在网络中有一个MPI网络总线，有两个设备，分别为SIMATIC300和SIMATIC HMI站，但是相互之间没有连接。首先将SIM
13、ATIC 300设备连接到MPI网络上。在此界面上常用有两种方法：将鼠标按住红色方块直接拖动，连接到MPI站点；或者双击红色方块，然后选择MPI，然后点击确定即可。MPI网络连接完成后，如下图所示。双击DP模块下的紫色方块，打开PROFIBUS接口设置窗口。选择新建，打开PROFIBUS子网设置窗口，然后在网络设置标签里面选择合适的通讯速率，连续选择两次确定。完成之后，就将SIMATIC 300设备连接到了PROFIBUS子网上，如图所示。SIMATIC HMI站和SIMATIC 300设备之间需要连结进行控制，可以有很多种方法，最简单和方便的就是通过PROFIBUS子网连接在一起。为了实现这
14、种连接，需要将SIMATIC HMI站的IF 1B接口设置为PROFIBUS子网设备（默认为MPI网络设备）。修改的方法是双击SIMATIC HMI站的设备图标（最左面的蓝色设备块），在接下来的窗口中选择“确定”，即可打开SIMATIC HMI站的硬件配置窗口。双击其中的IF 1B MPI/DP设备（索引4），打开IF 1B MPI/DP设备属性。将接口类型修改为PROFIBUS，并在其属性中选择其通讯的速率与前面的SIMATIC 300站点保持一致，否则会发生通讯错误。然后选择确定，忽视接下来的警告窗口（其实是提醒该设备还有一个端口闲置，是以太网接口，暂时不用）。将回到SIMATIC HMI
15、站的HW Config界面，编译以后存盘并关闭HW Config界面，这样，SIMATIC HMI站的端口已经修改为PROFIBUS工作模式，原来的表示IF 1B端口MPI网络模式的红色方块已经变成了表示PROFIBUS网络模式的紫色方块。用鼠标按下该紫色方块并拖动到PROFIBUS总线上，实现网络组态。保存并编译检查完成后，会出现一个警告。忽略该报警信息，然后存盘关闭网络组态配置窗口。6 PLC程序设计（1）创建SIMATIC 300站符号表（2）创建SIMATIC 300站中的块双击SIMATIC 300设备右面的“块”，可以看到属于该设备的各个块列表（开始该站只包括“系统数据”和主程序“OB1”）。选择菜单里中的“插入”“S7块”（或在右面的窗口空白处点击右键，选择插入新对象），分别插入组织块OB100（需要改名字），数据块DB1。（3）为数据块定义变量在本项目中，SIMATIC 300
