西门子S7-400系统软硬件培训（工程师培训）

培训资料培训资料 名称：西门子S7-400系统软硬件培训（工程师培训）（工程师培训）培训人：xx第一章第一章 西门子西门子PLC简单概述简单概述第二章第二章 PLC系统特性及硬件介绍系统特性及硬件介绍第三第三章章 使用使用PCS7创建创建一个工程一个工程第四章第四章 西门子编程语言学习西门子编程语言学习第五章第五章 西门子的程序设计西门子的程序设计第六章第六章 利用利用WinCC 软件软件创建工程系统创建工程系统 西门子PLC培训教程第第1 1章章 PLCPLC概述概述1.1 PLC1.1 PLC的产生的产生1.2 PLC1.2 PLC的定义和分类的定义和分类1.3 PLC1.3 PLC的功能和特点的功能和特点1.4 PLC1.4 PLC的结构与工作过程的结构与工作过程l 传统的生产机械自动控制装置传统的生产机械自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统 优点优点结构简单、价格低廉、容易操作结构简单、价格低廉、容易操作 。缺点缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差率高、可靠性及灵活性差 。应用应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。等工业应用场合。1.1 PLC1.1 PLC的产生的产生l 用户迫切用户迫切需要需要一种先进的自动控制装置一种先进的自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统先进自动控制系统先进自动控制系统l 可编程序逻辑控制器的可编程序逻辑控制器的产生产生 美国数字设备公司（美国数字设备公司（DECDEC）根据这一设想，于）根据这一设想，于19691969年年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻可编程序逻辑控制器辑控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，PLCPLC）。）。1.2 PLC1.2 PLC的定义和分类的定义和分类l PLCPLC的定义的定义 经历经历：可编程逻辑控制器（：可编程逻辑控制器（PLCPLC）可编程控制器（可编程控制器（PCPC）通用叫法通用叫法：可编程序控制器（：可编程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller，PCPC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于但由于PCPC容易和个人计算机（容易和个人计算机（Personal ComputerPersonal Computer）混淆，）混淆，所以人们还沿用所以人们还沿用PLCPLC作为可编程控制器的英文缩写。作为可编程控制器的英文缩写。国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）对可编程控制器的定义）对可编程控制器的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统电子系统，专，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生输出控制各种类型的机械或生产过程。产过程。”l PLCPLC的分类的分类 一体化紧凑型一体化紧凑型PLC PLC：电源、：电源、CPUCPU中央处理系统、中央处理系统、I/OI/O接口都集成在一个机壳内。如接口都集成在一个机壳内。如西门子西门子S7-200S7-200系列。系列。CPUCPU（基本单元）（基本单元）+扩展模块扩展模块 标准模块式结构化标准模块式结构化PLC PLC：各种模块相互独立，并安：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLCPLC应用系统。如：应用系统。如：西门子西门子S7-300S7-300、S7-400S7-400系列。系列。PS(电源模块)CPU IM(接口模块)SM:DISM:DOSM:AISM:AO CP:-点-到-点-PROFIBUS-工业以太网1.3 PLC1.3 PLC的功能和特点的功能和特点lPLCPLC的功能的功能 控制功能控制功能 逻辑控制逻辑控制 定时控制定时控制 计数控制计数控制 顺序控制顺序控制lPLCPLC的功能的功能 数据采集、存储与处理功能数据采集、存储与处理功能数学运算功能数学运算功能数据处理数据处理模拟数据处理模拟数据处理lPLCPLC的功能的功能 输入输入/输出接口调理功能输出接口调理功能具有具有A/DA/D、D/AD/A转换功能，转换功能，通过通过I/OI/O模块完成对模拟模块完成对模拟量 的 控 制 和 调 节。量 的 控 制 和 调 节。lPLCPLC的功能的功能 通信、联网功能通信、联网功能PROFIBUS DPPROFIBUS PA(Ex)PROFIBUS PAlPLCPLC的功能的功能 人机界面功能人机界面功能lPLCPLC的功能的功能 编程、调试等编程、调试等使用复杂程度不同的使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式手持、便携和桌面式编程器、工作站和操编程器、工作站和操作屏，进行编程、调作屏，进行编程、调试、监视、试验和记试、监视、试验和记录，并通过打印机打录，并通过打印机打印出程序文件。印出程序文件。STEP7STEP7ProToolProToolMPI cable有有MPI接口的接口的PG 或或PClPLCPLC的特点的特点 高可靠性高可靠性丰富的丰富的I/OI/O接口模块接口模块采用模块化结构采用模块化结构运行速度快运行速度快功能完善功能完善编程简单，易于使用编程简单，易于使用系统设计、安装、调试方便系统设计、安装、调试方便维修方便，维修工作量小维修方便，维修工作量小总价格低总价格低1.4 PLC1.4 PLC的结构和工作过程的结构和工作过程lPLCPLC的基本结构的基本结构 中央处理单元（CPU）系统程序存储器R A MI/O扩展接口设备通讯接口电源适配器电电源源O ON N内内部部处处理理输输入入处处理理（输输入入传传送送、远远程程I I/O O）通通信信服服务务（外外设设、C CP PU U、总总线线服服务务）更更新新时时钟钟、特特殊殊寄寄存存器器执执行行程程序序处处理理程程序序执执行行自自诊诊断断存存放放自自诊诊断断错错误误结结果果C CP PU U强强制制为为S ST TO OP PPLCPLC的工作过程的工作过程PLCPLC的扫描过程的扫描过程l PLCPLC的中断处理过程的中断处理过程响应问题：响应问题：一般微机系统的一般微机系统的CPU，在每一条指令执行结束时都，在每一条指令执行结束时都要查询有无中断申请。而要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则是在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块式结构组成，则在每块结束或执行块调用时处理中断。理中断。第二章第二章 西门子西门子PLC系统特性及硬件介绍系统特性及硬件介绍第第2 2章章 S7-300S7-300系统特性及硬件介绍系统特性及硬件介绍2.1 SIMATIC S7-3002.1 SIMATIC S7-300系统结构系统结构 2.2 S7-300 CPU2.2 S7-300 CPU模块模块2.3 2.3 信号模块信号模块 （SMSM）2.4 2.4 电源模块电源模块 （PSPS）2.5 2.5 接口模块（接口模块（IMIM）2.6 2.6 其他模块（其他模块（IMIM）2.7 SIMATIC S7-3002.7 SIMATIC S7-300的硬件组态的硬件组态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 导轨导轨 PS电源模块CPU IM接口模块SM:DISM:DOSM:AISM:AO FM:-计数-定位-闭环控制 CP:-点-到-点-PROFIBUS-工业以太网系统背版总线系统背版总线导轨（机架）导轨（机架）S7-300模块模块电源模块电源模块（选项）（选项）后备电池后备电池（CPU313以上）以上）24V DC连接连接器器 CPU工作模工作模式选择开关式选择开关 CPU模块模块 CPU状态及状态及故障指示灯故障指示灯 MMC存储卡存储卡（CPU313以上）以上）MPI多点接口多点接口 信号模块的信号模块的前连接器前连接器 前门前门 信号信号模块模块 典型系统结构典型系统结构 S7-300系统结构 2.2 S7-300 CPU模块 2.2.12.2.1 S7-300 CPU S7-300 CPU模块的分类模块的分类2.2.2 S7-300 CPU2.2.2 S7-300 CPU模块操作模块操作2.2.1 S7-300 CPU模块的分类 紧凑型紧凑型CPUCPU（6 6种）种）标准型标准型CPUCPU（5 5种）种）革新型革新型CPUCPU（5 5种）种）户外型户外型CPUCPU（3 3种）种）故障安全型故障安全型CPUCPU（3 3种）种）特种型特种型CPUCPU（2 2种）种）1.紧凑型CPU(1/2)CPU 312C：带有集成的数字量输入和输出，并具有与过程相关的功能，比较适用于具有较高要求的小型应用。CPU运行时需要微存储卡（MMC）。CPU 313C：带有集成的数字量和模拟量的输入和输出，并具有与过程相关的功能，能够满足对处理能力和响应时间要求较高的场合。CPU运行时需要微存储卡（MMC）。CPU 313C-2PtP：带有集成的数字量输入和输出及一个RS422/485串口，并具有与过程相关的功能，能够满足处理量大、响应时间高的场合。CPU运行时需要微存储卡（MMC）。1.紧凑型CPU(2/2)CPU 313C-2DP：带有集成的数字量输入和输出，以及PROFIBUS DP主/从接口，并具有与过程相关的功能，可以完成具有特殊功能的任务，可以连接标准I/O设备。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU 314C-2PtP：带有集成的数字量和模拟量I/O及一个RS422/485串口，并具有与过程相关的功能，能够满足对处理能力和响应时间要求较高的场合。CPU运行时需要微存储卡MMC。CPU 314C-2DP：带有集成的数字量和模拟量的输入和输出，以及PROFIBUS DP主/从接口，并具有与过程相关的功能，可以完成具有特殊功能的任务，可以连接单独的I/O设备。CPU运行时需要微存储卡MMC。2.标准型CPU CPU 313：具有扩展程序存储区的低成本的CPU，比较适用于需要高速处理的小型设备。CPU 314：可以进行高速处理以及中等规模的I/O配置，用于安装中等规模的程序以及中等指令执行速度的程序。CPU 315：具有中到大容量程序存储器，比较适用于大规模的I/O配置。CPU 315-2DP：具有中到大容量程序存储器和PROFIBUS DP主/接口，比较适用于大规模的I/O配置或建立分布式I/O系统。CPU 316-2DP：具有大容量程序存储器和PROFIBUS DP主/从接，可进行大规模的I/O配置，比较适用于具有分布式或集中式I/O配置的工厂应用。3.革新型CPU