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应用STEP7进行PLC控制的编程方法和技巧

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应用ＳＴＥＰ７进行ＰＬＣ控制的编程方法和技巧作者：李钢来源：《现代企业文化·理论版》2008年第03期【摘要】可编程控制器（PLC）在各种控制领域的应用非常广泛，而STEP7 是一个很好地解决 PLC编程和网络通讯的软件。

文章以实例的形式详细介绍了 PLC的不同的编程方法和技巧，目的是对PLC有一个全面的了解，并能在自动控制领域更好地应用它。

【关键词】plc控制；顺序功能图；顺序控制设计方法【中图分类号】TEl51【文献标识码】A【文章编号】1674-1145（2008）05-0120-03现代化社会中，随着社会的进步和科技的发展，自控技术的应用也越来越广泛，它应用于人们的生产、生活等各个方面，而在现代化的控制技术中，plc控制无疑是应用最为广泛的一种，而step7是比较好的plc控制的开发编程软件。

step7的功能较强大，它可用于plc的单机编程，也可用于多台plc或plc与计算机通过现场总线和网络通信协议连接形成工业网络（dcs）。

Plc主要由机架、cpu模块、信号模块、功能模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成。

Plc采用循环执行用户程序的方式，在循环程序处理过程中，cpu并不直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址区，而是访问cpu内部的输入/输出过程影像区。

批量输入、批量输出。

Plc定义了五种编程语言：指令表，结构文本，梯形图，功能块图，顺序功能图。

Plc作为控制元件，既可作为主站，又可作为从站。

一个控制过程的实现，首先要把plc与上位机和执行机构做好物理上的连接，而更主要的是利用plc的编程软件做好程序的编写工作，step7就能出色地完成这项工作。

下面我要介绍一下plc 的编程方法和技巧。

Plc的编程方法主要有以下三种：顺序控制设计方法；以转换为中心的编程方法；使用scr 指令的编程方法。

每一种编程方法都有各自的形式和特点，但互相之间各不相同。

不同的控制过程可以用同一种编程方法来实现；同样的控制过程也可以用不同的编程方法来实现，达到异曲同工的效果。

首先介绍顺序控制设计方法：它是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段（步，step），用编程元件（例如M）来代表各步。

在任何一步内输出的状态不变，相邻两步输出量总的状态是不同的，步与各输出量有着极为简单的逻辑关系。

使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件。

顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件，让他们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制输出。

当系统正处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。

步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的，转换实现必须同时满足两个条件：1. 该转换所有的前级步都是活动步；2. 相应的转换条件得到满足。

转换实现应完成以下操作：前级步都变为不活动步；后续步都变为活动步。

每两个步不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开：每两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开；初始步对应于系统等待起动的初始状态，是必不可少的；顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环。

这种设计方法的基本思路是使用起动、保护、停止电路（以下简称起保停电路）的顺序功能图和梯形图进行编程，即每一步都看成一个类似于起保停的电路，对每一步进行编程，然后顺序执行，完成整个控制过程的梯形图的编写。

如下为简单的起保停电路梯形图：Q0.1=（I0.0+Q0.1）·I0.1I0.0为起动按钮，也称为起动条件；Q0.1为自锁条件，也称为保护条件；I0.1为关断条件，也称为停止条件。

在以上的顺序功能图中，I0.0为起动按钮（或此步的起动条件），M0.0为前级步（或初始步），M0.2为后续步，I0.2为后续步起动的条件，Q0.1是被控制的执行机构或元件，这里假设为起保停电路的电机。

若想使Q0.1 电机动作,就要使M0.1步成为“活动步”，而M0.1成为“活动步”需要满足两个条件，所有前级步均为“活动步”且转换条件得到满足；而M0.1的前级步只有M0.0一个，转换条件也只有I0.0一个，所以M0.0=ON和I0.0=ON同时满足则M0.1成为“活动步”，在梯形图中要连入M0.0和I0.0的常开触点的串联；保持Q0.1运转就需要M0.1步保持为“活动步”，所以M0.1=ON为保持条件，即在梯形图中并入M0.1的常开触点；而在一定时候要关断电机Q0.1，就需要使M0.1成为“不活动步”，也就是此转换完成，这时应使当前步到后续步的转换条件I0.1成立即I0.1=ON，且使后续步M0.2成为“活动步”，即M0.2=ON，反之，I0.1=ON或M0.2=ON就成为停止当前步M0.1的转换条件，这样就要在梯形图中接入I0.1的常闭触点或M0.2的常闭触点，最后完成此步的梯形图。

即： I0.0·M0.0为起动条件；M0.1为M0.1（或Q0.1）=（I0.0·M0.0+M0.1）·M0.2M0.1（或Q0.1）=（I0.0·M0.0+M0.1）·I0.1上边两个梯形图均能实现起保停的控制功能。

与前边的简单梯形图进行比较，可看出，两者在表现形式上不完全相同，但最终实现的功能是一样的。

只是因为后边梯形图在编写过程中引入了“步”的概念，这样就使得编程思路更清晰，整个程序的编写更有秩序。

所以在梯形图的编写过程中，每一步都要找到使此步起动的条件，此步的保持条件和使此步停止的条件。

另外，当在一步后有不同的转换条件实现不同的功能时，就要用到选择序列，此时，注意各自的转换条件应在分支开始以后；而在一步后同一个转换条件，会同时执行几个分支步的功能时，就要用到并行序列，此时注意转换条件是共有的，应在并行序列开始以前。

下面以一个具体的控制过程的设计为例来讲解此方法：例：多种液体自动混合的控制系统：一个容器用于A、B两种液体的混合（如图），容器底部有一个电机M带动的搅拌器,容器设置了A、B、C三个电磁阀，A、B分别用于注入A、B两种液体，阀C用于排出液体，另外，有三个液面传感器，即上限位I0.1，中限位I0.0，下限位I0.2，起动按钮I0.3，停止按钮I0.4。

工作过程：初始状态容器是空的，各个阀门关闭。

即：Q0.0=QO.1=Q0.2=Q0.3=OFF,I0.1=I0.2=I0.3=OFF,I0.3=I0.4=OFF按下起动按钮I0.3起动后，打开阀A，注入A液体，液面到达中限位I0.0时，关闭阀A，停止A液体的注入，同时打开阀B，开始注入B液体，液面到达上限位I0.1时，关闭阀B，停止B液体的注入，同时，电机M开始运行搅拌，60秒后停止，同时打开阀C，排出混合液体，液面到达下限位I0.2后，再过5秒，液体全部排空，关闭阀C，同时打开阀A，开始另一个循环周期，按下按钮I0.4后，全部过程停止。

先作出顺序功能图：初始条件：起始步起动按钮I0.3按下，开始动作第一步：打开阀A，注入液体A转换条件，液面到达中限位第二步：打开阀B，注入液体B，同时 M0.1成为“不活动步”，关闭阀A转换条件，液面到达高限位第三步：电机Q0.2动作，同时M0.2成为“不活动步”，关闭阀B,且延时继电器T37开始延时60秒转换条件，T37延时到，触发M0.4成为“活动步”第四步：打开阀C，排出液体，液面下降到下限位___转换条件，液面下降，露出下限位第五步，阀C仍保持打开状态，且延时继电器T38开始延5秒T38延时到，同时，若连续条件M0.1满足，就返回执行第一步，继续下一次循环；若连续条件M0.1不满足，就返回初始步。

注意，在液面到达限位以上时，限位接通，在梯形图中用常开触点；液面下降露出限位时，限位断开，在梯形图中用常闭触点。

M1.0是自己设计的一个连续开关，它是一个中间步，用M1.0的常开/常闭触点控制循环是否连续进行。

开始时，只要按下I0.3按钮M1.0就设置为ON状态并一直保持，整个控制过程也就一直循环；只有当按下停止按钮I0.4时，才使M1.0被设置为OFF状态，循环过程停止。

下面介绍第二种编程方法：以转换为中心的编程方法，在该方法中，用某一转换所有前级步对应的存储器位的常开触点与转换对应的触点或电路串联，该串联电路即起保停电路中的起动电路，用它作为使所有后续步对应的存储器位（置位指令），同时使所有前级步对应的存储器位复位（复位指令）的条件。

仍举上例，顺序功能框图不变，作梯形图：以M0.1步为例，要使M0.1步成为“活动步”，它的条件就应该是M0.0步为“活动步”，即M0.0=ON时，转换条件I0.3满足，即I0.3=ON，也就是M0.0·I0.3两者的常开触点串联电路就对M0.1置位，而同时关断前级步M0.0，使M0.0变为“不活动步”，即对M0.0步复位，M0.0=OFF；当M0.2的置位条件满足时，也就是M0.1=ON且I0.0=ON时，使M0.2置位,同时使M0.1复位，这样就完成了M0.1的置位和复位的过程，也就完成了这一步所应执行的动作，转入下一步的执行，如此循环，形成了闭环的控制过程。

画出梯形图后，按照不同的PLC产品的编程语言命令，很容易就能写出这个控制过程的程序清单，输入PLC后就可执行运作，达到我们的自动控制的目的。

以上是对应一个例子讲解了PLC编程中的两种方法和技巧，这一程序已测试通过。

从中可以看出，在编写PLC梯形图时，首先要对全部的控制过程有一个详细的了解，然后分析这一控制过程应该分几个步骤完成，每一步具体要实现什么动作或完成什么功能，而每一步之间的转换条件有哪些，一定要把条件找对找全，然后再利用某一种编程方法一步步地完成程序的编写过程，清晰，明了，实用，可行。

至于更复杂的控制过程，只要按以上介绍的方法具体分析，分步执行，也就迎刃而解了。

当然PLC还有其它的编程方法，在这里就不一一尽述了。

我介绍的方法和技巧，只是我的经验总结，和大家作一个探讨，而用好可编程控制器将对自动控制的实现大有益处。

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PLC控制程序设计方法与技巧

PLC控制程序设计方法与技巧

PLC控制程序设计方法与技巧摘要：当前主流的PLC程序设计方法包括仅适用于简单系统的经验设计方法，无法处理并行系统的逻辑代数设计方法，和存在数据膨胀问题的Petri网设计等。

随着PLC硬件技术的不断完善，PLC应用的不断深入，人们开始不断探索新的PLC程序设计法方法与思想，以适应不断发展的PLC硬件技术，促进PLC技术的不断发展完善与推广应用。

关键词：PLC控制系统；程序设计；技巧引言PLC控制系统梯形图程序设计的方法主要有两种，即经验编程法和顺序控制编程法。

最常用的是经验编程法，它没有固定的方式和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种容易掌握的通用设计方法，即使是相同的硬件系统，由不同的人设计，肯定会设计出不同的程序，有的人设计的程序简洁明了，而有的人设计的程序虽然能达到控制系统的要求，完成控制任务，但冗长复杂，阅读起来十分艰难。

由此可见，梯形图程序设计的难度较大，是一种高端、复杂、烦琐、乏味、耗时、费力的智力“游戏”。

一个结构清晰、简单易懂的简洁程序，一是可以大大减少设计工作量，降低设计者劳动强度；二是可以提高程序的可读性，让程序的用户一目了然；三是可以减少程序运行的时间，节省程序占用的空间。

掌握一定的梯形图程序设计诀窍，有助于实现这些目的和要求。

本文介绍了一些梯形图程序设计的技巧和经验，希望对提高ＰＬＣ技术初学者的编程能力有一定的帮助。

1面向对象的PLC程序设计方法1.1STEP7平台简介STEP7是西门子PLC的编程软件平台，提供了数据块（DB）、组织块（OB）、系统功能（SFC）、功能块（FB）、系统功能块（SFB）、功能（FC）等功能模块其中，DB用于存储程序变量，OB为系统程序接口，SFC可被用户直接调用，FB可实现动态、静态分配，SFB具有存储空间且可被用户直接调用，FC没有存储空间且只有在调用时才被分配。

1.2STEP7中类的设计STEP7中的FB和DB模块分别实现了控制逻辑与数据管理的封装，借助这两模块，可实现面向对象语言中类的特性。

step7编程实例-STEP7编程软件及使用方法

step7编程实例-STEP7编程软件及使用方法


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。 CPU参数配置：双击机架中的CPU，打开CPU属性对话框，在这里可以配置CPU的各类参数，不同型号的CPU参数不尽相同，在应用时应注意
常规设置 在常规页面中（图7-17），包括了CPU的基本信息和MPI的接口设置。单击“属性”按钮会弹出MPI通讯的属性设置界面，在这里可以设置MPI通讯的 参数。
周期/时钟存储器 周期/时钟存储器（图7-19）页面主要包含以下参数设置。
保持存储器 保持存储器页面（图7-21）包含了下面的项目：
诊断/时钟 诊断/时钟页（图7-22）包括以下设置：
保护 保护页面（图7-23）包括以下参数：
7.4 使用LAD编程
• 任务描述
在本例中，我们模拟一个饮料灌装线的控制系统。系统中有两条 饮料灌装线和一个操作员面板。
2、模块化编程 程序被分为不同的逻辑块，每个块包含了完成部分控制任务的逻辑指令。组织 块OB1（主程序）中的指令决定在什么情况下调用哪一个块，功能和功能快（子 程序）用来完成不同的过程任务。被调用的块执行完后，返回到OB的调用点， 继续执行OB1。 模块化编程的程序被分为若干块，易于实现多人同时对一个项目编程。由于只 在需要时执行相关的指令，因此提高了CPU的执行效率。
数据块(DB)是用户定义的用于存取数据的存储区，可 以被打开或关闭。DB可以是属于某个FB的情景数据块，也 可以是通用的全局数据块，用于FB或FC。
S7 CPU还提供标准系统功能块(SFB、SFC)，集成在S7 CPU中的功能程序库。用 户可以直接调用它们，由于它们是操作系统的一部分，因此不需将其作为用户程 序下载到PLC。
直接建立的项目只包含一个MPI子网对象，用户需要通过【插入】菜单来手动添家对象.用户可以插入一个PLC站，先进行硬件组态，完成硬件组态后，再 在相应CPU的S7程序目录下编辑用户程序；也可以先插入一个独立的S7程序，编写用户程序，再进行硬件组态，等组态完成后将程序复制到相应的 CPU中。
STEP7使用方法

STEP7使用方法

STEP7使用方法对于STEP7的使用方法，我将分为以下几个方面进行详细介绍：基本概念、编程语言、硬件配置和调试工具。

一、基本概念：二、编程语言：STEP7支持多种编程语言，包括梯形图、功能块图、指令表和结构化文本。

梯形图是一种图形化的编程语言，用于逻辑控制和循环控制。

功能块图是基于块的图形化编程语言，用于组织和管理程序模块。

指令表是一种文本化的编程语言，用于编写低级控制指令。

结构化文本是一种高级编程语言，类似于传统的编程语言，可以实现复杂的逻辑和算法。

三、硬件配置：使用STEP7之前，我们需要对硬件进行配置。

首先，我们需要选择适合应用需求的PLC型号和数量。

然后，我们需要选择适合的输入和输出模块，用于接收和输出信号。

接下来，我们需要通过网络或总线连接PLC和外部设备，如传感器、执行器和人机界面。

四、调试工具：在使用STEP7编写和测试PLC程序时，我们可以使用一些调试工具来帮助我们定位和解决问题。

首先，我们可以使用在线监视器来查看PLC的运行状态和信号值。

其次，我们可以使用断点和触发器来调试程序的执行过程。

还可以使用模拟器来模拟外部设备的输入和输出，以验证程序的正确性。

最后，我们可以使用追溯记录器来记录PLC的运行日志，以便后续分析和故障排除。

总结：通过以上对STEP7使用方法的介绍，我们可以了解到，STEP7是一款强大的PLC编程软件，它可以帮助我们开发和管理PLC应用程序。

在使用STEP7之前，我们需要掌握基本的概念，并了解不同的编程语言。

同时，我们还需要对硬件进行适当的配置，并使用调试工具来帮助我们定位和解决问题。

只有熟练掌握STEP7的使用方法，我们才能更好地应用它来实现工业过程和机器的控制。

西门子STEP7编程方法(培训教材)

西门子STEP7编程方法(培训教材)



调用程序块
(OB, FB, FC)
被调用的块
(FB, FC, SFB, SFC)
程序执行 程序执行
调用另一个块的指令
块结束
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
Date: 2011/7/27 File No.: SSP1_03C.15
Date: 2011/7/27 File No.: SSP1_03C.17
Information and Training Center Knowledge for Automation

S7-300
槽号 1 2 4 5 6 7 8 9 10
模块
PS
CPU
SM
SM
SM
SM
PS 机架 2
IM
(接受)
64.0 to 67.7
68.0 to 70.7
72.0 to 75.7
76.0 to 79.7
80.0 to 83.7
84.0 to 87.7
88.0 to 91.7
92.0 to 95.7
PS 机架 1
IM
(接受)
32.0 to 35.7
36.0 to 39.7
40.0 to 43.7
Date: 2011/7/27 File No.: SSP1_03C.11
Information and Training Center Knowledge for Automation

块类型 组织块 (OB)
特性 - 操作系统和用户程序的接口 - 各层次的优先级 (1 ~ 26) - 局部数据堆栈中的特殊启动信息 - 带参数 / 数据保持 - 不带参数 / 数据保持 - 不带参数 / 数据不保持 - 只传递一个返回值 (调用时必须分配参数) - 数据不保持 - 可带参数 - 结构化，局部存储 (背景 DB) - 结构化，全局数据存储 (在整个程序中均有效)