simatic的组成及各主要作用

附录A SIMATIC S7-200简介SIMA TIC S7-200是西门子公司生产的具有很高的性能价格比的微型可编程序控制器（PLC）。

由于它具有结构小巧，运行速度高，价格低廉及多功能和多用途等特点，因此在下述行业中得到了广泛的应用：■专用机械设备：包装机，打包机和卷扬机。

■食品加工工业：搅拌机，切割机和轧碎混合器。

■农业：挤奶和饲养机械设备，牛奶冷却罐。

■电子装配线。

■木工机械。

■小规模应用：门锁，泵和压缩机等。

为适应不同的应用场合，S7-200具有四种不同结构（配置）的基本CPU单元（见图A.1）：CPU 212 它是一种用于作简单控制的经济型CPU，它的主要功能是替代原系统中的接触器和其它简单的控制逻辑。

CPU 214 它是在CPU212的基础上增加了输入和输出点数和其它一些集成在CPU模块上的特殊功能，因此适合控制要求较高的场合。

CPU 215和CPU216 CPU 215和CPU 216是在CPU 214的基础上，进一步扩大了用户的程序存储区和用户数据存储器，增加了PID指令功能和通讯口（CPU 215还支持DP通讯协议），以及本机的I/O口（CPU 216），因此可对较大规模的系统作控制。

A.1 S7-200 PLC结构特点机械结构上的特点：S7-200 PLC在机械结构方面有以下特点：（1）它的塑料外壳既紧凑又坚固。

（2）易于接线和操作方便，在接线端前带有面罩保护。

（3）PLC上设计有专用的DIN导轨安装机构和安装孔，可以垂直方向或水平方向安装在标准的DIN导轨上或直接安装在控制柜底板上。

（4）备有专用的接线端子排要供用户选择。

电气结构上的特点：（1）电气安全标准：S7-200 PLC在电气上符合VDE、VL、CSA和ISO 9001中有关安全方面的标准。

（2）可维护性：在S7-200的CPU中配有EEPROM，可永久性地存储用户程序和其它重要的系统参数。

此外它还安有大容量的电容器，供长时间地存储所有的数据使用，而不再需要另外安装需要维护的后备电池。

SIEMENS系统的可编程序控制器SIMATICMAGAGER是西门子用于进行PLC程序编制，进行机床状态控制的组件，它主要组成包括电源模块、CPU模块、输入输出模块，其接口有，RS232接口，PROFIBUS接口，MPI电缆接口等。

通过X122、MPI插口，使电脑与NCU相连PLC。

硬件组态硬件组态：告诉PLC硬件结构的过程波特率：MPI 187.5kbpsOPI 1.5Mbps过程：建项目-→建站-→组态硬件•自动组态：用线缆建PLC与840D 相连，用自动组态自动识别（上载站）将PLC传到计算机:PLC-→UPLOAD-→选MPI地址=2，若地址=3，将包括PLC和NCU若备份PLC,则过程为：新建Project-→plc-→uploadstation，这样就将硬件备份了。

建立完站后，出现连个文件夹：hardware和cpu.CPU文件夹下有S7程序。

S7程序下有三个目录：（1）symbols符号表如I40.1为第40个字节第1位（2）BLOCKS功能块•手动组态：过程：打开S7-→新建文件-→INSERT-→STATION-→SIMATIC300-→双击HARDW ARE-→出现框-→INSERT-→HARDW AREPONENT-→PROFILE-→STANDARD-→S300-→RACK300选相应的位置（待置位表中），再在右侧相应的模块上双击就将模块选定，选好后再下载编程在进行PLC程序编制中，可采用以下三种形式：逻辑梯形图（LAD）：语句表（STL）：功能块图（FBD）：语句表编程常用指令：与指令：A 常开AN 常闭或指令：O 常开ON 常闭输出指令：=调用指令：CALL FCXXFP：上升沿检测指令FN：下降沿检测指令FP后必须跟中间寄存器CLR 运算结果，清零SET 置1S 置位1R 清零块•STEP7中常用BLOCK主要有几种：OB组织块、FC功能块、FB功能块、DB数据块等OB：功能块，相当于主程序，常用的有OB1和OB100；FC、FB：功能块，相当于子程序在编完子程序后，必须在主程序中调用子程序OB100是PLC上电后先执行，只执行一次；OB1是PLCCPU循环执行的程序。

SIMATICSLC入门教程
一、硬件：
1、电源：SIMATICSLC可编程控制器需要一个电源来供应电力，通常
来自于24V直流电源。

2、IO卡：SIMATICSLC可编程控制器需要一种输入/输出（I/O）卡来
与外界连接，传输数据和控制信号。

这类I/O卡由多种不同的类型，比如：常规继电器输出卡，模拟量I/O卡，光电耦合I/O卡等。

3、接线端子：SIMATICSLC可编程控制器需要一些接线端子来连接电源，I/O和其它设备。

二、软件：
1、编程软件：SIMATICSLC可编程控制器的软件是Siemens公司提供
的Step7系列，包括Step7 Classic、Step7 Professional、TIA Portal 等。

这些软件的功能是完成可编程控制器相关的网络设计、控制程序编写、调试等。

2、编程语言：SIMATICSLC可编程控制器的编程语言主要是五种，包
括STEP 7，Instructor，Scl，Ladder和STL。

3、配置工具：SIMATICSLC可编程控制器的配置工具主要有Siemens
的S7 Configurator，S7 Manager，WinCC OA等。

三、SIMATICSLC入门的步骤：
1、确定控制需求：首先，需要了解可编程控制器所要控制的操作环
境及操作条件、输入/输出信号要求、控制算法要求等信息，以便制定出
具体的控制方案。

S7-400 CPU说明有一系列从入门级CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。

所有CPU控制大量结构;多个CPU 可以在一个多值计算配置中一起工作以提高性能。

由于CPU的高处理速度和确定性的响应时间，可缩短机器的循环周期不同的CPU具有不同性能，例如，工作存储器，地址范围，连接数量和执行时间。

七款标准的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 总线接口。

冗余CPU中，包括三款支持PROFIBUS冗余的CPU，以及四款支持PROFIBUS和PROFINET混合使用的冗余CPU。

应用∙S7- 400尤其适合于加工工业中的数据密集型任务。

高处理速度和确定性的响应时间，缩短高速机械制造业设备控制的循环周期。

∙S7 - 400最好用于整体协调各种设备，控制低级别的系统。

这是由高速通讯能力和集成接口来保证的。

∙在S7- 400的许多器件也可用于极端环境条件下的SIPLUS版本。

S7 - 400的成功应用如下：∙汽车工业∙标准机械设备制造包括定制的机械设备制造∙仓储系统∙建筑工程∙钢铁行业∙发电和配电∙造纸和印刷业∙木工∙纺织业∙医药制品∙食品和饮料行业∙处理工程，例如水和废水处理设施∙化工和石化效益∙由于采用各种级别的CPU，S7-400可以灵活扩展升级；I/O能力几乎是无限的∙强大的CPU允许集成新的功能，无需额外硬件投资，例如处理质量数据，用户友好的诊断，到更高层次的MES解决方案或通过总线系统的高速通讯。

∙可以以模块化的方式构建S7 - 400;有各种用于集中配置和分布式结构的模块。

以实现处理备件方面的低成本。

∙在操作过程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在运行中配置）。

另外在工作时还可以删除和插入信号模块（热插拔）。

这使得很容易扩展系统或出现故障时替换模块。

∙项目的完整数据存储包括CPU上的符号和注释，简化了服务和维护过程。

∙可以将安全技术和标准自动化集成到一个单一的S7- 400控制器，可以通过S7- 400的冗余结构增加设备的可用性。

西门子的SIMATIC PCS 7系统德国西门子公司的SIMA TIC PCS 7 — 全集成自动化的过程控制系统，通过全集成自动化®（TIA ），实现了基于单一平台提供用于所有过程自动化应用的统一自动化技术的目标，从输入物流，到生产或主要流程以及辅助流程，直到输出物流。

这种统一的自动化技术还可用于优化一个企业的所有业务流程，从企业资源计划（ERP ）级，到管理执行系统（MES ）级和过程控制级，直到现场级。

通过将自动化平台连接到 IT 环境，可以将过程数据在整个公司范围内应用于设备运行、生产流程以及商务流程的评价、规划、协同和优化。

同时，还可满足全球化公司的分布式生产的地域要求。

1. 系统结构SIMA TIC PCS 7 的内部通讯采用 SIMA TIC NET 网络部件。

基于全球标准，采用开放性的通讯理念，可保证工厂中所有层级和位置的可靠数据传送。

所有 SIMA TIC NET 产品都专为工业应用开发，适合用于所有工业领域和工厂。

网络部件可满足最高的应用要求，尤其是易遭受外部影响的应用领域，例如：• 电磁场干扰，• 腐蚀性液体和气体，• 有爆炸危险的场合，• 具有较高污染或机械振动的场合。

SIMA TIC NET 总线更是实现了所有系统部件之间的统一、无故障通讯：• 工程师站和操作员站• 自动化系统，I/O 和现场部件。

SIMASTIC NET 系统是一个典型的的工厂自动化系统，具有三级网络结构如图所示：现场设备层网络，单元层网络及管理层网络。

（1）现场设备层现场设备层的主要功能是连接现场设备，例如分布式I/O 、传感器、驱动器、执行机构和开关设备等，完成现场设备控制及设备间连锁控制。

主站（PLC 、PC 或其他控制器）负Profibus AS-i图2-23 SIMASTIC NET 结构图Profibus责总线通信管理及与从站的通信。

总线上所有设备生产工艺控制程序存储在主站中，并由主站执行。

S7-300 CPU说明S7-300 CPU 的六个性能等级 ，现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。

产品范围包括 7 种标准的 CPU、 7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。

现有 CPU 的宽度仅 40mm SIMATIC S7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量最大的控制器。

应用范围 在第一个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性系统解决方案，特别是用 于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、 包装行业、食品和饮料工业和加工工程   作为一种多用的自动化系统，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的 应用的理想解决方案。

对于由于环境条件限制需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供 SIPLUS 极端设备。

特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：            汽车工业 通用机械工程 特殊机器制造 系列机械工程，OEM 塑料加工 包装行业 食品和饮料工业 加工工程 快速计数/fairs，可以直接访问硬件计数器 简单定位，直接控制 MICROMASTER 频率静态变频器 带有集成功能块的 PID-Regulation优点 由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间。

     S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供合适的解决方案，客户只需为特定任务实际需 要的性能付款 S7-300 建立在模块式的组态上，无需 I/O 模块的插槽规则 现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态。

集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行管理等级方便的进 行数据交换 模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。

能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计 集成在一起，从而避免附加投资。

工程师站巧妙的工程组态方式：SIMATIC PCS 7 使用中央工程师站(SIMATIC Manager) 为您提供了要求的所有工具来组态一个完整的过程控制系统（从硬件组态、通讯到应用软件）。

概述•应用•特点•优势一览•SIMATIC PCS 7 Standard Library•SIMATIC PCS 7 Advanced Process LibraryAdvanced Process Library (APL) 是SIMATIC PCS 7 Standard Library 的升级版本。

它融合了最全新NAMUR 建议和PNO 规定，并为用户提供了强化的控制功能。

也可使用这些样本解决方案将APC 部署到中小型规模的工厂。

使用规划工具进行数据交换可使用Import/Export Assistant 和Version Cross Manager 的工具，借助规划工具进行数据交换。

Import/Export Assistant (IEA) 是对大量数据进行合理工程组态的有效工具。

它采用了过程变量类型多重使用的原则，尤其适用于具有大量相同类型过程变量或若干相同类型系统组件的大型工厂。

可将已经组态的工厂数据（例如过程变量列表或来自CAD/CAE 环境的图纸）导入到工程师站中，并用于自动创建过程变量。

高级规划系统中的数据随后可通过调试时优化的参数完成同步。

基于定义的XML 格式SimaticML，借助规划工具（CAx 数据），Cross Manager 也可用于交换信息。

借助工程师站中CAx 规划工具的数据库，用户可使用相应的导出功能再次同步化已修改的数据。

自动化功能通过提供过程变量的通用视图，SIMATIC Manager 的过程对象视图支持过程工程师的工作流程。

它结合过程变量/过程对象（一般标准、块、参数、信号、消息、图形对象、归档变量、层次文件夹、组态属性和共享声明），以树形结构显示了工厂的技术层次结构。

SIMATIC PCS系统概述1.SIMATIC PCS（Process Control System）是西门子公司开发的一款先进的工业自动化控制系统。

它采用最新的技术和先进的硬件设备，能够对各种生产过程进行全面的监控和控制。

SIMATIC PCS系统广泛应用于各个工业领域，如化工、能源、水处理、制药等。

2. 系统架构SIMATIC PCS系统由多个自主运行的模块组成，每个模块负责不同的功能。

以下是SIMATIC PCS系统的主要模块：2.1. I/O模块I/O模块用于与生产设备进行数据交换，它接收传感器和执行器的信号，并将其转化为数字信号。

通过I/O模块，SIMATIC PCS系统能够实时监测生产过程中的各种数据，并根据设定的逻辑进行相应的控制。

2.2. 控制器控制器是SIMATIC PCS系统的核心组件，它负责处理接收到的数据，并根据预设的算法进行控制。

控制器能够实现多个控制策略，如PID控制、模糊控制等。

2.3. 人机界面人机界面是SIMATIC PCS系统与操作人员交互的窗口，它提供了直观的图形界面，使操作人员能够对生产过程进行监控和控制。

人机界面还可以显示实时数据、生成报表和趋势图等。

2.4. 数据存储与管理数据存储与管理模块负责将系统收集到的数据进行存储和管理。

通过这个模块，用户可以对历史数据进行查询和分析，以便进行生产过程的优化和改进。

3. 功能特点3.1. 实时监控SIMATIC PCS系统能够实时监测生产过程中的各种数据，如温度、压力、流量等。

通过进行实时监控，操作人员可以及时发现并解决潜在的问题，保证生产过程的稳定和安全。

3.2. 自动控制SIMATIC PCS系统能够根据预设的控制算法自动对生产过程进行控制。

根据设定的控制策略，系统能够调整参数、控制执行器以及实现优化控制。

3.3. 数据分析SIMATIC PCS系统具备强大的数据分析功能，可以对收集到的数据进行统计和分析。

SIMATICS7系统概述SIMATIC S7（System 7）是由西门子（Siemens）公司开发的一种自动化控制系统。

作为西门子的工业自动化产品系列之一，S7系统被广泛应用于各种工业领域，包括制造业、能源、交通运输和建筑等。

本文将对SIMATIC S7系统进行详细的概述。

S7系统是一种基于PLC（可编程逻辑控制器）技术的自动化控制系统。

PLC是一种通过编程控制来实现逻辑运算和控制过程的计算机设备。

它通过接收传感器和执行器的输入信号，并执行预定的控制算法，以实现对机器的自动化控制。

S7系统拥有强大的运算和控制能力，能够处理复杂的控制任务，并且具有高度可靠性和稳定性。

S7系统由多个组成部分组成，包括PLC、人机界面和通信模块等。

PLC是S7系统的核心部件，它负责接收和处理输入信号，并根据预设的控制算法输出控制信号。

不同型号的S7PLC提供了不同的输入输出配置和处理能力，以适应不同的应用需求。

人机界面是用户与S7系统交互的窗口，通过显示器、按键和触摸屏等设备，用户可以监控和控制S7系统的运行状态。

通信模块是S7系统的连接接口，它可以与其他外部设备和系统进行数据交互，包括其他PLC、计算机和监控系统等。

S7系统具有很高的可扩展性和可定制性，用户可以根据实际需求来配置S7系统。

根据不同的应用场景，S7系统提供了多种型号和规格的PLC，以满足不同的输入输出要求和处理能力。

除了PLC之外，S7系统还可以通过扩展模块来扩展功能，如模拟输入输出模块、高速计数模块和通信接口模块等。

这些扩展模块可以根据需要添加到S7系统中，以实现更多的控制功能和接口。

S7系统还提供了广泛的网络和通信功能，以便与其他设备和系统进行数据交换和远程监控。

S7系统支持多种通信协议，包括以太网、Profibus、Modbus和MPI等，用户可以选择适合自己应用的通信方式。

此外，S7系统还提供了远程访问和监控功能，用户可以通过互联网连接到S7系统，实时监控和控制远程设备。

智能制造执行系统——SIMATIC IT西门子的制造执行系统平台的名称是“SIMATIC IT”，是一套优秀的工厂生产运行系统，它提供了“模型化”的理念，可用于工厂建模和生产操作过程的模拟；它的整个功能体系都是依照功能以模块和组件的协同工作来执行的。

此平台的优点包括，它所实施的MES项目是采用ISA-95国际标准进行整体流程的搭建，可以满足几乎所有生产执行功能的要求；SIMATIC IT以“框架+组件”的灵活结构，提供方便和可配置的系统功能来满足客户的需求；在技术层面上采用了以服务为支撑的业务流程，对外接口可以使用标准通信协议；对于需要客制化的功能，提供系统接口和开发环境，对外数据的传输进行客制化开发。

简单来说，西门子的企业运维管理系统SIMATIC IT完全契合企业系统与控制系统集成的国际标准ISA-95，且由一组专门的组件和软件库组成。

图6-1为SIMATIC IT在整个企业系统中的层级功能与上下游系统的关系。

西门子有世界一流的硬件控制系统，能与自己的SIMATIC IT进行无缝连接，而上层的PLM产品也为西门子重要的产品设计软件，能够和SIMATIC IT进行工艺文件传递。

对于第三方的底层控制系统，SIMATIC IT可以使用标准的OPC协议进行数据采集；对于上层的其他业务系统，可以采用B2MML的国际标准数据协议进行通信。

工厂的建模体系：SIMATIC IT有着一整套建模体系，所有的工作流程都可以在建模器中建立实际的模型，模拟工厂的生产状况。

为了实现流程的多样化适应目标，可以在编辑更新流程的时候，使用不同版本来控制，既更新了产品生产的流程，又保留原有的模型不受影响，这就给产品生产增添了许多灵活性。

在建模过程中对每一个模块的定义和流程段的说明，更让整个工厂的生产处于透明化监控之下。

在SIMATIC IT建模器中，每一个图标都是一个功能控件，SIMATIC IT提供了丰富的控件来以图形的方式进行设计，并用拖拉和连线的方式快速建立各种流程，以配置内部信息，从而将不同的流程集成为一个系统。

LOGO! 基本模块基本型说明LOGO!- 经过验证的基本型(0BA6)LOGO！由于其可以实现各种可能的应用，并易于实现系统的综合功能-最后尤其是最重要的是由于从38个综合功能中选取，并将其连接到多达200个功能块确保功能实现的可能性，给客户以深刻的印象。

当进行操作和监控时，4行背光显示，每行最多32个字符的显示屏保证了较高的人机界面友好程度。

消息文本可以实现文本，设定点和实际值，棒图和状态参数的显示。

当然，消息文本中的参数可进行调整。

由于多种扩展选项的参与得以始终保证灵活性。

新版基本型，支持以太网（0BA7）与LOGO! 一起成长。

用户始终希望随着工业通讯需求不断增长，能够解决为任务提供更多的解决方案。

然后，全新的LOGO！0BA7设备是为用户提供的理想的解决方案。

随着新的基本设备的出现，用户可以通过添加新的功能轻松地扩展旧的程序。

可能是这样：通过触摸面板可以为系统提供额外的I/O点或者集成的用户界面友好的操作者导航。

以前开发的LOGO！程序可以作为系统的一个基础，并能够继续简单配置。

应用领域逻辑模块LOGO！已被证实数百万次-在众多的应用程序中：机器控制∙电机，泵，阀控制∙空气压缩机∙排气和过滤系统∙水处理厂∙木工机械∙蚀刻和净化厂交通设施∙输送系统∙吊装平台∙电梯∙筒仓设施∙牲畜饲料交货运行监测系统∙访问控制∙车辆管理监控∙警报系统∙等级限制监视∙交通灯控制系统∙行李处理住宅和商业楼宇服务∙内部和外部照明控制∙门/门控∙快门，遮阳帘和遮篷控制∙灌溉系统的控制独一无二的应用∙太阳能电气系统∙海事∙恶劣的环境∙展板及交通控制标志效益∙用于实现简单自动化的理想控制器∙降低成本- 取代许多传统的开关控制装置，∙减少了对时间的需求- 简化接线和面板的布局，∙减少了开关柜的空间需求-以4宽度行业标准尺寸的模块取代继电器，定时器开关和接触器式继电器∙为系统提供了最广泛的功能以及在用户程序中成功地从38个综合功能中进行选取，并将其连接到多达200个功能块以确保功能的实现。