s7-300运动控制系统操作说明

S7-300 系列PLC组态简介一、系统构成西门子S7-300系列的常用组件主要有电源模块（1）、CPU模块（1）、开关量模块（2）、开关量输出模块（2）、模拟量输入模块（2）、模拟量输出模块。

说明如下：1．电源模块：PS307—5A；为PLC系统提供稳定的24V直流电源。

2．CPU模块：CPU314；是系统的核心负责程序的运行，数据的存储与处理，与上位机的通讯和数据的传输。

3．开关量输入模块：SM321；可进行32路开关量的检测，输入信号为24V有效，若输入为无源触点，可利用电源模块提供24V驱动信号。

4．开关量输出模块：SM322；可提供8路开关量输出，为继电器输出方式；分为4组每两路公用一个公共端。

5．模拟量输入模块：SM331；为实现对8路模拟量数据采集，输入信号可以是电流信号、电压信号、热电偶输入、热电阻输入，可根据不同的应用场合对模块进行设置。

6．模拟量输出模块：SM332；可提供4路模拟量输出信号，根据应用可将各路输出设置为电压输出或电流输出。

图1、系统模块组成。

二、硬件组态1．基本机架（中心机架）机架即是用于安装固定各个模块的专用槽架。

PLC的各个模块就遵循一定的规则固定在上面。

每个机架中：插槽1为电源模板插槽；插槽2为CPU模板插槽；插槽3留给通讯模板接口模板及扩展模板。

插槽4以后留给应用模板。

每个模块最多可以安装8个应用模块。

模块的底部通过总线连接器与前后的模块想连接，构成一个整体系统。

中心机架至少应装配电源模块和CPU模块，再根据需要配置其他功能模块。

说明：所谓插槽，在这里只是抽象的概念，S7—300系统中的机架物理形态上只是一个槽形轨道，上面没有具体的插槽，模块也只是按一定顺序固定在上面，模块之间也无须保留空间，而是紧密地相邻安装。

插槽的概念只有在对系统进行软件组态时才能具体化。

（软件组态将在后面介绍）2．机架的扩展当基本机架不能满足系统要求时，可通过扩展机架对系统进行扩展，扩展方式有两种：①、用IM365模板：可扩展一个机架，需用两块IM365模板，连接长度最长为一米。

一、S7-300初始化尽量使用window2000，Windows XP。

STEP7V52或以上版本1.2 通信1、设置通信`设置或添加PC Adapter(MPI), Property 按钮Local Connection 属性页COM 1 19200，注意一般连接到计算机的串行口1。

其他参数不需要设置，注意选择PC Adapter，不要有其他的，例如pc/ppi。

1.3 硬件组态2、新建工程在SIMATIC Manager中新建工程，也可以通过wizard向导建立。

选中右边的工程名，Insert Station SIMATIC 300。

双击Hardware，从而进入HW CONFIG窗口。

Option>Insert NEW GSE文件。

把MM420, ET200等GSD文件加入。

在hw config，如图所示，插入RAC-300机架。

选中机架第二栏，双击CPU-300>CPU313C-2DP，注意准确的编号。

默认地址2。

双击DP，选择Property按钮。

选择NEW，选择1.5MBPS，如果出现警告，可以选择187kpbs。

依次在SLOT 1,2,3位置插入其他模块。

0 电源模块S7-300DI 地址：256-263DO 地址：256-259选中DP线，然后双击ET200S，如图所示，插入ET200S.选择，依次在SLOT 1,2,3位置插入其他模块。

6ES7 138-4CA00-0AA0 PM-E DC24V6ES7 134-4GB50-0AB0 2AI I 2DMU地址I address264-2676ES7 134-4JB50-0AB0 2AI RTD地址I address268-271插入MM420选择4PKW, 2PZD (PPO1)2AX地址I address 280-283 Q address 268-271全部保存1.4 下装硬件组态并检测在SIMATIC Manager中，选择工程，选择PLC>Clear/Reset，可以清除原来的配置信息。

SIMATIC自动化系统S7-300入门指南2006年01月版A5E00432669-05安全技术提示为了您的人身安全以及避免财产损失，必须注意本手册中的提示。

人身安全的提示用一个警告三角表示，仅与财产损失有关的提示不带警告三角。

警告提示根据危险等级由高到低如下表示。

危险表示如果不采取相应的小心措施，将会导致死亡或者严重的人身伤害。

警告表示如果不采取相应的小心措施，可能导致死亡或者严重的人身伤害。

小心带有警告三角，表示如果不采取相应的小心措施，可能导致轻微的人身伤害。

小心不带警告三角，表示如果不采取相应的小心措施，可能导致财产损失。

注意表示如果不注意相应的提示，可能会出现不希望的结果或状态。

当出现多个危险等级的情况下，每次总是使用最高等级的警告提示。

如果在某个警告提示中带有警告可能导致人身伤害的警告三角，则可能在该警告提示中另外还附带有可能导致财产损失的警告。

合格的专业人员仅允许安装和驱动与本文件相关的附属设备或系统。

设备或系统的调试和运行仅允许由合格的专业人员进行。

本文件安全技术提示中的合格专业人员是指根据安全技术标准具有从事进行设备、系统和电路的运行，接地和标识资格的人员。

按规定使用请注意下列说明：警告设备仅允许用在目录和技术说明中规定的使用情况下，并且仅允许使用西门子股份有限公司推荐的或指定的外部设备和部件。

设备的正常和安全运行必须依赖于恰当的运输，合适的存储、安放和安装以及小心的操作和维修。

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然而不排除存在偏差的可能性，因此我们不保证印刷品中所述内容与硬件和软件完全一致。

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Siemens AG Automation and Drives Postfach 48 48 90437 NÜRNBERG A5E00432669-0501/2006西门子股份有限公司版权所有(2006).本公司保留技术更改的权利SIMATIC自动化系统S7-300 CPU 31x：调试入门指南2005年8月版A5E00817203-01安全技术提示为了您的人身安全以及避免财产损失，必须注意本手册中的提示。

利用STEP7监视输入输出量的方法DP：高速数据传送1、打开PLC软件。

运行STEP7，打开PLC软件，将左侧的文件夹层层展开直到选中Blocks，如下列图所示：2、找到VAT块。

在右侧找到V AT_？？的块，双击打开。

一般此块排列在所有块的最后面，名称以V AT开头，后跟的下划线后的名称可能不一样，可以不管，如有不止一个，可以任意打开一个。

如下列图：3、插入VAT块。

如没有找到此块，可以在自行添加一个，操作如下列图，在右侧窗口空白处点击鼠标右键，选择Insert New Object(插入新对象)——Variable Table(变量表)4、选中后将出现如下窗口5、打开VAT块。

点击OK按钮即可生成V A T_1块。

打开V A T块，如下列图：6、查找监视点地址。

在Address一列中输入想要监视的地址，如需要监视第一流自动转换开关状态，那么观察接口表7、监视数字量输入点。

如上图，观察接口表得知，第一流转换开关的自动档输入点为I0.0，第二流转换开关的自动档输入点为I4.0。

将这两个地址输入到V AT窗口中的Address一栏中，如图：8、判断监视结果。

在第一行中输入I0.0后，回车后，光标自动移到第二行，第三列的Display format自动设为BOOL 类型。

在保证工控机与PLC联接正常的情况下，可以点上图方框所示的Monitor Variable按钮，那么情况应如下列图所示，窗口的标题栏变为高亮的青色，窗口右下角的RUN状态栏有绿色状态条不断闪动。

下列图所示的监视结果，I0.0结果为绿色，true，I0.4结果为灰色，false，说明第一流转换开关处于手动档，第二流转换开关不处于手动档。

9、错误判断。

如在Address栏中输入要监视的量后字变为红色，说明输入有误，例如：10、修改显示格式。

所有的数字量输入输出点的数据类型都是BOOL型，即输入要监视的点后，使用系统给出的默认Display format〔显示格式〕BOOL就可以了，如要监视模拟量输入点〔模拟量输出点无法用VAT 监视〕，应该将显示格式改为Decimal如下列图所示，如需要监视第一流的液位采样输入点，看接口表得知，此点地址为386，那么在V A T窗口的Address〔地址〕一栏中输入PIW386，在Display format一栏中点右键，选择Decimal：11、监视模拟量输入。

s7-300的PID设置的一些说明FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。

PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。

其他的可以使用默认参数。

A：所有的输入参数：COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；MAN_ON： BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；PEPER_ON： BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用 PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；P_SEL： BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；I_SEL： BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON 时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。

一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；D_SEL ： BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；CYCLE ： TIME：PID采样周期，一般设为200MS；SP_INT： REAL：PID的给定值；PV_IN ： REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；PV_PER： WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）MAN ： REAL：手动值，由MAN-ON选择有效；GAIN ： REAL：比例增益；TI ： TIME：积分时间；TD ： TIME：微分时间；TM_LAG： TIME：我也不知道，没用过它，和微分有关；DEADB_W： REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；LMN_HLM： REAL：PID上极限，一般是100%；LMN_LLM： REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；PV_FAC： REAL：过程变量比例因子PV_OFF： REAL：过程变量偏置值（OFFSET）LMN_FAC： REAL：PID输出值比例因子；LMN_OFF： REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；B：部分输出参数说明：LMN ：REAL：PID输出；LMN_PER: WORD: MANIPULATEDVALUEPERIPHERY（受控数值外围设备）I/O格式的受控数值被连接到“受控数值外围设备”输出端上的控制器。

定时中断组织块OB35西门子S7-300/400有9个定时中断组织块：OB30、OB31、OB32、OB33、OB34、OB35、OB36、OB37、OB38 。

CPU可以定时中断去执行这些模块中的程序，即:每隔一段时间就停止当前的程序，转去执行定时中断组织块中的程序，执行结速后再返回。

相当于单片机的定时中断。

这9个组织块功能相同，你可以选择其中之一使用，区别是它们的中断优先级不同，如果程序中用到了多个定时中断组织块，应设好它们的执行优先级。

S7-300CPU 可用的定时中断组织模块是OB35，在300站点的硬件组态中，打开CPU 属性设置可以看到其它的中断组织块为灰色。

OB35默认的调用时间间隔为100ms 我们可以根据需要更改，定时范围是1-60000毫秒(ms)设置中断时间间隔如下图所示注意：设置的时间必须大于OB35中程序执行所花费的时间。

例如：如果中断时间间隔为50ms而OB35中的程序花费的时间是70ms,那么OB35中的程序还没执行完毕就产生第二次中断，程序就会出错，这显然是我们不想看到的结果。

以现在的技术，让你间隔一小时去月球拿一块石头你能做到吗？？？去月球所用的时间大于去月球的时间间隔，你做不到吧？？？正确设置：中断时间间隔大于OB35中程序执行完毕一次所需的时间使用FB41实现PID控制在自动化领域中常常要用到PID控制，而常规仪表里一个控制器就只能实现一路的PID 控制，如果要现实多路的PID控制成本就会变得非常高，而且不便于我们集中控制与管理。

经过学习西门子S7-300PLC，我们可以使用模块FB41来实现PID控制，FB41就相当于我们常规仪表里的控制器，既然是PID控制器就应该能够设定P、I、D参数。

即：比例度、积分时间、微分时间。

常规仪表的面板上可以更改PID参数，又有手动/自动切换按钮等。

今天我们要做的就是使用S7-300PLC 的FB41来代替常规仪表，如何使用FB41来实现PID控制的呢？？FB41是一个功能块，它所能实现的功能（PID）已经由专业人员设计好，我们只要调用它，并根据我们的需要来更改相应的参数即可使用。

4.2.3 计数器指令S7中的计数器用于对RLO正跳沿计数。

加计数器计数器的种类减计数器可逆计数器1.计数器的组成在CPU中保留一块存储区作为计数器计数值存储区，每个计数器占用两个字节，称为计数器字。

计数器字中的第0至11位表示计数值（二进制格式），计数范围是0到999。

当计数值达到上限999时，累加停止。

计数值到达下限0时，将不再减小。

累加器1低字的内容计数值1272.计数器指令LAD指令STL指令功能说明C no.－(SC) <预置值> SC C no.计数器置初始值该指令为计数器置初始值,其中no.为计数器编号,数据类型为COUNTER;<预置值>的数据类型为WORD,可用存储区为I、Q、M、D、L,也可为常数;STL指令的初始值在累加器1中.C no. --(CU) CU C no. 加计数执行指令时,RLO每有一个正跳沿计数值加1.若达上限999,则停止累加.C no. --(CD) CD C no. 减计数执行指令时,RLO每有一个正跳沿计数值减1.若达下限0,则停止减。

FR C no. 允许计数器再启动若RLO为1，则初始值再次装入，它不是计数器正常运行的必要条件。

当计数大于0时在输出Q上的1信号状态检查产生结果1；当计数等于0时，信号状态检查产生结果0。

3. 计数器的梯形图方块指令参数数据类型存储区说明N0. COUNTER 计数器标识号CU BOOL I,Q,M,D,L 加计数输入CD BOOL I,Q,M,D,L 减计数输入S BOOL I,Q,M,D,L 计数器预置输入PV WORD I,Q,M,D,L 计数初始值(0至999)R BOOL I,Q,M,D,L 复位计数器输入Q BOOL I,Q,M,D,L 计数器状态输出CV WORD I,Q,M,D,L 当前计数值输出(整数格式)CV_BCD WORD I,Q,M,D,L 当前计数值输出(BCD格式)4.计数器应用举例例一计数器扩展为定时器当定时器不够用时,可以用计数器扩展为定时器.程序中使用了CPU的时钟存储器,设置MB100为时钟存储器,则M100.0的变化周期为0.1s。

ＰＬＣ概述.................................................................................................................. １一、可编程控制器的产生及定义.............................................................................. １二、可编程控制器的分类及特点.............................................................................. １三、可编程控制器的应用.......................................................................................... ３四、PLC控制系统的分类 ......................................................................................... ４可编程控制器原理...................................................................................................... ５２.1 ＰLC的组成与基本结构................................................................................. ５第三章SIMATIC S7-300 PLC系统特性及硬件构成........................................... １１用户程序由组织块(OB)、功能块(FB,FC)、数据块(DB)构成.................... １３第四章编程语言.................................................................................................. ２０ＰＬＣ概述一、可编程控制器的产生及定义①１９６９年美国数字设备公司（DEC）研制出世界第一台可编程控制器，并成功地应用在美国通用汽车公司（GM）的生产线上。

一、S7-300初始化尽量使用window2000，Windows XP。

STEP7V52或以上版本1.2 通信1、设置通信`设置或添加PC Adapter(MPI), Property 按钮Local Connection 属性页COM 1 19200，注意一般连接到计算机的串行口1。

其他参数不需要设置，注意选择PC Adapter，不要有其他的，例如pc/ppi。

1.3 硬件组态2、新建工程在SIMATIC Manager中新建工程，也可以通过wizard向导建立。

选中右边的工程名，Insert Station SIMATIC 300。

双击Hardware，从而进入HW CONFIG窗口。

Option>Insert NEW GSE文件。

把MM420, ET200等GSD文件加入。

在hw config，如图所示，插入RAC-300机架。

选中机架第二栏，双击CPU-300>CPU313C-2DP，注意准确的编号。

默认地址2。

双击DP，选择Property按钮。

选择NEW，选择1.5MBPS，如果出现警告，可以选择187kpbs。

依次在SLOT 1,2,3位置插入其他模块。

0 电源模块S7-300DI 地址：256-263DO 地址：256-259选中DP线，然后双击ET200S，如图所示，插入ET200S.选择，依次在SLOT 1,2,3位置插入其他模块。

6ES7 138-4CA00-0AA0 PM-E DC24V6ES7 134-4GB50-0AB0 2AI I 2DMU地址I address264-2676ES7 134-4JB50-0AB0 2AI RTD地址I address268-271插入MM420选择4PKW, 2PZD (PPO1)2AX地址I address 280-283 Q address 268-271全部保存1.4 下装硬件组态并检测在SIMATIC Manager中，选择工程，选择PLC>Clear/Reset，可以清除原来的配置信息。

第一章 S7-300/400的基本结构1、 S7-300/400属于模块式PLC，主要由机架、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理器、电源模块和编程设备（工程师、操作员站和操作屏）组成。

图1-1 PLC控制系统示意图PLC的主要生产厂家：德国的西门子(Siemens)公司，美国Rockwell公司所属的AB公司，GE-Fanuc公司，法国的施耐德(Schneider)公司，日本的三菱和欧姆龙(OMRON)公司。

PLC的工作过程表1-1 逻辑运算关系表与或非Q4.0=I0.0*I0.1 Q4.1 = I0.2+I0.3 Q4.2 =/I0.4I0.0 I0.1 Q4.0 I0.2 I0.3 Q4.1 I0.4 Q4.20 0 0 0 0 0 0 10 1 0 0 1 1 1 01 0 0 1 0 11 1 1 1 1 1在CPU模块上有存储器(用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息)，包括ROM和RAM。

可通过扩展槽扩展用户RAM。

l RAM：主程序区OB1+子程序区（FB、FCB、定时中断块等）断电时由锂电池供电（几年）以免RAM 中信息丢失。

锂电池电压< 规定值，灯报警，换电池（期间靠电容充电几分钟）。

l PLC采用循环执行用户程序的方式。

OB1是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断。

在起动完成后，不断地循环调用OB1，在OB1中可以调用其它逻辑块(FB, SFB, FC或SFC)。

循环程序处理过程可以被某些事件中断。

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/输出过程映像区。

批量输入、批量输出。

梯形图中Q4.0的线圈（称为内部线圈）―通电‖时，对应的输出过程映像位为1状态。

信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈（外部线圈）通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。

利用STEP7监视输入输出量的方法DP：高速数据传送1、打开PLC软件。

运行STEP7，打开PLC软件，将左侧的文件夹层层展开直到选中Blocks，如下图所示：2、找到VAT块。

在右侧找到V AT_？？的块，双击打开。

一般此块排列在所有块的最后面，名称以V AT开头，后跟的下划线后的名称可能不一样，可以不管，如有不止一个，可以任意打开一个。

如下图：3、插入VAT块。

如没有找到此块，可以在自行添加一个，操作如下图，在右侧窗口空白处点击鼠标右键，选择Insert New Object(插入新对象)——Variable Table(变量表)4、选中后将出现如下窗口5、打开VAT块。

点击OK按钮即可生成V A T_1块。

打开V A T块，如下图：6、查找监视点地址。

在Address一列中输入想要监视的地址，如需要监视第一流自动转换开关状态，则察看接口表7、监视数字量输入点。

如上图，察看接口表得知，第一流转换开关的自动档输入点为I0.0，第二流转换开关的自动档输入点为I4.0。

将这两个地址输入到V AT窗口中的Address一栏中，如图：8、判断监视结果。

在第一行中输入I0.0后，回车后，光标自动移到第二行，第三列的Display format自动设为BOOL 类型。

在保证工控机与PLC联接正常的情况下，可以点上图方框所示的Monitor Variable按钮，则情况应如下图所示，窗口的标题栏变为高亮的青色，窗口右下角的RUN状态栏有绿色状态条不断闪动。

下图所示的监视结果，I0.0结果为绿色，true，I0.4结果为灰色，false，表明第一流转换开关处于手动档，第二流转换开关不处于手动档。

9、错误判断。

如在Address栏中输入要监视的量后字变为红色，说明输入有误，例如：10、修改显示格式。

所有的数字量输入输出点的数据类型都是BOOL型，即输入要监视的点后，使用系统给出的默认Display format（显示格式）BOOL就可以了，如要监视模拟量输入点（模拟量输出点无法用VAT 监视），应该将显示格式改为Decimal如下图所示，如需要监视第一流的液位采样输入点，看接口表得知，此点地址为386，则在V AT窗口的Address（地址）一栏中输入PIW386，在Display format 一栏中点右键，选择Decimal：11、监视模拟量输入。