S7-300开关量控制程序设计方法

S7-300程序设计方法(模拟量控制)引言在自动化控制系统中，模拟量控制是一种重要的控制方式。

S7-300是西门子公司开发的一种可编程控制器（PLC），它提供了一种灵活的方式来实现模拟量控制。

本文将介绍如何使用S7-300进行模拟量控制的程序设计方法。

硬件配置，我们需要了解S7-300的硬件配置。

S7-300包括一个或多个CPU，用来执行用户编写的程序。

CPU和其他设备之间通过总线连接，包括输入模块、输出模块和模拟量模块。

在模拟量控制中，模拟量模块用来读取传感器的模拟信号，并输出控制信号给执行器。

编程软件S7-300使用STEP7编程软件进行程序设计。

STEP7提供了一个友好的图形化界面，以及一套丰富的函数库来支持编程。

在开始编程之前，我们需要安装和配置STEP7软件，并连接S7-300 PLC。

程序设计步骤1. 配置模拟量模块：在STEP7软件中，我们需要配置模拟量模块。

这包括设置模块的地质、通道数和其他参数。

配置完成后，我们可以通过函数调用的方式读取模块的模拟信号。

2. 编写读取模拟信号的程序：在STEP7软件中，我们可以使用函数库提供的函数来读取模拟量模块的模拟信号。

这些函数会将模拟信号转换为数字量，以便后续的控制算法使用。

3. 设计控制算法：在STEP7软件中，我们可以使用图形化编程语言来设计控制算法。

控制算法可以包括PID控制器、滤波器和限幅器等。

通过读取模拟信号并对其进行处理，我们可以控制信号，并输出给执行器。

4. 编写输出控制信号的程序：在STEP7软件中，我们可以使用函数库提供的函数来输出控制信号。

这些函数将控制信号转换为模拟输出信号，并输出给执行器。

5. 调试和测试：在完成程序设计后，我们需要进行调试和测试。

我们可以使用STEP7软件提供的在线模拟功能来模拟真实的输入和输出信号，并进行调试和测试。

本文介绍了在S7-300上进行模拟量控制的程序设计方法。

通过配置模拟量模块、编写读取模拟信号的程序、设计控制算法和编写输出控制信号的程序，我们可以实现灵活且高效的模拟量控制。

S7-300程序设计方法(模拟量控制)S7-300程序设计方法(模拟量控制)1. 简介本文档旨在介绍S7-300程序设计中的模拟量控制方法。

S7-300是西门子（Siemens）公司生产的一种工业自动化控制器，广泛应用于工业控制领域。

2. 模拟量控制概述模拟量控制是指对连续变化的物理量进行监测和调节的过程。

在工业自动化中，模拟量通常用来表示温度、压力、液位等连续变化的物理量。

S7-300控制器具备良好的模拟量输入和输出接口，可实现对模拟量的监测和调节。

3. S7-300模拟量输入配置在S7-300控制器中，模拟量输入通过配置模拟量输入模块来实现。

下面介绍一般的模拟量输入配置过程：3.1. 选择适当的模拟量输入模块根据需求选择合适的模拟量输入模块，通常有不同的输入通道数和精度可供选择。

3.2. 连接模拟量输入模块将模拟量输入模块与控制器连接。

通常采用总线或直接连接方式。

3.3. 配置模拟量输入模块在S7-300控制器的编程软件中，进行模拟量输入模块的参数配置。

包括输入通道数、量程范围、采样周期等。

3.4. 读取模拟量输入数值在PLC程序中，通过相应的指令读取模拟量输入模块的数值。

可以根据需要进行处理和判断，进一步实现对模拟量的监测和控制。

4. S7-300模拟量输出配置S7-300控制器不仅支持模拟量输入，还支持模拟量输出。

下面介绍一般的模拟量输出配置过程：4.1. 选择适当的模拟量输出模块根据需求选择合适的模拟量输出模块，通常有不同的输出通道数和分辨率可供选择。

4.2. 连接模拟量输出模块将模拟量输出模块与控制器连接。

通常采用总线或直接连接方式，需要注意与输入模块的通道对应。

4.3. 配置模拟量输出模块在S7-300控制器的编程软件中，进行模拟量输出模块的参数配置。

包括输出通道数、输出范围、初始值等。

4.4. 写入模拟量输出数值在PLC程序中，通过相应的指令将需要的模拟量输出数值写入输出模块。

可以根据需要实现对模拟量的精确控制。

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。

S7-300 PLC的梯形图编程示例1 与、或、非、同或、异或与：只有当I0.0和I0.1都为1时，Q0.0才能为1。

或：只要I0.0和I0.1有一个为1，Q0.0为1。

非：当I0.0为1时，Q0.0为0。

同或：只有当I0.0和I0.1状态相同时，Q0.0才为1。

异或：只有当I0.0和I0.1状态不同时，Q0.0才为1。

2 启动和复位控制结构（自锁结构）I0.0接启动按钮，I0.1接复位（停止）按钮，灯接Q0.0构成自锁结构。

自锁结构也可以通过同时使用S指令和R指令来实现。

然而同时使用S指令和R指令时，存在一种隐患，请思考是什么隐患？为了避免这种隐患，可以使用SR或者RS触发器。

或者注意：此示例使用电动机启动与停止的控制作为例子，其实很多地方都可以使用到启动和复位控制结构，大家的思路要开阔，不要被例子所局限。

比如可以利用M区域的地址替代例子中的Q地址，实现在PLC内部某些位变量的锁存和复位。

3 自锁和互锁程序4 延时通断控制程序在PLC的实际应用中，延时通断通常可采用定时器（或计数器）来实现。

定时器的串联是用一个定时器启动另一个定时器，可以实现“长延时”控制。

定时器的并联可以使多个输出在不同的时刻接通，实现输出的顺序启动。

4.1 脉冲定时控制（SP定时器）SP定时器可以用定时线圈的形式实现：请结合指令帮助，体会SP定时器的工作方式。

4.2延时接通控制（SD定时器）SD定时器可以用定时线圈的形式实现：请结合指令帮助，体会SD定时器的工作方式。

也可以使用指令块的形式实现：4.3 延时断开控制（SF定时器）延时断开控制可以用定时线圈实现：请结合指令帮助，体会SD定时器的工作方式。

4.4 顺序延时接通控制顺序延时接通是指多个被控对象相隔一定的时间，有顺序地依次起动。

实现这种控制的程序很多，例如，利用多个定时器：或者利用计数器加系统的时钟存储器实现：其中M100.5是CPU时钟位，周期为1S，在硬件组态的CPU属性中设置，如下图所示：表：时钟存储器各位的周期及频率位 7 6 5 4 3 2 1 0 周期/s 2 1.6 1 0.8 0.5 0.4 0.2 0.1 频率/Hz0.5 0.625 1 1.25 2 2.5 5 10注意：①系统的时钟存储器中各位的频率是固定的，无法更改。

S7-300P I D控制说明(共13页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-S7-300的PID控制的方法1、这是一个典型的PID控制系统。

通过模拟量4--20mA的传感器来监视水池的液位，对应PLC的0-27648的工程值，经这个比例转换成水池的液位。

对应的液位是你液位传感器对应的最高量程。

这个值就是PID的反馈值。

阀门调节由量模拟量输出控制阀门调节开度，控制你水池的液位。

2、无法与实际水位对应（读的参数不知道表示什么意思）在PID调节中有不同的物理量，因此在参数设定中需将其规格化。

参数规格化：1.规格化概念及方法：PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用~之间的实数表示，因此，需要将模拟输入转换为~的数据，或将~的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化。

规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）。

对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT，对于输出变量，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；2.例：输入参数：SP_INT(给定值）：0--100%的实数。

假定模块的输入变量量程为0-10Mpa,则SP_IN的范围对应0-10米.可以根据这一比例关系来设置给定值。

例：如给定米SP_INT(给定值）=（50%）PV_IN(过程值，即反馈值）：0--100%的实数。

此值来自与阀门阀位（开度）的相应的压力反馈值。

其范围对应0-100%.即，当模拟量模板输入为数值为27648时则对应100%（量程的上限），数值为0时则对应0%（量程的下限）。

可以根据这一比例关系来换算PV_IN值。

例：如输入数值为12000时PV_IN(过程值，即反馈值）=12000/27648*=（%）输出参数：当通过PID控制器（FB41）运算后，即得出调节值LMN_PER,该值已转化范围为0-27648的整型数值。

所谓无参功能（FC），是指在编辑功能（FC）时，在局部变量声明表不进行形式参数的定义，在功能（FC）中直接使用绝对地址完成控制程序的编程。

这种方式一般应用于分部式结构的程序编写，每个功能（FC）实现整个控制任务的一部分，不重复调用。

§5.4.1 编辑无参功能（FC）§5.4.2 在OB1中调用无参功能（FC）§5.4 编辑并调用无参功能（FC）——分部程序设计【例5-4-1】搅拌控制系统程序设计器 进料泵 1进料 泵 2 放料泵 料 A 料 B 料 C控制说明如图所示为一搅拌控制系统，由3个开关量液位传感器，分别检测液位的高、中和低。

现要求对A、B两种液体原料按等比例混合，请编写控制程序。

要求：按起动按钮后系统自动运行，首先打开进料泵1，开始加入液料A→中液位传感器动作后，则关闭进料泵1，打开进料泵2，开始加入液料B→高液位传感器动作后，关闭进料泵2，起动搅拌器→搅拌10s后，关闭搅拌器，开启放料泵→当低液位传感器动作后，延时5s后关闭放料泵。

按停止按钮，系统应立即停止运行。

1.创建S7项目按照第3章所介绍的方法，创建S7项目，并命名为“无参FC ”，项目包含组织块OB1和OB100。

2.硬件配置在“无参FC ”项目内打开“SIMATIC 300 Station ”文件夹，打开硬件配置窗口，并完成硬件配置。

§5.4.1 编辑无参功能（FC）3.编辑符号表4.规划程序结构5.编辑功能（FC ）在“无参FC”项目内选择“Blocks”文件夹，然后反复执行菜单命令【Insert】→【S7 Block】→【Function】，分别创建4个功能（FC）：FC1、FC2、FC3和FC4。

由于在符号表内已经为FC1～FC4定义了符号名，因此在创建FC的属性对话框内系统会自动添加符号名。

✓FC1控制程序✓FC2控制程序✓FC3控制程序✓FC4控制程序✓OB100控制程序FC1的控制程序 FC2的控制程序FC3的控制程序FC4的控制程序OB100的控制程序§5.4.2 在OB1中调用无参功能（FC）可调用的功能FC 在O B1内调用FC1～FC4OB1的控制程序所谓有参功能（FC），是指编辑功能（FC）时，在局部变量声明表内定义了形式参数，在功能（FC）中使用了虚拟的符号地址完成控制程序的编程，以便在其他块中能重复调用有参功能（FC）。