西门子S7-300高级编程培训教材_内部教材_9、S7基本通信和扩展通信
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西门子S7-300学习资料
S7-300学习笔记第一讲：S7-300简介一、标准型S7-300的硬件结构1.S7-300为标准模块式结构，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PLC应用系统。
2.第一槽为电源模块，第二槽为CPU模块，第三槽为通信模。
3.300电源模块(PS)可用其它开关电源代替,而400必须选用原装模块二、S7-300 CPU模块1.CPU模块分类1)300PLC可分为紧凑型.标准型.革新型.户外型.故障安全型和特种型CPU2)C表示紧凑型.F故障安全型T表示特种型2.S7-300 CPU的主要特点3.S7-300 CPU状态故障显示1)SF(红色)：系统出错/故障指示灯,硬件或软件出错时亮2)BATF(红色) ：电池故障指示灯,没电或没有装入电池时亮.314和316有.故障时不影响CPU工作3)DC5V(绿色) ：5V电源指示灯,总线5V电源正常时常亮4)FRCE(黄色) ：强制作业有效指示灯,有强制时亮5)RUN(绿色) ：运行指示灯.处于RUN时亮,在STARTUP(启动)时以2HZ闪烁,在HOLD(暂停)时0.5HZ闪烁6)STOP(黄色) ：CPU处于STARTUP. HOLD.时常亮,在存储器复位时0.5HZ闪.在存储器置位时以2HZ闪烁.7)BUS DF(BF)(红色) ：总线出错时亮,(只适用于带有DP接口的CPU).8)SF DP：接口错误指示灯,DP接口故障时亮三、S7-300 PLC功能1.高速的指令处理：0.1-0.6us的指令处理时间2.人机界面（HMI）：人机界面集成在S7-300操作系统内3.诊断功能：CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊的系统事件4.口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效的保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改四、S7-300 模块PS电源模块、IM接口模块（360发送361接收）、FM功能模块、SM信号模块。
2024版西门子PLC培训教材
•PLC基础概念与原理•西门子PLC硬件组成与选型•西门子PLC编程软件与编程语言•西门子PLC通信网络技术•西门子PLC控制系统设计实践•西门子PLC培训总结与展望PLC基础概念与原理PLC （Programmable Logic Cont…一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
要点一要点二发展历程从最初的顺序控制到现在的复杂过程控制，PLC 技术不断发展，功能日益强大。
PLC 定义及发展历程工作原理与特点工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，执行用户程序并控制输出。
特点可靠性高、编程方便、组态灵活、安装方便、运行速度快等。
应用领域及市场需求应用领域PLC广泛应用于工业自动化领域，如机械制造、电力、交通、环保等。
市场需求随着工业自动化程度的提高，对PLC的性能和功能要求也越来越高。
0102 03S7-200 SMART系列经济型PLC，适用于小型自动化项目。
S7-300/400系列中高端PLC，适用于中大型自动化项目，具有强大的通信和扩展能力。
S7-1200/1500系列高端PLC，采用模块化设计，支持多种编程语言和通信协议，适用于复杂的自动化控制系统。
西门子PLC产品系列介绍西门子PLC硬件组成与选型硬件基本构成CPU模块电源模块输入模块输出模块通信模块负责执行程序指令，处理数据，控制输入输出等操作。
为PLC系统提供稳定可靠的直流电源。
将外部信号转换为PLC内部可识别的数字信号。
将PLC内部数字信号转换为外部设备可识别的控制信号。
实现PLC与其他设备或系统之间的数据通信。
电源模块功能具备过压、欠压、短路等保护功能，确保PLC 系统稳定运行。
CPU 模块功能具备高速处理能力，支持多种编程语言，内置丰富的指令集和函数库，提供实时时钟、中断处理等功能。
输入模块功能支持多种输入信号类型，如开关量、模拟量等，具备滤波、隔离等功能，提高信号抗干扰能力。
通信模块功能支持多种通信协议和接口类型，实现与上位机、触摸屏、变频器等设备的通信连接。
西门子S7-300高级编程培训教材,内部教材__附录2：间接访问FC和FB参数
自动化与驱动培训教材
复杂数据类型的参数传递
复杂的实参： 复杂的实参：
L堆栈 堆栈 数据块
DB5: "Value" Field ARRAY[1..10] INT
...
1 在L堆栈中 堆栈中
建立指针
L 堆栈 (OB1)
LW 21
DB-No: 5 区域交叉 指针
OB1 OB1
功能FC10 功能
in On out Off ... BLD = L T L T UC 1 L 20.0 5 LW 21 P#DBX0.0 LD23 FC 10 P#L 21.0 P#Q 8.0 2 ARRAY[1..10] INT BOOL
0
网络3：决定Meas_2的起始地址 LAR1 P##Messung_2 TAR2 +AR1 L W [AR1,P#0.0] T #DB_Num OPN DB [#DB_Num] L D [AR1,P#2.0] LAR1 网络4:访问Meas_2 L L BEGN: TAK ENT L +R ... 0.000000e+000 15 // // // // // // // ACCU1请零(Sum =0.0) ACCU1读入计数值;ACCU2读入Sum=0 Sum在ACCU1中，计数值在ACCU2中 ACCU3读入计数值 域分量在ACCU1 Sum在ACCU1中，ACCU2读入计数值 ...
执行程序
CALL FC10
On Off := "Value".Field := Q8.0
2
... L #On[8] ... = #Off ...
BLD
SIMATIC S7
Siemens AG 2001。保留所有权利。
复杂数据类型的参数传递
复杂的实参： 复杂的实参：
L堆栈 堆栈 数据块
DB5: "Value" Field ARRAY[1..10] INT
...
1 在L堆栈中 堆栈中
建立指针
L 堆栈 (OB1)
LW 21
DB-No: 5 区域交叉 指针
OB1 OB1
功能FC10 功能
in On out Off ... BLD = L T L T UC 1 L 20.0 5 LW 21 P#DBX0.0 LD23 FC 10 P#L 21.0 P#Q 8.0 2 ARRAY[1..10] INT BOOL
0
网络3：决定Meas_2的起始地址 LAR1 P##Messung_2 TAR2 +AR1 L W [AR1,P#0.0] T #DB_Num OPN DB [#DB_Num] L D [AR1,P#2.0] LAR1 网络4:访问Meas_2 L L BEGN: TAK ENT L +R ... 0.000000e+000 15 // // // // // // // ACCU1请零(Sum =0.0) ACCU1读入计数值;ACCU2读入Sum=0 Sum在ACCU1中，计数值在ACCU2中 ACCU3读入计数值 域分量在ACCU1 Sum在ACCU1中，ACCU2读入计数值 ...
执行程序
CALL FC10
On Off := "Value".Field := Q8.0
2
... L #On[8] ... = #Off ...
BLD
SIMATIC S7
Siemens AG 2001。保留所有权利。
plc300培训教材
6
plc300培训教材
S7-300是模块化小型PLC系统，能满 足中等性能要求的应用。
7
plc300培训教材
2.1.1 硬件系统基本结构
S7-300采用模块式结构，由机架和模块组成。
S7-300主要组成部分有：导轨（RACK）、电源 模板（PS）、中央处理单元（CPU）、信号模板 （SM）、功能模板（FM），还可加上接口模板 （IM）和通信处理器（CP），如图2-1和图2-2所 示。
13
plc300培训教材
S7-300的电源模块通过电源连接器或导线与CPU模 块相连，为CPU模块提供DC 24V电源。PS 307电源模 块还有一些端子可以为信号模块提供24V电源。
14
plc300培训教材
S7-300用背板总线将除电源模块之外 的各个模块连接起来。
15
plc300培训教材
PLC系统的扩展
1．掌握S7-300的组成； 2. 熟悉S7-300的编程软件STEP 7 ； 3. 理解S7-300的组态。
4
plc300培训教材
2.1 S7-300的系统组成
SIMATIC S7系列PLC是德国西门子公司于1995 年陆续推出的性能价格比较高的PLC系统。
5
plc300培训教材
S7系列PLC是在S5系列基础上研制出来的， SIMATIC S7系列包括：微型SIMATIC S7-200系列， 最小配置为8DI/6DO，可扩展2～7个模块，最大 I/O点数为64 DI/DO、12AI/4AO；中小型SIMATIC S7-300系列（见图2-1），可扩展32个模块；中高 档性能的SIMATIC S7-400系列，可扩展300多个模 块。
（5）可用作负载电源。
西门子S7300学习教程6共79页
第七章 故障诊断
PLC是运行在工业环境中的控制器，一般而言可靠性比较高， 出现故障的概率较低，但是，出现故障也是难以避免的。一 般引发故障的原因有很多，故障的后果也有很多种。
引发故障的原因虽然我们不能完全控制，但是我们可以通过 日常的检查和定期的维护来消除多种隐患，把故障率降到最 低。故障的后果轻的可能造成设备的停机，影响生产的数量； 重的可能造成财产损失和人员伤亡，如果是一些特殊的控制 对象，一旦出现故障可能会引发更严重的后果。
使用寿命
锂电池电压是否降低？ 继电器输出触点
锂电池工作5年左右
继电器输出触点寿命300万次 （35V以上）
二、日常维护
PLC除了锂电池和继电器输出触点外，基本 上没有其它易损元器件。由于存放用户程 序的随机内存（RAM），计数器和具有保 持功能的辅助继电器等均用锂电池保护， 锂电池的寿命大约5年，当锂电池的电压逐 渐降低达一定程度时，PLC基本单元上的电 池电压跌落指示灯会亮。提示用户注意， 有锂电池所支持的程序还可以保持一周左 右，必须更换电池，这是日常维护的主要 内容。
调换锂电池的步骤：
1、在拆装之前，应先让PLC通电15S以上，这样可 使作为内存备用电源的电容器充电，在锂电池断 开后，该电容可对PLC作短暂供电，以保护RAM 中的信息不丢失。
2、断开PLC的交流电源。 3、打开基本单元的电池盖板。 4、取下旧电池，装上新电池。 5、盖上电池盖板。 更换电池的时间要尽量短，一般不允许超过3min。
更换继电器
更换负载或加假负载电 阻
6
特定继电器编号的 输出不关断（动作
1、程序OUT指令的继 电器编号重复
修改程序
指示灯亮）
2、输出回路不良
更换单元
PLC是运行在工业环境中的控制器，一般而言可靠性比较高， 出现故障的概率较低，但是，出现故障也是难以避免的。一 般引发故障的原因有很多，故障的后果也有很多种。
引发故障的原因虽然我们不能完全控制，但是我们可以通过 日常的检查和定期的维护来消除多种隐患，把故障率降到最 低。故障的后果轻的可能造成设备的停机，影响生产的数量； 重的可能造成财产损失和人员伤亡，如果是一些特殊的控制 对象，一旦出现故障可能会引发更严重的后果。
使用寿命
锂电池电压是否降低？ 继电器输出触点
锂电池工作5年左右
继电器输出触点寿命300万次 （35V以上）
二、日常维护
PLC除了锂电池和继电器输出触点外，基本 上没有其它易损元器件。由于存放用户程 序的随机内存（RAM），计数器和具有保 持功能的辅助继电器等均用锂电池保护， 锂电池的寿命大约5年，当锂电池的电压逐 渐降低达一定程度时，PLC基本单元上的电 池电压跌落指示灯会亮。提示用户注意， 有锂电池所支持的程序还可以保持一周左 右，必须更换电池，这是日常维护的主要 内容。
调换锂电池的步骤：
1、在拆装之前，应先让PLC通电15S以上，这样可 使作为内存备用电源的电容器充电，在锂电池断 开后，该电容可对PLC作短暂供电，以保护RAM 中的信息不丢失。
2、断开PLC的交流电源。 3、打开基本单元的电池盖板。 4、取下旧电池，装上新电池。 5、盖上电池盖板。 更换电池的时间要尽量短，一般不允许超过3min。
更换继电器
更换负载或加假负载电 阻
6
特定继电器编号的 输出不关断（动作
1、程序OUT指令的继 电器编号重复
修改程序
指示灯亮）
2、输出回路不良
更换单元
西门子S7-300教程
02
西门子s7-300编程
s7-300编程语言介绍
S7-300编程语言
LAD
STL
FBD
西门子的S7-300系列PLC主要 使用STEP 7编程软件进行编程， 支持多种编程语言，包括LAD （梯形图）、STL（语句表）和 FBD（功能块图）。这些语言各 有特点，适合不同的应用场景 和编程习惯。
LAD是最常见的PLC编程语言 ，它使用图形化方式表示逻辑 控制，直观易懂，适合初学者 使用。
在故障。
听诊法
通过听设备运行时的声音，判 断是否存在异常响动或杂音， 从而判断故障部位。
触摸法
通过触摸设备的表面、温度等 ，判断设备是否过热、振动等 异常现象。
测试法
通过使用专业的测试工具和软 件，对设备的各项性能进行测 试，从而确定故障的原因和部
位。
s7-300的日常维护
定期检查
定期对设备进行外观、电源、电缆等检查， 确保设备正常运行。
02
它具有强大的指令集和数据处理能力，能够处理复 杂的逻辑和控制任务。
03
S7-300具有高可靠性和长寿命，能够在恶劣的工业 环境中稳定运行。
s7-300的硬件组成
在此添加您的文本17字
S7-300的硬件组成包括中央处理单元（CPU）、信号模块、 通讯模块、功能模块和接口模块等。
在此添加您的文本16字
PLC与HMI的通讯
02
通过以太网协议，实现S7-300 PLC与HMI设备的实时数据交换
和监控。
PLC与上位机的通讯
03
通过以太网协议，实现S7-300 PLC与上位机的数据交换和远程
监控。
04
西门子s7-300故障诊断与维护
西门子S7-300高级编程培训教材,内部教材_4、间接寻址和地址寄存器指令
附加访问宽度
含义
字节，字，双字
输入
字节，字，双字
输出
字节，字，双字
外设输入
字节，字，双字
外设输出
字节，字，双字
位（Bit）存储器
--
定时器
--
计数器
字节（DBB）, 字（DBW）,通过DB寄存器寻址的数据 双字（DBD）
字节（DIB）, 字（DIW）, 通过DI寄存器寻址的数据 双字（DID）
字节（LB）, 字（LW）, 双字 （LD）
间接寻址及地址寄存器指令
? ?
?
1
2
-
-
-
#Ini_Value
-
9 10
#Counter
L W [AR1, P#200.0]
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. All rights reserved.
Date: File:
2023/12/7 PRO2_04E.1
SITRAIN Training for
L #Num
SP T["runtime"]
A I[MD30] L IW["Number"]
A I[AR1,P#0.0] A [AR1,P#0.0] L ID[AR1,P#5.0] T W[AR1,P#0.0]
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. All rights reserved.
SITRAIN Training for
Automation and Drives
存储器间接寻址
字格式的16位指针（用于对DB、T、C进行寻址）
L 11 T MW 60
OPN DB[MW 60]
S7-300培训教材
PLC
1.3.1.4 开关量输入模块 (SM321)
开关量输入模块SM321主要有直流信号输入和交流信号输入二大类
SM321开关量输入模块 输入点数 ―1 ‖ 输入电压 16×24VDC 16 15～30VDC 32×24VDC 32 15～30VDC 16×120VAC 16 79～132VAC 8×120/230VAC 8
79～264VAC
0～40VAC 光耦 6.5mA/11mA 25ms
―0 ‖
与背板总线的隔离 ―1‖信号典型输入电流 典型输入延迟时间 诊断中断
－3～5VDC
光耦 7mA 1.2～4.8ms 某些型号具备
－3～5VDC
光耦 7.5mA 1.2～4.8ms ——
0～20VAC
光耦 6mA 25ms ——
M
MANA
MANA 图7-23 二线制电流信号输入的连接
图7-22 四线制电流信号输入的连接
PLC
SM331模块的软件设置
诊断中断允许 限幅中断允许 通道组
通道组诊断 断线检查 信号类型 信号范围
积分时间设置
上下限设置
PLC
电压信号连接
L＋ M M+ M－ M+ M－ ADC 背板总线
光隔
MANA
1
3 4 5 6 7 8 9 10 11
ER:可以安装在现场
Profibus总线（最大扩展能力与CPU的型号有关）
PLC
1.3.2.2 硬件地址配置
PLC
SIMATIC S7-300 PLC及指令系统
1 系统组成硬件配置 2 指令系统 3 程序结构 4 S7 PLC的网络通信
PLC
1.3.1 S7-300 PLC的系统硬件组成
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日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.12
SITRAIN
自动化与驱动培训
SFC 通信: X_SEND（SFC 65）块
STL 表示
参数分配示例
CALL SFC 65
REQ:= M4.0
//触发器
CONT:= FALSE
//磁盘连接
DEST_ID:= W#16#4 //MPI_地址
REQ_ID:= DW#16#1 //标识符
程序控制 使用
MPI, K-Bus, Profibus 或 工业以太网
SFB
SITRAIN
自动化与驱动培训
S7-400
CPU 1
S7 连接 使用 MPI
PG 连接 使用 MPI
通信各方之间的连接
工业 PROFIBUS 以太网
CP
CP
S7 连接使用以太网
CPU 2
工业 以太网
CP
S7-300
S7 连接 使用 PROFIBUS
扫描 S7 连接+ SFB 的内部状态
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. 版权所有
日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.16
SITRAIN
自动化与驱动培训
S7-400
CPU
1 本地 ID
MPI=2
使用 S7 连接进行单边通信服务
逻辑
S7 连接 （单边或双边）
CPU
NDA:= M40.0
//数据存在
RD:= P#M20.0 BYTE 10 //变量
LAD/FBD 表示
SFC66 (X_RSV)
EN_DT
RET_VAL
REQ_ID
NDA
RD
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. 版权所有
日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.14
SITRAIN
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. 版权所有
日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.18
SITRAIN
自动化与驱动培训
使用 NETPRO 组态网络
插入 HW 站
双击
双击
双击
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. 版权所有
日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.19
日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.11
SITRAIN
自动化与驱动培训
SFC 通信: X_PUT（SFC 68）块
STL 表示
参数分配示例
CALL SFC 68
REQ:= I 0.5
//触发器
CONT:= FALSE
//磁盘连接
DEST_ID:= W#16#3
//MPI_地址
VAR_ADDR:= P#M20.0 BYTE 10 //远程变量
自动化与驱动培训
SIMБайду номын сангаасTIC S7 通信
Comm. Conf. Standards
全局数据 S7 基本通信
SIMATIC 通信服务
PG 和 HMI 功能 S7 扩展通信
FDL
FMS
DP
MPI
Profibus
ISO 传输 TCP/ISO-on-TCP
UDP MAP 3.0
Ethernet
Open Communic.
BRCV GET PUT PRINT START STOP RESUME STATUS USTATUS CONTROL
SFB 通信: 块一览
通信类型
简述
双边
向 URCV（Client）块发送数据的块
双边
接收来自 USEND 的数据的接收块
双边
向 BRCV 块发送大批数据的发送块（最多64K字节）
双边 双边 单边 单边 单边 单边 单边 单边 单边
日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.13
SITRAIN
自动化与驱动培训
SFC 通信: X_RCV（SFC 66）块
STL 表示
参数分配示例
CALL SFC 66
EN_DT:= TRUE
//触发数据传输
RET_VAL:= MW 50
//错误代码
REQ_ID:= MD52
//作业 ID
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. 版权所有
日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.15
SITRAIN
自动化与驱动培训
SFB/SFC 名称
SFB 8
USEND
SFB 9
URCV
SFB 12
BSEND
SFB 13 SFB 14 SFB 15 SFB 16 SFB 19 SFB 20 SFB 21 SFB 22 SFB 23 SFC 62
MPI PROFIBUS 工业以太网
OP 连接
PG 720
使用 PROFIBUS
SIMATIC S7
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日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.6
SITRAIN
自动化与驱动培训
S7 通信连线资源分配
S7-300/400: MPI 或内部
PROFIBUS-DP接口
SITRAIN
自动化与驱动培训
SFC 通信: X_GET（SFC 67）块
STL 表示
参数分配示例
CALL SFC 67
REQ:= I 0.4
//触发器
CONT:= FALSE
//磁盘连接
DEST_ID:= W#16#3
//MPI_地址
VAR_ADDR:= P#M20.0 BYTE 10 //远程变量
CPU
S7-300:
内部
CPU
FM
PROFIBUS-DP
S7-300/400:
工业以太网 或 PROFIBUS-CP
CPU
CP
S7-300: MPI 接口
CPU
FM
空闲连接资源 已占用的连接资源
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. 版权所有
S7-400: MPI 或内部
CPU
FM
PROFIBUS-DP
自动化与驱动培训
S7-400
CPU
2 本地 ID
MPI=2
使用 S7 连接进行双边通信服务
逻辑 S7 连接 （双边）
MPI=2
S7-400
CPU
1
MPI=3
MPI=2
物理连接，如 MPI
2
SFB:
- USEND - URCV - BSEND - BRCV
1
SFBs
- URCV - USEND - BRCV - BSEND
OP
基本通信
1
1
-
1
1
-
1
1
-
1
1
-
1
1
-
SIMATIC S7
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日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.8
SITRAIN
自动化与驱动培训
SFC 通信: 概述
使用 MPI 子网或者在一个站内进行数据交换 与 SFB 相比无需组态连接 与对方的连接是动态建立和断开的 可传输多达 76 个字节的数据 可以用于所有 S7-300/400 CPU 在 S7-200 中可通过 PROFIBUS-DP（X_GET，X_PUT）读写变量 也可在另外的 S7 项目中找到通信伙伴
SD:= P#M20.0 BYTE 10 //变量
RET_VAL:= MW40
//错误代码
BUSY:= M 4.1
//SFC激活
LAD/FBD 表示
SFC65 (X_SEND)
REQ
RET_VAL
CONT
BUSY
DEST_ID REQ_ID
SD
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. 版权所有
基本和扩展 S7 通信
SIMATIC S7
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日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.1
SITRAIN
自动化与驱动培训
基本和扩展 S7 通信
SIMATIC S7
Siemens AG 2001. 版权所有
日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.2
AS-I 电源
AS-I ASIC 现场设备
传感器和执行器
-SINUMERIK, RCM -TI 505 -Other PLC
现场级
ET 200B/L
AS-I 子模块
AS-I级
SIMATIC S7
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日期： 2022/3/22 文件： PRO2_09E.3
SITRAIN
SITRAIN
自动化与驱动培训
SIMATIC 中的网络
OPs
MPI Network 工业以太网 PROFIBUS
PC, OS
PG 720
PG
点对点
单元级
PROFIBUS-DP
SIMATIC S5
ET 200C
S7-400
M7-400
DP/AS-I Link
ASI (执行器、传感器接口)
S7-300
MPI=2
MPI=3 物理连接，如 MPI
S7-300/400
MPI=2
1
SFB:
- GET - PUT - STOP - START - STATUS