simatic的组成及各主要作用
第1章 SIMATIC S7-300 PLC硬件系统简介
1.5.2
SM334模拟量模板
在SM334（AI4/AO2×8BIT）型号中，各 符号的含义是：
SM —— 信号模板；
A I4 —— 模拟量输入通道，通道数目为4；
AO2—— 模拟量输出通道，通道数目为2； 由此可知，该模板是一块具有4个模拟量输 入通道、2个模拟量输出通道的模拟量模板。
1.6
学生活动：观察S7-314 PLC的结构
1．活动目的
⑴通过观察、拆装S7-314 PLC的组成模块，使学生 进一步了解S7-300 PLC的结构，了解各组成模块的型 号、接线图符号的含义。 ⑵培养学生的观察能力及实际动手内容。
2．活动内容
⑴在教师的指导下，拆卸S7-314 PLC装置，并将一至 二个信号模板从机架上拆下来，观察S7-314 PLC的结构 及组成情况；
1' 数字量 2' 数字量
3' 数字量
IM
640
656
672
688
704
720
736
752
例1.3
4号槽的模拟量模板的地址分配为：
通道0：地址 256 通道1：地址 258 通道2：地址 260 ： ： ： ：
1.4
CPU工作模式
SIEMATIC S7-300系列的CPU有四种工作模式，模式的选择是 通过一个钥匙开关进行操作的。只有当钥匙开关插上时，才可改变 工作模式。当工程技术人员调试好设备后，应将钥匙开关取下，以 防止因无关人员改变运行模式或改变用户程序而造成安全事故。
1.2
S7－300 PLC的结构
1.2.1 单机架PLC的结构 当PLC 的组成模块较少时，只需要一个机架即可安 装下全部模块组件，这就是单机架结构PLC。此种结构 最多可安装的信号模板（包括SM、FM、CP）总数为8个。
附录A SIMATIC S7-200简介
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。
SIMATICS7系统及其组态软件
实时监控与数据记录
总结词
实时显示设备状态和工艺流程，支持历史数据查询和趋势分析。
详细描述
Simatics7系统软件能够实时监控设备的运行状态和工艺流程，通过图形界面展示数据变化。用户可 以随时查看历史数据，进行趋势分析，以便更好地了解生产情况。
报警与事件处理
总结词
自动检测异常情况并触发报警，支持事 件触发和处理。
人机界面支持多种语言显示，可以根 据不同地区的需求进行语言切换。同 时，人机界面还支持多种数据格式显 示，如文本、图形、表格和曲线等， 方便用户进行数据分析。
通讯模块
通讯模块是Simatics7系统的通讯设备，用于实现控制器、 I/O模块、人机界面等设备之间的数据交换和通讯。通讯模 块支持多种通讯协议，如Profibus、Profinet、 EtherNet/IP等，方便与各种设备进行连接和通讯。
技术创新
Simatics7系统在技术创新方面不 断取得突破，支持更多的通讯协 议和功能模块，提高了系统的可 靠性和稳定性。
02
Simatics7系统硬件组成
控制器
控制器是Simatics7系统的核心部件 ，负责系统的控制和数据处理。它具 有强大的运算能力和高度的可靠性， 能够满足各种复杂控制需求。
控制器采用模块化设计，可以根据实 际需求进行灵活配置。控制器支持多 种通讯协议，方便与外部设备进行数 据交换。
I/O模块
I/O模块是Simatics7系统的输入输出设备，用于采集和输出 模拟信号和数字信号。根据不同的应用需求，可以选择不同 类型的I/O模块，如模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字 量输入模块和数字量输出模块等。
系统定义与特点
定义
Simatics7系统是一种基于工业自动化 领域的控制系统，用于监控、控制和 优化工业生产过程。
SIMATICPCS7系统概述
Simatic PCS7系统的硬件和软件都支持模块化设计，可 以根据实际需求进行灵活配置，满足不同规模和复杂度的 工业生产过程控制需求。
系统应用领域
流程工业
Simatic PCS7系统广泛应用于石 油、化工、制药、食品等流程工 业领域，实现对生产过程的自动
化控制和优化管理。
离散工业
Simatic PCS7系统也可以应用于 机械制造、汽车制造等离散工业领 域，实现设备控制、工艺过程控制 等功能。
电源模块
提供系统所需的电源。
软件架构
01
WinCC软件
用于监控和操作PCS7系统的人 机界面软件。
02
Step7软件
用于配置和编程PCS7系统的控 制逻辑。
03
S7-300/0编程软 件
用于编写和调试S7系列PLC的程 序。
网络架构
以太网
Profinet网络
用于连接PCS7控制器、HMI设备和上 层监控系统。
按照系统设计要求，进行硬件安装、软件调试和系统集成，确保系 统各部分能够协同工作。
运行效果
系统投产后，实现了生产过程的自动化控制，提高了生产效率，降 低了能耗和物耗，取得了显著的经济效益和社会效益。
案例总结与启示
成功因素
选择合适的系统配置和设计、实 施过程的高效管理和技术支持、 以及系统运行过程中的维护和优 化。
软件安装与配置
安装必要的操作系统、数据库和应用程序，并 进行相应的配置和优化。
系统调试与测试
对整个系统进行集成测试、功能测试和性能测试，确保系统稳定可靠。
系统维护与升级
日常维护
定期检查系统硬件和软件的运行状态，及时 处理故障和问题。
安全防护
SIEMENS系统的可编程序控制器SIMATIC
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
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。
SIMATIC管理器
应用领域
工业自动化
Simatic管理器广泛应用于各种工 业自动化领域，如制造业、电力、 化工、食品饮料等。
智能制造
作为智能制造的重要组成部分， Simatic管理器支持实现生产过程 的数字化、智能化和网络化。
物联网
Simatic管理器可以通过与物联网 技术的结合，实现设备间的互联 互通和数据共享，提升生产效率 和设备利用率。
安全性
Simatic管理器具备高级的安全特性， 能够保护数据和系统的完整性，防止 潜在的安全威胁。
限制与挑战
技术杂性， 需要专业的技术人员进行配置和维护。
成本投入
购买和实施Simatic管理器需要一定 的成本投入，包括软件授权、硬件配 置和人员培训等。
兼容性问题
Simatic管理器
目录
• Simatic管理器简介 • Simatic管理器的功能与特性 • 如何使用Simatic管理器 • Simatic管理器的优势与限制 • 实际应用案例分析
01
Simatic管理器简介
定义与特点
定义
Simatic管理器是西门子公司推出的一 款自动化软件，用于配置、编程和监 控工业自动化系统。
Simatic管理器在某制造企业中用于设备管 理，通过实时监控设备和系统状态，及时发 现潜在问题，实现预防性维护，有效降低设 备故障率，提高生产效率。
案例二：某食品加工企业的生产管理
总结词
自动化控制、质量追溯
详细描述
Simatic管理器应用于某食品加工企业的生 产线上，通过自动化控制生产流程，确保产 品质量和食品安全。同时，实现质量追溯功 能，快速定位问题，提高产品质量控制水平
扩展性
具备良好的扩展性，可根据企业业务 发展和需求变化进行功能定制和模块 扩展。
SIMATIC S7-400基本说明及简介
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。
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simatic的组成及各主要作用
simatic是西门子推出的一款自动化系统，它由多个组成部分组成，每个部分都有着不同的作用和功能。
下面将详细介绍simatic的组成及各主要作用。
1. PLC（可编程逻辑控制器）
PLC是simatic系统的核心组成部分，它负责接收和处理来自传感器、执行器等设备的信号，并根据预设的程序逻辑进行运算和决策，控制各种机械和电气设备的运行。
PLC具有高可靠性、高精度和高稳定性的特点，广泛应用于工业自动化领域。
2. HMI（人机界面）
HMI是simatic系统的用户界面，它提供了人机交互的方式，使操作人员能够监视和控制整个自动化系统。
HMI可以通过图形化界面显示实时数据、报警信息、设备状态等，同时也可以通过触摸屏或键盘进行操作和调整参数。
HMI的主要作用是简化操作操作流程，提高生产效率。
3. SCADA（监控与数据采集系统）
SCADA是simatic系统中的监控与数据采集系统，它负责对整个自动化系统进行监控和数据采集。
SCADA可以实时监测和记录各种设备的状态、运行数据和生产过程等信息，并将这些信息传输给上位机或云平台进行分析和处理。
通过SCADA系统，用户可以实现对
生产过程的实时监控和远程控制，提高生产效率和质量。
4. 通信模块
通信模块是simatic系统中的重要组成部分，它负责将PLC、HMI、SCADA等设备之间的数据进行传输和交换。
通信模块可以通过以太网、串口、无线等方式实现设备之间的通信，使各个设备之间能够实时传递数据和指令，保证整个自动化系统的正常运行。
5. 数据存储与处理设备
数据存储与处理设备是simatic系统中的重要组成部分，它负责对采集到的数据进行存储和处理。
数据存储与处理设备可以是内存、硬盘、数据库等形式，它能够对大量的数据进行存储和管理，并提供相应的处理算法和分析工具，帮助用户进行数据分析和决策。
6. 工程软件
工程软件是simatic系统中的关键组成部分，它提供了对整个自动化系统的配置、编程和调试等功能。
工程软件可以帮助用户进行PLC程序的编写、HMI界面的设计、SCADA系统的配置等工作，使用户能够快速搭建起一个完整的自动化系统。
同时，工程软件也提供了丰富的功能模块和库，可以满足不同应用场景的需求。
总结起来，simatic的组成部分包括PLC、HMI、SCADA、通信模块、数据存储与处理设备和工程软件。
每个部分都有着不同的作用和功能，它们共同协作，构成了一个完整的自动化系统。
simatic系
统的应用范围广泛，可以用于各种工业自动化领域，如制造业、能源、交通等。
通过simatic系统，用户可以实现生产过程的自动化控制、实时监测和远程管理，提高生产效率和质量，降低成本和风险，推动工业智能化的发展。