西门子S7-300应用介绍(课件内含有演讲者注解)
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S7-300归纳总结ppt课件
1. 模拟量值的表示方法 S7-300的CPU用16位的二进制补码表示模拟量值。其中最高位为符号位，“0”表示正值，“1”表示负值，
被测值的精度可以调整，取决于模拟量模块的性能和它的设定参数，对于精度小于15位的模拟量值，低字节中 幂项低的位不用。 S7-300模拟量输入模块可以直接输入电压、电流、电阻、热电偶等信号，而模拟量输出模块可以输出0～10 V，1～5 V，－10 V～10 V，0～20 mA，4～20 mA，－20～20 mA等模拟信号。 2. 模拟量输入模块SM331 模拟量输入(简称模入(AI))模块SM331目前有三种规格型号，即8AI×l2位模块、2AI×l2位模块和8AI×l6位模 块。 1) SM331概述 SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。A/D转 换部件是模块的核心，其转换原理采用积分方法，被测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数，也即积分 时间越长，被测值的精度越高。SM331可选四档积分时间：2.5 ms、16.7 ms、20 ms和l00 ms，相对应的以 位表示的精度为8、12、12和14。 3. 模拟量输出模块SM332 模拟量输出(简称模出(AO))模块SM332目前有三种规格型号，即4AO×l2位模块、2AO×12位模块和4AO×l6 位模块，分别为4通道的12位模拟量输出模块、2通道的12位模拟量输出模块、4通道的16位模拟量输出模块。 1) SM332与负载/执行装置的连接 SM332可以输出电压，也可以输出电流。在输出电压时，可以采用2线回路和4线回路两种方式与负载相连。 采用4线回路能获得比较高的输出精度。
DC 5V（＋5V 电源指示，绿色）： 5V 电源正常时亮。
FRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O 被强制时亮。
被测值的精度可以调整，取决于模拟量模块的性能和它的设定参数，对于精度小于15位的模拟量值，低字节中 幂项低的位不用。 S7-300模拟量输入模块可以直接输入电压、电流、电阻、热电偶等信号，而模拟量输出模块可以输出0～10 V，1～5 V，－10 V～10 V，0～20 mA，4～20 mA，－20～20 mA等模拟信号。 2. 模拟量输入模块SM331 模拟量输入(简称模入(AI))模块SM331目前有三种规格型号，即8AI×l2位模块、2AI×l2位模块和8AI×l6位模 块。 1) SM331概述 SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。A/D转 换部件是模块的核心，其转换原理采用积分方法，被测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数，也即积分 时间越长，被测值的精度越高。SM331可选四档积分时间：2.5 ms、16.7 ms、20 ms和l00 ms，相对应的以 位表示的精度为8、12、12和14。 3. 模拟量输出模块SM332 模拟量输出(简称模出(AO))模块SM332目前有三种规格型号，即4AO×l2位模块、2AO×12位模块和4AO×l6 位模块，分别为4通道的12位模拟量输出模块、2通道的12位模拟量输出模块、4通道的16位模拟量输出模块。 1) SM332与负载/执行装置的连接 SM332可以输出电压，也可以输出电流。在输出电压时，可以采用2线回路和4线回路两种方式与负载相连。 采用4线回路能获得比较高的输出精度。
DC 5V（＋5V 电源指示，绿色）： 5V 电源正常时亮。
FRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O 被强制时亮。
西门子S7-300 PLC基础与应用最新课件-第8章 模拟量控制
分析：需要故障诊断功能，并希望两个传感器可以 触发硬件中断。
可使用模拟量输入模块 SM331, AI8x12Bit（订货 号：6ES7 331-7KF02-0AB0）。该模块具有诊断和 硬件中断功能，且最多可处理 8 个模拟量输入（4～ 20mA；PT 100；热电偶）。
日期：2020/10/20
页码： 14
8.模拟量的规范化输出
日期：2020/10/20
页码： 5
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
1. 模拟量输入通道的量程调节
每个模拟量输入模块（AI）都有2～8模拟量输入通道， 在使用之前必须对所使用的模拟量输入模块进行相关设 置：
➢ 通过模拟量输入模块内部的跳线，同一个模拟量输入 模块每个通道组间可以连接不同类型的传感器；
页码：
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 4/12 电压测量变送器的连接
采用隔离连接
电压变 送器
背板 总线
如果要在EMC干扰极强的地区使用SM331模块，则应将M-与 Mana连接起来。这样，输入和Mana参考电位之间的电位差就不 会超出允许值。
物理量
模拟 执行器
模拟量输入模板
MR 模块
ADC
结果 存储器
PIW ... PIW ... ::: PIW ...
模拟量输出模板
DAC
PQW ... PQW ... ::: PQW ...
CPU
: : : : : : L PIW 304
......................................
可使用模拟量输入模块 SM331, AI8x12Bit（订货 号：6ES7 331-7KF02-0AB0）。该模块具有诊断和 硬件中断功能，且最多可处理 8 个模拟量输入（4～ 20mA；PT 100；热电偶）。
日期：2020/10/20
页码： 14
8.模拟量的规范化输出
日期：2020/10/20
页码： 5
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
1. 模拟量输入通道的量程调节
每个模拟量输入模块（AI）都有2～8模拟量输入通道， 在使用之前必须对所使用的模拟量输入模块进行相关设 置：
➢ 通过模拟量输入模块内部的跳线，同一个模拟量输入 模块每个通道组间可以连接不同类型的传感器；
页码：
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 4/12 电压测量变送器的连接
采用隔离连接
电压变 送器
背板 总线
如果要在EMC干扰极强的地区使用SM331模块，则应将M-与 Mana连接起来。这样，输入和Mana参考电位之间的电位差就不 会超出允许值。
物理量
模拟 执行器
模拟量输入模板
MR 模块
ADC
结果 存储器
PIW ... PIW ... ::: PIW ...
模拟量输出模板
DAC
PQW ... PQW ... ::: PQW ...
CPU
: : : : : : L PIW 304
......................................
西门子S7-300PLC应用教程第1章
Date: 2020/3/7
Page: 8
返回本节
PLC的分类
➢一体化紧凑型PLC ：电源、CPU中央处理系统、I/O 接口都集成在一个机壳内。如西门子S7-200系列。
CPU（基本单元）
+
Date: 2020/3/7
Page: 9
返回本节
扩展模块
➢标准模块式结构化PLC ：各种模块相互独立，并安 装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的输出刷新阶段
驱动
Date: 2020/3/7
Page: 20
对象的语言编程。
Date: 2020/3/7
Page: 5
返回本节
可编程序逻辑控制器的产生
美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年 研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用 于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻 辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。
Date: 2020/3/7
Page: 13
返回本节
PLC的功能
➢ 通信、联网功能
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA (Ex)
PROFIBUS PA
Date: 2020/3/7
Page: 14
返回本节
PLC的功能
➢ 人机界面功能
Date: 2020/3/7
Page: 15
返回本节
PLC的功能
➢ 编程、调试等
使用复杂程度不同的 手持、便携和桌面式 编程器、工作站和操 作屏，进行编程、调 试、监视、试验和记 录，并通过打印机打 印出程序文件。
MPI cable 有MPI接口的PG 或PC
S7-300-27页PPT精品文档
L1 N
防松装置
接地端
L＋ 2 4 V D C 输 出 端 M
L＋ M
L＋ M
L＋ M
④S7-300其它模块及其网络
2.7 S7-300硬件安装
安装步骤
安装模块
小结
• S7-300的硬件构成 • S7-300硬件模块 • S7-300的扩展 • S7-300模块的编址
机架 1
多层组态中的 DI/DO 编址
PS IM
(接受)
96.0 100.0 104.0 108.0 112.0 116.0 120.0 124.0
to to
to
to
to
to
to
to
99.7 103.7 107.7 111.7 115.7 119.7 123.7 127.7
PS IM
(接受)
64.0 68.0 72.0 76.0 80.0 84.0 88.0 92.0
机架 1 电源 IM
384 400 416 432 448 464 480 496
模块 (接收)
to
to
to
to
to
to
to
to
398 414 430 446 462 478 494 510
R 电源
IM
256 272 288 304 320 336 352 368
0 模块 CPU (发送) to
to
数字量输出模块SM322
SM 322 模 块 输出点数 额定电压
额定电压范围
与总线隔离方式
16 点 晶 体 管 16
24 V DC 20.4～ 28.8 V
DC 光耦
32 点 晶 体 管 32
西门子S7-300 PLC基础与应用最新课件-第4章 定时器
I0.0
I0.1 设定时间值
MW0、MW2
T13
Q5.4
t
t
t
t
（a）梯形图
（b）工作时序
图2-13 断电延时定时器工作时序
日期：2020/10/20
页码： 17
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第4章 定时器指令的应用
CPU的时钟存储器
进入CPU属性窗口，在“Memory Byte”区域可设 置所使用的MB地址，如需要使用MB10，则直接输入 10。Clock Memory的功能是对所定义的MB的各位 周期性地改变其二进制的值（占空比为1:1）。Clock Memory的各位的周期及频率如下：
页码： 20
人行道红灯 人行道绿灯
人行道请求按钮
车道绿灯 车道黄灯 车道红灯
人行道红灯 人行道绿灯
人行道请求按钮
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第4章 定时器指令的应用
控制要求（1/3）
人行道请求按钮
车道绿灯 车道黄灯 车道红灯
人行道红灯
人行道绿灯
0s
30s
40s 45s
55s 60s 65s
该项目将以人行横道交通信号灯控制为例，介绍如 何用时序分析的方法设计PLC控制系统。
日期：2020/10/20
页码： 19
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第4章 定时器指令的应用
人行横道控制
4.2
1 控制要求 2 任务分析 3 任务实施 4 方案调试
车道红灯 车道黄灯 车道绿灯
日期：2020/10/20
第4章 定时器指令的应用
定时器指令
1.S_PULSE（脉冲S5定时器，简称脉冲定时器）
PLC-S7-300具体应用举例ppt课件
程序块类型
操作系统
循环 定时 过程
OB
组织块
故障
OB = 组织块 FB = 功能块 FC = 功能 SFB = 系统功能块 SFC = 系统功能
FB FB
精品课件
FC
SFB
FB
SFC
阴影:
FB 带背景数据块 4
用户定义的块
块类型 组织块 (OB) 功能块 (FB)
功能 (FC)
数据块 (DB)
特性
精品课件
22
FC1 功能块(手动/前后)
全局变量： MoveForward：点动向前（I0.2）； MoveBackward：点动向后（I0.3）；
Manual：手动模式显示（ Q0.1 ）； Auto：自动模式显示（ Q0.2 ） ManualAuto：手动/自动 选择（I0.4） Forward：电机前转（Q0.5） Backward：电机后转（Q0.6）
- 操作系统和用户程序的接口 - 各层次的优先级 (1 ~ 26) - 局部数据堆栈中的特殊启动信息
- 带参数 / 数据保持 - 不带参数 / 数据保持 - 不带参数 / 数据不保持
- 只传递一个返回值 (调用时必须分配参数)
- 数据不保持 - 可带参数
- 结构化，局部存储 (背景 DB) - 结构化，全局数据存储
Manual：2#手动（ Q1.1 ）； Auto：2#自动（ Q1.2 ） Forward：2#电机向前转（Q1.3） Backward：2#电机向后转（Q1.4）
精品课件
16
精品课件
17
应用实例
线性编程实例3 – 单生产线传送控制
用户需求： 1、能够实现手动/自动控制。 2、灌装时间3s，自动计数。 3、生产线能正反转。
S7-300PLC讲座
Date: File:
2015-6-30 SSP1_01C.5
Information and Training Center Knowledge for Automation
一 S7-300的硬件结构
PS功能：
电源模块，把工业电转换为DC24V 电源供给PLC系统使用。
一 S7-300的硬件结构
一 S7-300的硬件结构
S7-300可选用的模块种类
PS (可选)
CPU
IM (可选)
SM: DI
SM: DO
SM: AI
SM: AO
FM: - 计数 - 定位 - 闭环控制
CP: - 点-到-点 - PROFIBUS - 工业以太网
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
一 S7-300的硬件结构
导轨
U行总线
固定螺丝
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
Date: File:
2015-6-30 SSP1_01C.4
Information and Training Center Knowledge for Automation
模式选 择开关
MPI
SIMATIC S7-300
Batterie MPI DP
电源连接 端子
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
Date: File:
2015-6-30 SSP1_01C.12
Information and Training Center Knowledge for Automation
S7-300讲稿第1-2章
S7-300/400的基本结构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组成。
按 钮选择开关限位开关电 源图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。
西门子自动化与驱动集团的中文网站：。
在该网站主页点击“中文下载目录”、“英文下载资料”或“软件下载目录”，进入“下载中心”后，可以下载各种工控产品的中英文说明书、使用手册、产品介绍和一些软件。
如果需要更多的资料和软件，可以访问西门子在德国的网站，网址为http://www.ad.siemens.de/。
点击“English”将语言由德文改为英文，点击“Service & Support”，在“Document type”下面点击“Manual”，在“Please Type Your Question”下面的方框内输入要搜索的手册的关键字，例如“CP 5511”，按“GO”按钮，就会列出与CP 5511有关的手册。
点击感兴趣的手册，在出现的画面中点击“Download”，可以下载该手册。
PLC的工作过程图1-2 基本逻辑运算与或非&( b )( c )( a )I0.0 I0.1I0.2I0.3I0.4Q4.0Q4.1Q4.2Q4.2Q4.1Q4.0I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4>=1表1-1 逻辑运算关系表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。
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CPU 313 12 KB 20 KB 4 MB 128 32 2048 64 /128 4
CPU 314 24 KB 40 KB 8 MB 512 64 2048 64 /128 4
CPU 315 48 KB 80 KB 8 MB 1024 128 2048 64 /128 4
装载存储器：
• 逻辑 (OB,FC,FB)
系统块
特点
- 存储在CPU的操作系统中 - 用户可以调用此功能 （不需要存储器） - 存储在CPU的操作系统中 - 用户可以调用此功能
（需要存储器）
- 用于组态数据和参数的数据块
OB1
数据块 (DB)
功能 FC15
功能 FC0
功能块 FB2
所有块可以访问 全局数据 DB1
FB2的背景DB 背景数据 DB2
0,01s <-- 0 0 0,1s <-- 0 1 1s <-- 1 0 10s <-- 1 1
时间值BCD码: 0 . . . 999
状态位
M0.6 T4 T5
500ms
t
生产过程
物理量
标准的模拟 信号
传感器
• 压力 • 温度 • 流量 • 速度 • pH 值 • 粘性 •等
变送器
± 500mV ± 1V ± 5V ± 10V ± 20mA 4...20mA 等
日时钟中断 延时处理中断 循环处理中断 硬件中断 启动过程中的错误处理中断 循环扫描中的错误处理中断
S7-300:
优先级
局部堆栈大小
27 256 bytes
1
2
256 bytes
3
256 bytes
12
256 bytes
16
256 bytes
28 256 bytes
26
程序所占用的局部数据区的总长度
线性化
OB1
模块化
运行条件
OB1
自动/手动
旋转马达
升降马达
结构化
OB1
马达1，2，3 称重 卸料
线性化编程： 所有的指令都在一个 块 （OB1） 内。
模块化编程： 每个设备的控制指令 都在各自的块内。 OB1按顺序调用每个块。
结构化编程： 不同的块调用可重复利用的代码。 OB1 (或其他块) 调用这些块 并传递相应的参数。
CPU 循环
S7-300 的 扩 展 能 力
使用SIMATIC管理器创建项目
测温取样枪机械手
主要设备： 旋转电机 升降电机
变频器 编码器 限位开关 测温探头 PS模块
PLC DI/DO模块
ET200M FM350模块
硬件组态
添加主机架
电源模块
CPU模块
DP地址
数据传输速率
DI/DO模块
Comment Motor forwards Count bottles Switch on plant Indicator: Plant is “On” M.-con. switch: Motor forwards
(最多 80 个字符)
IEC1131 -3与STEP 7编程语言
• 编译为标准代码的规则 • 软件模型, 通讯模型, 编程模型 • 可编程逻辑控制语言中的通用元件
临时变量
• 当相关块执行完毕后被清除 • 临时存储在 L stack中 • 可在下列块中使用
OBs / FCs / FBs
静态变量
•当相关块执行完毕后仍然 保留
• 永久存储在DBs中
• 只能在FBs中使用
绝对地址
符号地址
访问方式
局部数据堆栈的大小
执行的程序
启动程序 (只执行一次)
循环扫描程序
时间中断 事件驱动中断
可以分配参数的块 调用
I 1.3
I 1.2 M 10.3 M 40.0
M 40.1
FC 20
Disturb_ input
Display
Acknowledge
Flash_freq
Edge_ mem_bit
Report_ memory
Q 4.3
形式参数 实际参数
STEP 7基本数据类型
关键字
长度 (位)
END_STRUCT
UDT as block
STRUCT Speed : INT Current: REAL
END_STRUCT
UDT as array element
Drive: ARRAY[1..4] UDT1
符号表
A
I 0.0
=
Q4.0
A
I 0.4
=
Q8.5
Call FC18
绝对寻址和符号寻址
MB0
31
23
15
0000000000000000
MB0
7
0
MB1
31
MB0
23
MB1
15
MB2
7
0
MB3
T QD 4
传递
T QW 4
T QB 4
QD 4
QW 4
QB 4
比较指令
比较指令用于比较累加器2和 累加器1中数据的大小
==I,D,R <>I,D,R > I,D,R <I,D,R >=I,D,R <=I,D,R
123 L#65539 1.2 或 34.5E-12
T#2D_1H_3M_45S_12MS D#1993-01-20 TOD#12:23:45.12
复杂数据类型
关键字
DATE_AND_TIME
长度 (位)
64
举例
DT#97-09-24-12:14:55.0
STRING (最多254个字符的字符串)
T4
S_ODT
S
BI
TV
BCD
R
Q
MW0
QW6 Q4.5
=
S处的RLO R处的RLO
T4当前值 T4状态位
STL
A I0.7 L S5T#35s SD T4 A I0.5 R T4 L T4 T MW0 LC T4 T QW6 A T4 = Q4.5
S5TIME数据类型
S5T#aH_bM_cS_dMS
T PQW 320 :
模拟量的表达方式和测量值的分辨率
位的序号
单位
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
位值
十进制 16进制. VZ 214 213 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20
8 128 80
9 64 40
A
“PLANT_ON”
=
“ON_INDIC”
A
“M_FORW”
=
“MOTOR_FORW”
Call
“COUNT”
Symbol MOTOR_FORW COUNT PLANT_ON ON_INDIC M_FORW
(最多 24 个字符)
Address Q8.5 FC18 I 0.0 Q4.0 I 0.4
Data Type BOOL FC18 BOOL BOOL BOOL
更改地址
CPU属性
CPU参数的设置
启动特性参数
循环/时钟存储器
保持存储器
中断参数设置
日期时间中断参数设置
循环中断参数设置
系统诊断参数与实时钟
保护级别选择与运行方式
通信参数
添加ET200M
变频器
FM350-1参数
编码器参数
操作模式
组态效果图
STEP 7 编程方法
STEP 7为设计程序提供三种方法。基于这些方法，可以选择最适合于你的应用的程序设计方法。
操作系统
1
OB 1
2
FC 1
3
有临时
变量
4
5
7
6
FC 2
有临时 变量
FC 3
有临时 变量
事件
所占用的 L stack
1
2
3
4
5
6
7
OB1
FC1 OB1
FC2 FC1 OB1
FC1 OB1
FC3 FC1 OB1
FC1 OB1
OB1
256 Bytes
不可以 分配参数的块
A I 1.2 R M 40.0 A I 1.3 FP M 40.1 S M 40.0 A M 40.0 A M 10.3 O AN M 40.0 A M 1.3 = Q 4.3
可以分配参数的块
程序
A #Acknowledge R #Report memory A #Disturb_input FP #Edge_mem_bit S #Report_memory A #Report_memory A #Flash_freq O AN #Report_memory A #Disturb_input = #Display
SF BATF DC5V FRCE RUN STOP
SF DP BUSF
MPI DP
循环程序执行
启动块 (OB 100) 上电后执行一次
循环监视时间的开始
从模块读信号状态，并保存到过程映象区 (PII)
执行OB1中的程序 (循环执行)
事件 (日期时间中断、硬件中断等) 调用其他 OB，FB，FC
把过程映象输出表(PIQ) 写到输出模块
创建用户程序
OB1
程序结构
FC10 FC12 FC13 FC14
FC15 FC593 FB2
SFC15 SFC14 FC0
STEP7的块
变量声明表
程序部分
块的组成部分