西门子S7-400系统概述(工程师培训)
SIMATIC S7-400系统概述培训(高端培训)
红色 接口子模块2故障
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信号模块
Ø 数字量信号模块 Ø 模拟量信号模块
2020-6-10
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Ø 数字量输入模块（DI）
功能：用来接收从按钮、选择开 关、数字拨码开关、限位开关、 压力继电器等来的开关量输入 信号，例如主汽门开到头、关 到头的反馈状态，循环水泵的 运行状态等
类型：直流16点数字量输入模块 和直流32点数字量输入模块
信号，执行用户程序，刷新系统
的输出；存储器用来存储程序和
数据。
CPU 414-2 X2 34
414 - 2XG00 - 0AB0
INTF DP EXTF
INTF EXTF BUSF
FRCE CRST
RUN STOP CRST WRST
RUN-P RUN
STOP CMRES
X3
X1
EXT.-BATT. 5...15V DC
EXTF
红色 外部故障，例如电源故障，模 块故障
FRCE 黄色 有输入\输出处于被强制的状态
RUN STOP BUS1F
2020-6-10
绿色 黄色 红色
运行模式
停止模式
MPI/PROFIBUS-DP接口1的总 线故障
13
Ø 状态与故障显示LED
指示灯 BUS2F
MSTR REDF RACK0
RACK1
2020-6-10
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Ø 模拟量输入模块（AI）
功能：模拟量输入模块用来接收电位器、 测速发电动机和各种变送器提供的连续变 化的模拟量电流电压信号。例如蒸汽温度， 蒸汽压力，引风门反馈位置等。
IFM1F IFM2F
2020-6-10
颜色
说明
红色 MPI/PROFIBUS-DP接口2的总线 故障
西门子S7-400 DCS培训
现场组态的方法
什么是PLC ？ PLC能用于过程 控制吗？
PLC 就 是 可 编 程 逻 辑 控 制 器 。 Programmable logic controller. 早期的PLC只是用来完成一些电气逻辑 控制和开关量，现在的PLC在性能上， 特别是对模拟信号的处理能力上已经大 大提高，因此现在PLC是可以用于过程 控制的。
PLC即可编程控制器，例如西门子。
◦ PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式 PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电 源等，合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括 CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机 架，这些模块可以按照一定位置放置。 ◦ 可靠性高，抗干扰能力强。 ◦ 易学易用，深受工程技术人员欢迎。梯形图语言 的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近， 编程语言易于为工程技术人员接受。
安全栅坏或 断电
阀门坏或者 变频器故障
注：对于单个执行器（变频器）不动作的情况，应该立即联系操作人员将调节阀走旁路，
变频器改为手动调节，再判断是现场问题还是控制系统问题。
若问题出现在造气系统，应该考虑可能是因为继电器坏、插件接触不良引起的。
故障控制措施
控制器单元管理
◦ 严格保持主、从控制器版本一致 ◦ 定期巡检，记录控制器工作状态
什么是DCS ，DCS有什么特点？
DCS是分布式控制系统的英文缩写 （Distributed Control System）， 在国内自控行业又称之为集散控制系统。 DCS是计算机技术、控制技术和网络 技术高度结合的产物。 操作采用计算机操作站，通过网络与控 制器连接，收集生产数据，传达操作指 令。 因此，DCS的主要特点归结为一句话 就是：分散控制集求操作人员根据其它控制点精心操作，必要时启动应急预案。
西门子数控系统(工程师培训)
性能
功能系列
810D
802D
基本AM系pary列.9073~AOpcrt.03
V2.1
802D
802Ce
802S base line
Base
802C80b2aSsee line
line
&
SimoDrive Base line
840D
价格
单元一 西门子数控系统概述
SINUMERIK 802 S base line SINUMERIK 802 C base line
I 0.A是用于测量的高 速输入接口 如果测量装置使用外 部24V电源，该24V电 源的0V应与M24连接
Q0.A和Q1.A用于模拟 主轴的使能控制
（611UE和功率模块）
P24
X411 X412
M24
663
9
19
X423
75 A 16 A 75Ｂ 16Ｂ. A 14. B 24. A 24. B 20. A 20. B 65. A 65. B
单元一 西门子数控系统概述
单元一 西门子数控系统概述
SINUMERIK 810D
OP.. .
PCU 20
植入式 HMI
电源部分
电源部分 I/O
+
键盘
机床控制面板 < 任选 >
馈入 / 再生模块
轴扩展模块
NC（数字控制）+PLC（可编程 逻辑控制）+ 驱动器
可以提供多种HMI 版本
主轴电机
单元一 西门子数控系统概述
单元二 西门子部件连接 - 驱动电源模块
电源馈入模块 功率模块
74
73.2 73.1 72 53 52 51 63 9 9 64 19 9 112 48 NS1 NS2
SIMATIC-S7-400及软件培训(工程师培训)
所创建的项目，项目名：My_Prj2
4.插入S7-300工作站
在My_Prj2项目内插入S7-300工作站：SIMATIC 300(1)
5.硬件组态
点击硬件目录工 具，显示硬件目录
硬件组态窗口 展 开 SIMATIC 300 硬 件 目 录 ， 双 击 Rack-300 子目录下的 Rail 插入一个导轨
设置数字量输入模块的起始地 址
设置数字量模块属性
编译硬件组态（完成后的窗口） 系统自动创建程序文件夹 包含一个循环组织块OB1
6分布式系统组态
①组态主站模式
在STEP7 中生成一个 新的项目
插入一个 S7-300站
硬件组态窗口
在硬件组态中插入导轨电源、CPU315-2 DP
单击 新建
修改传输率和配置文件
⑤机架扩展
一个S7-300站最多可以有一个主机架（0号机 架），三个扩展机架（1-3号机架）。主机架和 扩展机架通过接口模板（IM）连接。
机架扩展有以下两种情况： ●只有一个扩展机架式，主机架（0）和扩展机架（1）
的3号槽中都使用IM365连接。
●有1到3个扩展机架式，主机架（0）的3号槽中使用 IM360，扩展机架1-3的3号槽中用IM361连接。
培训资料
• 名称：SIMATIC-S7-400及软件培训（工程师培训） • 所属班组：xx • 汇报人：xx
主要内容：
S7-400简介
一、 S7-400硬件 二、 PCS7软件的安装 三、 SIMATIC管理器
② ③
①
S7-300数字量模块位地址的确定
0号机架的第一个 信号模块槽（4号 槽）地址为0.0~ 3.7，一个16点的 输入模块只占用地 址0.0~1.7，地址 2.0~3.7未用。数 字量模块中的输入 点和输出点的地址 由字节部分和位部 分组成。 例如I0.0。
2024年度西门子PLC基础培训s7
2024/3/24
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TIA Portal软件安装与授权管理
在TIA Portal中进行授权文件的导入。
2024/3/24
管理授权，包括查看授权状态、添加 或移除授权等。
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编程界面介绍及基本操作方法
菜单栏
提供文件操作、编辑、视图等功能。
工具栏
常用功能的快捷按钮。
2024/3/24
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编程界面介绍及基本操作方法
设计目标
实现电梯的楼层定位及显示功能，确保乘 客能够准确了解电梯当前位置和运行状态。
主要控制功能
电梯的楼层定位、楼层显示、上下行指示 等。
PLC编程要点
使用数字量输入模块读取电梯位置传感器 的信号，通过逻辑判断实现楼层定位和显
示。
2024/3/24
操作演示
在PLC模拟器上展示电梯楼层定位及显示 系统的工作过程，验证控制逻辑和显示效 果的准确性。
项目树
显示项目结构，方便导航和编辑。
编程区
编写和编辑程序的主要区域。
2024/3/24
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编程界面介绍及基本操作方法
01
02
03
04
创建新项目
选择PLC型号、设置项目名称 等。
打开现有项目
浏览并打开已保存的项目文件。
保存项目
将当前项目保存到指定位置。
编译与下载程序
检查程序错误，将程序下载到 PLC中。
应用领域
2024/3/24
9
S7-200 SMART特点及应用领域
01
小型自动化设备 2024/3/24
02
工业控制系统
03
04
楼宇自动化 10
物流和仓储系统
西门子s7-300 400课程教学内容(附西门子plc基本指令功能介绍)
西门子S7-300/400PLC培训教程第一章西门子PLC简单概述1.1 PLC的产生1.2 PLC的定义和分类1.3 PLC的功能和特点1.4 PLC的结构与工作过程第二章PLC系统特性及硬件介绍2.1 SIMATIC S7-300系统结构2.2 S7-300 CPU模块2.3 信号模块（SM）2.4 电源模块（PS）2.5 接口模块（IM）2.6 其他模块（IM）2.7 SIMATIC S7-300的硬件组态第三章使用STEP7创建一个工程3.1 STEP 7软件安装3.2 SIMATIC管理器3.3 STEP 7快速入门3.4 下载和调试程序第四章西门子编程语言学习4.1 STEP 7编程语言4.2 数据类型4.3 S7-300指令基础4.4 位逻辑指令4.5 定时器与计数器指令4.6 数字指令4.7 控制指令第五章西门子的程序设计5.1 S7 CPU中的程序5.2 数据块中的数据存储5.3 逻辑块（FC和FB）的结构及编程5.4 编辑并调用无参功能（FC）——分部程序设计5.5 编辑并调用有参功能（FC）——结构化程序设计5.6 编辑并调用无静态参数的功能块（FB）5.7 编辑并调用有静态参数的功能块（FB）5.8 使用多重背景——结构化程序设计创建S7项目硬件配置编写符号表规划程序结构搅拌控制系统程序设计——使用模拟量。
交通信号灯控制系统程序设计。
案列分析第六章利用WinCC flexible软件创建工程系统6.1软件安装6.2 现场软件操作和运用我们对学员的要求和排课计划第1章我们让我们的学员对西门子PLC有一个空间概念的理解，第2章中我们详细分析西门子PLC的整个硬件架构，和如何在软件中实现硬件组态。
第3章中我们开始给学员自己安装编程软件，以及自己创建工程项目，通过这样让学员对STEP 7编程软件有个熟悉，以及课后让学员自己动手练习，熟悉该软件。
第4章中我们会给学员详细的介绍西门子S7-300中的编程语言，并通过简单程序事例说明其具体含义第5章是关键一章节，我们在前面4章的基础上，详细介绍S7-300中的各个功能块，同时通过让学员自己动手创建两到三和新项目（涵盖了时间，计数，逻辑，中断，模拟量的控制等等内容），同时让每位学员自己上传下载，调试自己的程序。
3.1 S7-400系列PLC概述[共3页]
![3.1 S7-400系列PLC概述[共3页]](https://img.taocdn.com/s3/m/fdf908c05f0e7cd1852536ba.png)
第3章 S7-400硬件与性能
3.1 S7-400系列PLC概述
3.1.1 结构与特点
1．主要特点
S7-400 PLC是目前SIEMENS公司功能全、性能好、规格大、I/O点数多的大型PLC产品，可以适用于各种大型复杂系统控制。
S7-400 PLC的主要特点如下。
①功能强大。
可以安装多个CPU模块组成多CPU、安全型、冗余控制系统。
②扩展性能好。
PLC可控制的I/O点可达262 144点，可构成大规模控制系统。
③通信能力强。
CPU模块集成接口可达4个，便于构成大型分布式系统与网络系统。
④运算速度快。
基本逻辑指令的执行时间可达0.03 μs，可用于高速处理。
⑤兼容性好。
PLC可与SIEMENS公司早期的S5-155U、S5-135U、S5-115兼容，通过S5扩展接口，实现对S5系列PLC的控制。
2．基本结构
S7-400 PLC采用了标准模块式结构，各模块均以插接的形式安装于布置有连接总线的机架上（见图3.1.1），组成了图3.1.2所示的单元式结构。
图3.1.1 模块的安装图3.1.2 PLC的单元构成
安装了CPU模块的单元称为“中央单元”；当系统规模较大时可进行扩展，扩展部分同样自成单元，称为“扩展单元”。
扩展单元与中央单元间通过扩展接口与扩展电缆连接。
中央单元可由如下部分组成。
①用于安装各种模块的安装机架，称“中央机架”（Central Rack，简称CR）。
②向各模块、机架与连接总线供电的电源模块PS。
③ CPU模块。
④各种I/O模块、特殊功能模块、通信处理器模块。
西门子S7300及400PLC控制系统
目录第一节概述 (1)第二节 S7-300/400系列PLC简介 (1)第三节 S7-300/400的编程语言与指令系统 (11)第四节 STEP 7编程软件的使用方法 (27)西门子S7可编程控制器第一节概述一、前言目前，PLC的机型很多，但其基本结构、原理相同，基本功能、指令系统及编程方法类似。
因此，本教案从实际应用出发，选择了当今最具特色和符合IEC标准的西门子S7 300系列高性能、中小型模块化可编程控制器作为背景机型。
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控制系统示意图二、西门子PLC的分类1．S7系列：传统意义的PLC产品，S7-200是针对低性能要求的小型PLC。
S7-300是模块式中小型PLC，最多可以扩展32个模块。
S7-400是大型PLC，可以扩展300多个模块。
S7-300/400可以组成MPI、PROFIBUS和工业以太网等。
2．M7-300/400：采用与S7-300/400相同的结构，它可以作为CPU或功能模块使用。
具有AT兼容计算机的功能，可以用C，C＋＋或CFC等语言来编程。
3．C7由S7-300 PLC，HMI（人机接口）操作面板、I/O、通信和过程监控系统组成。
4．WinAC基于Windows和标准的接口(ActiveX，OPC)，提供软件PLC或插槽PLC。
第二节 S7-300/400系列PLC简介一、S7-300系列PLC1、系统结构S7-300的CPU模块（简称为CPU）都有一个编程用的RS-485接口，有的有PROFIBUS-DP接口或PtP串行通信接口，可以建立一个MPI（多点接口）网络或DP网络。
1563247891.电源模块2.后备电池3. 24V DC 连接器4.模式开关5.状态和故障指示灯6.存储器卡(CPU 313 以上)7. MPI多点接口8.前连接器9.前盖图2-1 S7-300 PLC功能最强的CPU的RAM为512KB，最大8192个存储器位，512个定时器和512个计数器，数字量最大65536，模拟量通道最大为4096。
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INTF EXTF BUSF
FRCEபைடு நூலகம்CRST
RUN STOP CRST WRST
RUN-P RUN
STOP CMRES
X3
X1
EXT.-BATT. 5...15V DC
10
Ø CPU模块
CPU模块主要由微处理器（CPU 芯片）和存储器组成。在PLC控 制系统中，CPU模块相当于人的 大脑和心脏，它不断地采集输入
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信号模块
Ø 数字量信号模块 Ø 模拟量信号模块
2020-6-10
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Ø 数字量输入模块（DI）
功能：用来接收从按钮、选择开 关、数字拨码开关、限位开关、 压力继电器等来的开关量输入 信号，例如主汽门开到头、关 到头的反馈状态，循环水泵的 运行状态等
类型：直流16点数字量输入模块 和直流32点数字量输入模块
SIMATIC S7-300
2020-6-10
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PLC的硬件系统介绍
u CPU模块 u 信号模块 u 电源模块 u 接口模块 u 其他模块
2020-6-10
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CPU模块
Ø 我厂使用的CPU型号 Ø 状态与故障显示LED
2020-6-10
CPU 414-2 X2 34
414 - 2XG00 - 0AB0
PS407 CPU414-3 CP 443-1 CP 443-5 CP 443-5
PS307 IM153 CP 443-1
耦合器
+P -P
PS307 IM157
1#
DP/PA DP/PA
2#
耦合器
+P -P
AI AI AI AO
PROFIBUS-PA 总线
5
PLC的处理过程
Ø CPU将输出控制的信息发送到输出模块。 Ø CPU将输入信息通过信号模块采集上来。 Ø CP443-5是分担了CPU的通讯负担，将扩展机 架上的信息采集上来通过机架传送给CPU。 Ø 利用CP443-1采用工业以太网协议跟计算机通 讯。
信号，执行用户程序，刷新系统
的输出；存储器用来存储程序和
数据。
CPU 414-2 X2 34
414 - 2XG00 - 0AB0
INTF DP EXTF
INTF EXTF BUSF
FRCE CRST
RUN STOP CRST WRST
RUN-P RUN
STOP CMRES
X3
X1
EXT.-BATT. 5...15V DC
2020-6-10
6
热网系统监控系统组成
操作员站
工程师站
工业以太网
西门子交换机
SIMATIC S7-400
PROFIBUS
温度、压力变送器等
执行器
现场设备等
2020-6-10
7
新高温水监控系统组成
PROFIBUS（DP线）
工程师站
SIMATIC S7-400 PROFIBUS
温度、压力变送器等
执行器
2020-6-10
3
PLC的系统组成
S7-400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，各种模块都安装在机架上， 如图所示。
2020-6-10
4
去计算机
DI DI DO DO
2020-6-10
PS307 IM153 CP 443-1
RACK1
IFM1F IFM2F
2020-6-10
颜色
说明
红色 MPI/PROFIBUS-DP接口2的总线 故障
黄色 红色 黄色
黄色
红色 红色
CPU处理I/O，仅用于CPU 41X-4H 冗余错误，仅用于CPU 41X-4H CPU在机架0中，仅用于CPU 41X4H CPU在机架1中，仅用于CPU 41X4H 接口子模块1故障 接口子模块2故障
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Ø 模拟量输入模块（AI）
功能：模拟量输入模块用来接收电位器、 测速发电动机和各种变送器提供的连续变 化的模拟量电流电压信号。例如蒸汽温度， 蒸汽压力，引风门反馈位置等。
类型：8通道模拟量输入模块,可选择的输 入信号类型有电压型、电流型、电阻型、 热电偶型。
供电电压：24V电压
培训资料
• 名称：西门子S7-400系统概述（工程师培训） • 所属班组：xx • 汇报人：xx
培训计划
u 第1讲 PLC系统简介 u 第2讲 S7-400系列PLC的硬件系统介绍 u 第3讲 S7-400系列PLC的软件系统介绍 u 第4讲 现场总线仪表
2020-6-10
2
PLC系统简介
u PLC的基本概念及应用范围 uPLC的系统组成及监控网络的系统组 成
供电电压：24V电压
2020-6-10
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如何判断DI模块是否正常工作？
首先测量模块上是否有24V直流供电电压， 若没有电压，为不正常工作状态，需要检 查模块和线路。
在有24电压的情况下， 将模块1或21端子 和相应的模块通道短接，模块正常工作状 态为相应通道的指示灯亮起，并在微机上 显示状态正常。
2020-6-10
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Ø我厂使用的CPU型号
设备 6号炉 新高温水 新热化 老热化
热网系统
型号 CPU 414H CPU 414H CPU414-3 CPU414-3 CPU414-3
备注 双冗于系统 只有一个CPU
2020-6-10
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Ø 状态与故障显示LED
指示灯 颜 色 说 明
INTF
红色 内部故障，例如用户程序运行 超时
2020-6-10
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如何判断DO模块是否正常工作？
首先测量模块上是否有24V直流供电电压，若 没有电压，为不正常工作状态，需要检查模块 和线路。
在有24电压的情况下 ，将模块10或20端子和相 应的模块通道短接，模块正常工作状态为相应 通道的指示灯亮起，并且继电器动作，微机上 显示状态正常。
备注：除非特殊情况，否则在设备运行期间不 进行操作。
EXTF
红色 外部故障，例如电源故障，模 块故障
FRCE 黄色 有输入\输出处于被强制的状态
RUN STOP BUS1F
2020-6-10
绿色 黄色 红色
运行模式 停止模式 MPI/PROFIBUS-DP接口1的总 线故障
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Ø 状态与故障显示LED
指示灯 BUS2F
MSTR REDF RACK0
备注：除非特殊情况，否则在设备运行期 间不进行操作。
2020-6-10
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Ø 数字量输入模块（DO）
功能：开关量输出模块用来控制接触器、 电磁阀、指示灯、数字显示装置和报警装 置等输出设备,例如启动循环水泵，打开和 关闭电动门等。
类型：直流16点数字量输出模块和直流32 点数字量输出模块
供电电压：24V电压