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西門子STEP 7中的塊編程的重要知識點

一、塊的作用和分類

二、組織塊

l  啟動組織塊

l  循環(huán)的程序執(zhí)行組織塊

l  定期的程序執(zhí)行組織塊

l  事件驅(qū)動的程序執(zhí)行組織塊

各種組織塊的作用、功能。

三、功能FC和功能塊FB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

四、系統(tǒng)功能SFC和系統(tǒng)功能塊SFB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

五、背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊

二者的功能、使用上的區(qū)別。

六、STEP7的程序結(jié)構(gòu)

l  線性程序結(jié)構(gòu)

l  分塊程序結(jié)構(gòu)

l  結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)

七、三種編程語言

l  梯形圖LAD（Ladder Logic Programming Language）

l  語句表STL（Statement List Programming Language）

l  功能圖FBD（Function Block Diagram Programming Language）

編程，參數(shù)設(shè)置

S7 -400®H 象 S7 -400® 一樣編程。所有可用的 STEP® 7 功能都可使用。

S7 -400^®H 編程需要使用 STEP® 7 V5. 1 。

S7 -400^®H 選件包

基本上， S7 - 400®H 的配置與用于 S7 -400® 的程序并無不同，例如

• 建立項目和站
• 配置硬件和網(wǎng)絡(luò)
• 把系統(tǒng)數(shù)據(jù)裝入目標系統(tǒng)

需要 S7 -400®H 選件包來配置與 S7 -400 結(jié)構(gòu)不同的 S7 -400®H 結(jié)構(gòu)。對于安裝，必須安裝 STEP® 7 標準包 V.5. 1 或更高的版本。

• 故障安全的自動化系統(tǒng)，可滿足高度安全要求
• 符合安全要求，可達 SIL 3（IEC 61508 標準）、AK6（DIN V 19250 標準） 以及4 類標準（EN 954-1 標準）
• 如果需要，也可通過冗余設(shè)計而實現(xiàn)容錯
• 故障安全 I/O 不增加接線：
  通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進行安全通訊
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和 ET 200M
• 標準模塊可應(yīng)用在自動化系統(tǒng)的非故障安全型應(yīng)用場合
• 隔離模板，用于在一個 ET 200M 的安全模式中故障安全和標準模塊的組合使用。

數(shù)字量輸入模塊可記錄設(shè)備中的 24 V DC 或 230 V AC 信號，并將它們傳送到控制器?？梢赃B接開關(guān)以及 2 線制、3 線制或 4 線制接近開關(guān)。

35 mm 寬的輸入模塊具有可設(shè)定的參數(shù)和診斷功能，因此可根據(jù)相應(yīng)過程要求進行靈活調(diào)整。

25 mm 寬的低成本模塊沒有可設(shè)定的參數(shù)或診斷功能，可極為方便地集成到工程系統(tǒng)中。建議將它們在只需要很少輸入通道的位置使用，或在必須在十分有限的空間內(nèi)部署大量通道的情況下使用。

根據(jù)需要，可在一個站中并排使用兩種模塊。由于具有統(tǒng)一特性并采用共同的系統(tǒng)附件，處理十分方便。

提供了以下寬度為 35 mm 的數(shù)字量輸入模塊：

• DI 16x24VDC HF；
  16 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 24 V DC 信號；一個電壓組；輸入延遲 0.05 ... 20 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)；可設(shè)置診斷和硬件中斷
• DI 32x24VDC HF;
  32 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 24 V DC 信號；兩個電壓組；輸入延遲 0.05 ... 20 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)；可設(shè)置診斷和硬件中斷
• DI 16x24VDC SRC BA;
  16 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 24 V DC 信號；低電平有效；一個電壓組；固定輸入延遲 3.2 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)
• DI 16x230VAC BA;
  16 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 230 V DC 信號；低電平有效；一個電壓組；固定輸入延遲 20 ms；輸入類型 1 (IEC 61131)

提供了以下寬度為 25 mm 的數(shù)字量輸入模塊：

• DI 16x24VDC BA;
  16 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 24 V DC 信號；漏型輸入；一個電壓組；固定輸入延遲 3.2 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)
• DI 32x24VDC BA;
  32 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 24 V DC 信號；漏型輸入；一個電壓組；固定輸入延遲 3.2 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)
• • 用一個螺絲安裝在 S7-1500 安裝導軌上
  • 35 mm 模塊 采用螺釘型端子或推入式端子的標準化 40 針前連接器（不能用于 25 mm 模塊）
  • 25 mm 模塊 采用推入式端子的標準化 40 針前連接器（不能用于 35 mm 模塊）
  • 標準化、協(xié)調(diào)型前連接器針腳分配，更便于接線
  • 可連接芯線截面積0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
  • 集成式電壓橋接件，用于靈活形成電壓組(僅 35 mm 模塊)
  • 前連接器的預接線位置
  • 前蓋帶有可擴充的電纜室，即使完全接線時也如此
  • 模塊正面的清晰標簽
    • 模塊類型
    • 訂貨號
    • 硬件和固件型號
    • 通道編號標簽
    • 電纜連接圖

  含在供貨范圍之內(nèi)：

  • 用于手工貼標簽的一個標簽條
  • 一個 U 型連接器
  • 印制有文字的前門
  • 前連接器（(僅 25 mm 模塊）
  
  

Overview

• 將 SIMATIC S7-400 連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 多協(xié)議運行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 與 PROFINET IO 協(xié)議
  • 可調(diào)節(jié)的 Keep Alive 功能
• 兩個獨立的接口（集成的網(wǎng)絡(luò)分離）：
  • 千兆以太網(wǎng)接口，帶有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全雙工/半雙工，具有自動偵測功能
  • PROFINET 接口，帶有四個 RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全雙工/半雙工，通過 4 端口交換機執(zhí)行自動感測和自動交叉功能
• 通過兩個接口進行通訊
  • 開放式通訊（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多點傳送，包括兩個接口之間的路由
  • 編程器/OP通訊：
    通過 S7 路由的交叉網(wǎng)絡(luò)
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復用），包括兩個接口之間的路由
  • IT 通訊：
    HTTP 通訊支持通過自己的 web 頁訪問過程數(shù)據(jù)；
    電子郵件客戶端功能，直接從用戶程序發(fā)送包含身份驗證信息的電子郵件；
    FTP 通訊支持程序控制的 FTP 客戶端通訊；
    通過 FTP 器訪問數(shù)據(jù)塊
• 通過 PROFINET 接口進行通訊
  • PROFINET IO 控制器，具有實時屬性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過 DHCP、簡單的 PC 工具或通過用戶程序（例如 HMI）進行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 設(shè)備的優(yōu)先啟動
  • 使用 STEP 7 組態(tài)
• 介質(zhì)冗余 (MRP)；
  在采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，CP 支持介質(zhì)冗余程序 MRP。
• 通過可組態(tài)的 IP 訪問列表進行訪問保護
• 無需編程器即可進行模板更換；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系統(tǒng)）。
• 豐富的診斷功能，可用于機架中的所有模板
• 通過 SNMP V1 MIB-II，集成在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中
• 運行于冗余 S7 通訊或 DP 主站通訊的 SIMATIC H 系統(tǒng)。
• 在與 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型應(yīng)用程序 (PROFIsafe) 中操作

SIMATIC S7-300 提供多種性能等級的 CPU。除了標準型 CPU 外，還提供緊湊型 CPU。
同時還提供技術(shù)功能型 CPU 和故障安全型 CPU。

下列標準型CPU 可以提供：

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有極大容量程序量何組網(wǎng)能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
  

下列緊湊型CPU 可以提供：

• CPU 312C，具有集成數(shù)字量 I/O 以及集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成數(shù)字量 I/O 、2個串口和集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 DP，具有集成數(shù)字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PtP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 、2個串口和集成計數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
  

下列技術(shù)型CPU 可以提供：

• CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)、對程序量有中/高要求、同時需要對8個軸進行常規(guī)運動控制的工廠。
• CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)、對程序量有高要求、又必須同時能夠處理運動控制任務(wù)的工廠
  

下列故障安全型CPU 可以提供：

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進行分布式組態(tài)、對程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的故障安全工廠
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的故障安全型工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

• 結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用的低成本解決方案，用于滿足簡單控制任務(wù)
• 結(jié)構(gòu)緊湊、易于操作，無需附件即可廣泛應(yīng)用
• “一體式”產(chǎn)品，集成顯示屏和操作面板
• 僅需點擊按鈕或通過 PC 軟件即可連接 36 種不同的功能；使用次數(shù)多達 130 多次
• LOGO! 8: 通過按鈕或使用 PC 軟件，可鏈接 38/43 個不同功能；多 200/400 次
• 通過按鍵可以方便地更改功能。重接線無需更多耗時

LOGO! 邏輯模塊提供方便的、用戶友好的解決方案，用于滿足簡單的開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)。

LOGO! 具有廣泛的通用性，例如：

• 樓宇/電氣安裝（照明、百葉窗、遮篷、門、門禁系統(tǒng)、柵欄、通風系統(tǒng)，等。）
• 控制柜制造。
• 機電設(shè)備（泵，小型壓機，壓縮機，傳送帶，升降臺等）
• 暖房，溫室的特殊控制
• 對其他控制器的信號進行處理

LOGO! 邏輯模塊可根據(jù)應(yīng)用情況進行擴展。

船級社認證

美國船級社, 法國船級社, 挪威船級社,德國勞氏船級社, 英國勞氏船級社，等

LOGO! Modular 可提供多種電壓類型(12VDC, 24VDC, 24VAC, 115/230VDC, 115/230VAC)：

• 標準型：
• 純型號，成本經(jīng)過，不帶按鍵控制面板和顯示屏。

LOGO! 具有以下特性：

• R：繼電器輸出
• C:時鐘/時間切換
• E：以太網(wǎng)接口
• o:無顯示屏

LOGO!使用非常簡單：

• 按鍵控制面板和顯示屏位于一個設(shè)備中。無需其它工具。
• 通過集成式 EEPROM 備份切換程序和設(shè)定值（如定時器），以防電源故障。

LOGO! 節(jié)省空間：

• 例如：LOGO! 230RC：72 x 90 x 55 mm (W x H x D).
• 經(jīng)調(diào)整后，可安裝在配電箱中（尺寸與接地故障斷路器相同）。

LOGO! 提供大的靈活性和通用性：

• 可擴展性：
  根據(jù)應(yīng)用情況可連接擴展模塊。

LOGO! 具有通信功能：

• 使用可選的通信模塊，可連接到 AS-Interface 和 KNX Konnex 網(wǎng)絡(luò)。
• LOGO!7 和 8 可與其它 LOGO! 單元通信，或與 SIMATIC 控制器或 SIMATIC 面板通信

IMATIC S7-4006ES7400-1JA11-0AA0

用于基于 PC 自動化的軟控制器

SIMATIC S7-1500 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上實現(xiàn) SIMATIC S7-1500 控制器。

它特別適用于專用機器制造中的控制解決方案，涉及高性能實現(xiàn)復雜控制任務(wù)、集成 PC 應(yīng)用程序或在一臺設(shè)備上實現(xiàn)多個任務(wù)。

S7-1500 軟控制器是 SIMATIC WinAC RTX 的長期后續(xù)產(chǎn)品。它可提供顯著提高的可用性和系統(tǒng)診斷，可在 TIA Portal 中完成全面組態(tài)。與 S7-1500 控制器一樣，該軟控制器具有集成運動控制功能以及經(jīng)過改進的信息安全機制，適合知識產(chǎn)權(quán)和復制保護。

• SIMATIC S7-1500 軟控制器用于實現(xiàn)通過 SIMATIC IPC 完成的控制任務(wù)
• 采用創(chuàng)新的實時系統(tǒng)，系統(tǒng)可用性高
• 經(jīng)過改進的專有技術(shù)和復制保護
• 集成運動控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器
• 集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點的選項
• 通過功能強大的嵌入式 IPC427D 和 IPC477D 為解決方案提供優(yōu)功能
• 可在 SIMATIC IPC627D、IPC827D、IPC677D、IPC647D 和 IPC847D 上運行
• SIMATIC ODK 1500S 用于通過語言 C/C++ 開發(fā)和集成控制功能和應(yīng)用程序

S7-1500 軟控制器執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統(tǒng)中運行。這樣，SIMATIC IPC 就能用于控制機器設(shè)備。

要通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接分布式 I/O，可以使用 SIMATIC IPC 的集成以太網(wǎng)和 PROFIBUS 接口。另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力。

當必須使用編程語言 C 或 C++ 來集成特殊自動化功能或需要將 Windows 軟件與軟控制器直接連接時，該軟控制器顯示出特殊優(yōu)勢。

為此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 來開發(fā)這種應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 軟件（例如，數(shù)據(jù)庫、可視化系統(tǒng)或 Windows 文件系統(tǒng)），或用于實時應(yīng)用（例如，算法、控制器）。

標準 CPU：

• SIMATIC S7-1500 軟控制器 CPU 1507S

特點	CPU 1507S
程序用工作存儲器，集成	5 MB
數(shù)據(jù)用工作存儲器，集成	20 MB
裝載存儲器	320 MB
命令執(zhí)行時間（Microbox IPC427D，Core i7，1.7 GHz）
位運算	0.001 μs
字運算	0.002 μs
定點運算	0.002 μs
浮點運算	0.006 μs
位存儲器、定時器、計數(shù)器
S7 計數(shù)器/定時器	各 2048
IEC 計數(shù)器	任意（僅受工作存儲器限制）
IEC 定時器	任意（僅受工作存儲器限制）
位存儲器	16 KB
I/O 地址范圍
輸入	32 KB（所有輸入都保存在過程映像中）
輸出	32 KB（所有輸出都保存在過程映像中）
運動
軸數(shù)	多 60
通信
PROFINET	√（通過 PC 接口） 2 x PN，其中 1 個為 PN IO RT
PROFIBUS	√（通過 PC 接口）
Web 器	√

• 全集成自動化 (TIA) 中的入門級 CPU
• 用于有中等過程性能需求的小型應(yīng)用

CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡 (MMC)。

CPU 312 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進制指令的時間可達 100 ns。
• 擴展存儲器;
  與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 32 KB 高速 RAM（相當于約 10 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；
  SIMATIC 微型存儲卡（大 4 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴展能力;
  多達 8 個模塊，（1排結(jié)構(gòu)）
• MPI多點接口;
  集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 6 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。

• 口令保護;
  用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。
• 診斷緩沖;
  診斷緩沖區(qū)中可存儲后 500 個錯誤和中斷事件，其中的 100 個事件可以長期保留。
• 免維護的數(shù)據(jù)后備;
  如果發(fā)生斷電，則可通過 CPU 將所有保持性數(shù)據(jù)自動寫入到 SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）上，且將在再次通電時保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對 S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應(yīng)進行參數(shù)設(shè)置：

• MPI多點接口;
  定義站地址
• 重啟動/循環(huán)時間特性；
  大循環(huán)時間以及負載限制，以及自檢測功能
• 時鐘存儲器；
  設(shè)定地址
• 防護等級；
  定義程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限
• 系統(tǒng)診斷；
  定義診斷報警的處理和范圍
• 看門狗中斷；
  周期設(shè)定
• 時鐘中斷;
  設(shè)定起始日期、起始時間和間隔周期

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時器或I/O出錯以及運行模式，如RUN、STOP、Startup。
• 測試功能；
  可使用編程器顯示程序執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)，可以不通過用戶程序而修改過程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。
• 信息功能；
  您可以使用 PG 以純文本的形式獲取 CPU 存儲容量和操作模式、主存儲器和裝載存儲器的當前利用率以及當前循環(huán)時間和診斷緩沖區(qū)內(nèi)容的相關(guān)信息。

集成的通訊功能

• PG/OP 通訊
• 全局數(shù)據(jù)通訊
• S7 基本通訊
• S7 通訊(只是器)

系統(tǒng)功能

CPU 具有廣泛的系統(tǒng)功能特性，諸如：診斷、參數(shù)賦值、報警、定時和測量等。

詳細信息請參見手冊。