西门子S7-200 SMART PLC编程从入门到实践
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2.2 STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件
应用举例

项目要求

以图2-9为例,完整地介绍一下硬件组态、程序输入、注释、编译、下载和监控的全过程。本例中系统硬件有CPU ST20、1块模拟量输出信号板、1块4路模拟量输入模块和1块8路数字量输入模块。

图2-9 新建一个完整的项目

任务实施

(1)创建项目

双击桌面上的STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件图标,打开编程软件界面。单击“文件”下拉菜单下的新建按钮,创建一个新项目。

(2)硬件组态

双击项目树中的“系统块”图标,打开“系统块”的界面,如图2-10所示。在此界面中,进行硬件组态。

图2-10 系统块展开界面

① 系统块表格的第1行是CPU型号的设置。在第1行的第1列处,可以单击图标,选择与实际硬件匹配的CPU型号。本例CPU型号选择CPU ST20(DC/DC/DC)。

② 系统块表格的第2行是信号板的设置。在第2行的第1列处,可以单击图标,选择与实际信号板匹配的类型。本例信号板型号选择SB AQ01(1AQ)。

③ 系统块表格的第3~8行可以设置扩展模块。扩展模块包括数字量扩展模块、模拟量扩展模块、热电阻扩展模块和热电偶扩展模块。本例中,第3行第1列选择4路模拟量输入模块,型号为EM AE04(4AI);第4行第1列选择8路数字量输入模块,型号为EM DE04(8DI)。

本例硬件组态的最终结果如图2-11所示。

图2-11 硬件组态的最终结果

本例中,硬件组态时,特别需要注意的是模拟量输入模块参数的设置。了解西门子S7-200 PLC的读者都知道,模拟量模块的类型和范围均由拨码开关来设置,而S7-200 SMART PLC模拟量模块的类型和范围由软件来设置。

先选中模拟量输入模块,再选中要设置的通道,模拟量的类型有电压和电流两类,电压范围有3种:±2.5V、±5V、±10V;电流范围只有1种:0~20mA。

值得注意的是,通道0和通道1的类型相同,通道2和通道3的类型相同,具体设置如图2-12所示。

图2-12 组态模拟量输入

编者心语

1. 硬件组态的目的是生成1个与实际硬件系统完全相同的系统。硬件组态包括CPU型号、扩展模块和信号板的添加,以及它们相关参数的设置。

2. S7-200 SMART PLC硬件组态有些类似S7-1200 PLC和S7-300/400 PLC,注意输入、输出点的地址是系统自动分配的,操作者不能更改,编程时要严格遵守系统的地址分配。例如图2-12中,第3、4列为软件自动分配的输入、输出点的起始地址,操作者编程时应遵循此地址分配,不得改变。

3.硬件组态时,设备的选择型号必须和实际硬件完全匹配,否则控制无法实现。

(3)程序输入

生成新项目后,系统会自动打开主程序MAIN(OB1),操作者先将光标定位在程序编辑器中要放元件的位置,然后就可以进行程序输入了。

程序输入常用的有两种方法:①用程序编辑器中的工具栏输入;②用键盘上的快捷键输入。

编者心语

1.用程序编辑器中的工具栏进行输入。

单击按钮,出现下拉菜单,选择,可以输入常开触点;单击按钮,出现下拉菜单,选择,可以输入常闭触点;单击按钮,可以输入线圈;单击按钮,可以输入功能框;单击按钮(右双箭头),可以插入分支;单击按钮,可以插入向下垂线;单击按钮,可以插入向上垂线;点击按钮(右单箭头),可以插入水平线。

2.用键盘上的快捷键输入。

触点快捷键F4;线圈快捷键F6;功能块快捷键F9;分支快捷键“Ctrl+↓”;向上垂线快捷键“Ctrl+↑”;水平线快捷键“Ctrl+→”。

输入完元件后,根据实际编程的需要,必须将相应元件赋予相应的地址。

本例程序输入的最终结果如图2-13所示。具体操作如下。

图2-13 图2-9程序输入的具体步骤

解法(一),用工具栏输入:生成项目后,将矩形光标定位在程序段1的最左边[见图2-13(a)];单击程序编辑器工具栏上的触点按钮,会出现1个下拉菜单,选择常开触点,在矩形光标处会出现一个常开触点[见图2-13(b)],由于未给常开触点赋予地址,因此此时触点上方有红色问号;将常开触点赋予地址I0.0,光标会移动到常开触点的右侧[见图2-13(c)]。

单击工具栏上的触点按钮,会出现1个下拉菜单,选择常闭触点,在矩形光标处会出现一个常闭触点[见图2-13(d)],将常闭触点赋予地址I0.1,光标会移动到常闭触点的右侧[见图2-13(e)]。

单击工具栏上的线圈按钮,会出现1个下拉菜单,选择线圈,在矩形光标处会出现一个线圈,将线圈赋予地址M0.0[见图2-13(f)];将光标放在常开触点I0.0下方,之后生成常开触点M0.0[见图2-13(g)];将光标放在新生成的触点M0.0上,单击工具栏上的“插入向上垂线”按钮,将M0.0触点并联到I0.0触点上[见图2-13(h)]。

将光标放在常闭触点I0.1上方,单击工具栏上的“插入向下垂线”按钮,会生成双箭头折线[见图2-13(i)];单击工具栏上的“功能框”按钮,会出现下拉菜单,在键盘上输入TON,下拉菜单光标会跳到TON指令处,选择TON指令,在矩形光标处会出现一个TON功能块[见图2-13(j)];之后给TON功能框输入地址T37和预设值100,便得到了最终的结果[见图2-13(k)]。

解法(二)和解法(一)基本相同,只不过单击工具栏按钮换成了按快捷键,故这里不再赘述。

(4)程序注释

一个程序,特别是较长的程序,如果要很容易被别人看懂,做好程序描述是必要的。

① 双击项目树中的“符号表”文件夹中的图标,打开符号表;打开的符号表位于程序编辑器下方。图2-14给出了“表格1”和“I/O符号”2个表格,操作者添加程序注释的操作在“表格1”中完成,“I/O符号”为系统自动生成的,操作者如若在“表格1”中添加程序注释,需先删除“I/O符号”。

图2-14 符号表

② 符号生成:打开“表格1”,在“符号”列输入符号名称,符号名最多可以包含23个符号;在“地址”列输入相应的地址;“注释”列可以进一步详细地注释,最多可注释79个字符。图2-9的注释信息填完后,单击符号表中的,将符号应用于项目。

③ 显示方式设置:显示方式有3种,分别为“仅显示符号”“仅显示绝对地址”和“显示地址和符号”,显示方式调节如图2-15所示。

图2-15 显示方式调节

④ 符号信息表设置:单击“视图”菜单下的“符号信息表”按钮,可以显示符号信息表。

通过以上几步,图2-9的最终注释结果如图2-16所示。

图2-16 图2-9的注释结果

编者心语

符号表是注释的主要手段,掌握符号表的相关内容对于读者非常重要,图2-16的注释案例给出了符号表注释的具体步骤,读者应细细品味。

(5)程序编译

在程序下载前,为了避免程序出错,最好进行程序编译。

程序编译的方法:单击程序编辑器工具栏上的“编译”按钮,程序就可编译了。本例编译的最终结果如图2-17所示。

图2-17 图2-9编译后的最终结果

如果语法有错误,将会在输出窗口中显示错误的个数、错误的原因和错误的位置,如图2-18所示。双击某一条错误,将会打开出错的程序块,用光标指示出出错的位置,待错误改正后,方可下载程序。需要指出的是,程序如果未编译,下载前软件会自动编译,编译结果会显示在输出窗口。

图2-18 编译后出现的错误信息

(6)程序下载

在下载程序之前,必须先保障S7-200 SMART PLC的CPU和计算机之间能正常通信。设备能实现正常通信的前提是:①设备之间进行了物理连接;若单台S7-200 SMART PLC与计算机之间连接,只需要1条普通的以太网线;若多个S7-200 SMART PLC与计算机之间连接,还需要交换机;②设备进行了正确通信设置。

① 通信设置

a.CPU的IP地址设置。双击项目树或导航栏中的“通信”图标,打开“通信”对话框,如图2-19所示。单击“网络接口卡”后边的,会出现下拉菜单,本例选择了;之后单击左下角“查找CPU”按钮,CPU的地址会被搜出来,S7-200 SMART PLC默认地址为“192.168.2.1”;单击“闪烁指示灯”按钮,CPU模块中的STOP、RUN和ERROR指示灯会轮流点亮,再按一下,点亮停止,这样做的目的是当有多个CPU时,便于找到所选择的那个CPU。

图2-19 CPU的IP地址设置

单击“编辑”按钮,可以改变IP地址;若“系统块”中组态了“IP地址数据固定为下面的值,不能通过其它方式更改”(见图2-20),单击“设置”,会出现错误信息,则证明这里IP地址不能改变。

图2-20 系统块的IP地址设置

最后,单击“确定”按钮,CPU所有通信信息设置完毕。

编者心语

单击图2-19中的“闪烁指示灯”按钮,能方便地找到所需要的CPU模块;单击“编辑”按钮,可更改CPU的IP地址。以上两点读者熟记后,会给以后的操作带来方便。

b. 计算机网卡的IP地址设置。打开计算机的控制面板,若是Windows XP操作系统,双击“网络连接”图标,其对话框会打开,按图2-21设置IP地址即可。这里的IP地址设置为“192.168.2.170”,子网掩码默认为“255.255.255.0”,网关无须设置。若是Windows7 SP1操作系统,单击任务栏右下角的图标,打开“网络和共享中心”,单击“更改适配器设置”,再双击“本地连接”,在对话框中,单击“属性”,按图2-22设置IP地址。

图2-21 Windows XP操作系统网卡的IP地址设置

图2-22 Windows7 SP1操作系统网卡的IP地址设置

最后单击“确定”,计算机网卡的IP地址设置完毕。

通过以上两方面的设置,S7-200 SMART PLC与计算机之间就能通信了,能通信的标准是,软件状态栏上的绿色指示灯不停地闪烁。

② 程序下载 单击程序编辑器中工具栏上的“下载”按钮,会弹出“下载”对话框,如图2-23所示。用户可以在块的多选框中选择是否下载程序块、数据块和系统块,如选择则在其前面打对勾;可以用选项框选择下载前从RUN切换到STOP模式、下载后从STOP模式切换到RUN模式是否提示,下载成功后是否自动关闭对话框。

图2-23 “下载”对话框

③ 运行与停止模式 要运行下载到PLC中的程序,单击工具栏中的“运行”按钮;如需停止运行,单击工具栏中的“停止”按钮

(7)程序监控与调试

首先,打开要进行监控的程序,单击工具栏上的“程序监控”按钮,开始对程序进行监控。

CPU中存在的程序与打开的程序可能不同,这时单击“程序监控”按钮后,会出现“时间戳不匹配”对话框,如图2-24所示,单击“比较”按键,确定CPU中的程序与打开的程序是否相同,如果相同,对话框会显示“已通过”,单击“继续”按钮,开始监控。

图2-24 比较对话框

在监控状态下,接通的触点、线圈和功能块均会显示深蓝色,表示有能流流过;如无能流流过,则显示灰色。

对图2-9所示的这段程序的监控调试过程如下。

打开要进行监控的程序,单击工具栏上的“程序监控”按钮,开始对程序进行监控,此时仅有左母线和I0.1触点显示深蓝色,其余元件为灰色,如图2-25所示。

图2-25 图2-9的监状态(1)

闭合I0.0,M0.0线圈得电并自锁,定时器T37也得电,因此,所有元件均有能流流过,故此均显深蓝色,如图2-26所示。

图2-26 图2-9的监状态(2)

断开I0.1,M0.0和定时器T37均失电,因此,除I0.0外(I0.0为常开触点)其余元件均显灰色,如图2-27所示。

图2-27 图2-9的监状态(3)