西门子PLC编程-戴秋波详解

SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程1西门子西门子SIMATIC STEP7SIMATIC STEP7编程基础编程基础戴秋波2015年5月SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程2第一章第一章 梯形图编程简介梯形图编程简介 LADLAD（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易掌握，用（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易掌握，用得最多。梯形图与继电器控制电路图的表达方式极为相似，适合于熟得最多。梯形图与继电器控制电路图的表达方式极为相似，适合于熟悉继电器控制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制。悉继电器控制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程3继电器控制电路图与继电器控制电路图与PLC梯形图梯形图SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程4软继电器软继电器 PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程5能能 流流 如上图所示触点1、2接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流”从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯形图。图a中可能有两个方向的能流流过触点5（经过触点1、5、4或经过触点3、5、2），这不符合能流只能从左向右流动的原则，因此应改为图b所示的梯形图。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程6母母 线线 梯形图两侧的垂直公共线称为母线。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右流动。右母线可以不画出。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程7第二章第二章 SIMATIC SIMATIC 管理器管理器SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程8检查检查PG/PC 接口接口SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程9SIMATICSIMATIC管理器界面管理器界面SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程10SIMATIC 管理器下的项目结构管理器下的项目结构项目项目S7/M7 程序程序(未分配给硬件的未分配给硬件的)用用 S7 块组成的用户程序，块组成的用户程序，OBs,FBs,FCs,DBs,等等STL 用户程序源文件用户程序源文件S7-300 可编程的可编程的 CPUS7/M7 程序程序(分配给硬件的分配给硬件的)用户程序用户程序硬件站硬件站STL 源文件源文件SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程11项目的存储位置项目的存储位置SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程12STEP7STEP7编程快速入门编程快速入门STEP7STEP7设计步骤设计步骤SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程13编程举例编程举例 下面以用下面以用S7-300 PLCS7-300 PLC控制三相异步电动机的起动与停止控制三相异步电动机的起动与停止为例，来介绍为例，来介绍STEP7STEP7软件的使用。软件的使用。1 1、项目要求、项目要求 本例中本例中PLCPLC实现的功能相当于图实现的功能相当于图1 1所示的控制电路，所示的控制电路，外部需要连接一个起动按钮外部需要连接一个起动按钮SB1SB1、一个停止按钮、一个停止按钮SB2SB2和一个输和一个输出接触器出接触器KMKM，PLCPLC的端子接线图如图的端子接线图如图2 2所示。其中所示。其中FRFR为热断电为热断电器，当主电路内的电动机过载时器，当主电路内的电动机过载时FRFR动作，并切断接触器动作，并切断接触器KMKM的的线圈。线圈。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程14PLCPLC端子接线端子接线图图1 1 传统继电器控制电路传统继电器控制电路图图2 PLC2 PLC端子接线图端子接线图SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程152.使用项目向导创建使用项目向导创建STEP 7项目项目（1/3）SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程162.使用项目向导创建使用项目向导创建STEP 7项目项目（2/3）SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程172.使用项目向导创建使用项目向导创建STEP 7项目项目（3/3）SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程183.3.手动创建手动创建STEP 7STEP 7项目项目(1/3)(1/3)SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程193.3.手动创建手动创建STEP 7STEP 7项目项目(2/3)(2/3)所创建的项目，项目名：S7_Pro2SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程203.3.手动创建手动创建STEP 7STEP 7项目项目(3/3)(3/3)在项目S7_Pro2内插入S7-300工作站：SIMATIC 300(1)SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程214.4.硬件组态硬件组态(1/5)(1/5)点击硬件 目录工具，显示硬件目录 展开SIMATIC 300硬件目录，双击Rack-300 子目录下的 Rail 插入一个导轨 硬件目录 所选模块 简要信息 SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程224.4.硬件组态硬件组态(2/5)(2/5)带有插槽的机架（导轨）槽号 模块列表 订货号 输入模块地址 输出模块地址 MPI 子网地址 放置模块型号 版本号 插入插入0 0号导轨：号导轨：（0 0）URURSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程234.4.硬件组态硬件组态(3/5)(3/5)插入各种插入各种S7-300S7-300模块模块 配置电源模块 配置 CPU 配置数字量输入模块 配置数字量输出模块 SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程244.4.硬件组态硬件组态(4/5)(4/5)SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程254.4.硬件组态硬件组态(5/5)(5/5)编译硬件组态（编译硬件组态（完成后的窗口完成后的窗口）系统自动创建系统自动创建程序文件夹程序文件夹包含一个包含一个循环组织块循环组织块OB1SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程26程序编辑窗口程序编辑窗口SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程27在在OB1中编辑中编辑LAD程序程序(1/2)设置组织块（设置组织块（OBOB）属性为）属性为LADLAD方式方式 选择编程语言 SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程28编写梯形图（编写梯形图（LADLAD）程序）程序在在OB1中编辑中编辑LAD程序程序(2/2)SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程29第三章第三章 梯形图编程梯形图编程I 0.0I 0.1Q 4.0Q 4.1SRSQRI 1.2I 1.3M0.0Q 5.3I 0.4I 0.5I 0.4I 0.5Q 4.0SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程30梯形图编程注意事项（梯形图编程注意事项（1/4）1.水平不垂直水平不垂直 梯形图的接点应画在水平线上，不能画在垂直分支上，如图1所示，图(a)中触点3被画在垂直线上，就很难正确识别它与其他触点的关系，及对输出线圈的控制方向。因此，根据自上而下、自左至右的原则，应将图(a)改画成图(b)的形式。图1 梯形图画法之一(a)不正确；(b)正确SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程31梯形图编程注意事项（梯形图编程注意事项（2/4）2.多上串右并联多上串右并联 有串联电路相并联时，应将接点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。有并联电路相串联时，应将接点最多的并联回路放在梯形图的最左边。这种安排程序简洁、语句也少，如图2所示。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程32梯形图编程注意事项（梯形图编程注意事项（3/4）3.线图右边无接点线图右边无接点 不能将接点画在线圈右边，只能在接点的右边接线圈，如图3所示。图3 梯形图画法之三(a)不正确；(b)正确SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程33 4.双线圈输出不可用双线圈输出不可用 如果在同一程序中一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有最后一次才有效，如图4所示。一般不应出现双线圈输出。图4 双线圈输出梯形图编程注意事项梯形图编程注意事项（4/4）SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程34过程映象过程映象字节 0字节 1字节 2:CPU存储器区字节 0字节 1字节 2:PIIPIQ 用户程序CPU存储器区:A I2.0=Q4.3:11I 2.0S 1K 1Q 4.3SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程35循环程序执行循环程序执行执行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输出模块A I 0.1A I 0.2=Q4.0块OB 1循环监视时间的开始启动块(OB 100)上电后执行一次从模块读信号状态，并保存到过程映象区(PII)把过程映象输出表(PIQ)写到输出模块CPU 循环循环输入模块SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程36S7-300模块编址模块编址地址 0.0地址 0.7地址 1.0地址 1.7模块槽号 PS CPUSM SM SMSM SMSMSM SM 1 2 4 56 7 89 10 11 SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程37S7-300数字量模块地址数字量模块地址 根据机架上模块的类型，地址可以为输入根据机架上模块的类型，地址可以为输入(I)(I)或输出或输出(O)(O)。数字数字I/OI/O模块每个槽划占模块每个槽划占4 B(4 B(等于等于3232个个I/OI/O点点)。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程38S7-300模拟量模块地址模拟量模块地址 模拟模拟I/OI/O模块每个槽占模块每个槽占16 B(16 B(等于等于8 8个模拟量通道个模拟量通道)，每个模，每个模拟量输入通道或输出通道的地址总是一个字地址。拟量输入通道或输出通道的地址总是一个字地址。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程39触点与线圈触点与线圈 在在LADLAD（梯形图）程序中，通常使用类似继电器控制电路中的触点符（梯形图）程序中，通常使用类似继电器控制电路中的触点符号及线圈符号来表示号及线圈符号来表示PLCPLC的位元件，被扫描的操作数（用绝对地址或符号的位元件，被扫描的操作数（用绝对地址或符号地址表示）则标注在触点符号的上方，如图所示。地址表示）则标注在触点符号的上方，如图所示。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程401.1.常开触点常开触点 对于常开触点（动合触点），则对对于常开触点（动合触点），则对“1 1”扫描相应操作数。在扫描相应操作数。在PLCPLC中规中规定：若操作数是定：若操作数是“1 1”则常开触点则常开触点“动作动作”，即认为是，即认为是“闭合闭合”的；若操的；若操作数是作数是“0 0”，则常开触点，则常开触点“复位复位”，即触点仍处于打开的状态。，即触点仍处于打开的状态。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程412.2.常闭触点常闭触点 常闭触点（动断触点）则对常闭触点（动断触点）则对“0 0”扫描相应操作数。在扫描相应操作数。在PLCPLC中规定：若中规定：若操作数是操作数是“1 1”则常闭触点则常闭触点“动作动作”，即触点，即触点“断开断开”；若操作数是；若操作数是“0 0”，则常闭触点，则常闭触点“复位复位”，即触点仍保持闭合。，即触点仍保持闭合。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程423.3.输出线圈（赋值指令）输出线圈（赋值指令）输出线圈与继电器控制电路中的线圈一样，如果有电流（信号流）流输出线圈与继电器控制电路中的线圈一样，如果有电流（信号流）流过线圈（过线圈（RLO=RLO=“1 1”），则被驱动的操作数置），则被驱动的操作数置“1 1”；如果没有电流流过线；如果没有电流流过线圈（圈（RLO=RLO=“0 0”），则被驱动的操作数复位（置），则被驱动的操作数复位（置“0 0”）。输出线圈只能出）。输出线圈只能出现在梯形图逻辑串的最右边。现在梯形图逻辑串的最右边。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程43常开和常闭触点，传感器和符号常开和常闭触点，传感器和符号输入端的信号状态检查信号状态“1”符号/指令检查结果检查信号状态“0”符号/指令检查结果有输入端有电压吗?无有无1011LAD:常开触点0LAD:常闭触点 0 1 0 0 1 1 0过程PLC程序中的解释动作不动作传感器是.动作不动作常开触点传感器是.常闭触点SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程44基本逻辑指令：与基本逻辑指令：与,或或 L1(Q 4.0)S1(I 0.0)S2(I 0.1)L2(Q 4.1)电路图I0.0I0.1Q 4.0Q 4.1LADI0.2I0.3Q 4.2L3(Q 4.2)S3(I 0.2)S4(I 0.3)ORANDSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程45信号流取反指令信号流取反指令I 0.0I 0.1NOTQ 4.0LAD 信号流取反指令的作用就是对逻辑串的信号流取反指令的作用就是对逻辑串的RLORLO值进行取反。下图程序当值进行取反。下图程序当输入位输入位I0.0I0.0和和I0.1I0.1同时动作时，同时动作时，Q4.0Q4.0信号状态为信号状态为“0 0”；否则，；否则，Q4.0Q4.0信号信号状态为状态为“1 1”。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程46赋值，置位，复位赋值，置位，复位(S)Q 4.1I 1.2I 1.3置位(R)Q 4.1I 1.4复位I 1.5()Q 4.0I 1.0I 1.1赋值LADSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程47触发器的置位触发器的置位 /复位复位复位优先SRSQRI1.2I1.3M5.7Q 5.3置位优先RSRQSI1.3I1.2M5.7Q 5.3LADSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程48RLO-边沿检测边沿检测PI1.0I1.1M1.0M8.0NI1.0I1.1M1.1M8.1I1.0I1.1RLOM1.0M8.0M8.1M1.1OB1-循环SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程49信号信号-边沿检测边沿检测I1.1M8.0POSM_BITM1.0QI1.0I1.1M8.1NEGM_BITM1.1QI1.0I1.0I1.1M1.0M8.0M8.1M1.1OB1-周期SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程50定时器：接通延时定时器：接通延时(SD)SD)LADT4S_ODTTVSQBCD BIRI0.7I0.5S5T#35sQ4.5MW0S处的RLO R处的RLO 定时器操作QSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程51定时器定时器:带保持接通延时带保持接通延时(SS)SS)LADT4S_ODTSTVSQBCD BIRI0.7I0.5S5T#35sQ4.5MW0QW6S处的RLOR处的RLO定时器操作QSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程52 定时器：关断延时定时器：关断延时(SF)SF)LADT4S_OFFDTTVSQBCD BIRI0.7I0.5S5T#35sQ4.5MW0S处的RLOR处的RLO定时器操作QSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程53定时器：脉冲定时器：脉冲(SP)SP)S处的RLOR处的RLO定时器 操作QMW0LADT4S_PULSETVSQBCD BIRI0.7I0.5S5T#35sQ4.5SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程54定时器：扩展脉冲定时器：扩展脉冲(SE)SE)LADT4S_PEXTTVSQBCD BIRI0.7I0.5S5T#35sQ4.5MW0QW6S处的RLOR处的RLO定时器操作QSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程55五种类型定时器总览五种类型定时器总览tS_PULSE输出信号SP（脉冲定时器）输入信号tS_PEXT输出信号SE（扩展脉冲定时器）tS_ODT输出信号SD（延时接通定时器）tS_ODTS输出信号SS（保持型延时接通定时器）tS_OFFDT输出信号SF（延时断开定时器）SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程56第四章第四章 下载和调试程序下载和调试程序 为了测试前面我们所完成的为了测试前面我们所完成的PLCPLC设计项目，必须将程序和模块信息设计项目，必须将程序和模块信息下载到下载到PLCPLC的的CPUCPU模块。要实现编程设备与模块。要实现编程设备与PLCPLC之间的数据传送，首先应之间的数据传送，首先应正确安装正确安装PLCPLC硬件模块，然后用编程电缆（如硬件模块，然后用编程电缆（如USB-MPIUSB-MPI电缆、电缆、PROFIBUSPROFIBUS总线电缆）将总线电缆）将PLCPLC与与PG/PCPG/PC连接起来。连接起来。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程571.1.下载程序及模块信息下载程序及模块信息(1/2)(1/2)具体步骤具体步骤如下：如下：启动启动SIMATIC ManagerSIMATIC Manager，并打开，并打开My_pro1My_pro1项目；项目；单击仿真工具按钮单击仿真工具按钮 ，启动，启动S7-PLCSIMS7-PLCSIM仿真程序；仿真程序；将将CPUCPU工作模式开关切换到工作模式开关切换到STOPSTOP模式；模式；在项目窗口内选中要下载的工作站在项目窗口内选中要下载的工作站 ；执行菜单命令执行菜单命令【PLCPLC】【DownloadDownload】，或单击鼠标右键执行，或单击鼠标右键执行快捷菜单命令快捷菜单命令【PLCPLC】【DownloadDownload】将整个将整个S7-300S7-300站下载到站下载到PLCPLC。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程581.1.下载程序及模块信息下载程序及模块信息(2/2)(2/2)启动仿真工具启动仿真工具S7-PLCSIMS7-PLCSIMSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程592.2.用用S7-PLCSIMS7-PLCSIM调试程序调试程序(1/3)(1/3)插入仿真变量插入仿真变量 I0.7 I0.1 I0.0 Q4.7 Q4.1 Q4.0 SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程602.2.用用S7-PLCSIMS7-PLCSIM调试程序调试程序(2/3)(2/3)激活监视状态激活监视状态SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程612.2.用用S7-PLCSIMS7-PLCSIM调试程序调试程序(3/3)(3/3)程序的运行状态程序的运行状态SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程62绝对寻址和符号寻址绝对寻址和符号寻址A（O I 1.0O Q 5.0)AN I 1.1=Q 5.0A（O“SB1O“KM)ANSB2=KM(最多 80 个字符)(最多 24 个字符)SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程63编辑符号表编辑符号表(1/2)(1/2)方法方法1 1：从从LAD/STL/FBDLAD/STL/FBD编辑器打开符号表编辑器打开符号表 SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程64编辑符号表编辑符号表(2/2)(2/2)方法方法2 2：从从SIMATICSIMATIC管理器打开符号表管理器打开符号表 SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程65在在 LAD/STL/FBD 编辑器中编辑符号编辑器中编辑符号SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程66地址M0.7M0.0MB0MB1MW0MB2MB3MW2MD0高字节低字节在MD0中，MB0是高字节，MB3是低字节。在MW0中，MB0是高字节，MB1是低字节。位寻址 M0.7字节寻址 MB0字寻址 MW0双字寻址 MD0SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程67根据逻辑图画出梯形图根据逻辑图画出梯形图 cfdaebedfANDabeORcdfANDefdSIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程68启动和自锁程序 程序功能：输入X0闭合时，输出Y0闭合且自锁。只有在X1闭合时，其动断触点打开，Y0断开。其时序图如下。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程69PLCPLC实例：正反转的控制线路实例：正反转的控制线路按钮和接触器双重互锁控制电路按钮和接触器双重互锁控制电路PLCPLC接线及梯形图接线及梯形图SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程70机组启动、停车联锁梯形图编程。启动条件：a）I0.0 润滑油泵运行（1=泵运行）；b）I0.1 润滑油压力不低（1=压力正常）。停车条件：a）I0.0 润滑油泵停（0=泵停）；b）I0.1 润滑油压力低（0=压力低）；c）I0.2 机组振动大（0=振动大）I1.0：启动按钮（1=启动）；I1.1：停车按钮（1=停止）；Q4.0：机组启动信号，停止信号。练习练习1 1：机组启动停止：机组启动停止SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程71练习练习2 2：两条运输带的控制两条运输带的控制I1.0I1.1Q5.0Q5.15s5sM2Q5.02号运输带M1Q5.11号运输带SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程72压缩机主电机允许启动联锁一、停机联锁，联锁停机后L01指示灯亮及蜂鸣器BUZ响（可消音）：1、电机定子温度高高报警（由S1、S2和S3组成三取二联锁方式，0状态时触发报警联锁，S1、S2和S3拨上为1状态）；2、润滑油压力低报警（S4=0时延时5秒后触发报警联锁）；3、按下紧急停机按钮SB1（SB1按钮被按下时停机）。注意注意：产生停机联锁后，仅在所有联锁恢复正常，且按下复位按钮SB2后，L01指示灯才会灭。二、主电机允许启动条件，条件满足后L02指示灯以周期为1秒的频率闪烁：1、润滑油压力不低报警（L04灯不亮）;2、盘车机构脱开（S5=1）；3、机身温度正常（S6=1）；4、没有停机联锁信号。三、辅助开关按钮指示灯：1、润滑油压力低报警旁路开关S7（1=旁路）；2、主电机定子温度高高报警旁路开关S8（1=旁路）；3、联锁停机复位按钮SB2（1=复位）；4、消音按钮SB3（1=消音）；5、电机定子温度高高报警（三取二联锁方式后）指示灯L03会亮；6、润滑油压力低报警（5秒延时触发联锁后）指示灯L04会亮；7、指示灯测试按钮SB4，长按SB4，指示灯L01、L02、L03和L04亮。SIMATIC STEP72024/5/17梯形图编程73谢谢谢谢