西门子PLC培训课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,西门子系统PLC培训课件,授课人：林鑫,9/23/2024,1,培训计划,第,1,讲,PLC,系统简介,第,2,讲,S7-400,系列,PLC,的硬件系统介绍,第,3,讲,S7-400,系列,PLC,的软件系统介绍,第,4,讲 现场总线仪表,9/23/2024,2,PLC,系统简介,PLC,的基本概念及应用范围,PLC,的系统组成及监控网络的系统组成,9/23/2024,3,PLC,的基本概念,根据,IEC,（国际电工委员会）标准，给,PLC,下的定义：,可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。,9/23/2024,4,PLC,的应用范围,6,号炉：为双冗余系统,新热化,老热化,新高温水,热网系统,9/23/2024,5,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。,9/23/2024,6,PROFIBUS-PA,总线,PS407,CPU414-3,CP 443-1,CP 443-5,CP 443-5,CP 443-1,PS307,IM153,CP 443-1,DI,DI,DO,DO,1#,DP/PA,耦合器,2#,DP/PA,耦合器,+P,-P,+P,-P,IM157,PS307,去计算机,PS307,IM153,CP 443-1,AI,AI,AI,AO,9/23/2024,7,PLC,的处理过程,CPU,将输出控制的信息发送到输出模块。,CPU,将输入信息通过信号模块采集上来。,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,。,利用,CP443-1,采用工业以太网协议跟计算机通讯。,9/23/2024,8,SIMATIC S7-400,工业以太网,工程师站,操作员站,西门子交换机,PROFIBUS,温度、压力变送器等,执行器,现场设备等,热网系统监控系统组成,9/23/2024,9,SIMATIC S7-400,工程师站,PROFIBUS,温度、压力变送器等,执行器,SIMATIC S7-300,PROFIBUS,（,DP,线）,新高温水监控系统组成,9/23/2024,10,PLC,的硬件系统介绍,CPU,模块,信号模块,电源模块,接口模块,其他模块,9/23/2024,11,CPU,模块,我厂使用的,CPU,型号,状态与故障显示,LED,9/23/2024,12,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。,9/23/2024,13,我厂使用的,CPU,型号,设备,型号,备注,6,号炉,CPU 414H,双冗于系统,新高温水,CPU 414H,只有一个,CPU,新热化,CPU414-3,老热化,CPU414-3,热网系统,CPU414-3,9/23/2024,14,指,示,灯,颜,色,说,明,INTF,红色,内部故障，例如用户程序运行超时,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,绿色,运行模式,STOP,黄色,停止模式,BUS1F,红色,MPI/PROFIBUS-DP,接口,1,的总线故障,状态与故障显示,LED,9/23/2024,15,状态与故障显示,LED,指,示,灯,颜,色,说,明,BUS2F,红色,MPI/PROFIBUS-DP,接口,2,的总线故障,MSTR,黄色,CPU,处理,I/O,，仅用于,CPU 41X-4H,REDF,红色,冗余错误，仅用于,CPU 41X-4H,RACK0,黄色,CPU,在机架,0,中，仅用于,CPU 41X-4H,RACK1,黄色,CPU,在机架,1,中，仅用于,CPU 41X-4H,IFM1F,红色,接口子模块,1,故障,IFM2F,红色,接口子模块,2,故障,9/23/2024,16,信号模块,数字量信号模块,模拟量信号模块,9/23/2024,17,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,供电电压：,24V,电压,9/23/2024,18,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。,备注：除非特殊情况，否则在设备运行期间不进行操作。,9/23/2024,19,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,9/23/2024,20,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。,9/23/2024,21,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,9/23/2024,22,模拟量输入模块的输入信号种类用安装在模块侧面的量程卡来设置。量程卡安装在模拟量输入模块的侧面，每两个通道为一组，共用一个量程卡。,如果需要更改量程，必须重新调整量程卡，以更改测量信号的类型和测量范围。,量程卡可以设定为“,A”,、“,B”,、“,C”,、“,D”,四个位置，各种测量信号类型和测量范围的设定在模拟量模块上有相应的标记指示，可以根据需要进行设定和调整。,9/23/2024,23,量程卡设置,测量方法,量程,A,电压, 1000mV,B,电压, 10V,C,4,线变送器电流,420mA,D,2,线变送器电流,420mA,9/23/2024,24,模拟量输出模块（,AO,）,功能：模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器。,类型：,4,通道模拟量输出模块和,8,通道模拟量输出模块，提供有电压和电流两种类型的信号输出。,供电电压：,24V,电压,9/23/2024,25,电源模块,PS407,PS407,电源模块将,AC230V,电压转换成,DC24V,电压，为中央机架上的,CPU,及输入,/,输出模块供电，输出电流额定值有,4A,、,10A,、,20A,。,PS307,PS307,电源模块将,AC230V,电压转换成,DC24V,电压，为扩展机架上的模块供电，输出电流额定值有,2A,、,5A,、,10A,。,9/23/2024,26,接口模块,IM153,、,IM157,CPU,模块所在的机架称为中央机架，如果一个机架不能容纳全部模块，可以增设一个或多个扩展机架。接口模块用来实现中央机架与扩展机架之间的通信，有的接口模块还可以为扩展机架供电。,现场使用,DP-LINK,用,153,，,DP/PA,LINK,用,157,；目前西门子力推新的,IM153,，即将,ET200M,、,DP,LINK,、,DP/PA,LINK,三个的接口模块统一为,IM153,，此时可以互换。,9/23/2024,27,通信处理器,CP443-1,、,CP443-5,通讯处理器用于,PLC,之间、,PLC,与远程,I/O,之间、,PLC,与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将,PLC,接入,MPI,、,PROFIBUS-DP,和工业以太网，或者用于实现点对点通信等。,CPU,模块集成有,MPI,通信接口，有的还集成了其他通信接口。,9/23/2024,28,PLC,的软件系统介绍,软件安装,SIMATIC,管理器,WINCC,组态软件介绍,9/23/2024,29,PCS 7,的软件安装,PCS 7,操作系统需求,PCS 7,硬件需求,PCS 7,安装,9/23/2024,30,PCS 7,操作系统需求,WINDOWS 2000 PROFESSIONAL SP4,英文版,SQL Server 2000,Internet Explorer 6.0,及以上版本,Microsoft,消息队列服务组件,MS Service Packs&Tools(2000,系统补丁包,),PCS7 Toolset V6.1,9/23/2024,31,PCS 7,硬件需求,能运行,Windows 2000,或,Windows XP,的,PG,或,PC,机,:,CPU,主频至少为,600MHz,；,内存至少为,1G,；,硬盘剩余空间在,600MB,以上；,具备,CD-ROM,驱动器和软盘驱动器；,显示器支持,32,位、,1024768,分辨率；,具有,CP1613,、,CP5611,或,MPI,接口卡。,9/23/2024,32,STEP 7,的安装（,1,）,选择安装语言及安装程序,9/23/2024,33,自定义安装方式,STEP 7,的安装（,2,）,9/23/2024,34,STEP 7,的安装（,3,）,提示安装授权,9/23/2024,35,PG/PC,接口设置,存储卡参数设置,STEP 7,的安装（,4,）,9/23/2024,36,授权管理,安装完成后，在,Windows,的开始菜单中找到,【,SIMATIC】【License,Management】【Automation,License Manager】,，启动,Automation License Manager,。,STEP 7,的安装（,5,）,9/23/2024,37,已经安装的,STEP7,软件,STEP 7,的安装（,6,）,9/23/2024,38,STEP 7,的安装（,7,）,已经授权的,STEP7,软件,9/23/2024,39,STEP7,硬件目录更新设置,STEP 7,的安装（,8,）,9/23/2024,40,STEP 7,具有以下功能：,硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和,维护、文件建档、运行和诊断功能等。,STEP 7,的所有功能均有大量的在线帮助，用鼠标打开或选中某一对象，按,F1,可以得到该对象的在线帮助。,在,STEP 7,中，用项目来管理一个自动化系统的硬件和软,件。，,STEP 7,用,SIMATIC,管理器对项目进行集中管理。,STEP 7,的功能,9/23/2024,41,SIMATIC,管理器,启动,SIMATIC,管理器,STEP 7,项目结构,备份和恢复程序,9/23/2024,42,启动,SIMATIC,管理器,启动,SIMATIC,管理器,9/23/2024,43,SIMATIC,管理器菜单和工具栏,状态栏,标题栏,菜单栏,工具栏,任务栏,9/23/2024,44,打开工程,9/23/2024,45,STEP 7,项目结构,SIMATIC Manager,是,PCS7,的核心应用程序，使用它，我们可以访问所有其他用以建立,PCS7,项目的应用程序，,SIMATIC Manager,是建立整个项目的起点。,第,1,层：项目 项目代表了自动化解决方案中的所有数据和程序的整体，它位于对象体系的最上层。,第,2,层：子网、站,SIMATIC 300/400,站用于存放硬件组态和模块参数等信息，站是组态硬件的起点。,第,3,层和其他层：与上一层对象类型有关。,9/23/2024,46,SIMATIC,管理器界面,9/23/2024,47,备份和恢复程序,何时备份程序：大、小修时备份程序，数据改动时备份程序。在备份程序时应该保证除,SIMATIC,管理器外，无其他程序在运行。,何时恢复程序：程序不正常运行时，恢复程序。在恢复程序时若当前有,PCS7,程序在运行中，必须退出 。,9/23/2024,48,备份程序,用,SIMATIC Manager,里,File,菜单下“,Archive”,可以打开“,Archiving”,窗口，选择最右边的一个名为“,Multiprojects,”,的选项卡，当前程序会显示在这个列表里，选择它，并按下“,OK”,按钮。,9/23/2024,49,备份程序,接着程序会打开选择备份路径的对话框，选择要备份的路径，并给出备份名称，点击“,Save”,按钮即可。注意不要随意改变备份的保存类型，默认为“,PKZip,4.0-Archive(*.zip)”,好了。,9/23/2024,50,恢复程序,从,File,菜单里选择“,Retrieve”,，从打开的选择文件框里找到事先备份好的备件文件，并点击“,Open”,按钮。,9/23/2024,51,系统会出现“,Select destination directory”,窗口，从里面选择要恢复的目标路径，点击“,OK”,按钮即可。,恢复程序,9/23/2024,52,WINCC,组态软件,WinCC,项目开发和组态环境,WinCC,的实时运行,启动,WINCC,程序,9/23/2024,53,WINCC,组态软件,9/23/2024,54,WINCC,组态软件,德国西门子公司的,SIMATIC,WinCC,组态软件是数据采集监控系统,SCADA,的软件平台工具，它对工业控制系统中的各种资源（设备、标签量、画面等）进行配置和编辑，处理事件报警和系统报警，提供多种数据通信驱动程序，完成各类报表的生成和打印输出。而且还给用户提供多种脚本语言，可以进行二次开发。还有对实时数据的归档和对历史归档数据的查讯功能等。,9/23/2024,55,WinCC,项目开发和组态环境,为了开发和组态项目，,WinCC,提供了一组特殊的编辑器，由,WinCC,的浏览（,Explorer,）访问这些编辑器。所提供的每一个编辑器能对,WinCC,某一个专门的子系统进行组态。,WinCC,的主要子系统有：,图形系统 图形设计器是用来建立屏幕图形的编辑器；,报警系统 命名报警登录的编辑器是用来组态报警的；,9/23/2024,56,WinCC,项目开发和组态环境,归档系统 用来对指定的数据进行归档的编辑器，取名标签登录；,报告系统 报告设计器是用来编辑建立一个报告格式；,通信系统 能直接在,WinCC,的浏览器中进行组态；,所有的组态数据都存储在,CS,的数据库中。,9/23/2024,57,WinCC,的实时运行,通过应用实时运行软件（,runtime,）,操作员能运行和监视一个实际的过程，实时运行软件具有以下任务：,读取存储在,CS,数据库中的数据；,显示屏幕；,与自动化系统通信；,对当前的实时数据，例如，过程值和报警事件，进行归档；,过程的实时运行，例如，指定设定值，激活、去激活过程。,9/23/2024,58,启动,WinCC,9/23/2024,59,WinCC,浏览器对话框,点击黑色三角（,Activate,），将当前程序启动。,程序启动后，需用操作员权限予以登录。,9/23/2024,60,所属机器,WINCC,用户名,WINCC,密码,6,号炉,mands,123456,热化,super,123456,热网,cccc,123456,新高温水,dddd,654321,操作员用户名及密码,9/23/2024,61,总线仪表,现场总线技术概念,Profibus,PA,9/23/2024,62,现场总线技术概念,根据国际电工委员会（,IEC,）的定义，现场总线是,安装在生产过程区域的现场设备仪表与控制室内的自动化控制装置系统之间的一种串行，数字式，多点通信的数据总线,或者说，现场总线是以单个分散的数字化，智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统其中，生产过程应包括断续生产过程和连续生产过程现场设备仪表指位于现场层的传感器，驱动器执行机构等设备因此，现场总线是面向工厂底层自动化及信息集成的数字化网络技术,9/23/2024,63,PROFIBUS-PA,适用于过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据传输， 使用扩展的,PROFIBUS-DP,协议。,PROFIBUS-DP,特别适合于,PLC,与现场级分布式,I/O,设备之间的通讯，传输速率较高。,PA,表将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位等变送器等现场设备连接起来，用来替代,420mA,的模拟技术。,PROFIBUS-PA,段与,PROFIBUS-DP,总线段之间通过耦合器连接，可以实现两段间的透明通信。,Profibus,-PA,9/23/2024,64,故障处理方法,：,（,1,）,PA,表与上位机通讯时改不了地址。把,FM157,断电后可更改。,（,2,）,PA,表在,HW,中在线看没有错误，但仅,PDM,时提示连接通讯不上。在,HW,中编译下装一次就好了 可通讯上。,（,3,）,PA,表温度过高时,i,，认为此时测量值是不可信任的，人机界面会显示灰。程序里,QBAD,为,1,。,（,4,）在,PDM,及,HW,及,CFC,中,PA,表都正常，但人机界面显示灰色，把,FM157,断电后就好了。,PA,表故障处理的方法,9/23/2024,65,