1.4 S7-200 SMART PLC编程软件应用快速入门_PLC与触摸屏、变频器、组态软件应用一本通-QQ阅读中文幻言网

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1.4　S7-200 SMART PLC编程软件应用快速入门

STEP 7-Micro/WIN SMART是西门子公司专门为S7-200 SMART PLC设计的编程软件，其功能强大，可在Windows XP SP3和Windows 7操作系统上运行，支持梯形图、语句表、功能块图3种语言，可进行程序的编辑、监控、调试和组态。

本书以STEP 7-Micro/WIN SMART V2.1编程软件为例，对相关知识进行讲解。

1.4.1　STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件的界面

STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件的界面如图1-5所示，主要包括快速访问工具栏、导航栏、项目树、菜单栏、程序编辑器、窗口选项卡和状态栏。

图1-5　STEP 7-Micro/WIN SMART操作界面

（1）快速访问工具栏

快速访问工具栏位于菜单栏的上方，如图1-6所示。点击“快速访问文件”按钮，可以简捷快速地访问“文件”菜单下的大部分功能和最近文档。单击“快速访问文件”按钮出现的下拉菜单如图1-7所示。快速访问工具栏上的其余按钮分别为新建、打开、保存和打印等。

此外，点击还可以自定义快速访问工具栏。

图1-6　快速访问工具栏

（2）导航栏

导航栏位于项目树的上方，导航栏上有符号表、状态图表、数据块、系统块、交叉引用和通信几个按键，如图1-8所示。点击相应按键，可以直接打开项目树中的对应选项。

图1-7　快速访问工具栏的下拉菜单

图1-8　导航栏

编者心语

① 符号表、状态图表、系统块和通信几个选项非常重要，读者应予以重视。符号表对程序起到注释作用，以增加程序的可读性；状态图表用于调试时监控变量的状态；系统块用于硬件组态；通信按钮设置通信信息。

② 各按键的名称读者无需背会，将鼠标放在按键上，就会出现它们的名称。

（3）项目树

项目树位于导航栏的下方，如图1-9所示。项目树有两大功能：组织编辑项目和提供指令。

图1-9　项目树

① 组织编辑项目

◆ 双击“系统块”或“”，可以进行硬件组态。

◆ 单击“程序块”文件夹前的，“程序块”文件夹会展开。右键可以插入子程序或中断程序。

◆ 单击“符号表”文件夹前的，“符号表”文件夹会展开。右键可以插入新的符号表。

◆ 单击“状态表”文件夹前的，“状态表”文件夹会展开。右键可以插入新的状态表。

◆ 单击“向导”文件夹前的，“向导”文件夹会展开，操作者可以选择相应的向导。常用的向导有：运动向导、PID向导和高速计数器向导。

② 提供相应的指令

单击相应指令文件夹前的，相应的指令文件夹会展开，操作者双击或拖拽相应的指令，该指令会出现在程序编辑器的相应位置。

此外，项目树右上角有一小钉，当小钉为竖放“”时，项目树位置会固定；当小钉为横放“”时，项目树会自动隐藏。小钉隐藏时，会扩大程序编辑器的区域。

（4）菜单栏

菜单栏包括文件、编辑、视图、PLC、调试、工具和帮助7个菜单项，前6个菜单的展开，如图1-10所示。

图1-10　菜单各项的下拉菜单

（5）程序编辑器

程序编辑器是编写和编辑程序的区域，如图1-11所示。程序编辑器主要包括工具栏、POU选择器、POU注释、程序段注释等。其中，工具栏详解如图1-12所示。POU选择器用于主程序、子程序和中断程序之间的切换。

（6）窗口选项卡

窗口选项卡可以实现变量表窗口、符号表窗口、状态表窗口、数据块窗口和输出窗口的切换。

（7）状态栏

状态栏位于主窗口底部，提供软件中执行的操作信息。

图1-11　程序编辑器

图1-12　工具栏详解

1.4.2　项目创建与硬件组态

（1）创建与打开项目

① 创建项目

创建项目常用的有2种方法：

a．单击菜单栏中的“文件→新建”；

b．单击“快速访问文件”按钮，执行“新建”。

② 打开项目

打开项目常用的也有2种方法：

a．单击菜单栏中的“文件→打开”；

b．单击“快速访问文件”按钮，点击“打开”。

（2）硬件组态

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。

硬件配置前，首先打开系统块。打开系统块有2种方法：

a．双击项目树中的系统块图标；

b．单击导航栏中的系统块按钮。

系统块打开的界面，如图1-13所示。

图1-13　系统块打开的界面

◆ 系统块表格的第一行是CPU型号的设置；在第一行的第一列处，可以单击图标，选择与实际硬件匹配的CPU型号；在第一行的第三列处，显示的是CPU输入点的起始地址；在第一行的第四列处，显示的是CPU输出点的起始地址；两个起始地址均自动生成，不能更改；在第一行的第五列处，是订货号，选型时需要填写。

◆ 系统块表格的第二行是信号板的设置；在第二行的第一列处，可以单击图标，选择与实际信号板匹配的类型；信号板有通信信号板、数字量扩展信号板、模拟量扩展信号板和电池信号板。

◆ 系统块表格的第三行至第八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。

某系统硬件选择了CPU ST30、1块模拟量输出信号板、1块4点模拟量输入模块和1块8点数字量输入模块，请在软件中做好组态，并说明所占的地址。

解析：硬件组态结果，如图1-14所示。

图1-14　硬件组态举例

a．CPU ST30的输入点起始地址为I0.0，占IB0和IB1两个字节，还有I2.0、I2.1两点（注意不是整个IB2字节，当鼠标在CPU型号这行时，按图1-15方法确定实际的输入点）。CPU ST30的输出点起始地址为Q0.0，占QB0一个字节，还有Q1.0～Q1.3四点，确定方法如图1-16所示。

b．SB AQ01（1AQ）只有1个模拟量输出点，模拟量输出起始地址AQW12。

c．EM AE04（4AI）的模拟量输入点起始地址为AIW16，模拟量输入模块共有4路通道，此后地址为AIW18、AIW20、AIW22。

d．EM DE08（8DI）的数字量输入点起始地址为I12.0，占IB12一个字节。

图1-15　实际输入点的确定

图1-16　实际输出点确定

编者心语

① S7-200 SMART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。

② 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）相关参数设置

① 组态数字量输入

a．设置滤波时间

S7-200 SMART PLC可允许为数字量输入点设置1个延时输入滤波器，通过设置延时时间，可以减小因触点抖动等因素造成的干扰。具体设置如图1-17所示。

图1-17　组态数字量输入

b．脉冲捕捉设置

S7-200 SMART PLC为数字量输入点提供脉冲捕捉功能，脉冲捕捉可以捕捉到比扫描周期还短的脉冲。具体设置如图1-17所示，勾选脉冲捕捉即可。

② 组态数字量输出

a．将输出冻结在最后一个状态

具体设置如图1-18所示。

关于“输出冻结在最后一个状态”的理解：若Q0.1最后1个状态是1，那么CPU由RUN转为STOP时，Q0.1的状态仍为1。

b．强制输出设置

具体设置如图1-19所示。

图1-18　“输出冻结在最后一个状态”的设置

图1-19　强制输出设置

③ 组态模拟量输入

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1-20所示。

图1-20　组态模拟量输入

④ 组态模拟量输出

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

具体设置如图1-21所示。

编者心语

① S7-200 PLC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。

② 模拟量模块带有超限、断线和断电提示，如发生红灯闪烁，请考虑这几种情况。

（4）启动模式组态

打开“系统块”对话框，在选中CPU时，点击“启动”，操作者可以对CPU的启动模式进行选择。CPU的启动模式有3种，即STOP、RUN和LAST，操作者可以根据自己的需要进行选择。具体操作如图1-22所示。

图1-21　组态模拟量输出

图1-22　启动模式设置

1.4.3　程序编辑、传送与调试

（1）程序编辑

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。

程序输入常用的两种有方法，具体如下。

a．用程序编辑器中的工具栏进行输入

点击按钮，出现下拉菜单，选择，可以输入常开触点；

点击按钮，出现下拉菜单，选择，可以输入常闭触点；

点击按钮，可以输入线圈；

点击按钮，可以输入功能框；

点击按钮，可以插入分支；

点击按钮，可以插入向下垂线；

点击按钮，可以插入向上垂线；

点击按钮，可以插入水平线。

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，如I0.0、Q0.1、T37等。

b．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。

将图1-23所示梯形图程序，输入到STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件中。输入结果如图1-24所示。

图1-23　梯形图输入案例

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1-24（a）；单击程序编辑器工具栏上的触点按钮，会出现一个下拉菜单，选择常开触点，在矩形光标处会出现一个常开触点，见图1-24（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1-24（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1-24（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1-24（e）。

单击工具栏上的线圈按钮，会出现一个下拉菜单，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1-24（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1-24（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1-24（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1-24（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1-24（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。

图1-24　梯形图输入案例的具体步骤

解法二：和解法一基本相同，只不过点击工具栏按钮换成了按快捷键，故这里不再赘述。

（2）程序描述

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。程序描述包括3个方面，分别是POU注释、程序段注释和符号表。其中，以符号表最为重要。

① POU注释：显示在POU中第一个程序段上方，提供详细的多行POU注释功能。每条POU注释最多可以有4096个字符。这些字符可以是中文，也可是英文，主要对整个POU功能等进行说明。

② 程序段注释：显示在程序段上边，提供详细的多行注释附加功能。每条程序段注释最多可以有4096个字符。这些字符可以是中文，也可是英文。

③ 符号表：

a．符号表的打开有三种方法。

◆ 单击导航栏中的“符号表”按钮；

◆ 执行“视图→组件→符号表”；

◆ 双击项目树中的“符号表”文件夹图标，打开符号表；

通过以上的方法，均可以打开符号表。

b．符号表组成：符号表由表格1、系统符号表、POU符合表和I/O符号表4部分组成，如图1-25所示。

图1-25　符号表

表格1是空表格，可以在符号和地址列输入相关信息，生成新的符号，对程序进行注释；POU符号表为只读表格，可以显示主程序、子程序和中断程序的默认名称；系统符号表中可以看到特殊存储器SM的符号、地址和功能；I/O符号表中可以看到输入输出的符号和地址。

c．例说符号的生成、符号信息表和显示方式。

对图1-23这段程序进行注释。

解析：用表格1注释前，先把系统默认输入输出注释I/O符号表删除，否则程序仍按系统默认的情况来注释。

◆ 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”列可以进一步详细注释，最多可注释79个字符。图1-23的注释信息填完后，点击符号表中的，将符号应用于项目。

◆ 显示方式

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1-26所示。

图1-26　显示方式调节

图1-27　图1-23的最终注释结果

◆ 符号信息表

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1-23的最终注释结果如图1-27所示。

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1-27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。

（3）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，输入程序就可编译了。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1-28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，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1-28　编译后出现的错误信息

（4）程序下载

在下载程序之前，必须先保证S7-200 SMART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：a.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；b.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1-29所示。点击“网络接口卡”后边的，会出现下拉菜单，本例选择了，之后点击左下角“查找”按钮，CPU的地址会被搜上来，S7-200 SMART PLC默认地址为“192.168.2.1”，点击“闪烁指示灯”按钮，硬件中的STOP、RUN和ERROR指示灯会同时闪烁，再按一下，闪烁停止，这样做的目的是当有多个CPU时，便于找到你所选择的那个CPU。