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西門子S7系統(tǒng)PLC的符號編程基礎介紹

一、系統(tǒng)存儲區(qū)

S7的系統(tǒng)存儲區(qū)集成在CPU中，不能被擴展。系統(tǒng)存儲區(qū)根據功能分為不同的區(qū)域供用戶使用。在用戶程序中使用相應的指令可以在相應的地址區(qū)內直接對數(shù)據進行尋址。

1．輸入過程暫存區(qū)（I）

2．輸出過程暫存區(qū)（Q）

3．位存儲區(qū)（M）

4．外部輸入輸出（PI/PQ）

5．計時器（T）

6．計數(shù)器（C）

7．數(shù)據塊（DB）

8．局部數(shù)據（L）

二、地址尋址

什么是地址尋址？

1.位尋址

2.字節(jié)尋址

3.字尋址

4.雙字尋址

三、符號地址尋址

1.       全局符號

在符號編輯器中定義的符號。

2.       局部符號

局部符號是在程序塊中變量申明區(qū)中定義，定義的對象也只限于本塊的塊參數(shù)、靜態(tài)數(shù)據和臨時數(shù)據等，且所定義的符號只在本程序塊中有效。

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加電時加載?；竟δ馨ǎ?

• SIMOTION 運行系統(tǒng)
  • 符合 IEC61131 的帶集中語言的用戶可編程序
  • 各種程序執(zhí)行方式（循環(huán)、順序、事件驅動）
  • PLC 和算術功能
  • 通訊和管理功能
  • 運動控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驅動個控制軟件
  • SIMOTION D410-2：
    電流/轉速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），適用于多 1 個伺服軸、1 個矢量軸或 1 個 V/f 軸
  • SIMOTION D4x5-2：
    多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸的電流/轉速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），饋電閉環(huán)控制（調節(jié)型電源模塊）
• 測試及診斷工具

如果需要，此基本功能可通過可加載的技術軟件包進行擴展。

位置控制的驅動器運動控制

• 集成變頻調速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率單元可通過 DRIVE-CLiQ 接口進行連接；對于 SIMOTION D410-2，也可通過集成的 PM-IF 接口進行連接。
• 帶數(shù)字設定值接口的驅動:
  SIMOTION D 通過帶 PROFI 驅動裝置的 PROFIBUS DP／PROFINET 輸入輸出，使位置控制動作可控制具有數(shù)字設定點接口。
• 帶模擬量設定點接口的驅動，例如，用于改裝或液壓應用：
  使用 ADI 4（ 4 軸模擬驅動接口）或 IM 174（ 4 軸接口模塊）模塊，可連接帶模擬量 ± 10V 整定值接口的變頻調速柜。IM 174 同樣可連接帶脈沖方向接口連接的步進電機。
  所有模塊均連接 PROFIBUS DP下述裝置可連接一個 ADI 4 或 IM 174 模塊：
  • 4個驅動裝置
  • 4 編碼器
  • 數(shù)字量輸入和輸出

SIMOTION 技術功能包

SIMOTION 的一個特性就是，它的基本功能可通過裝載技術功能包來擴展，如：

• 帶技術功能的運動控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／電子驅動裝置
  • CAM－－凸輪
  • PATH – 路徑插補（不適用于 D410-2）
• 溫度控制器– TControl
• DPM – 直接產品運動
• MIIF – 多用途信息接口

由于技術功能具有模塊化許可，僅需支付實際將會使用的部分。

性能

硬件支持的浮點運算能夠有效使用復雜運算功能。

快速指令執(zhí)行在中等到高等性能中開辟了全新的應用可能性。

配置／參數(shù)確定／編程

SIMOTION SCOUT是一個有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數(shù)化，到編程，再到測試及診斷的所有工程步驟的集成系統(tǒng)。提示、使用對話框以及向導的圖形操作提示，以及用于編程的，基于測試的圖形語言，顯著減少了熟悉及練習時間。

操作員控制和監(jiān)視 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設備進行用戶友好的數(shù)據交換的通訊。

操作員控制與監(jiān)視可使用 TP（觸摸面板）、OP（操作員面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 設備來完成。

這些設備可通過 PROFIBUS、工業(yè)以太網或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連，并可使用 WinCC flexible 進行組態(tài)。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個 SIMOTION 通道，作為標準，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信軟件，可于從其它基于 Windows 的人機界面（HMI）系統(tǒng)訪問一個開放的、標準的 OPC 接口。

SIMOTION IT 維護和診斷功能

SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個集成 Web 器，可在該器上存儲用戶專用 Web 頁面等。

可對控制單元變量進行讀寫訪問。通過 Java Script 或 Applet，也可在 Web 頁面中執(zhí)行有效的操作與顯示功能，這些功能可在一個帶有因特網瀏覽器的客戶端 PC 上執(zhí)行。

處理及數(shù)據通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持過程與數(shù)據通訊。

帶 IRT 的 PROFINET IO，用于運動控制應用。除了循環(huán)時鐘同步，短 250 μs 的周期時間以及安全相關的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制單元上）也支持介質冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站，用于用戶友好的通訊組態(tài)和診斷。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切實有效的人員與機器保護。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 變頻調速柜：（術語符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩斷開（STO）
• 可靠制動控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度監(jiān)控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通過以下方法來激活集成安全功能：

• 通過控制單元和電源單元上的端子 (D4x5-2:僅 STO、SBC、SS1）
• 通過 TM54F 終端模塊上的端子
• 通過 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通過電子設備實現(xiàn)，因此與帶外部實現(xiàn)監(jiān)控功能的解決方案相比，具有較短的響應時間。

通過 PROFIsafe 激活集成安全功能

通過“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊，激活集成安全功能。使用一個通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可實現(xiàn)控制（F 邏輯）。

將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 變頻調速柜
• SIMOTION CX32-2 擴展控制器上的變頻調速柜
• 通過 PROFIBUS 連接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調速柜
• 通過 PROFINET 連接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調速柜（在此情況下，必須通過 PROFINET 來連接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓撲、軸數(shù)量結構以及相應組件的詳細信息，請與當?shù)氐奈鏖T子銷售辦事處聯(lián)系。

有關詳細信息，請參見《 SIMOTION D 調試手冊》以及 SINAMICS 文檔。

一個方案，3 個平臺

自動化系統(tǒng)主要通過以下特性來識別：

• 系統(tǒng)特定的特性，如功能和工程
• 硬件相關特性，如性能、設計和可擴展性

但是，機械工程需求差異非常大，取決于具體的機器型號。

每個硬件平臺在特定應用中使用時都有其優(yōu)點。

不同的平臺之間還可以非常輕松地進行組合，這是模塊化機器和設備的突出優(yōu)點。因為單個的硬件平臺總是具有相同的系統(tǒng)特性，即不論使用什么平臺，功能和工程總是一樣。

PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅動和 I/O 之間的遠程連接。

PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設備（如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器）之間的通信。這就意味著，SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進行通信。

SIMOTION D – 緊湊型，集成在驅動中

在 SIMOTION D 中，SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅動系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此，整個系統(tǒng)（包括開環(huán)控制和驅動）都極其緊湊且響應快速。

SIMOTION D 提供兩種型號：

• SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng)，也可選配多軸（模塊型）
• SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng)，四種性能型號多提供 128 軸（書本型）

這種性能細分確保大程度的可擴展性和靈活性。應用領域從單軸機器到高性能的多軸機器。為了實現(xiàn)可視化和操作，SIMATIC HMI 設備可通過 PROFIBUS、以太網或 PROFINET 進行連接，具體取決于SIMOTION D 的型號。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。

SIMOTION C – 模塊化和靈活性

SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設計的運動控制器。

其提供兩種型號，接口不同，但運動控制功能或性能都相同。除了已經集成的 I/O 外，兩種控制器還可通過 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴展。

SIMOTION C240 是采用模擬量設定值接口和步進驅動器的應用的理想解決方案。它具有四個內置驅動器和編碼器接口，非常適合機器改裝項目。

SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機器自動化項目。這種控制器具有三個 PROFINET 端口，除支持 TCP/IP 和 RT 通信外，還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅動器以及 PROFINET I/O（如高速 SIMATIC ET 200SP）。

兩種型號都另外配備兩個 PROFIBUS 接口，通過這兩個接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標準 I/O 的驅動。除此以外，兩個控制器還具有工業(yè)以太網接口，從而提供更多的通信選項。

SIMOTION P – 對其他任務開放

SIMOTION P 是基于 PC 的運動控制系統(tǒng)，具有兩種型號：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：高性能 Inb i3 處理器
  存儲器：內部 CFast/外部可訪問 CFast 
  操作系統(tǒng)：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標準型）
  處理器：高性能型 Inb i7 處理器
  存儲器：內置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問 CFast
  操作系統(tǒng)：Windows 7 Ultimate

由于 PC 中不含旋轉部件，SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應用。兩個 PC 都配有針對 SIMOTION 的常見實時擴展系統(tǒng)。這就意味著，除了 SIMOTION 機器應用程序以外，還可能隨時運行其他 PC 應用程序，例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應用程序、過程數(shù)據例程或標準的 PC 應用程序。

借助其的處理器性能，SIMOTION P350-4 特別適合對性能要求較高的應用（如具有高動態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應用）。

SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小，因此對于許多可用空間有限并且需要設計非常堅固的應用均是佳選擇。

SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小，既可以使用鍵盤和鼠標，也可以使用觸摸屏進行操作。

這兩個型號都標配有一個現(xiàn)場總線接口，其形式為集成式 PROFINET 接口（3 個端口）。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴展插槽內以實現(xiàn) PROFIBUS 應用。IsoPROFIBUS 板具有兩個附加 PROFIBUS 接口。

西門子S7-400PLC 6ES7407-0KA02-0AA0

Overview

CBE30-2 通信板可用于為 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 提供另一個 PROFINET 接口。

另一個 PROFINET 接口的應用如下：

• 兩個獨立網絡（例如，一個本地網絡和一個上層網絡）
• 地址空間可加倍為 2 × 4 KB
• 可連接的設備的大數(shù)量可加倍為 2 × 64
• 分離為高速和低速總線系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)是為了高效利用控制器容量（僅適用于 SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN）

CBE30-2 通信板具備以下功能：

• PROFINET IO 控制器、智能設備（也可同時支持控制器和設備）
• 100 Mbps 全雙工/自動交叉
• 支持 PROFINET IO 的實時類別：
  • RT（實時）
  • IRT（等時同步實時）
• 將分布式 I/O 作為 PROFINET IO 設備集成
• 按照 V4 規(guī)范，通過 PROFIdrive 將各變頻器作為 PROFINET IO 設備集成
• 支持標準以太網通信，例如
  • 與 SIMOTION SCOUT 接口
  • 連接 HMI 系統(tǒng)
  • 通過 TCP/IP 或 UDP 通信與任何其它設備通信
• 集成式 4 端口交換機，帶 4 個 RJ45 接口。因此，無需附加交換機即可組態(tài)佳拓撲（總線型、星型、樹型）。
• 支持介質冗余 (MRP/MRPD)。

CBE30-2 通信板插在 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 的選件插槽中。

注意

CBE30-2 通信板只能與 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元結合使用。

該通信板與 SIMOTION D425、D435、D445-1 和 D4x5-2 DP 不兼容。

The CPU 1515-2 PN 有:

• 功能強大的處理器：
  該 CPU 的單條二進制命令的命令執(zhí)行時間可低至 30 ns。
• 大容量工作存儲器：
  500 KB，用于程序；3 MB，用于數(shù)據
• 采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
  允許實現(xiàn)例如數(shù)據日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個模塊（CPU + 31 個模塊）
• 顯示器的功能為：
  • 顯示概覽信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名稱、別名稱、位置名稱等。
  • 診斷信息顯示
  • 模塊信息顯示
  • 顯示器設置顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • IP 地址設置
  • 日期和時間設置
  • 選擇操作模式
  • 復位 CPU 至出廠設置
  • 禁用/啟用顯示屏
  • 啟用保護級別
• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進行分布式 I/O 連接
• PROFINET 接口用于網絡分離

6ES7392-1AM00-0AA0西門子PLC

SIMATIC S7-3006ES7392-1AJ00-0AA0

• 用于簡單、方便地連接傳感器和執(zhí)行器
• 當更換模塊時可保留接線
• 更換模塊時通過編碼避免發(fā)生模塊類型錯誤

SIMATIC S7 I/O 模塊與傳感器/執(zhí)行器之間的接線是關系成本高低、配置、控制柜加工、購置和維修方便性的關鍵因素。

通過 SIMATIC TOP connect 系統(tǒng)電纜連接技術，可簡便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠連接。

使用 TIA Selection Tool，只需點擊鼠標，即可組態(tài)從 SIMATIC S7 模塊到 I/O 的連接。程序會自動檢查合理性，并生成所選連接組件的部件列表，隨后就可以在西門子工業(yè)產品網上商城中進行訂購。

兩種布線形式可用于十分廣泛的控制柜設計：

模塊化連接

單獨插入每個組件。

該系統(tǒng)包括：

• 前連接器模塊
• 連接電纜
• 連接模塊，分為以下三種：基本模塊、信號模塊、功能模塊。

從而可以幾乎排除連接錯誤，并將安裝費用降到低。可系統(tǒng)性地連接 SIMATIC 系統(tǒng)。電纜按米銷售，并且電纜經過預組裝或者可方便地進行組裝，從而顯著降低連接電纜的組裝開銷。

完全模塊化連接設計（以 16 通道為例）

柔性連接

包括：

• 前連接器采用螺釘式或壓接式觸點
• 單芯前連接器
• 單芯線符合 UL/CSA 標準。

藍色單芯線上有編號，分別連接到控制柜內的各個元件上。單芯線上的編號與前連接器的針腳編號對應。

與常規(guī)單一布線方式相比，組裝成本節(jié)約 50%，因為固定各個線芯時，已在接頭上對它們進行過檢查。

因此，無需對每個模塊多達兩倍的 46 個線芯進行復雜的預組裝。