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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(jù)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(nèi)直接對數(shù)據(jù)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(jù)塊（DB）

8．局部數(shù)據(jù)（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(jù)和臨時數(shù)據(jù)等，且所定義的符號只在本程序塊中有效。

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(wǎng)絡（例如，一個本地網(wǎng)絡和一個上層網(wǎng)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(wǎng)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(zhì)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。

• CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用這些 CPU，可為具有較高安全要求的工廠構建一個故障安全自動化系統(tǒng)。

  通過 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口，可作為一個主站或從站，直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場總線。

  在通過 IF 964-DP 接口模塊連接 CPU 416F-3 PN/DP 的情況下，可以連接另外一個 DP 主站系統(tǒng)。

  通過使用 ERTEC 400-ASIC，CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口實現(xiàn)了交換機功能。它提供了可從外部接觸到的兩個 PROFINET 端口。這意味著，除分層網(wǎng)絡拓撲結構之外，也可通過新型 S7-400 控制器實現(xiàn)總線型結構。

  注：
  只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模塊。

  故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口，連接到 IF 964-DP，和/或通過通信模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進行連接。通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP，實現(xiàn)安全通信。

  兩種 CPU 都具有：

  • 高性能的處理器：
    CPU 執(zhí)行每條二進制指令時間僅為 0.03 μs 。
  • CPU 416F-2：8 MB 主存儲器（程序或數(shù)據(jù)各占用 4 MB）；
    CPU 416F-3 PN/DP：11.2 MB 主存儲器（程序或數(shù)據(jù)各 5.6 MB）；
    快速主存儲器用于對于執(zhí)行十分重要的用戶程序部分。
  • 靈活擴展能力：
    多 262144 點數(shù)字量和 16384 點模擬量輸入/輸出。
  • MPI 多點接口：
    通過 MPI，可在高達 12 Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率下，建立包含多 32 個站的簡單網(wǎng)絡。CPU 可與通信總線（C 總線）和 MPI 的站建立多 44 個連接。
  • 模式選擇開關：
    撥位按鈕設計
  • 診斷緩存：
    后的 120 個錯誤和中斷事件出于診斷目的而保存在一個環(huán)形緩存中。可以對輸入數(shù)目進行設定。
  • 實時時鐘：
    CPU 的診斷報警帶有日期和時間標記。
  • 存儲卡：
    用于擴展內(nèi)置裝載存儲器。RAM 卡和 FEPROM 卡（FEPROM 甚至在零電壓下也可保存數(shù)據(jù)）。
  • MPI/DP 組合接口和內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口 (CPU 416F-2)：
    通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現(xiàn)分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。從用戶的角度來看，分布式 I/O 的處理與集中式 I/O 的處理是相同的（相同的組態(tài)、編址和編程）。
    混合安裝：SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作為符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。

  CPU 416F-3 PN/DP 還具有：

  • 子模塊接口：
    使用 IF 964-DP 接口模塊，可連接到一個另外的 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)。
  • 帶 2 個端口（交換機）的 PROFINET 接口
    • PROFINET IO，可連接 256 個 IO 設備
    • PROFINET CBA

  故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口，連接到 IF 964-DP，和/或通過通信模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進行連接。通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP，實現(xiàn)安全通信。

  
  

以下標準 SIPLUS S7-300 CPU 可在惡劣環(huán)境條件下使用：

• SIPLUS S7-300 CPU 314 
  適用于在程序范圍和指令處理速度方面具有額外要求的工廠
• SIPLUS S7-300 CPU 315-2 DP 
  適用于在程序范圍和 PROFIBUS DP 配置方面具有中高要求的工廠
• SIPLUS S7-300 CPU 315-2 PN/DP
  適用于在程序范圍和 ROFIBUS DP 和 PROFINET IO 配置方面具有中高要求的工廠；可通過 PROFINET 上基于組件的自動化 (CBA) 中的分布式智能來實現(xiàn)
• SIPLUS S7-300 CPU 317-2 PN/DP
  適用于在程序范圍和 ROFIBUS DP 和 PROFINET IO 配置方面具有較高要求的裝置；可通過 PROFINET 上基于組件的自動化 (CBA) 中的分布式智能來實現(xiàn)

標準 SIPLUS S7-300 CPU 可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：

• 環(huán)境溫度范圍寬：-25°C 至 +60/+70 °C
• 在需要較高抗化學腐蝕性以及需能夠承受較高機械和生物負荷和鹽霧的場合
• 安裝海拔高度增加
• 可在高 相對濕度下使用
• 符合標準 EN 50155

CPU 314 安裝有：

• 微處理器;
  處理器對每條二進制指令的處理時間大約為 60 ns，每個浮點預算的時間為 0.59 μs。
• 擴展存儲器;
  與執(zhí)行相關的程序段的 128 KB 高速 RAM（相當于約 42 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；
  SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴展能力;
  多達 32 個模塊，（4排結構）
• MPI多點接口;
  集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設備、PC、OP 的 12 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡。

S7-200 PLC高速計數(shù)器指令的使用簡介

（1）每個高速計數(shù)器都有一個32位當前值和一個32位預置值，當前值和預設值均為帶符號的整數(shù)值。要設置高速計數(shù)器的新當前值和新預置值，必須設置控制字節(jié)（表6-7），令其第五位和第六位為1，允許更新預置值和當前值，新當前值和新預置值寫入特殊內(nèi)部標志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數(shù)值傳輸?shù)礁咚儆嫈?shù)器。當前值和預置值占用的特殊內(nèi)部標志位存儲區(qū)如表1所示。

表1  HSC0-HSC5當前值和預置值占用的特殊內(nèi)部標志位存儲區(qū)

除控制字節(jié)以及新預設值和當前值保持字節(jié)外，還可以使用數(shù)據(jù)類型HC（高速計數(shù)器當前值）加計數(shù)器號碼（0、1、2、3、4或5）讀取每臺高速計數(shù)器的當前值。因此，讀取操作可直接讀取當前值，但只有用上述HSC指令才能執(zhí)行寫入操作。

（2）執(zhí)行HDEF指令之前，必須將高速計數(shù)器控制字節(jié)的位設置成需要的狀態(tài)，否則將采用默認設置。默認設置為：復位和起動輸入高電平有效，正交計數(shù)速率選擇4×模式。執(zhí)行HDEF指令后，就不能再改變計數(shù)器的設置，除非CPU進入停止模式。

（3）執(zhí)行HSC指令時，CPU檢查控制字節(jié)和有關的當前值和預置值。

SIMOTION D4x5-2 的應用領域為具有大量協(xié)調(diào)軸和循環(huán)時間較短的應用。

典型的應用領域包括：

• 緊湊型多軸機器
• 機器循環(huán)段的高性能應用程序
• 緊湊型機器
  • 包括驅(qū)動器中的全套機器控制
  • 大量的通信、HMI 和 I/O 連接
• 分布式驅(qū)動器概念
  • 具有大量協(xié)調(diào)軸的應用
  • 使用分布式同步操作同步多個 SIMOTION D 控制單元

Design

SIMOTION D425?2 DP（左側）和插有 CBE30?2 的 SIMOTION D435?2 DP/PN（右側）

接口

顯示和診斷

• 用于顯示運行狀態(tài)和錯誤的 LED
• 3 測量接口
• 維護開關和模式選擇開關
• 診斷按鈕

內(nèi)置 I/O

• 12 點數(shù)字量輸入
• 16 點數(shù)據(jù)量輸入/輸出（高速測量輸入的大值為 16，高速輸出凸輪的大值為 8）

通信

• 6 x DRIVE?CLiQ (4 × DRIVE?CLiQ 用于 D425?2)
• 2 個工業(yè)以太網(wǎng)接口（D4x5-2 DP 具有 3 個工業(yè)以太網(wǎng)接口），其中一個接口可方便地從模塊前面接觸
• 2 x PROFIBUS DP
• 1 x PROFINET IO
  （1 個接口，帶 3 個端口；僅限于 D4x5?2 DP/PN）
• 2 x USB

數(shù)據(jù)后備

• 1 個 SIMOTION CF 卡插槽

附加接口（非數(shù)據(jù)傳輸）

• 用于 24 V 電子電源的端子

選件模塊

通過 TB30 端子板，可使用 4 路數(shù)字量輸入、4 路數(shù)字量輸出、2 路模擬量輸入和 2 路模擬量輸出對 SIMOTION D4x52 控制單元進行擴展。TB30 端子板可插入控制單元的選件插槽內(nèi)。

使用 PROFINET IO 的 CBE30-2 通信板，可以使用帶有 4 個端口的第二個 PROFINET 接口配置 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元。

第二個 PROFINET 接口的應用：

• 2 個獨立網(wǎng)絡（例如，一個本地網(wǎng)絡，一個上層網(wǎng)絡）
• 地址空間可以加倍為 2 × 4 KB
• 可連接設備的大數(shù)目可加倍為 2 × 64
• 為了高效利用控制器能力，分離為高速和慢速總線系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)（僅適用于 SIMOTION D435?2 DP/PN、D445?2 DP/PN 和 D455?2 DP/PN）
  • PROFINET 內(nèi)置接口：SERVO_Fast 和 IPO_Fast
  • PROFINET，通過 CBE30-2：SERVO / IPO / IPO2

注意：

CBE30-2 不能在 SIMOTION D4x5-2 DP 控制單元中使用。如果在沒有 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 的情況下使用 CBE30-2，則兩個 PROFINET 接口都分配給 SERVO / IPO / IPO2。

裝配/安裝

SIMOTION D4x5-2 控制單元可通過以下三種方式之一安裝在控制柜中：

• 使用隔板進行安裝
• 不使用隔板進行安裝（僅限 D425-2 和 D435-2）
• 不使用隔板進行安裝（僅限外部冷卻， D445-2 和 D455-2）

對于外部風冷，D445-2/D455-2 控制單元的散熱片安裝在控制柜外。需要使用一個密封墊（選件），以便能夠?qū)⒃摽刂茊卧獨饷苄园惭b在后部機柜板中。

SIMOTION D4x5-2 控制單元提供有預組裝的隔板。如有必要，可將這些隔板卸下。

數(shù)據(jù)存儲/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D4x5-2 控制單元以一種免維護的方式性地存儲保持性過程數(shù)據(jù)（有關存儲器大小，請參見技術數(shù)據(jù)）。

通過一個 SuperCap，可對實時時鐘后備若干天。后備時間可通過安裝在雙風扇/電池模塊中的一塊電池來延長。

SIMOTION D4x5-2 的供貨范圍內(nèi)包括雙風扇/電池模塊（含電池）。

運行時軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序可保存在 CF 卡中。控制單元的保持性過程數(shù)據(jù)也可通過系統(tǒng)命令存儲在這個 CF 卡上（例如，在需要使用備件時）。

擴展的執(zhí)行系統(tǒng) (SERVO_Fast / IPO_Fast)

除 SERVO、IPO 和 IPO2 外，SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN 控制單元還具有另外一個運行層級（SERVO_Fast 和 IPO_Fast）。

通過這個附加的運行層級，可以在慢速和快速總線系統(tǒng)上分布具有不同動態(tài)響應的電動和/或液壓軸，以便能夠更加高效地利用控制器的性能。

與高速 PROFINET I/O 模塊結合使用時，也可實現(xiàn)極快速的 I/O 處理。

由于采用這種擴展執(zhí)行系統(tǒng)，可以用需要較少資源的毫秒級循環(huán)時間對電氣定位驅(qū)動器進行控制，同時，可以較高的動態(tài)響應和較短的循環(huán)時間對液壓機的壓力控制軸進行控制。

通過 SERVO_Fast 和 IPO_Fast對液壓機進行閉環(huán)控制

若激活了 SERVO_Fast 和 IPO_Fast，則會進行以下分配：

• 將 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 分配給 PROFINET。
• 將 SERVO、IPO 和 IPO2 分配給 PROFIBUS 或 SIMOTION D4x5-2/CX32-2 的集成變頻器。

如果通過 CBE30-2 提供了第二個 PROFINET 接口，則該接口也將被分配給 SERVO、IPO 和 IPO2。這種情況下，PROFINET 內(nèi)置接口將始終分配給 SERVO_Fast 和 IPO_Fast。

可連接 I/O

PROFINET IO：

• 經(jīng)過認證的 PROFINET 設備
• 分布式 I/O (SIMATIC ET 200S/SP/M/pro/eco PN)
• 變頻調(diào)速柜（例如，SINAMICS S110/S120）

PROFIBUS DP：

• 認證的 PROFIBUS 標準從站
  (DP-V0, DP-V1, DP-V2)
• SIMATIC ET 200S/M/eco/pro 分布式 I/O
• 變頻調(diào)速柜（例如，SINAMICS S110/S120）

DRIVE?CLiQ

SINAMICS S120 系列模塊：

• TM15、TM17 高性能型，TM31 端子模塊
• SMC/SME傳感器模塊
• DMC20/DME20 DRIVE-CLiQ 集線器模塊

USB:

例如，通過集成 USB 接口，可連接一個 USB 記憶棒，用于項目或固件升級。

帶SINAMICS S120 驅(qū)動器驅(qū)動器模塊的擴展

SINAMICS S120 書本型變頻調(diào)速柜模塊（電源模塊、電機模塊等）可通過 DRIVE-CliQ 接口，連接到 SIMOTION D4x5-2 控制單元。

通過使用 CUA31/CUA32 控制單元適配器，SINAMICS S120 PM340 塊型功率模塊可運行在 SIMOTION D4x5-2 控制單元上。

注意：

電源模塊/電機模塊隨附有用于將電源模塊/電機模塊連接到 SIMOTION D 的 DRIVE-CLiQ 電纜（標準長度）。

S7-200的工作過程和CPU的工作模式

1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務。任務循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個掃描周期。S7-200的工作過程如圖4所示。在一個掃描周期中，S7-200主要執(zhí)行下列五個部分的操作：

（Ⅰ）讀輸入：S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。

（Ⅱ）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應邏輯，當程序執(zhí)行時刷新相關數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7-200將程序邏輯結果寫到輸出映像寄存器中。

（Ⅲ）處理通訊請求：S7-200執(zhí)行通訊處理。

（Ⅳ）執(zhí)行CPU自診斷：S7-200檢查固件、程序存儲

器和擴展模塊是否工作正常

（Ⅴ）寫輸出：在程序結束時，S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，后復制到物理輸出點，驅(qū)動外部負載。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有兩種操作模式：停止模式和運行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運行模式下，S7-200將運行程序。

   S7-200提供一個方式開關來改變操作模式。您可以用方式開關（位于S7-200前蓋下面）手動選擇操作模式：當方式開關撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當方式開關撥在運行模式，啟動程序的執(zhí)行；也可以將方式開關撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式，即停止模式或運行模式。

    如果方式開關打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當電源恢復時，CPU會自動進入STOP模式。如果方式開關打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當電源恢復時，CPU會進入RUN模式。

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(jù)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(nèi)直接對數(shù)據(jù)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(jù)塊（DB）

8．局部數(shù)據(jù)（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(jù)和臨時數(shù)據(jù)等，且所定義的符號只在本程序塊中有效。