实验三 西门子S7-200系列PLC编程软件的使用
一、实验目的
学习西门子S7-200系列PLC编程软件的使用。
二、实验设备
序号 名称 数量
1 XK-PLC6G型工学结合PLC实训台 1台
2 PLC挂箱 1个
3 PLC通讯电缆 1根
4 跨接线 若干
三、实验内容
1、西门子S7-200系列PLC编程软件界面的认识
STEP 7-MicroWIN是西门子S7-200系列PLC的编程软件，由于S7-200系列PLC的硬件设备的升级，STEP 7-MicroWIN的版本也在升级，比如一般的S7-200系列PLC用STEP 7-MicroWIN 3.2版本就可以完成编程以及PLC程序的上传、下载等任务，但是在国内买的一些带CN型号的S7-200系列PLC，却要在STEP 7-MicroWIN 4.0 + SP3升级后才能使用。虽然如此，STEP 7-MicroWIN软件的应用方式都基本一样，并无太大差别。所以在你使用编程软件的时候，有可能和本实验使用的界面有点差别，但是功能都是一样的。
STEP 7-Micro/WIN软件界面及其窗口组件见图1.3.1。
浏览条 指令树 交叉引用 数据块 状态图 符号表
输出窗口 状态条 程序编辑器 局部变量表
图1.3.1 STEP 7-Micro/WIN软件界面及其窗口组件
浏览条：浏览条是显示编程特性的按钮控制的群组，它包括“检视”和“工具”两个项。
“检视”——选择该类别，显示程序块、符号表，状态图，数据块，系统块，交叉引用及通讯的按钮控制。
“工具”——选择该类别，显示指令向导、TD200向导、位置控制向导、EM 253控制面板及调制解调器扩充向导的按钮控制。
指令树：指令树提供所有项目对象和为当前程序编辑器（LAD、FBD或STL）提供的所有指令的树型视图。您可以用鼠标右键单击树中“项目”部分的文件夹，插入附加程序组织单元（POU）；您可以用鼠标右键单击单个POU，打开、删除、编辑其属性表，用密码保护或重新命名子例行程序及中断例行程序。您可以用鼠标右键单击树中“指令”部分的一个文件夹或单个指令，以便隐藏整个树。您一旦打开指令文件夹，就可以拖放单个指令或双击，按照需要自动将所选指令插入程序编辑器窗口中的光标位置。您可以将指令拖放在“偏好”文件夹中，排列经常使用的指令。
交叉引用：交叉引用允许您检视程序的交叉引用和组件使用信息。
数据块：数据块允许您显示和编辑数据块的内容。
状态图窗口：状态图窗口允许您将程序输入、输出或变量置入图表中，以便追踪其状态。您可以建立多个状态图，以便从程序的不同部分检视组件。每个状态图在状态图窗口中有自己的标记。
符号表／全局变量表窗口：符号表／全局变量表窗口允许您分配和编辑全局符号（即可在任何POU中使用的符号值，不只是建立符号的POU）。您可以建立多个符号表。可在项目中增加一个S7-200系统符号预定义表。
输出窗口：输出窗口在您编译程序时提供讯息。当输出窗口列出程序错误时，可双击错误讯息，会在程序编辑器窗口中显示适当的网络。当您编译程序或指令库时，提供讯息。当输出窗口列出程序错误时，您可以双击错误讯息，会在程序编辑器窗口中显示适当的网络。
状态条：状态条提供您在STEP 7-Micro/WIN中操作时的操作状态信息。
程序编辑器窗口：程序编辑器窗口包含用于该项目的编辑器（LAD、FBD或STL）的局部变量表和程序视图。如果需要，您可以拖动分割条，扩充程序视图，并覆盖局部变量表。当您在主程序一节（OB1）之外，建立子例行程序或中断例行程序时，标记出现在程序编辑器窗口的底部。可单击该标记，在子例行程序、中断和OB1之间移动。
局部变量表：局部变量表包含您对局部变量所作的赋值（即子例行程序和中断例行程序使用的变量）。在局部变量表中建立的变量使用暂时内存；地址赋值由系统处理；变量的使用仅限于建立此变量的POU。
2、建立项目及配置
双击STEP 7-Micro/WIN图标，或从“开始”菜单选择Simatic>STEP 7 Micro/WIN，启动应用程序。会打开一个新STEP 7-Micro/WIN项目。
从STEP 7-Micro/WIN中，使用“文件”菜单中的“打开”可以打开一个已有的项目。如果您最近在一项目中工作过，该项目在“文件”菜单下列出，可直接选择，不必使用“打开”对话框。
一旦建立或者打开一个项目，您就可以开始写入程序。开始之前，您可能需要执行下列一项或多项任务：
1）PLC类型的选择
为了使STEP 7-Micro/WIN检查参数范围，您需要在写入程序前选择一个PLC类型。
如果您打开一个新项目，没有进行PLC类型选择即开始编辑程序，STEP 7-Micro/WIN编辑器和编译程序允许您对并非在所有的S7-200 PLC型号中均受支持的指令、地址和PLC功能进行编程。如果您在不受目标PLC支持的项目中使用指令、地址或PLC功能，当您尝试下载项目时，会被PLC拒绝。如果您已经为项目指定了一个PLC类型，指令树用红色标记 x: 显示对该类型PLC无效的任何指令。
使用“PLC类型”对话框，请选择PLC（PLC）> 类型（Type）菜单命令。您也可以打开指令树中的CPU节点，或者用鼠标右键单击CPU节点并由弹出菜单中选取PLC类型命令。如图1.3.2所示。
图1.3.2 PLC类型的选择
在弹出菜单中可以选取PLC类型和CPU的版本，如图1.3.3。
图1.3.3 PLC类型和CPU的版本选择
欲使STEP 7-Micro/WIN直接读取PLC型号和固件版本，单击“PLC类型”对话框中的按钮。
当然，您必须已经成功地建立通讯才能读取PLC型号和固件信息。您可以使用“PLC类型”对话框中的按钮，建立与PLC的通讯，或者在有多个PLC与通讯网络连接时选择一个目标PLC。
2）通讯设置
如何在运行STEP 7-Micro/WIN的个人计算机和PLC之间建立通讯取决于您安装的硬件。如果您仅使用PC/PPI电缆连接计算机和PLC，您只需连接电缆，接受安装STEP 7-Micro/WIN软件时，在STEP 7-Micro/WIN中为个人计算机和PLC指定的默认参数即可。
对于简单的PC/PPI连接，将调度设为9600波特、DCE、11位。如果您使用的是调制解调器或通讯卡，请参阅硬件随附的安装指令。
图1.3.4为通讯设置界面。
图1.3.4 通讯设置界面
如果您使用简单的PC/PPI连接，您可以接受安装STEP 7-Micro/WIN时在“设置PG/PC接口”对话框中提供的默认通讯协议。否则，从“设置PG/PC接口”对话框为个人计算机选择另一个通讯协议，并核实参数（站址、波特率等）。
3、程序编辑器
STEP 7-Micro/WIN提供了三种程序编辑器，即梯形逻辑、功能块图、语句表。
1）梯形逻辑编辑器
STEP 7-Micro/WIN梯形逻辑（LAD）编辑器允许您建立与电子线路图相似的程序。梯形编程是很多PLC程序员和维护人员选用的方法；它是为新程序员设计的优秀语言。基本上，梯形程序允许CPU从一个动力源仿真电源流，通过一系列逻辑输入条件，然后启用逻辑输出条件。逻辑通常分解为容易理解的小“梯级”或“网络”。程序作为记录仪，每次执行一个网络，顺序为从左至右，然后从最顶部至底部。一旦CPU到达程序的结尾，又回到程序的顶部重新开始。
图1.3.5显示一个梯形程序范例。
图1.3.5 梯形程序范例
2）功能块图编辑器
STEP 7-Micro/WIN功能块图（FBD）编辑器允许您将指令作为与通用逻辑门图相似的逻辑方框检视。在LAD编辑器中无接点和线圈，但有相等的指令，以方框指令的形式显示。程序逻辑从这些方框指令之间的连接导出，即来自一条指令的输出（如AND（与）方框）可以被用于启用另一条指令（如定时器），以便建立必要的控制逻辑。这一连接概念允许您像使用其他编辑器一样，很方便地解决各种逻辑问题。
图1.3.6显示一个用功能块图编辑器建立的程序范例。
图1.3.6 功能块图编辑器建立的程序范例
3）语句表编辑器
STEP 7-Micro/WIN语句表（STL）编辑器允许您用输入指令助记符的方法建立控制程序。总体而言，STL编辑器对熟悉PLC和逻辑编程的经验丰富的程序员更合适。STL编辑器还允许您建立无法以其他方法用梯形逻辑或功能块图编辑器建立的程序。这是因为您是用CPU的本机语言在编程，而不是在图形编辑器中编程，后者有某些限制，以便正确绘图。下面显示一个语句表程序范例。
NETWORK 1
LD I0.0
LD I0.1
LD I2.0
A I2.1
OLD
ALD
= Q5.0
这种基于文字的概念与汇编语言编程十分相似。CPU按照程序记录的顺序，从顶部至底部，然后再从头重新开始执行每条指令。STL和汇编语言在另一种意义上也很相似。S7-200CPU使用一种逻辑堆栈解决控制逻辑。LAD和FBD编辑器自动插入处理堆栈操作所需的指令。在STL中，您必须自己插入这些指令处理堆栈。图1.3.7列举一个LAD中的简单程序和STL中的对应程序。
图1.3.7 LAD中的简单程序和STL中的对应程序图
4、建立通讯和下载程序
在前面已经对通讯进行了简单的阐述。现在来看看如何具体建立通讯和下载程序。
1）测试通讯网络
（1）在STEP 7-Micro/WIN中，单击浏览条中的“通讯”图标，或从菜单选择检视 > 元件 >通讯。
图1.3.8 通讯菜单命令
（2）从“通讯”对话框的右侧窗格，单击显示“双击刷新”的蓝色文字。
图1.3.9 通讯测试图
如果您成功地在网络上的个人计算机与设备之间建立了通讯，会显示一个设备列表（及其模型类型和站址）。
STEP 7-Micro/WIN在同一时间仅与一个PLC通讯。会在PLC周围显示一个红色方框，说明该PLC目前正在与STEP 7-Micro/WIN通讯。您可以双击另一个PLC，更改为与该PLC通讯。
2）下载程序
如果您已经成功地在运行STEP 7-Micro/WIN的个人计算机和PLC之间建立通讯，您可以将程序下载至该PLC。请遵循下列步骤。
（1）下载至PLC之前，您必须核实PLC位于“停止”模式。检查PLC上的模式指示灯。如果PLC未设为“停止”模式，单击工具条中的“停止”按钮，或选择PLC > 停止。
（2）单击工具条中的“下载”按钮，或选择文件 > 下载。出现“下载”对话框。
（3）根据默认值，在您初次发出下载命令时，“程序代码块”、“数据块”和“CPU配置”（系统块）复选框被选择。如果您不需要下载某一特定的块，清除该复选框。
（4）单击“确定”，开始下载程序。
（5）如果下载成功，一个确认框会显示以下讯息：下载成功。继续执行步骤12。
（6）如果STEP 7-Micro/WIN中用于您的PLC类型的数值与您实际使用的PLC不匹配，会显示以下警告讯息：
“为项目所选的PLC类型与远程PLC类型不匹配。继续下载吗？”
（7）欲纠正PLC类型选项，选择“否”，终止下载程序。
（8）从菜单条选择PLC > 类型，调出“PLC类型”对话框。
（9）您可以从下拉列表方框选择纠正类型，或单击“读取PLC”按钮，由STEP 7-Micro/WIN自动读取正确的数值。
（10） 单击“确定”，确认PLC类型，并清除对话框。
（11）单击工具条中的“下载”按钮，重新开始下载程序，或从菜单条选择文件 > 下载。
（12） 一旦下载成功，在PLC中运行程序之前，您必须将PLC从STOP（停止）模式转换回RUN（运行）模式。单击工具条中的“运行”按钮，或选择PLC > 运行，转换回RUN（运行）模式。
3）纠正编译错误和下载错误
输出窗口在您编译程序或下载程序时随时自动显示编译程序信息和错误讯息。讯息通常包括发生错误的网络、列和行位置以及错误代码和说明。
图1.3.10 错误信息
双击错误讯息，在程序编辑器中显示包含错误的网络。
如果您已经关闭输出窗口，从菜单条选择检视 > 帧 > 输出窗口，重新显示输出窗口。
以上只是STEP 7-MicroWIN的基本操作，很多操作和功能等，还需要自己去学习揣摩。在STEP 7-MicroWIN的帮助文件中，有更详细的操作说明。
实验四 EM235模块的认识及测试
一、实验目的
1、掌握EM235模块的基本参数；
2、掌握EM235模块的接线；
3、掌握EM235模块的编程。
二、实验设备
序号 名称 数量
1 XK-PLC6G型工学结合PLC实训台 1台
2 PLC挂箱（配置EM235的挂箱） 1个
3 PLC通讯电缆 1根
4 跨接线 若干
三、实验内容
1、EM235模块的认识
EM235模拟量扩展模块，具有四个模拟量输入通道一个模拟量输出通道。
（1）模拟量输入特性
模拟量输入特性 EM235模块
模拟量输入点数 4
隔离 无
输入范围
电压（单极性）
电压（双极性）
电流
0～10V，0～5V，0～1V，0～500mV
0～100mV，0～50mV
±10V，±5V, ±2.5V, ±1V, ±500mV
±250mV，±100mV，±50mV，±25mV
0～20mA
数据字格式
单极性
双极性
-32000～+32000
0～+32000
分辨率 12位
（2）模拟量输出特性
模拟量输出特性 EM235模块
模拟量输入点数 1
隔离 无
输入范围
电压
电流
±10V
0～20mA
数据字格式
单极性
双极性
-32000～+32000
0～+32000
分辨率
电压
电流
12位
11位
2、EM235模块的接线
见图1.4.1所示。
图1.4.1
3、EM235模块的编程
输入/输出通道 I/O寻址 数据范围
单极性 双极性
IN0 AIW0 0～+32000 -32000～+32000
IN1 AIW2 0～+32000 -32000～+32000
IN2 AIW4 0～+32000 -32000～+32000
IN3 AIW6 0～+32000 -32000～+32000
OUT0 AQW0 0～+32000 -32000～+32000
四、EM235模块测试实验
1、IN0电流型模拟量输入测试
（1）按图1.4.2所示进行实验接线。
图1.4.2
（2）将模块的拨码设置为：ON、OFF、OFF、OFF、OFF、ON
（3）将PLC程序“EM235测试.MWP”下载到PLC中。
（4）启动组态王，选择EM235测试工程，点击运行，进入如图1.4.3所示画面。
（5）调节可调电流源，使电流在0～20mA之间变化，对应输入数据在0～32000之间变化。
图1.4.3
按同样的操作方式测试IN1、IN2、IN3的电流型模拟量输入。
2、IN0电压型模拟量输入测试
（1）按图1.4.4所示进行实验接线。
图1.4.4
（2）将模块的拨码设置为：OFF、ON、OFF、OFF、OFF、ON
（3）启动组态王，选择EM235测试工程，点击运行，进入如图1.4.3所示画面。
（4）调节可调电压源，使电压在0～10V之间变化，对应输入数据在0～32000之间变化。
按同样的操作方式测试IN1、IN2、IN3的电压型模拟量输入。
3、OUT0的电流型输出测试
（1）按图1.4.5所示进行实验接线。
图1.4.5
（2）启动组态王，选择EM235测试工程，点击运行，进入如图1.4.3所示画面。
（3）设置数据在0～32000之间变化，对应电流表指示在0～20mA之间变化。
4、OUT0的电压型输出测试
（1）按图1.4.6所示进行实验接线。
图1.4.6
（2）启动组态王，选择EM235测试工程，点击运行，进入如图1.4.3所示画面。
（3）设置数据在0～32000之间变化，对应电压表指示在0～10V之间变化。 |
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