1、西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.P.1 1/50/50科目：西門子PLC系統西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.2/50西門子PLC系統l 目錄目錄l一. 西門子PLC系統原理說明 l1.1 系統簡介 l1.2 模塊說明 l1.3 關于STEP 7軟件l二. 西門子PLC系統操作說明l2.1 項目創建l2.2 硬件組態l2.3 系統上電及在線調試l三. 西門子PLC系統接線圖l3.1 系統主電路圖 l3.2 模塊接線圖 l四. 西門子PLC系統故障排除l4.1 通訊故障l4.2 PS307故障l4.3 CPU（315-2DP）故障l4.4 模擬量輸入模塊故障l4.5 模擬量

2、輸出模塊故障l4.6 數字量輸入模塊故障l4.7 數字量輸出模塊故障l五. 西門子PLC硬件組態實例l5.1 基本步驟l5.2 主機架配置方法l5.3 多功能面板的添加l5.4 實物教室配置實例l六. 西門子PLC編程實例l6.1 實物教室程序說明l6.2 主循環程序l6.3 TANK液位控制功能塊l6.4 馬達控制功能塊 l6.5 變量監控表l6.6 系統上電及在線調試l七. 西門子多功能面板介紹l7.1 7.1 MP270外觀l7.2 多功能面板組態軟件Protool介紹l7.3 組態畫面實例l7.5 項目下載步驟l7.6 在計算機操作系統設置接口西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P

3、.3/50一 西門子PLC系統原理說明 l 1.1系統簡介l 本西門子PLC教育訓練系統旨在簡單地說明如何去組態一個S7-300 STATION,通過其相應數字量/模擬量輸入輸出模塊將實際生產應用中之按鈕、數字量傳感器（如光電開關，接近開關等）、模擬量傳感器（如流量計，位置傳送器，溫度傳送器等）之信號接入系統，通過人員編寫之程序運行結果去驅動繼電器、電磁閥等執行機構來達到生產控制之要求。l 1.2模塊說明l 在本系統中，電源模塊使用PS307,其輸入電壓為220VAC，輸出電壓為24VDC,5A,其主要功能為向CPU315-2 DP提供24V直流電源。在CPU315-2 DP模塊上，集成有兩個

4、通訊口：一個為MPI口，一個為DP口。MPI口用于CPU315-2 DP與編程電腦之間之通訊，在PLC與電腦間建立通訊后，人員就可通過Simatic Manager軟件對系統進行硬件組態、診斷，軟件編程、下載、調試。DP通訊口用于組態相關PROFIBUS網絡，建立現場之REMOTE I/O系統。其他數字量、模擬量輸入輸出模塊一般均由24VDC供電，且一般不由PS307電源模塊供電，而由另配之24VDC電源供電。l 1.3關于STEP 7 Simatic Manager標準軟件，其主要包括以下組件：l Simatic管理器，用于集中管理所有工具以及自動化數據l 程序編輯器，用于以LAD,FBD和

5、STL語言生成用戶程序l 符號編程器，用于管理全局變量l 硬件組態，用于組態和參數化硬件l 硬件診斷，用于診斷自動化系統的狀態l Net Pro，用于組態MPI和PROFIBUS等網絡連接西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.4/50一 西門子PLC系統操作說明 2.1項目創建l 創建一個項目有兩種方法：使用向導創建和直接創建。兩者的區別在于，直接創建將產生一個空項目，用戶需要手動添加項目框架中的各項內容，新建項目向導則向用戶提供一系列選項，根據用戶的選擇，自動生成整個項目的框架。l 2.1.1使用向導創建項目l 打開“SIMATIC Manager”，在“FILE”菜單下單擊“New

6、Project Wizard”，彈出新建項目向導對話框。用向導創建項目共分為四步。l 第一步：向導的使用說明l 單擊“Preview”按鈕可以顯示隱藏對話框下放的預覽窗口。在預覽窗口中可以立即看到不同選項對將生成的項目的影響。單擊“Next”按鈕進入下一步操作。l 第二步：選擇CPUl 在圖中選擇CPU型號和MPI地址。MPI地址的默認值是2, 單擊“Next”按鈕進入下一步操作。l 第三步：添加OB塊l 在這一步中，用戶可以選擇需要的OB塊和使用的編程語言。單擊“Next”按鈕進入下一步操作。l 第四步：輸入項目名稱l 在“Project name”一欄中輸入項目名稱（“西門子教育訓練系統”

7、），單擊“Finish”,一個新的項目就創建完了。 西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.5/50四. 西門子PLC系統故障排除4.2.2 接線圖西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.6/50四. 西門子PLC系統故障排除l 4.3 CPU（315-2DP）l 4.3.1 故障原因判斷方法l 1）電源故障l 判斷方法：SF，BF，5VDC，FRCE，RUN，STOP指示燈都滅。l 故障原因：電壓模塊（PS307）故障，連接線松脫，電源未開。l 2）PROFIBUS-DP故障l 判斷方法：BF指示燈亮或閃爍l 故障原因l BF指示燈亮：1.總線故障（硬件故障）l 2.DP接口故障l

8、3.多DP主站模式時數據的傳輸速率不同l 4.如果DP從站/主站接口激活：總線短路l 5.對于無源DP從站接口：波特率搜索，即總線中當前沒有激l 活的節點（即主站）l BF指示燈閃爍：1.所連接的站故障 （CPU為DP主站）2.至少有一個被組態的從站不能訪問l 3.不正確的組態 （CPU為DP從站）1.響應監視時間到l 2.PROFIBUS-DP通訊中斷l 3.PROFIBUS地址錯誤l 4.不正確的組態西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.7/50四. 西門子PLC系統故障排除l3）CPU內部系統故障l 判斷方法：SF，BF，5VDC，FRCE，RUN，STOP指示燈都閃爍。l 故障原

9、因：用STEP7讀取診斷信息西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.8/50四. 西門子PLC系統故障排除l4）軟硬件故障l 判斷方法：SF，5VDC指示燈亮l 故障原因：硬件故障:l 1.在運行過程中插拔模板l 2.系統處于RUN狀態下插拔了一個PROFIBUS-DP上的分布式模板l 3.系統處于RUN狀態下插拔了一個PROFIBUS-IO上的分布式模板l 4.具有診斷功能的模板報告了一個診斷中斷l5.嘗試訪問一個不存在的或有故障的模板，連接器松動l 軟件故障： l 1.TOD中斷被使能和觸發但是沒有裝入響應的塊。（軟件/組態故障）l 2.已使能TOD中斷的開始時間被跳過l 3.由SFC

10、32觸發延時中斷，但是沒有裝入響應的塊（軟件/組態故障）l4.過程中斷被使能和觸發但是內有裝入響應的塊（軟件/組態故障）l5.生成狀態報警，但是沒有裝載響應的OB55 l6.生成與供應商相關的報警，但沒有裝載響應的OB57l7.生成更新報警，但沒有裝載響應的OB56l 8.當刷新過程映象表時訪問不存在或出故障的模板l 9.循環超時。同時調用的中斷OB太多l 10.編程故障：塊未裝入;塊編號錯誤; 定時器/計數器編號錯誤;讀寫訪問區l 錯誤l 11.I/O訪問故障l 12.全局數據通訊故障例如對于全局數據通訊來說，DB的長度不夠 西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.9/50四. 西門子P

11、LC系統故障排除5）MMC卡故障CPU請求存儲器復位 判斷方法：STOP LED以0.5Hz的 頻率閃爍 故障原因：1.微存儲卡已更換 2.CPU中的RAM出錯 3.主存儲器太小，不 能裝入所有的用戶 程序塊 4.企圖裝入故障塊4.3.2 接線圖西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.10/50四. 西門子PLC系統故障排除l 4.4 模擬量輸入模塊l 4.4.1 故障原因判斷方法l 1) 模塊故障（觸發診斷報文）l 判斷方法:SF指示燈點亮l 故障原因:l 1.外部負載電壓丟失 - 模板的負載電壓L+丟失l 2.組態/參數賦值出錯 傳送給范本的參數非法l 3.共模出錯 測量電路的(MAN

12、A)的輸入和參考電壓之間的電位差UCM太高l 4.斷線 傳感器連接的電阻太大l - 范本和傳感器之間開路l - 沒有連接通道(開路)l 5.下溢 輸入值下溢低于范圍,造成故障:所選測量范圍錯誤l - 使用測量范圍4-20mA和1-5V,根據需要,可以使傳感器連接的極性反向l 6.上溢 - 輸入值上溢,超出范圍 西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.11/50四. 西門子PLC系統故障排除l 4.5 模擬量輸出模塊l 4.5.1 故障原因判斷方法l 1）模塊故障（觸發診斷報文）l 判斷方法：SF指示燈點亮l 故障原因：1.外部負載電壓丟失 模板的負載電壓 L+丟失l 2.組態/參數賦值出錯

13、 傳送給模塊的參 數非法l 3.M后短路 輸出超載 - MANA后輸出QV 短路l 4.斷線 執行器電阻太高l - 范本和執行器之間開路l - 沒有連接的通道（開路）西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.12/50四. 西門子PLC系統故障排除l 4.6 數字量輸入模塊l 4.6.1 故障原因判斷方法l 1）模塊故障（觸發診斷報文）l 判斷方法:SF指示燈點亮l 故障原因:1.外部故障l 2.不可編和可編程診斷被觸發,通過SFC可以 讀取詳細的診斷報文,查明故障原因.l 4.7 數字量輸出模塊l 4.7.1 故障原因判斷方法l 1）模塊故障（觸發診斷報文）l 判斷方法:SF指示燈點亮l

14、故障原因:1.外部故障l 2.不可編和可編程診斷被觸發,通過SFC可 以讀取詳細的診斷報文,查明故障原因.西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.13/50五. 西門子PLC硬件組態實例l 5.1基本步驟： 插入一個站 雙擊Hardware進行硬件配置 配置機架 配置模板 設置模板參數 保存硬件配置 將硬件配置下載到PLC西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.14/50l 5.2主機架配置方法:l 在STEP7中，通過簡單的拖放操作就可以完成主機架的配置。配置過程中，添加到主機架中的模板的訂貨號（在硬件目錄中選中一個模板，目錄下方的窗口會顯示該模板的訂貨號以及描述）應該與實際硬件一致

15、。l 首先直接新建一個項目，在項目中插入一個SIMATIC 300 Station，雙擊Hardware圖標，打開硬件組態程序。在硬件目錄中找到S7-300機架，拖拽到左上方的視圖中，即可添加一個主機架。五. 西門子PLC硬件組態實例圖1添加主機架西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.15/50l 插入主機架后，分別向機架中的1號槽添加電源、2號槽添加CPU。硬件目錄中的某些CPU型號有多種操作系統版本，在添加CPU時，CPU的型號和操作系統版本都要與實際硬件一致。五. 西門子PLC硬件組態實例圖2 向主機架中添加電源和CPU西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.16/50l 如果

16、需要擴展機架，則應該在IM-300目錄下找到相應的接口模板，添加到3號槽。如無擴展機架，3號槽留空。4至11號槽中可以添加信號模板、功能模板、通信處理器等，上述模板分別在硬件目錄中的SM-300，FM-300和CP-300目錄下。例如，圖3向主機架中添加了一個數字量輸入模板和一個數字量輸出模板。五. 西門子PLC硬件組態實例圖3 向主機架中添加信號模板、功能模板、通信處理器等西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.17/50l5.3根據我們實務教室的實際，需要添加操作面板一塊，步驟如圖五. 西門子PLC硬件組態實例西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.18/50l按實際配置在右側硬件

17、框找到匹配組件拖到PROFIBUS在線，彈出的對話框中先按中間的CANCEL鍵，然后在點下OK就可以了，這樣操作面板的添加就完成了，如圖五. 西門子PLC硬件組態實例西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.19/50l 5.4 根據我們實物教室的實際配置,主機架配置如圖五. 西門子PLC硬件組態實例西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.20/50l 需要注意的是,在添加各模塊時,需要根據實際情況在彈出的對話框中進行參數設定,如站地址PROFIBUS速率等.所有配置結束后,先按進行保存，再按下載到CPU中，出現如圖的接口，這樣主積架的設置就完成了.五. 西門子PLC硬件組態實例西門子西

18、門子PLCPLC控制系統控制系統P.21/50l 6.1實物教室程序說明 6.1.1 程序框架總攬 六. 西門子PLC編程實例西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.22/50l 在TrainingUnit/SIMATIC 300/CPU315-2DP/S7 Program/Blocks下列出了整個系統所包含的組織塊，功能塊，數據塊，監控表，系統功能塊等，基本說明如下：l OB1:主循環程序塊l OB35:定時中斷程序塊，在此程序中用于控制2個TANK的液位計算l FB10:馬達控制功能塊l FB11:液位控制功能塊l FC1:1#TANK進酸閥控制功能塊l FC2:1#MOTOR控制功能

19、塊l FC3:2#TANK補酸控制閥功能塊l FC4:2#MOTOR控制功能塊l FC5:2#TANK廢酸閥控制功能塊l FC6:1#TANK酸回流控制閥功能塊l FC7:2#TANK酸回流控制閥功能塊l DB1:PLC與MP270B交換數據之數據塊l DB11:1#TANK液位控制數據塊l DB12:2#TANK液位控制數據塊l DB100:1#MOTOR控制數據塊，為FC2之背景數據塊l DB101:2#MOTOR控制數據塊，為FC4之背景數據塊六. 西門子PLC編程實例6.1.2程序塊說明西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.23/50l 6.2 主循環程序 六. 西門子PLC編程

20、實例西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.24/50l 主循環程序六. 西門子PLC編程實例設定TANK液位之初始值設定TANK液位之初始值1#2#馬達功能塊之調用各控制閥功能塊之調用西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.25/50l 6.3 OB35定時中斷程序 OB35定時中斷程序用于控制TANK之液位，每2S執行一次，且通過對液位的實時計算，與設定上下限值作比較，輸出報警信號。六. 西門子PLC編程實例1.DB11為FB11之背景數據塊2.功能塊左側為輸入信號或輸入 輸出信號3.功能塊右側為輸出信號4.注意實參與形參之定義及賦值西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.26

21、/50l 6.4 馬達控制功能塊 六. 西門子PLC編程實例自動/手動切換手動開/關之信號西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.27/50l 馬達控制功能塊 六. 西門子PLC編程實例馬達自動啓動信號 馬達自動關閉信號馬達手動啓動信號 西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.28/50l 馬達控制功能塊 六. 西門子PLC編程實例馬達手動關閉信號馬達開關信號至MP270B西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.29/50l 6.5 變量監控表 六. 西門子PLC編程實例監控變量地址監控變量注釋監控按鈕修改按鈕監控變量數據類型監控變量狀態值監控變量修改值西門子西門子PLCPLC控制

22、系統控制系統P.30/50l 6.6 系統上電及在線調試l 1.確認接線是否正確。l 2.合上主電源開關MCCB1（220VAC）。l 3.合上CP1（220VAC），為PLC Power Supply提供電源（合上前先確認Power Supply電壓開關處于230VAC or 120VAC,必須與CP1輸出電壓匹配）。l 4.合上Power Supply之24VDC開關，為CPU提供電源。l 5.合上CP2，CP3為PLC I/O MODULE提供24VDC電源。l 6.將MPI電纜一端接于CPU卡上之MPI接口，將另一端接于適配器上，將適配器 之接頭接于SIMATIC Net CP5512

23、通訊卡上，再將CP5512插入相應計算機插 槽。l 7.將CPU開關從STOP模式切換至RUN模式。l 8.啟動計算機，打開SIMATIC Manager 軟件，打開“Siemens training center” 工程，打開Options/Set PG/PC Interface對話框，選擇通訊方 式為PC Adapter(MPI)，點擊Properties 對話框，將Transmission Rate 設置為187.5Kbps,這樣SIMATIC Manager就可通過MPI與PLC通訊了。l 9.下面就可通過SIMATIC Manager對PLC中軟硬件進行組態,編程，下載,調試 了。l

24、 10.打開OB1,在本列中接了一輸出信號為4-20MA的位置編碼器于模擬量輸入模 板上，通過監控程序可讀取編碼器之輸出值（PIW256）。l 11.人員可自行修改相關程序進行調試。六. 西門子PLC編程實例西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.31/50l 7.1 西門子多功能面板MP270操作l 7.1.1 MP270外觀七.西門子多功能面板介紹全局功能鍵區系統功能鍵區局部功能鍵區數字鍵區西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.32/50七.西門子多功能面板介紹l 常規組合鍵：西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.33/50l多功能面板組態軟件Protool介紹l啟動Pro

25、tool組態軟件l在SIMATIC管理器中啟動Protool七.西門子多功能面板介紹西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.34/50l 在WINDOWS下啟動Protooll 直接在WINDOWS窗口下點擊圖表啟動Protool.從菜單中選擇“檔”“新建”打開一個對話框,在此對話框里可以選擇STEP7項目并在其中創建一個Protool項目.然后選擇操作單元.七.西門子多功能面板介紹西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.35/50l7.2 Protool項目窗口l當打開一個新建或已存在的項目時,項目窗口打開. Protool項目的項目數據以對象形式存儲.項目中的對象以樹形結構排列.l

26、項目窗口左邊顯示屬于項目的對象類型,可以為所選擇操作單元進行組態.對象類型包含設置了屬性的對象,顯示在項目窗口的右邊,可以組態的對象取決于操作單元的類型.l在Protool中各種對象直接與編輯它們所需的工具鏈接.l項目窗口結構如下:l標題欄包含項目名稱.l根據操作單元,可組態的對象類型在窗口的左半邊顯示,而創建的對象在右半邊顯示.七.西門子多功能面板介紹西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.36/50l 7.3 組態畫面實例 l 7.3.1狀態按鈕組態 l 創建畫面：狀態按鈕是一個具有兩種狀態：“已按下”和“已釋放”的控件與顯示元素。狀態按鈕可以用信號通知從操作單元(例如，電機)上不可見

27、的單元狀態。也就是說，可以同時在操作單元上改變該單元的狀態。通過選擇圖標 按鈕或從菜單中選擇“插入”“狀態按鈕”,插入按鈕同時彈出屬性對話框.l 為了畫面的整體效果可以通過圖中其它選項卡對其優化，例如字體、顏色、名稱等。 七.西門子多功能面板介紹西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.37/50l 屬性設置：如果要組態狀態按鈕有“已按下”和“已釋放”兩種狀態,通過 “General”選項卡選擇“Type”中“Switch”,同時還可以為兩種狀態加入不同的文字說明。為了能與PLC控制聯系必須設置變量，如果變量已經存在可以點擊選擇變量，否則就通過 新建變數。變量需要設置數據類型。 七.西門子多

28、功能面板介紹西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.38/50l 7.4功能鍵組態 l 7.4.1 M270可組態的功能鍵入F1F20。通過點擊功能鍵，隨即出現屬性對話框進行設置功能。例如組態F13功能鍵控制上例中的狀態按鈕。點擊功能鍵隨即出現屬性對話框如圖所示七.西門子多功能面板介紹西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.39/50l 在“Select Object”窗口內的“All Functions”選項下選擇“Invert bit”如圖所 示 七.西門子多功能面板介紹西門子西門子PLCPLC控制系統控制系統P.40/50l7.5 項目下載步驟l 7.5.1 通過串口進行下載l

29、使用標準RS232電纜,電纜連接圖如下所示: l 確認串口電纜連接到面板的“IF 2”口.l 面板上電.l 選擇“Control Panel”打開“Transfer”選項啟 動面板串口下載功能。l 串口設置右側第一個選項“Enable Channel”必須被啟動，否則不能進行串口下載。第 二個選項“Remote Control”如果被啟動，ProTool 的下載命令會中止面板的運行模式并自動切換到傳輸 模式；如果不啟動，則必須上電時選擇傳輸模式或在項目中使用模式切換功能。l ProTool 中“檔下載設置.”選項中必須指定串口下載，并設置正確的COM 口。l 西門子的部分工控機唯一的默認串口是CO