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1、第四章STEP7编程软件的使用方法4.1.1STEP7概述STEP7用于S7，M7，C7，WinAC的编程、监控和参数设置，基于STEP7V5.2版。STEP7具有以下功能：硬件配置和参数设置、通信组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。4.1.2STEP7的硬件接口PC./MPI适配器RS-232C通信电缆。计算机的通信卡CP5611（PCI卡）、CP5511或CP5512（PCMCIA卡）将计算机连接到MPI或PROFIBUS网络。计算机的工业以太网通信卡CP1512（PCMCIA卡）或CP1612（PCI卡），通过工业以太网实现计算机与PLC的通信。STEP7的授权在软
2、盘中。STEP7光盘上的程序AuthorsW用于显示、安装和取出授权。4.1.4STEP7的编程功能1编程语言3种基本的编程语言：梯形图(LAD)、功能块图(FBD)和语句表(STL)。S7-SCL(结构化控制语言)，S7-GRAPH（顺序功能图语言），S7HiGraph和CFC。2符号表编辑器3增强的测试和服务功能设置断点、强制输入和输出、多CPU运行(仅限于S7-400)，重新布线、显示交叉参考表、状态功能、直接下载和调试块、同时监测几个块的状态等。程序中的特殊点可以通过输入符号名或地址快速查找。4STEP7的帮助功能按F1键便可以得到与它们有关的在线帮助。
3、菜单命令“Helpcontents”进入帮助窗口。4.1.5STEP7的硬件组态与诊断功能1硬件组态（1）系统组态：选择硬件机架，模块分配给机架中希望的插槽。（2）CPU的参数设置。（3）模块的参数设置。可以防止输入错误的数据。2通信组态（1）网络连接的组态和显示；（2）设置用MPI或PROFIBUS-DP连接的设备之间的周期性数据传送的参数。（3）设置用MPI、PROFIBUS或工业以太网实现的事件驱动的数据传输，用通信块编程。3系统诊断（1）快速浏览CPU的数据和用户程序在运行中的故障原因。（2）用图形方式显示硬件配置、模块故障；显示诊断缓冲区的信息等。4.2硬件组态与参数设置4.2.1项
4、目的创建与项目的结构插入新的对象的方法。4.2.2硬件组态4.2.3CPU模块的参数设置表4-1时钟存储器各位对应的时钟脉冲周期与频率位 7 6 5 4 3 2 1 0周期（s） 2 1.6 1 0.8 0.5 0.4 0.20.1频率（Hz） 0.50.625 1 1.25 2 2.5 5 104.2.4数字量输入模块的参数设置在CPU处于STOP模式下进行。设置完后下载到CPU中。当CPU从STOP模式转换为RUN模式时，CPU将参数传送到每个模块。4.2.5数字量输出模块的参数设置4.2.6模拟量输入模块的参数设置1模块诊断与中断的设置8通道12位模拟量输入模块（订货号为6ES7331-
5、7KF02-0AB0）的参数设置。2模块测量范围的选择“4DMU”是4线式传感器电流测量，“R-4L”是4线式热电阻，“TC-I”是热电偶，“E”表示测量种类为电压。未使用某一组的通道应选择测量种类中的“Deactivated”（禁止使用）。3模块测量精度与转换时间的设置SM331采用积分式A/D转换器，积分时间直接影响到A/D转换时间、转换精度和干扰抑制频率。为了抑制工频频率，一般选用20ms的积分时间。表4-26ES7331-7KF02模拟量输入模块的参数关系积分时间（ms） 2.516.7 20 100基本转换时间（ms，包括积分时间） 3 17 22 102附加测量电阻转换时间（ms）
6、 1 1 1 1附加开路监控转换时间（ms） 10 10 10 10附加测量电阻和开路监控转换时间（ms）16 16 16 16精度（位，包括符号位） 9 12 12 14干扰抑制频率（Hz） 400 60 50 10模块的基本响应时间（ms，所有通道使能）24136 1768164设置模拟值的平滑等级在平滑参数的四个等级（无，低，平均，高）中进行选择。4.2.7模拟量输出模块的参数设置CPU进入STOP时的响应：不输出电流电压（0CV）、保持最后的输出值（KLV）和采用替代值（SV）。4.3.1符号表共享符号（全局符号）在符号表中定义，可供程序中所有的块使用。在程序编辑器中用“ViewDis
7、playwithSymbolicRepresentation”选择显示方式。2生成与编辑符号表CPU将自动地为程序中的全局符号加双引号，在局部变量的前面自动加“#”号。生成符号表和块的局域变量表时不用为变量添加引号和#号。数据块中的地址（DBD，DBW，DBB和DBX）不能在符号表中定义。应在数据块的声明表中定义。用菜单命令“ViewColumnsR,O,M,C,CC”可以选择是否显示表中的“R,O,M,C,CC”列，它们分别表示监视属性、在WinCC里是否被控制和监视、信息属性、通信属性和触点控制。可以用菜单命令“ViewSort”选择符号表中变量的排序方法。3共享符号与局域符号，后者不能用
8、汉字。4过滤器（Filter）在符号表中执行菜单命令“ViewFilter”，“I*”表示显示所有的输入，“I*.*”表示所有的输入位，“I2.*”表示IB2中的位等。4.3.2逻辑块逻辑块包括组织块OB、功能块FB和功能FC。1程序的输入方式：增量输入方式或源代码方式（或称文本方式、自由编辑方式）。2生成逻辑块6网络执行菜单命令“InsertNetwork”，或点击工具条中相应的图标，在当前网络的下面生成一个新的网络。菜单命令“ViewDisplayComments”用来激活或取消块注释和网络注释。可以用剪贴板在块内部和块之间复制和粘贴网络，可用Ctrl键。7打开和编辑块的属性菜单命令“Fi
9、leProperties”来查看和编辑块属性。8程序编辑器的设置进入程序编辑器后用菜单命令“OptionCustomize”打开对话框，可以进行下列设置：（1）在“General”标签页的“Font”设置编辑器使用的字体和字符的大小。（2）在“STL”和“LAD/FDB”标签页中选择这些程序编辑器的显示特性。（3）在“Block”（块）标签页中，可以选择生成功能块时是否同时生成背景数据块、功能块是否有多重背景功能。（4）在“View”选项卡中的“ViewafterOpenBlock”区，选择在块打开时显示的方式。9显示方式的设置执行View菜单中命令，放大、缩小梯形图或功能块图的显示比例。菜单
10、命令“ViewDisplaySymbolicRepresentation”，切换绝对地址和符号地址方式。菜单命令“ViewDisplaySymbolinformation”用来打开或关闭符号信息。4.4S7-PLCSIM仿真软件在程序调试中的应用4.4.1S7-PLCSIM的主要功能在计算机上对S7-300/400PLC的用户程序进行离线仿真与调试。模拟PLC的输入/输出存储器区，来控制程序的运行，观察有关输出变量的状态。在运行仿真PLC时可以使用变量表和程序状态等方法来监视和修改变量。可以对大部分组织块（OB）、系统功能块（SFB）和系统功能（SFC）仿真。4.4.2使用S7-PLCSIM仿
11、真软件调试程序的步骤（1）在STEP7编程软件中生成项目，编写用户程序。（2）打开S7-PLCSIM窗口，自动建立了STEP7与仿真CPU的连接。仿真PLC的电源处于接通状态，CPU处于STOP模式，扫描方式为连续扫描。（3）在管理器中打开要仿真的项目，选中“Blocks”对象，将所有的块下载到仿真PLC。（4）生成视图对象。（5）用视图对象来模拟实际PLC的输入/输出信号，检查下载的用户程序是否正确。4.4.3应用举例电动机串电阻降压起动。速度监视。4.4.4视图对象与仿真软件的设置与存档1CPU视图对象2其他视图对象通用变量（GenericVariable）视图对象用于访问仿真PLC所有的
12、存储区（包括数据块）。垂直位（VerticalBits）视图对象可以用绝对地址或符号地址来监视和修改I，Q，M等存储区。累加器与状态字视图对象用来监视CPU中的累加器、状态字和地址寄存器AR1和AR2。块寄存器视图对象用来监视数据块地址寄存器的内容，当前和上一次打开的逻辑块的编号，以及块中的步地址计数器SAC的值。嵌套堆栈（NestingStacks）视图对象用来监视嵌套堆栈和MCR（主控继电器）堆栈。定时器视图对象标有“T=0”的按钮用来复位指定的定时器。3设置扫描方式用“Execute”菜单中的命令选择单次扫描或连续扫描。4设置MPI地址菜单命令“PLCMPIAddress”设置仿真PLC
13、在指定的网络中的节点地址。5LAY文件和PLC文件LAY文件用于保存仿真时各视图对象的信息；PLC文件用于保存上次仿真运行时设置的数据和动作等。退出仿真软件时将会询问是否保存LAY文件或PLC文件。一般选择不保存。4.5STEP7与PLC的在线连接与在线操作4.5.1装载存储器与工作存储器系统数据（SystemData）包括硬件组态、网络组态和连接表，也应下载到CPU。下载的用户程序保存在装载存储器的快闪存储器（FEPROM）中。CPU电源掉电又重新恢复时，FEPROM中的内容被重新复制到CPU存储器的RAM区。4.5.2在线连接的建立与在线操作1建立在线连接通过硬件接口连接计算机和PLC必须
14、，然后通过在线的项目窗口访问PLC。管理器中执行菜单命令“ViewOnline”、“ViewOffline”进入离线状态。在线窗口显示的是PLC中的内容，离线窗口显示的是计算机中的内容。如果PLC与STEP7中的程序和组态数据是一致的，在线窗口显示的是PLC与STEP7中的数据的组合。2处理模式与测试模式在设置CPU属性的对话框中的“Protection”（保护）标签页选择处理（Process）模式或测试（Test）模式。3在线操作进入在线状态后，执行菜单命令“PLCDiagnostics/Settings”中不同的子命令。进入在线状态后，“PLC”主菜单中的命令功能。设置了口令后，执行在线功
15、能时，会显示出“EnterPassword”对话框。若输入的口令正确，就可以访问该模块。用菜单命令“PLCAccessRightsSetup”输入口令。4.5.3下载与上载1下载的准备工作计算机与CPU之间必须建立起连接，要下载的程序已编译好；在RUN-P模式一次只能下载一个块，建议在STOP模式下载。在保存块或下载块时，STEP7首先进行语法检查，应改正检查出来的错误。下载前应将CPU中的用户存储器复位。可以用模式选择开关复位，CPU进入STOP模式，再用菜单命令“PLCClear/Reset”复位存储器。2下载的方法（1）在离线模式下载在管理器的块工作区选择块，可用Ctrl键和Shift键
16、选择多个块，用菜单命令“PLCDownload”将被选择的块下载到CPU。在管理器左边的目录窗口中选择Blocks对象，下载所有的块和系统数据。对块编程或组态硬件和网络时，在当时主窗口，用菜单命令“PLCDownload”下载当前正在编辑的对象。(4)上载程序可以用“PLCUpload”命令从CPU的RAM装载存储器中，把块的当前内容上载到计算机打开的项目中。4.6用变量表调试程序4.6.1系统调试的基本步骤首先进行硬件调试，可以用变量表来测试硬件，通过观察CPU模块上的故障指示灯，或使用4.8节介绍的故障诊断工具来诊断故障。下载程序之前应将CPU的存储器复位，将CPU切换到STOP模式，下载
17、用户程序时应同时下载硬件组态数据。可以在OB1中逐一调用各程序块，一步一步地调试程序。最先调试起动组织块OB100，然后调试FB和FC。应先调试嵌套调用最深的块，例如首先调试图4-13中的FB1。调试时可以在完整的OB1的中间临时插入BEU（块无条件结束）指令，只执行BUE指令之前的部分，调试好后将它删除掉。最后调试不影响OB1的循环执行的中断处理程序，或者在调试OB1时调试它们。4.6.2变量表的基本功能变量表可以在一个画面中同时监视、修改和强制用户感兴趣的全部变量。一个项目可以生成多个变量表。变量表的功能：监视（Monitor）变量、修改（Modify）变量、对外设输出赋值、强制变量、定义
18、变量被监视或赋予新值的触发点和触发条件。4.6.3变量表的生成1生成变量表的几种方法（1）在管理器中用生成新的变量表。（3）在变量表编辑器中，可以用主菜单“Table”生成一个新的变量表。2在变量表中输入变量可以从符号表中拷贝地址，将它粘贴到变量表。IW2用二进制数（BIN）可以同时显示和分别修改I2.0I3.7这十六点数字量输入变量。4.6.4变量表的使用1建立与CPU的连接2定义变量表的触发方式用菜单命令“VariableTrigger”打开图4-15中的对话框选择触发方式。3监视变量用菜单命令“VariableUpdateMonitorValues”对所选变量的数值作一次立即刷新。4修改
19、变量在STOP模式修改变量时，各变量的状态不会互相影响，并且有保持功能。在RUN模式修改变量时，各变量同时又受到用户程序的控制。5强制变量强制变量操作给用户程序中的变量赋一个固定的值，不会因为用户程序的执行而改变。强制作业只能用菜单命令“VariableStopForcing”来删除或终止。4.7用程序状态功能调试程序4.7.1程序状态功能的起动与显示1起动程序状态进入程序状态的条件：经过编译的程序下载到CPU；打开逻辑块，用菜单命令“DebugMonitor”进入在线监控状态；将CPU切换到RUN或RUN-P模式。2语句表程序状态的显示从光标选择的网络开始监视程序状态。右边窗口显示每条指令执
20、行后的逻辑运算结果（RLO）和状态位STA(Status)、累加器1（STANDARD）、累加器2(ACCU2)和状态字（STATUS）。用菜单命令“OptionsCustomize”打开的对话框分STL标签页选择需要监视的内容，用LAD/FBD标签页可以设置梯形图(LAD)和功能块图(SFB)程序状态的显示方式。3梯形图程序状态的显示LAD和FBD中用绿色连续线来表示状态满足，即有“能流”流过，见图4-18左边较粗较浅的线；用兰色点状线细表示状态不满足，没有能流流过；用黑色连续线表示状态未知。梯形图中加粗的字体显示的参数值是当前值，细体字显示的参数值来自以前的循环。4使用程序状态功能监视数据
21、块4.7.2单步与断点功能的使用进入RUN或RUN-P模式后将停留在第一个断点处。单步模式一次只执行一条指令。程序编辑器的“Debug（调试）”菜单中的命令用来设置、激活或删除断点。执行菜单命令“ViewBreakpointBar”后，在工具条中将出现一组与断点有关的图标。1设置断点与进入单步模式的条件（1）只能在语句表中使用单步和断点功能。（2）执行菜单命令“OptionsCustomize”，在对话框中选择STL标签页，激活“Activatenewbreakpointsimmediately（立即激活新断点）”选项。（3）必须用菜单命令“DebugOperation”使CPU工作在测试（T
22、est）模式。（4）在SIMATIC管理器中进入在线模式，在线打开被调试的块。（5）设置断点时不能起动程序状态（Monitor）功能。（6）STL程序中有断点的行、调用块的参数所在的行、空的行或注释行不能设置断点。2设置断点与单步操作在菜单命令“DebugBreakpointsActive”前有一个“”（默认的状态），表示断点的小圆是实心的。执行该菜单命令后“”消失，表示断点的小圆变为空心的。要使断点起作用，应执行该命令来激活断点。将CPU切换到RUN或RUN-P模式，将在第一个表示断点的紫色圆球内出现一个向右的黄色的箭头（见图4-19），表示程序的执行在该点中断，同时小窗口中出现断点处的状态
23、字等。执行菜单命令“DebugExecuteNextStatement”，黄色箭头移动到下一条语句，表示用单步功能执行下一条语句。执行菜单命令“DebugExecuteCall（执行调用）”将进入调用的块。块结束时将返回块调用语句的下一条语句。为使程序继续运行至下一个断点，执行菜单命令“DebugResume（继续）”。菜单命令“DebugDeleteBreakpoint”删除一个断点，菜单命令“DebugDeleteAllBreakpoint”删除所有的断点。执行菜单命令“ShowNextBreakpoint”，光标跳到下一个断点。4.8故障诊断4.8.1故障诊断的基本方法在管理器中用“Vi
24、ewOnline”打开在线窗口。查看是否有CPU显示诊断符号。4.8.2模块信息在故障诊断中的应用1打开模块信息窗口建立在线连接后，在管理器中选择要检查的站，执行菜单命令“PLCDiagnostics/SettingsModuleInformation”，显示该站中CPU模块的信息。诊断缓冲区（DiagnosticBuffer）标签页中，给出了CPU中发生的事件一览表。最上面的事件是最近发生的事件。因编程错误造成CPU进入STOP模式，选择该事件，并点击“OpenBlock”按钮，将在程序编辑器中打开与错误有关的块，显示出错的程序段。4.8.3用快速视窗和诊断视窗诊断故障1用快速视窗诊断故障管
25、理器中选择要检查的站，用命令“PLCDiagnostics/SettingsHardwareDiagnose”打开CPU的硬件诊断快速视窗（QuickView），显示该站中的故障模块。用命令“OptionCustomize”，在打开的对话框的“View”标签页中，应激活“诊断时显示快速视窗”。2打开诊断视窗诊断视窗实际上就是在线的硬件组态窗口。在快速视窗中点击“OpenStationOnline”（在线打开站）按键，打开硬件组态的在线诊断视窗。在管理器中与PLC建立在线连接。打开一个站的“Hardware”对象，可以打开诊断视窗。3诊断视窗的信息功能诊断视窗显示整个站在线的组态。用命令“PLCModuleInformation”查看其模块状态。