S7_300控制系统中大量报警点的监控系统程序设计

第7章S7-300和S7-400 PLC系统配置与编程本章的内容是向大家介绍西门子公司的SIMATIC S7-300和S7-400两个系列的PLC。

S7-300/400 PLC在结构上属于模块式结构，简单的说，一台完整的S7-300或者S7-400 PLC，是由基板（RACK）+ 各种模块组成的。

各种模块的选择，基于控制系统功能的需要，所有的模块安装在基板上，最终构成一台完整的PLC。

S7-300与S7-400的设计与编程通过STEP 7软件包来完成。

本章的主要内容：●S7-300与S7-400的系统配置●S7-300与S7-400的指令系统●S7-300与S7-400应用系统的编程本章重点是熟悉S7-300/400 系统的结构，了解S7-300与S7-400 PLC的各种模块的功能和特点；掌握STEP 7编程软件的基本知识和使用方法，从而具备设计开发S7-300或S7-400 PLC系统的能力。

7.1 S7-300 PLC和S7-400 PLC的系统配置7.1.1 S7-300 PLC的基本组成S7-300是模块式的PLC，它的组成部件主要有以下几个部分：1. 中央处理单元（CPU）各种CPU单元有不同的性能，有的集成有数字量和模拟量输入/输出点，而有的集成有PROFIBUS-DP等通信接口。

CPU面板上有状态故障显示灯、模式开关、24 V电源输入端子、电池盒与存储器模块盒（有的CPU没有）。

2. 负载电源模块（PS）负载电源模块用于将AC 220 V电源转换为DC 24 V电源，提供给CPU和I/O模块使用。

额定输出电流有2 A、5 A和10 A三种。

3. 信号模块（SM）数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块的总称，它们使不同的过程信号电压或电流与PLC内部的信号电平匹配。

4. 功能模块（FM）用于对实时性和存储容量高的控制任务，例如高速计数器模块、快速/慢速进给驱动位置控制模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、闭环控制模块、工业标识系统的接口模块、称重模块、位置输入模块等。

S7-300程序设计方法(模拟量控制)引言在自动化控制系统中，模拟量控制是一种重要的控制方式。

S7-300是西门子公司开发的一种可编程控制器（PLC），它提供了一种灵活的方式来实现模拟量控制。

本文将介绍如何使用S7-300进行模拟量控制的程序设计方法。

硬件配置，我们需要了解S7-300的硬件配置。

S7-300包括一个或多个CPU，用来执行用户编写的程序。

CPU和其他设备之间通过总线连接，包括输入模块、输出模块和模拟量模块。

在模拟量控制中，模拟量模块用来读取传感器的模拟信号，并输出控制信号给执行器。

编程软件S7-300使用STEP7编程软件进行程序设计。

STEP7提供了一个友好的图形化界面，以及一套丰富的函数库来支持编程。

在开始编程之前，我们需要安装和配置STEP7软件，并连接S7-300 PLC。

程序设计步骤1. 配置模拟量模块：在STEP7软件中，我们需要配置模拟量模块。

这包括设置模块的地质、通道数和其他参数。

配置完成后，我们可以通过函数调用的方式读取模块的模拟信号。

2. 编写读取模拟信号的程序：在STEP7软件中，我们可以使用函数库提供的函数来读取模拟量模块的模拟信号。

这些函数会将模拟信号转换为数字量，以便后续的控制算法使用。

3. 设计控制算法：在STEP7软件中，我们可以使用图形化编程语言来设计控制算法。

控制算法可以包括PID控制器、滤波器和限幅器等。

通过读取模拟信号并对其进行处理，我们可以控制信号，并输出给执行器。

4. 编写输出控制信号的程序：在STEP7软件中，我们可以使用函数库提供的函数来输出控制信号。

这些函数将控制信号转换为模拟输出信号，并输出给执行器。

5. 调试和测试：在完成程序设计后，我们需要进行调试和测试。

我们可以使用STEP7软件提供的在线模拟功能来模拟真实的输入和输出信号，并进行调试和测试。

本文介绍了在S7-300上进行模拟量控制的程序设计方法。

通过配置模拟量模块、编写读取模拟信号的程序、设计控制算法和编写输出控制信号的程序，我们可以实现灵活且高效的模拟量控制。

S7-300程序设计方法(模拟量控制)S7-300程序设计方法(模拟量控制)1. 简介本文档旨在介绍S7-300程序设计中的模拟量控制方法。

S7-300是西门子（Siemens）公司生产的一种工业自动化控制器，广泛应用于工业控制领域。

2. 模拟量控制概述模拟量控制是指对连续变化的物理量进行监测和调节的过程。

在工业自动化中，模拟量通常用来表示温度、压力、液位等连续变化的物理量。

S7-300控制器具备良好的模拟量输入和输出接口，可实现对模拟量的监测和调节。

3. S7-300模拟量输入配置在S7-300控制器中，模拟量输入通过配置模拟量输入模块来实现。

下面介绍一般的模拟量输入配置过程：3.1. 选择适当的模拟量输入模块根据需求选择合适的模拟量输入模块，通常有不同的输入通道数和精度可供选择。

3.2. 连接模拟量输入模块将模拟量输入模块与控制器连接。

通常采用总线或直接连接方式。

3.3. 配置模拟量输入模块在S7-300控制器的编程软件中，进行模拟量输入模块的参数配置。

包括输入通道数、量程范围、采样周期等。

3.4. 读取模拟量输入数值在PLC程序中，通过相应的指令读取模拟量输入模块的数值。

可以根据需要进行处理和判断，进一步实现对模拟量的监测和控制。

4. S7-300模拟量输出配置S7-300控制器不仅支持模拟量输入，还支持模拟量输出。

下面介绍一般的模拟量输出配置过程：4.1. 选择适当的模拟量输出模块根据需求选择合适的模拟量输出模块，通常有不同的输出通道数和分辨率可供选择。

4.2. 连接模拟量输出模块将模拟量输出模块与控制器连接。

通常采用总线或直接连接方式，需要注意与输入模块的通道对应。

4.3. 配置模拟量输出模块在S7-300控制器的编程软件中，进行模拟量输出模块的参数配置。

包括输出通道数、输出范围、初始值等。

4.4. 写入模拟量输出数值在PLC程序中，通过相应的指令将需要的模拟量输出数值写入输出模块。

可以根据需要实现对模拟量的精确控制。

S7-300 PLC的梯形图编程示例1 与、或、非、同或、异或与：只有当I0.0和I0.1都为1时，Q0.0才能为1。

或：只要I0.0和I0.1有一个为1，Q0.0为1。

非：当I0.0为1时，Q0.0为0。

同或：只有当I0.0和I0.1状态相同时，Q0.0才为1。

异或：只有当I0.0和I0.1状态不同时，Q0.0才为1。

2 启动和复位控制结构（自锁结构）I0.0接启动按钮，I0.1接复位（停止）按钮，灯接Q0.0构成自锁结构。

自锁结构也可以通过同时使用S指令和R指令来实现。

然而同时使用S指令和R指令时，存在一种隐患，请思考是什么隐患？为了避免这种隐患，可以使用SR或者RS触发器。

或者注意：此示例使用电动机启动与停止的控制作为例子，其实很多地方都可以使用到启动和复位控制结构，大家的思路要开阔，不要被例子所局限。

比如可以利用M区域的地址替代例子中的Q地址，实现在PLC内部某些位变量的锁存和复位。

3 自锁和互锁程序4 延时通断控制程序在PLC的实际应用中，延时通断通常可采用定时器（或计数器）来实现。

定时器的串联是用一个定时器启动另一个定时器，可以实现“长延时”控制。

定时器的并联可以使多个输出在不同的时刻接通，实现输出的顺序启动。

4.1 脉冲定时控制（SP定时器）SP定时器可以用定时线圈的形式实现：请结合指令帮助，体会SP定时器的工作方式。

4.2延时接通控制（SD定时器）SD定时器可以用定时线圈的形式实现：请结合指令帮助，体会SD定时器的工作方式。

也可以使用指令块的形式实现：4.3 延时断开控制（SF定时器）延时断开控制可以用定时线圈实现：请结合指令帮助，体会SD定时器的工作方式。

4.4 顺序延时接通控制顺序延时接通是指多个被控对象相隔一定的时间，有顺序地依次起动。

实现这种控制的程序很多，例如，利用多个定时器：或者利用计数器加系统的时钟存储器实现：其中M100.5是CPU时钟位，周期为1S，在硬件组态的CPU属性中设置，如下图所示：表：时钟存储器各位的周期及频率位 7 6 5 4 3 2 1 0 周期/s 2 1.6 1 0.8 0.5 0.4 0.2 0.1 频率/Hz0.5 0.625 1 1.25 2 2.5 5 10注意：①系统的时钟存储器中各位的频率是固定的，无法更改。

S7-300/400PLC的编程技术编程语言与数据类型1 编程语言STEP-7是S7-300/400系列PLC的编程软件。

梯形图、语句表 (即指令表)和功能块图是标准的STEP-7软件包配备的3种基本编程语言，这3种语言可以在STEP-7中相互转换。

1 顺序功能图(SFC)触点和线圈等组成的独立电路称为网络(Network)，如下图所示，编程软件自动为网络编号。

梯形图中的触点和线圈可以使用物理地址，例如I0.1，Q0.3等。

如果在符号表中对某些地址定义了符号，例如令I0.1的符号为“起动”，在程序中可用符号地址“起动”来代替物理地址I0.0，这样使程序易于阅读和理解。

用户可以在网络号右边加上网络的标题，在网络号的下面为网络加上注释。

还可以选择在梯形图下面自动加上该网络中使用的符号的信息。

在分析梯形图中的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象在梯形图的左有两侧垂直“电源”之间有一个左正右负的直流电源电压，有一个假想的“能流”(PowerFlow)流过线圈。

利用能流这一概念，可以很好地理解和分析梯形图，能流只能从左向右流动。

•4）功能块图(FBD)功能块图(FBD)使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑。

一些复杂的功能用指令框来表示，功能块图用类似于与门、或门的方框来表示逻辑运算关系。

•5）结构文本(ST)结构文本(ST)是为IEC61131-3标准创建的一种专用的高级编程语言。

STEP－7的S7 SCL(结构化控制语言)是符合lEC61131-3标准的高级文本语言。

它的语言结构与编程语言Pascal和C相似，所以特别适合于习惯使用高级编程语言的人使用。

•6）S7 HiGraph编程语言图形编程语言S7 HiGraph属于可选软件包，它用状态图(State Graphs)来描述异步、非顺序控制过程的编程语言。

•7）S7 CFC编程语言可选软件包CFC(Continuous Function Chart，连续功能图)用图形方式连接程序库中以块的形式提供的各种功能，包括从简单的逻辑操作到复杂的闭环和开环控制等领域。

S7 300过程报警处理指南说明：在当前过程中可能发生这样的事件，它需要的响应时间要快于当前程序执行周期所能提供的时间，还可能发生这样的事件，它的持续时间短的不足以在当前的程序执行周期内被识别出来，因此，在S7-300 控制器以及以下模块中编辑了过程报警。

•模拟量模块(AI)•数字量输入(DI) 和•功能模板(FM)过程报警能力，满足事件要求而被实时调用。

过程报警类似于中断。

本文为S7-300 CPU 提供过程报警指南。

概要:如果在程序执行过程中触发报警事件，操作系统会调用OB 40，来中断当前程序执行或者是中断低优先级的程序块处理。

OB 40 的临时堆栈数据可以更加精确的指定一个或多个报警触发事件（可置位多个状态位），这些临时堆栈数据可以在报警OB 块中通过用户程序评估。

如果在CPU 中没有报警组织块OB 40 存在，当报警事件触发时，CPU 会进入停机模式。

报警组织块有一个固定的优先级设置16。

在不同模块中的过程报警触发事件：模拟量模块：可以用过程报警监视模拟量输入模块中的某个值。

当模拟量的值低于指定下限或高于指定上限的时候, 过程报警可以被组态为在此时触发。

有关各个模拟量输入模块的更多信息，请参见手册"Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可编程逻辑控制器S7-300 模板规范)第4章，条目号8859629。

数字量模块：具有过程报警能力的数字量输入模板可以监视单独的位状态。

过程报警可以在以下事件发生时触发：该位出现下降沿或者上升沿。

有关各个数字量输入模块的更多信息，请参见手册"Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可编程逻辑控制器S7-300 模板规范)第3章，条目号8859629。

功能模块：具有过程报警能力的功能模块能够执行大量不同的任务，可以为不同的事件配置过程报警，下面通过FM350-1 计数器模块的例子来说明。

S7-300程序设计方法(模拟量控制)S7-300程序设计方法(模拟量控制)1、概述本文档旨在介绍使用S7-300 PLC进行模拟量控制的程序设计方法。

模拟量控制是指通过对模拟量进行读取和控制，实现对某个过程或设备的精确控制。

2、硬件准备在开始程序设计前，需要准备以下硬件设备：- S7-300 PLC主机- 模拟量输入模块- 模拟量输出模块- 传感器设备3、软件配置在进行程序设计前，需要进行一些软件配置：- 安装S7-300 PLC编程软件- 建立PLC连接- 配置模拟量输入输出模块- 配置传感器设备4、建立IO连接在程序设计前，需要建立正确的IO连接，确保PLC能够读取模拟量输入信号和控制模拟量输出信号。

具体步骤如下：4.1 针对模拟量输入模块，连接传感器设备到相应输入通道。

4.2 针对模拟量输出模块，连接控制设备到相应输出通道。

5、创建数据块在开始程序设计前，需要创建数据块，用于存储PLC读取的模拟量输入信号和控制的模拟量输出信号。

具体步骤如下：5.1 在S7-300 PLC编程软件中，创建一个新的数据块。

5.2 在数据块中定义模拟量输入信号和模拟量输出信号的数据类型和变量名。

6、编写程序功能块根据实际需求，编写程序功能块来实现对模拟量的读取和控制。

具体步骤如下：6.1 在S7-300 PLC编程软件中，创建一个新的程序功能块。

6.2 在功能块中编写读取模拟量输入信号的代码，并将其保存到数据块中的相应变量。

6.3 在功能块中编写控制模拟量输出信号的代码，并将其输出到对应的输出通道。

7、程序调试完成程序编写后，需要对程序进行调试，确保读取的模拟量输入信号准确，并且控制的模拟量输出信号符合预期。

具体步骤如下：7.1 使用S7-300 PLC编程软件进行在线监视，观察模拟量输入信号的数值变化。

7.2 根据实际需求，调整程序功能块中控制模拟量输出信号的代码，确保输出信号的精确控制。

8、系统验证在完成程序调试后，进行系统验证，确保模拟量控制系统运行正常。

基于S7-200PLC的故障报警程序设计
谢富珍
【期刊名称】《企业技术开发（下半月）》
【年(卷),期】2013(032)016
【摘要】利用定时器产生可以调节频率和占空比的闪烁信号，结合经验设计方法，设计故障报警控制系统的程序，该程序简单实用，可以直接应用在实际复杂工业控制系统中。

【总页数】2页(P5-6)
【作者】谢富珍
【作者单位】新余学院机械工程学院，江西新余 338004
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于S7-200PLC的故障报警程序设计 [J], 谢富珍;
2.基于S7-200PLC的程序设计及仿真研究 [J], 肖溪;张东辉;刘春东;邹义龙
3.基于S7-200PLC的多泵控制系统程序设计 [J], 刘敏俊
4.基于西门子S7-200PLC控制的交通灯梯形图程序设计 [J], 陈永方;陈帮军;刘朝
中
5.基于S7-200PLC的CEMS系统程序设计及优化研究 [J], 庞海宇;白永刚;姜永宽;白伟;庞占洲
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