1、第3章 S7-200 PLC编程工具第第3 3章章 S7-200 PLCS7-200 PLC编程工具编程工具3.1 STEP7-Micro/WIN编程系统概述编程系统概述3.2 STEP7-Micro/WIN软件介绍软件介绍3.3 程序编辑、调试及运行程序编辑、调试及运行3.4 西门子西门子S7-200仿真软件的应用仿真软件的应用第3章 S7-200 PLC编程工具3.1 STEP7-Micro/WIN编程系统概述编程系统概述3.1.1 系统硬件连接系统硬件连接为了实现S7-200 PLC与计算机之间的通信，西门子公司为用户提供了两种硬件连接方式：一种是通过PC/PPI电缆或PPI多主站电缆直
2、接连接，其价格便宜，用得最多；另一种是通过个人计算机中的通信处理器(CP卡)和MPI(多点接口)电缆同PLC进行通信连接。第3章 S7-200 PLC编程工具典型的单主机与PLC直接连接如图3-1所示。图3-1 典型的单主机与PLC直接连接第3章 S7-200 PLC编程工具3.1.2 PLC编程软件的安装编程软件的安装1.系统要求系统要求STEP7-Micro/WIN软件安装包是基于Windows的应用软件，4.0版本的软件安装与运行需要Windows 2000/SP3或Windows XP操作系统。目前SP9的软件包已经完全能够支持WIN7操作系统的运行要求。第3章 S7-200 PLC编
3、程工具2.软件安装软件安装STEP7-Micro/WIN软件的安装很简单，关闭PC中的所有应用程序，并将光盘插入光盘驱动器系统自动进入安装向导(或在光盘目录里双击setup，则进入安装向导)，按照安装向导完成软件的安装。软件程序安装路径可使用默认子目录，也可以点击“浏览”按钮，在弹出的对话框中任意选择或新建一个新子目录。第3章 S7-200 PLC编程工具首次运行STEP7-Micro/WIN软件时系统默认语言为英语，可根据需要修改编程语言。如将英语改为中文，其具体操作如下：运行STEP7-Micro/WIN编程软件，在主界面执行菜单ToolsOptionsGeneral选项，然后在弹出的对话
4、框中选择Chinese即可将英语改为中文，再次起动该软件后中文环境立即生效。第3章 S7-200 PLC编程工具3.2 STEP7-Micro/WIN软件介绍软件介绍3.2.1 软件的基本功能软件的基本功能STEP7-Micro/WIN的基本功能可以简单地概括为：通过Windows平台用户自己编制应用程序。它的功能可以总结如下：(1)STEP7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的SIMATIC S7-200 PLC编程软件，简单、易学，能够解决复杂的自动化任务。第3章 S7-200 PLC编程工具(2)适用于所有SIMATIC S7-200 PLC机型的软件编程。(3)支持梯形图
5、(LAD)、指令表(STL)和功能块图(FBD)等三种编程语言，可以在三者之间随时切换。(4)具有密码保护功能。(5)STEP7-Micro/WIN提供软件工具帮助用户调试和测试程序。(6)指令向导功能包括：PID自整定界面；PLC内置脉冲串输出(PTO)和脉宽调制(PWM)指令向导；数据记录向导；配方向导。(7)支持TD 200和TD 200C文本显示界面(TD 200向导)。第3章 S7-200 PLC编程工具在线与离线的主要区别是：(1)联机方式下可直接针对相连的PLC设备进行操作，如上传和下载用户程序和组态数据等。(2)离线方式下不直接与PLC设备联系，所有程序和参数都暂时存放在计算机
6、硬盘文件里，待联机后再下载到PLC设备中。第3章 S7-200 PLC编程工具3.2.2 项目及其组件项目及其组件西门子公司的STEP7-Micro/WIN把每个实际的S7-200系统的用户程序、系统设置等内容保存在一个项目(Project)文件中，扩展名为.mwp。用户打开具有该扩展名的文件亦即打开了相应的工程项目。起动STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件，其主界面外观如图3-2所示。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-2 STEP7-Micro/WIN V4.0软件主界面第3章 S7-200 PLC编程工具1.菜单栏菜单栏菜单栏包括文件、编辑、查看、PLC、调试、工具、窗
7、口、帮助8个主菜单项。为了便于读者充分了解编程软件功能，更好完成用户程序开发任务，下面介绍编程软件主界面各主菜单的功能及其选项内容如下：(1)文件。(2)编辑。(3)查看。(4)PLC。(5)调试。(6)工具。(7)窗口。(8)帮助。第3章 S7-200 PLC编程工具2.工具栏工具栏工具栏提供简便的鼠标操作，它将最常用的STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件操作以按钮形式设定到工具栏。可执行菜单“查看”“工具栏”选项，实现显示或隐藏标准、调试、公用和指令工具栏。工具栏及其选项如图3-3所示。图3-3 工具栏第3章 S7-200 PLC编程工具工具栏可划分为4个区域，下面按区域介绍各
8、按钮选项的操作功能。1)标准工具栏标准工具栏各快捷按钮选项如图3-4所示。图3-4 标准工具栏第3章 S7-200 PLC编程工具2)调试工具栏调试工具栏调试工具栏各快捷按钮选项如图3-5所示。图3-5 调试工具栏第3章 S7-200 PLC编程工具3)公用工具栏公用工具栏各快捷按钮选项如图3-6所示。图3-6 公用工具栏第3章 S7-200 PLC编程工具4)指令工具栏指令工具栏各快捷按钮选项如图3-7所示。图3-7 LAD指令工具栏第3章 S7-200 PLC编程工具3.指令树指令树指令树以树形结构提供项目对象和当前编辑器的所有指令。双击指令树中的指令符，能自动在梯形图显示区光标位置插入所
9、选的梯形图指令。项目对象的操作可以双击项目选项文件夹，然后双击打开需要的配置页。指令树可用执行菜单“查看”“指令树”选项来选择是否打开。第3章 S7-200 PLC编程工具4.浏览栏浏览栏浏览栏可为编程提供按钮控制的快速窗口切换功能。单击浏览栏的任意选项按钮，则主窗口切换成此按钮对应的窗口。浏览栏可划分为8个窗口组件，下面按窗口组件介绍各窗口按钮选项的操作功能。第3章 S7-200 PLC编程工具1)程序块程序块程序块用于完成程序的编辑以及相关注释。程序包括主程序(MAIN)、子程序(SBR)和中断程序(INT)。单击浏览栏的“程序块”按钮，进入程序块编辑窗口。程序块编辑窗口如图3-8所示。第
10、3章 S7-200 PLC编程工具图3-8 程序块编辑窗口第3章 S7-200 PLC编程工具2)符号表符号表是允许用户使用符号编址的一种工具。实际编程时为了增加程序的可读性，可用带有实际含义的符号作为编程元件代号，而不是直接使用元件在主机中的直接地址。单击浏览栏的“符号表”按钮，进入符号表编辑窗口。3)状态表状态表用于联机调试时监控各变量的值和状态。在PLC运行方式下，可以打开状态表窗口，在程序扫描执行时，能够连续、自动地更新状态表的数值和状态。单击浏览栏的“状态表”按钮，进入状态表编辑窗口。第3章 S7-200 PLC编程工具4)数据块数据块用于设置和修改变量存储区内各种类型存储区的一个或
11、多个变量值，并加注必要的注释说明，下载后可以使用状态表监控存储区的数据。可以使用下列之一方法访问数据块：(1)单击浏览条的“数据块”按钮。(2)执行菜单“查看”“组件”“数据块”。(3)双击指令树的“数据块”，然后双击用户定义1图标。第3章 S7-200 PLC编程工具5)系统块系统块可配置S7-200用于CPU的参数，使用下列方法能够查看和编辑系统块，设置CPU参数。可以使用下面之一方式进入“系统块”编辑：(1)单击浏览栏的“系统块”按钮。(2)执行菜单“查看”“组件”“系统块”。(3)双击指令树中的“系统块”文件夹，然后双击打开需要的配置页。第3章 S7-200 PLC编程工具系统块的配置
12、包括数字量输入滤波，模拟量输入滤波，脉冲截取(捕捉)，数字输出表，通信端口，密码设置、保持范围，背景时间等。在完成系统块的内容设定后，必须将系统块的修改信息下载到PLC，为PLC提供新的系统配置。当项目的CPU类型和版本能够支持特定选项时，这些系统块配置选项将被启用。系统块编辑窗口如图3-9所示。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-9 系统块编辑窗口第3章 S7-200 PLC编程工具6)交叉引用交叉引用提供用户程序所用的PLC信息资源，包括3个方面的引用信息，即交叉引用信息、字节使用情况信息和位使用情况信息，使编程所用的PLC资源一目了然。交叉引用及用法信息不会下载到PLC。单击浏览栏
13、“交叉引用”按钮，进入交叉引用编辑窗口。“交叉引用”编辑窗口如图3-10所示。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-10 “交叉引用”编辑窗口第3章 S7-200 PLC编程工具7)通信网络地址是用户为网络上每台设备指定的一个独特号码。该独特的网络地址确保将数据传送至正确的设备，并从正确的设备检索数据。S7-200 PLC支持0至126的网络地址。数据在网络中的传送速度称为波特率。波特率测量在某一特定时间内传送的数据量。S7-200 CPU的默认传输速率为9.6kb/s，默认网络地址为2。单击浏览栏的“通信”按钮，进入通信设置窗口。“通信”设置窗口如图3-11所示。第3章 S7-200 P
14、LC编程工具图3-11 “通信”设置窗口第3章 S7-200 PLC编程工具8)设置PG/PC单击浏览栏的“设置PG/PC接口”按钮，进入PG/PC接口参数设置窗口，“设置PG/PC接口”窗口如图3-12所示。单击“Properties”按钮，可以进行地址及通信速率的配置。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-12 “设置PG/PC接口”窗口第3章 S7-200 PLC编程工具3.3 程序编辑、调试及运行程序编辑、调试及运行3.3.1 建立项目文件建立项目文件1.创建新项目文件创建新项目文件方法1：可用菜单命令文件中的“新建”按钮。方法2：可用工具条中的“新建”按钮来完成。第3章 S7-2
15、00 PLC编程工具2.打开已有的项目文件打开已有的项目文件方法1：可用菜单命令文件中的“打开”按钮。方法2：可用工具条中的“打开”按钮。方法3：利用Windows资源管理器，选择并双击打开扩展名为.mwp的文件。第3章 S7-200 PLC编程工具3.确定确定PLC类型类型在对PLC编程之前，应正确地设置其型号，以防创建程序时发生编辑错误。如果指定了型号，则指令树用红色标记“”表示对当前选择的PLC无效的指令。设置与读取PLC的型号有两种方法：(1)执行菜单“PLC”“类型”选项，在出现的如图3-13所示的对话框中选择PLC型号和CPU版本。(2)双击指令树中的“项目1”，然后双击PLC型号
16、和CPU版本选项，在弹出的如图3-13所示的对话框中进行设置。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-13 “PLC类型”对话框第3章 S7-200 PLC编程工具3.3.2 编辑程序文件编辑程序文件 1.选择指令集和编辑器选择指令集和编辑器S7-200系列PLC支持的指令集有SIMATIC和IEC1131-3两种。本教材用SIMATIC编程模式，方法如下：选择菜单命令“工具”“选项”“常规”选项中的“常规”标签，编程模式选“SIMATIC”，单击“确定”。采用SIMATIC指令编写的程序可以使用LAD(梯形图)、STL(语句表)、FBD(功能块图)三种编辑器，常用LAD或STL编程。选择编
17、辑器的方法为：选择菜单命令“查看”“LAD”或“STL”。第3章 S7-200 PLC编程工具2.在梯形图中输入指令在梯形图中输入指令1)编程元件的输入编程元件包括线圈、触点、指令盒和导线等。梯形图中每个网络必须从触点开始，以线圈或没有ENO输出的指令盒结束。编程元件可以通过工具按钮、指令树、快捷键等方法输入。(1)将光标放在需要的位置上，单击工具条中的元件(触点、线圈或指令盒)按钮，从下拉菜单所列出的元件中选择要输入的元件即可。第3章 S7-200 PLC编程工具(2)将光标放在需要的位置上，在指令树窗口所列的一系列元件中，双击要输入的元件即可。(3)将光标放在需要的位置上，在指令树窗口所列
18、的一系列元件中，拖动要输入的元件放到目的地即可。(4)使用功能键F4(触点)、F6(线圈)、F9(指令盒)，从下拉菜单所列出的元件中，选择要输入的元件单击即可。第3章 S7-200 PLC编程工具2)上下行线的操作上下行线的操作将光标移到要合并的触点处，单击上行线或下行线按钮+Ctrl的组合键。3)程序的编辑程序的编辑用光标选中需要进行编辑的单元，单击右键，弹出快捷菜单，可以进行剪切、复制、粘贴、删除，也可插入或删除行、列、垂直线或水平线。通过用(Shift)键+鼠标单击，可以选择多个相邻的网络，单击右键，弹出快捷菜单，进行剪切、复制、粘贴或删除等操作。第3章 S7-200 PLC编程工具4)
19、编写符号表编写符号表单击浏览条中的“符号表”按钮，在符号列键入符号名，在地址列键入地址，在注释列键入注解，即可建立符号表，如图3-14所示。图3-14 符号表第3章 S7-200 PLC编程工具符号表建立后，选择菜单命令“查看”“符号编址”，将直接把地址转换成符号表中对应的符号名；也可通过菜单命令“工具”“选项”“程序编辑器”标签“符号编址”选项来选择操作数显示的形式，如选择“显示符号和地址”，则对应的梯形图如图3-15所示。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-15 带符号表的梯形图第3章 S7-200 PLC编程工具5)局部变量表局部变量表 可以拖动分割条，展开局部变量表并覆盖程序视图
20、，此时可设置局部变量表，如图3-16所示。在符号栏写入局部变量名称，在数据类型栏中选择变量类型后，系统自动分配局部变量的存储位置。局部变量有四种定义类型：IN(输入)，OUT(输出)，IN_OUT(输入输出)，TEMP(临时)。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-16 局部变量表第3章 S7-200 PLC编程工具(1)IN、OUT类型的局部变量：通过调用POU(3种程序)提供输入参数或通过调用POU返回输出参数。(2)IN_OUT类型：通过数值由调用POU提供参数，经子程序修改，返回POU。(3)TEMP类型：临时保存在局部数据堆栈区内的变量，一旦POU执行完成，临时变量的数据将不再有
21、效。第3章 S7-200 PLC编程工具6)程序注释程序注释程序注释LAD编辑器中提供了程序注释(POU)，用于方便用户更好地读取程序。添加程序注释的方法是：单击绿色注释行，输入文字。程序注释和网络注释可以通过工具栏按钮菜单进行隐藏或显示。第3章 S7-200 PLC编程工具3.3.3 程序的编译及下载程序的编译及下载1.编译编译程序编辑完成后，需要进行编译，编译的方法如下：(1)单击编辑按钮或选择菜单命令“PLC”“编译”，编译当前被激活的窗口中的程序块或数据块。(2)单击全部编译按钮或选择菜单命令“PLC”“全部编译”，编译全部项目元件(程序块、数据块和系统块)。第3章 S7-200 PL
22、C编程工具2.下载下载程序经过编译后，方可下载到PLC。下载前先做好与PLC之间的通信联系和通信参数设置。另外，下载之前，PLC必须处在“停止”的工作方式。如果PLC没有处在“停止”方式，则单击工具条中的“停止”按钮，将PLC置于“停止”方式。第3章 S7-200 PLC编程工具单击工具条中的“下载”按钮，或选择菜单命令“文件”“下载”，出现“下载”对话框，如图3-17所示。可选择是否下载“程序块”“数据块”和“系统块”等。单击“下载”按钮，开始下载程序。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-17 “下载”对话框第3章 S7-200 PLC编程工具3.3.4 程序的运行、监控与调试程序的运
23、行、监控与调试1.程序的运行程序的运行程序下载成功后，单击工具条中的“RUN(运行)”按钮，或选择菜单命令“PLC”“RUN(运行)(R)”，PLC进入运行工作方式。第3章 S7-200 PLC编程工具2.程序的监控程序的监控单击工具条中的按钮，程序状态打开/关闭，在梯形图中显示出各元件的状态，或选择菜单命令“调试”“开始程序状态监控(P)”，在梯形图中显示出各元件的状态。这时闭合触点和得电线圈内部颜色变蓝。梯形图运行状态监控如图3-18所示。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-18 梯形图运行状态监控第3章 S7-200 PLC编程工具3.程序的调试程序的调试 程序的调试是指结合程序运
24、行的动态显示，分析程序运行的结果以及影响程序运行的因素，然后退出程序运行和监控状态，在停止状态下对程序进行修改编辑，重新编译、下载、监视运行，如此反复修改和调试，直至得出正确的运行结果。第3章 S7-200 PLC编程工具3.4 西门子西门子S7-200仿真软件的应用仿真软件的应用在使用PLC进行编程时，只凭借阅读的方式评价较复杂的程序是不可靠的，必须进行实际的在线联机调试。第3章 S7-200 PLC编程工具3.4.1 仿真软件介绍仿真软件介绍西门子公司开发的S7-300/400 PLC有功能强大的仿真软件PLCSIM，并没有提供S7-200仿真软件，但是可以在网上搜索并下载S7-200仿真
25、软件。下载的S7-200仿真软件通常是压缩包的形式，解压后包含S7-200汉化版和S7-200西班牙文原版两个文件夹。双击执行汉化版内的S7-200.exe文件，就可以打开仿真软件的应用程序界面。这个仿真软件可以模拟CPU212CPU226的程序运行情况，而且具有占用程序空间小、无须安装的优点。然而该仿真软件不能模拟S7-200的全部指令和全部功能，例如对中断和调用子程序等命令不是很完善，但是它仍可以作为一个较好的学习S7-200的入门工具软件。第3章 S7-200 PLC编程工具3.4.2 仿真软件的使用仿真软件的使用双击执行汉化版内的S7-200.exe文件，弹出“S7-200的访问密码”
26、对话框，在对话框中相应的位置输入密码6596，就可以进入仿真软件，软件界面如图3-19所示。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-19 S7-200仿真软件界面第3章 S7-200 PLC编程工具1.建立仿真程序建立仿真程序首先在STEP7-Micro/WIN软件中编写程序，在这里列举一个简单的例子进行说明。实例的程序如图3-20所示。在这个例子中，当输入按钮I0.0有效时，Q0.0接通输出信号，同时定时器T38开始定时6s。当定时达到6s以后，Q0.1接通输出信号。如果停止按钮I0.1输入信号有效，那么将清除Q0.0和Q0.1的信号状态，同时将定时器清零。第3章 S7-200 PLC编程
27、工具图3-20 仿真实例的程序第3章 S7-200 PLC编程工具2.导出仿真文件导出仿真文件仿真软件不能直接接收.mwp格式的S7-200程序代码，必须用编程软件中的导出功能将S7-200的用户程序转换为.awl格式的ASCII文件文本，然后下载到仿真PLC中。在STEP7-Micro/WIN编程软件中打开一个编译成功的程序块，执行菜单命令“文件”“导出”，或者用鼠标右击某一程序块(主程序、子程序、中断程序)，在弹出的菜单中选择“导出”命令，执行后在出现的对话框中输入导出的ASCII文件的文件名“仿真实例.awl”，即保存待仿真的文件。第3章 S7-200 PLC编程工具3.载入仿真文件载入
28、仿真文件选择菜单“程序”“载入程序”或者单击工具条上的图标下载程序，在弹出的“下载”对话框中选择用户需要仿真的程序块(包括逻辑块、数据块和CPU配置)，本例中只有逻辑块，因此在弹出的对话框中选择逻辑块，单击“确定”按钮，在“打开”对话框中选择要下载的*.awl格式文件路径。下载成功后会出现该程序的代码文本框，如果不需要，可关闭该文本框，同时在CPU模块中间还会显示该程序的名称“仿真实例”。第3章 S7-200 PLC编程工具4.更改更改PLC类型类型该仿真软件默认的初始界面是CPU214，用户可以通过选择PLC类型来找到与实际PLC相同的配置。选择“配置”“CPU型号”菜单命令，在弹出的对话框
29、中可以设置CPU型号和地址。在CPU型号的下拉列表框中选择CPU型号CPU224，并选择CPU的网络默认地址2即可。注意：要调用PLC的CPU型号配置，也可以通过在仿真软件中双击CPU主模块俯视图的任意位置，弹出CPU型号配置对话框。第3章 S7-200 PLC编程工具5.程序仿真操作步骤程序仿真操作步骤1)运行程序运行程序可以通过菜单选择“PLC”“运行”命令，或者单击工具栏中的RUN按钮，开始程序仿真过程。此时软件中PLC主模块显示为运行状态，即PLC从STOP模式切换到RUN模式，CPU模块左侧的“STOP”LED灯变为灰色，同时“RUN”LED状态灯由灰色变为绿色。然后单击工具栏中的程
30、序状态监视按钮，用户就可以观测到PLC程序的执行过程了。再次单击该按钮，就停止了程序状态监控操作。第3章 S7-200 PLC编程工具2)停止程序可以通过菜单选择“PLC”“停止”命令，或者单击工具栏中的STOP按钮，终止程序仿真过程。程序停止仿真后，软件PLC显示为停止状态，运行灯熄灭，停止状态灯显示为红色。3)仿真操作仿真软件为用户提供的可以使用的对外接口有两种：一种是所有的开关量输入信号；另一种是模拟调节电位器的当前值寄存器SMB28和SMB29。第3章 S7-200 PLC编程工具4)实例程序仿真图3-20显示的程序一共有两个部分：第一部分是通过I0.0的输入控制Q0.0的输出，同时控
31、制起动定时器T38的计时，当计时达到6s以上时，控制驱动Q0.1输出；另外一部分是按下停止按钮I0.1清除Q0.0、Q0.1和定时器T38的状态。下面来验证仿真程序能够实现的设定效果。第3章 S7-200 PLC编程工具6.数据监视数据监视在仿真程序运行过程中，用户可以监视PLC中的数据。监视数据的方法如下：选择菜单选择“查看”“状态表”命令，或者单击工具栏中的状态表显示按钮，弹出“状态表”对话框，如图3-21所示。第3章 S7-200 PLC编程工具图3-21 “状态表”对话框第3章 S7-200 PLC编程工具在如图3-21所示的状态表对话框中有以下几个组成部分：(1)地址：输入需要显示数据的地址，可以输入I、Q、M、C、T和V变量；(2)格式：数据类型有十进制、十六进制、二进制和位变量；(3)当前值：显示当前的实时数据；(4)新值：通过强制功能给PLC内存软元件(如M、V或D)赋新值；(5)开始：开始程序监视功能；(6)停止：停止程序监控功能；(7)退出：退出监视操作。
