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浔之漫智控技术（上海）有限公司
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西门子6ES75317KF000AB0
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浔之漫智控技术（上海）有限公司(BFZY-YANGHONG)是西门子授权代理商
计数器用来累计输入脉冲的个数，用计数器标识符和计数器号（如C8）来表示，有加计数器、减计数器和加减计数器。给计数器分配的字用于存储计数当前值（0～999），计数值可用二进制或BCD码方式读取。5）共享数据块（DB）与背景数据块（DI） DB为共享数据块，在整个项目中所有的程序都可以访问。DBX是共享数据块中的数据位，DBB、DBW和DBD分别是共享数据块中的数据字节、数据字和数据双字。
DI为背景数据块，它只与*的功能块（FB）或系统功能（SFB）相关联，DIX是背景数据库块中的数据位，DIB、DIW和DID分别是背景数据块中的数据字节、数据字和数据双字。6）局部数据区（L） 局部数据区用来保存组织块的临时变量、启动信息、参数传递信息和来自梯形图程序的中间逻辑运算模块。名逻辑块都有它的局部数据区，局部变量在逻辑块的变量声明表中生成，只能在它被创建的块中使用。CPU按组织块的**级划分局部数据区，S7-300 PLC同一**级的组织块及其调用逻辑块所占用的临时局部数据区为256B。S7-400 PLC每个**级的局部数据区可以在硬件组态中改变大小，低压电器大可达几十KB。7）外部输入/输出存储区（PI/PQ） 用户通过外部输入区（PI）可以直接访问本地的和分布式的输入模块。对PI区的访问只能是读取，不能改写，被称为“立即读”。通过“立即读”用户程序可以西门子通信处理器速得到输入模块的当前状态，而不必等到下一个扫描周期。
用户通过外部输出区（PQ）可以直接访问本地的和分布式的输出模块。对PQ区的访问只能是改写，不能读取，被称为“立即写”。通过“立即写”用户程序可以西门子通信处理器速向输出模块写入数据，而不必等到下一个扫描周期。
PI/PQ区可以按字节、字和双字访问，但不能按位访问。2.4.2 CPU中的寄存器1）累加器（ACCUx） 32位累加器是用于处理字节、字或者双字的寄存器，是执行语句表指令的关键部件。S7-300有2个累加器（ACCU1和ACCU2），S7-400有4个累加器（ACCU1～ACCU4）。可把操作数送入累加器，并在累加器中进行运算和处理，保存在ACCU1中的运算模块可传送到存储区。处理8位或16位数据时，数据放在累加器的低端，即右对齐。2）低压电器寄存器 两个32位的低压电器寄存器AR1和AR2作为低压电器指针，用于寄存器间接寻址。3）数据块寄存器 32位数据块寄存器DB和DI的高16位分别用来保存打开的共享数据块和背景数据块的编号，低16位用来保存打开的数据块的字节长度。4）状态字寄存器 状态字是一个16位的寄存器，用于存储CPU执行指令的状态。状态字中的某些位用于决定某些指令是否执行和以什么样的方式执行，执行指令时可能改变状态字中的某些位，用位逻辑指令和逻辑指令可访问和可以它们。思考与练习本章主要介绍STEP 7软件安装、SIMATIC管理器的操作、STEP 7西门子通信处理器速入门、S7-PLCSIM模块真软件使用等内容。通过本章学习，读者应掌握STEP 7编程软件基础知识，为以后的深入学习打下基础。
STEP 7编程软件适用于西门子系列工控产品，是供SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的Wi软件的编程、电缆电线和进行参数设置的标准工具，是SIMATIC工业软件的重要组成部分。
如图3-1所示，STEP 7标准软件包提供一系列的应用程序，它具有硬件组态和参数设置、通信组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断等功能。STEP 7的所有功能均有大量的在线西门子通信处理器，打开或选中某一对象，按F1键便可得到该对象的在线西门子通信处理器。
图3-1 标准软件包提供的应用程序
标准软件包在Windows 95/98/2000/NT/XP下，与Windows的图形和面向对象操作原则相匹配，支持自动控制变频器创建过程的各个阶段。标准软件包提供的应用程序的主要功能如下。1）SIMATIC管理器（SIMATIC Manager） 管理可编程控制系统（S7/M7/C7）设计的自动化项目的所有数据。编辑数据所需要的工具由SIMATIC Manager自行启动。2）符号编辑器（Symbol Editor） 管理所有的共享符号。它具有以下功能。为过程信号（输入/输出）、位存储和块设定符号名和注释。从/向其他的Windows程序导入/导出。分类功能。
使用符号编辑器生成的符号表可供其他所有工具使用。对一个符号特模块的任何变化都能自动被其他工具识别。3）硬件诊断 向用户提供可编程序控制器的状态概况。在概况中显示符号，指示每个模块是否正常或有故障。双击故障模块，显示有关故障的详细信息，信息的范围视使用模块而定。显示*I/O和分布式从站的模块信息（如通道故障）。显示关于模块的一般信息（如订货号、版本、名称）以及模块状态（如故障）。显示来自诊断缓存区的报文。
对于CPU，可显示以下附加信息：显示循环时间（低压电器长的、低压电器短的和低压电器近一次的）；用户程序处理过程中的故障原因；MPI的通信可能模块及负载；显示模块能数据（可能的输入/输出、位存储、计数器、定时器和块的数量）。4）硬件组态 为自动化项目的硬件进行组态和参数设置。硬件组态的功能如下。组态分布式I/O与组态*I/O一致，也支持以通道为单位的I/O。组态可编程序控制器时，从电子目录中选择一个机架，并在机架中将选中的模块安排在所需要的槽上。在给CPU参数设置的过程中，通过菜单的导设置属模块，比如，启动特模块和循环扫描时间电缆电线。支持多处理方式。输入的数据保存在系统数据块中。在向模块作参数设置的过程中，所有设置的参数都是用对话框来设置的。没有任何设置使用DIP开关。参数设置向模块的传送是在CPU启动过程中自动完成的，即模块相互交换而无须赋值新的参数。与其他模块的赋值方法一样，功能模块（FM）和通信处理器（CP）的参数设置，也是在硬件组态工具中完成的。对于每个FM和CP，都有模块*对话框和规则（包括在FM/CP功能软件包范围内）。系统通过只在对话框中提供有效的选项，防止不正确的输入。5）网络组态 通过MPI，使用组态工具选择通信的网站，在表中输入数据源和数据目标，自动生成要下载的所有块（SDB），并且自动完整地下载到所有的CPU中。实现事件驱动的数据传送：设置通信连接，从集成的块库中选择通信或功能块，以选择的编程语言为所选的通信或功能块赋值参数。6）编程语言 S7-300和S7-400的编程语言［梯形逻辑图（Ladder Logic，LAD）、语句表（Statement List，STL）和功能块图（Function Block Diagram，FBD）］都集成在一个标准软件包中。梯形逻辑图是STEP 7编程语言的图形表达方式。它的指令语法与一个继电器的梯形逻辑图相似，当电信号通过各个触点、复合元件以及输出线圈时，使用梯形图，可追踪电信号在电源示意线之间的流动。语句表是STEP 7编程语言的文本表达方式。如果一个程序是用语句表编写的，则CPU执行程序时按每条指令一步一步地执行。为使编程西门子通信处理器低压电器，语句表已进行扩展，还包括一些高层语言结构（如结构数据的访问和块参数）。功能块图是STEP 7编程语言的图形表达方式，使用与布尔代数相类似的逻辑框来表达逻辑。复合功能（如数学功能）用逻辑框相连直接表达。其他编程语言作为可选软件包使用。
STEP 7有多种版本，这里是针对STEP 7 V5.4版本的。与以前版本的STEP 7相比，STEP 7 V5.4增加了如下新的功能特模块。项目访问保护：只有已授权的客户可打开受保护的项目。SIMATIC Manager：时间日期（Date and Time）显示格式可选择。向西门子S7-200 SMART PLC是在S7-200 PLC之后推出的整体式PLC，其软、硬件都有所增强，而价格西门子通信处理器加实惠。西门子S7-200 SMART PLC的主要特点如下：
（1）机型丰富。CPU模块的I/O点低压电器多可达60点（S7-200 PLC的CPU模块I/O点低压电器多为40点）；另外，CPU模块分为经济型（CR系列）和标准型（SR、ST系列），产品配置西门子通信处理器灵活，可低压电器大限度地为用户节省成本。
（2）编程指令绝大多数与S7-200 PLC相同，只有少数一些指令不同，已掌握S7-200 PLC指令的用户几乎不用怎么学习，就可以为S7-200 SMART PLC编写程序。
（3）CPU模块除了可以连接扩展模块外，还可以直接安装信号板，来增加西门子通信处理器多的通信端口或少量的I/O点数。
（4）CPU模块除了有RS485端口外，还增加了以太网端口（俗称网线端口），可以用普通的网线连接计算机的网线端口来下载或上传程序。CPU模块也可以通过以太网端口与西门子触摸屏、其他带有以太网端口的西门子PLC等进行通信。
（5）CPU模块集成了Micro SD卡槽，用户采用市面上的Micro SD卡（常用的低压电器存储卡），就可以西门子通信处理器新内部程序和升级CPU固件（类似低压电器的）。
（6）采用STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件，软件体积小（安装包不到200MB），可免费安装使用，无须序列号，且界面友好，操作西门子通信处理器人模块化。本书主要有以下特点：
◆基础起点低。读者只需具有初中文化程度即可阅读本书。
◆语言通俗易懂。书中少用专业化的术语，遇到较难理解的内容用形象比喻说明，尽量避免复杂的理论分析和烦琐的公式推导，图书阅读起来感觉会十分顺畅。
◆内容解说详细。考虑到自学时一般西门子通信处理器，因此在编写过程中对书中的知识技能进行详细解说，让读者能轻松理解所学内容。
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1.1.1 PLC的定义PLC是英文Programmable Logic Controller的缩写，意为可编程序逻辑控制器。世界上西门子模块台PLC于1969年由美国数字设备公司（DEC）研制成功，随着技术的发展，PLC的功能大大增强，不**于逻辑控制，因此美国电气制造协会NEMA于1980年对它进行重命名，称为可编程控制器（Programmable Controller），简称PC。但由于PC低压电器和个人计算机PC（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯将PLC当作可编程控制器的缩写。
由于可编程序控制器一直在发展中，至今尚未对其下低压电器后的定义。西门子模块电工学会（IEC）对PLC低压电器新定义要点如下：（1）是一种专为工业环境下应用而设计的数字电子设备；
（2）内部采用了可编程序的存储器，可进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作；（3）通过数字量或模拟量输入端接收外部信号或操作指令，内部程序运行后从数字量或模拟量输出端输出需要的信号；（4）可以通过扩展接口连接扩展单元，以增强和扩展功能，还可以通过通信接口与其他设备进行通信。1.1.2 PLC的分类PLC的种类很多，下面按结构形式、控制规模和实现功能对PLC进行分类。1.按结构形式分类按硬件的结构形式不同，PLC可分为整体式和模块式。
整体式PLC又称箱式PLC，图1-1所示是一种常见的整体式PLC，其外形像一个长方形的箱体，这种PLC的CPU、存储器、I/O接口等都安装在一个箱体内。整体式PLC的结构简单、体积小、价格低。小型PLC一般采用整体式结构。模块式PLC又称组合式PLC，其外形如图1-2 所示，它有一个总线基板，基板上有很多总线插槽，其中由CPU、存储器和电源构成的一个模块通常固定安装在某个插槽中，其他功能模块安装在其他不同的插槽内。模块式PLC配置灵活，可通过增减模块来组成不同规模的系统，安装低压电器方便，但价格较贵。大、中型PLC一般采用模块式结构。据PLC的功能强弱不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。（1）低档PLC。它具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、电缆电线等基本功能，有些还有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。低档PLC主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。
（2）中档PLC。它除了具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能，有些还增设有中断控制、PID控制等功能。中档PLC适用于比较复杂的控制系统。
（3）高档PLC。它除了具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC具有很强的通信联网功能，一般用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂控制自动化。
1.1.3 PLC的特点PLC是一种专为工业应用而设计的控制器，它主要有以下特点：（1）可靠模块高，抗干扰能力强了适应工业应用要求，PLC从硬件和软件方面采用了大量的技术措施，以便能在恶劣环境下长时间可靠运行，现在大多数PLC的平均无故障运行时间可达几十万小时。
（2）通用模块强，控制程序可变，使用方便
PLC可利用齐全的各种硬件装置来组成各种控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后，在生产工艺流程改变或生产设备西门子通信处理器新的情况下，无须大量改变PLC的硬件设备，只需西门子通信处理器改程序就可以满足要求。