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上海腾桦电气设备有限公司

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上海腾桦电气设备有限公司，成立于2018年3月，注册500万，是一家从事技术设备销售的公司。主要从事工业自动化产品销售和系统集成的高新技术企业

长期与德国SIMATIC（西门子）.瑞士ABB.美国罗克韦尔（AB).法国施耐德.美国霍尼韦尔.美国艾默生合作。

公司有专业的技术团队，销售团队，公司成员150于人.为客户提供专业的技术支持，产品资料，售后。

在工控领域，公司以精益求精的经营理念，从产品、方案到，致力于塑造一个“行业专家”品牌，以实现可持续的发展。

西门子STEP 7中的块编程的重要知识点

一、块的作用和分类

二、组织块

l  启动组织块

l  循环的程序执行组织块

l  定期的程序执行组织块

l  事件驱动的程序执行组织块

各种组织块的作用、功能。

三、功能FC和功能块FB

二者的功能、使用上的区别。

四、系统功能SFC和系统功能块SFB

二者的功能、使用上的区别。

五、背景数据块和共享数据块

二者的功能、使用上的区别。

六、STEP7的程序结构

l  线性程序结构

l  分块程序结构

l  结构化程序结构

七、三种编程语言

l  梯形图LAD（Ladder Logic Programming Language）

l  语句表STL（Statement List Programming Language）

l  功能图FBD（Function Block Diagram Programming Language）

• 用于简单、方便地连接传感器和执行器
• 当更换模块时可保留接线
• 更换模块时通过编码避免发生模块类型错误

SIMATIC S7 I/O 模块与传感器/执行器之间的接线是关系成本高低、配置、控制柜加工、购置和维修方便性的关键因素。

通过 SIMATIC TOP connect 系统电缆连接技术，可简便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠连接。

使用 TIA Selection Tool，只需点击鼠标，即可组态从 SIMATIC S7 模块到 I/O 的连接。程序会自动检查合理性，并生成所选连接组件的部件列表，随后就可以在西门子工业产品网上商城中进行订购。

两种布线形式可用于十分广泛的控制柜设计：

模块化连接

单独插入每个组件。

该系统包括：

• 前连接器模块
• 连接电缆
• 连接模块，分为以下三种：基本模块、信号模块、功能模块。

从而可以几乎排除连接错误，并将安装费用降到低。可系统性地连接 SIMATIC 系统。电缆按米销售，并且电缆经过预组装或者可方便地进行组装，从而显著降低连接电缆的组装开销。

完全模块化连接设计（以 16 通道为例）

柔性连接

包括：

• 前连接器采用螺钉式或压接式触点
• 单芯前连接器
• 单芯线符合 UL/CSA 标准。

蓝色单芯线上有编号，分别连接到控制柜内的各个元件上。单芯线上的编号与前连接器的针脚编号对应。

与常规单一布线方式相比，组装成本节约 50%，因为固定各个线芯时，已在接头上对它们进行过检查。

因此，无需对每个模块多达两倍的 46 个线芯进行复杂的预组装。

S7-400F/FH 满足下列安全要求：

• 等级需求：AK 1 to AK 6 to DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等级：SIL 1 to SIL 3 to IEC 61508
• 等级 1 to 4 to EN 954-1

运行模式

CPU的F程序和故障安全信号模板中包含有S7-400F/FH的安全功能。

使用差异分析和测试信号，信号模板可以监视输出和输入信号。

CPU通过常规的自检、监测和逻辑命令以及程序定时检测，检查运行的正确性。 此外，通过申请信号进行检测。

当系统诊断出一个故障时，系统将进入安全状态。

F 运行版授权

CPU 417-4H必须装在F运行授权才能运行S7-400F/FH。每个 S7-400F/FH 系统需要 1 个授权。

编程

S7-400F/FH 的编程方法同其他 SIMATIC S7 编程方法相同。 通过诸如STEP 7编程工具编写非故障安全用户程序。

S7 F 系统选件包

"S7 F Systems" 软件包用来编写故障安全程序。 软件包包含生成F程序所需的所有功能和部件。 S7 F系统运行必须将下列软件包装载到PG或PC：

• STEP 7 V5.1 以上
• CFC V5.23 或新版本
• S7-SCL V5.1 SP 1 或新版本
• S7 H Systems Version 5.1 (S7-400FH的选件)

特殊功能块通过CFC从F库中进行调用，并为包含安全功能的F程序互连。

钢铁行业. 印刷行业. 起重工业. 金属制造业. 金属处理. 化纤行业. 玻璃工业. 电缆行业. 纺织工业. 锡箔工业.

复杂工艺控制 
   
1, 电气同步系统 
 2,定位控制  
 3,定尺剪和飞剪 
 4,复杂力矩控制
 5,液 压 驱 动 控 制 
 6,卷曲机 

SIMADYN D典型应用

胶卷生产线
在每个槽架有8 CPU 
 采样时间 <= 7 ms
 大约40 个力矩控制和10个速度控制

管式印刷机
 在每个槽架有1 CPU
 采样时间 <= 1 ms
 4 个位置控制
 轴向式集装箱起重机
在每个槽架有 4 CPU
采样时间 <= 1 m
 造纸：同步, 张力及位置控制                   
金属处理：位置，厚度和同步控制

造纸：同步, 张力及位置控制                  

金属处理：位置，厚度和同步控制

纺织工业：张力控制

S7-200数据长度和数值范围

S7-200 寻址时，可以使用不同的数据长度。不同的数据长度表示的数值范围不同。S7-200 指令也分别需要不同的数据长度。

    S7-200系列在存储单元所存放的数据类型有布尔型( BOOL)、整数型( INT )、实数型和字符串型四种。数据长度和数值范围如表6所列。

表1   数据长度和数值范围

● 实数的格式

    实数（浮点数）由32位单精度数表示，其格式按照ANSI/IEEE 754-1985标准中所描述的形式。实数按照双字长度来存取。对于S7-200来说，浮点数精确到小数点后第六位。因而当使用一个浮点数常数时，多可以指定到小数点后第六位。
● 实数运算的精度
    在计算中涉及到非常大和非常小的数，则有可能导致计算结果不精确。 
● 字符串的格式
    字符串指的是一系列字符，每个字符以字节的形式存储。字符串的第一个字节定义了字符串的长度，也就是字符的个数。一个字符串的长度可以是0到254个字符，再加上长度字节，一个字符串的大长度为255个字节。而一个字符串常量的大长度为126字节。
● 布尔型数据（0或1）。 
● S7-200CPU不支持数据类型检测
    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作为有符号整数，同时也可以在异或指令中将VW100中的数据当作无符号的二进制数。
● S7-200提供各种变换指令，使用户能方便地进行数据制式及表达方式的变换。

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加电时加载。基本功能包括：

• SIMOTION 运行系统
  • 符合 IEC61131 的带集中语言的用户可编程序
  • 各种程序执行方式（循环、顺序、事件驱动）
  • PLC 和算术功能
  • 通讯和管理功能
  • 运动控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驱动个控制软件
  • SIMOTION D410-2：
    电流/转速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），适用于多 1 个伺服轴、1 个矢量轴或 1 个 V/f 轴
  • SIMOTION D4x5-2：
    多 6 个伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴的电流/转速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），馈电闭环控制（调节型电源模块）
• 测试及诊断工具

如果需要，此基本功能可通过可加载的技术软件包进行扩展。

位置控制的驱动器运动控制

• 集成变频调速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率单元可通过 DRIVE-CLiQ 接口进行连接；对于 SIMOTION D410-2，也可通过集成的 PM-IF 接口进行连接。
• 带数字设定值接口的驱动:
  SIMOTION D 通过带 PROFI 驱动装置的 PROFIBUS DP／PROFINET 输入输出，使位置控制动作可控制具有数字设定点接口。
• 带模拟量设定点接口的驱动，例如，用于改装或液压应用：
  使用 ADI 4（ 4 轴模拟驱动接口）或 IM 174（ 4 轴接口模块）模块，可连接带模拟量 ± 10V 整定值接口的变频调速柜。IM 174 同样可连接带脉冲方向接口连接的步进电机。
  所有模块均连接 PROFIBUS DP下述装置可连接一个 ADI 4 或 IM 174 模块：
  • 4个驱动装置
  • 4 编码器
  • 数字量输入和输出

SIMOTION 技术功能包

SIMOTION 的一个特性就是，它的基本功能可通过装载技术功能包来扩展，如：

• 带技术功能的运动控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／电子驱动装置
  • CAM－－凸轮
  • PATH – 路径插补（不适用于 D410-2）
• 温度控制器– TControl
• DPM – 直接产品运动
• MIIF – 多用途信息接口

由于技术功能具有模块化许可，仅需支付实际将会使用的部分。

性能

硬件支持的浮点运算能够有效使用复杂运算功能。

快速指令执行在中等到高等性能中开辟了全新的应用可能性。

配置／参数确定／编程

SIMOTION SCOUT是一个有效且用户界面友好的工程工具。它是从配置和参数化，到编程，再到测试及诊断的所有工程步骤的集成系统。提示、使用对话框以及向导的图形操作提示，以及用于编程的，基于测试的图形语言，显著减少了熟悉及练习时间。

操作员控制和监视 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持与 HMI 设备进行用户友好的数据交换的通讯。

操作员控制与监视可使用 TP（触摸面板）、OP（操作员面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 设备来完成。

这些设备可通过 PROFIBUS、工业以太网或 PROFINET 接口与 SIMOTION D 相连，并可使用 WinCC flexible 进行组态。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一个 SIMOTION 通道，作为标准，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信软件，可于从其它基于 Windows 的人机界面（HMI）系统访问一个开放的、标准的 OPC 接口。

SIMOTION IT 维护和诊断功能

SIMOTION IT 为 SIMOTION D 提供了一个集成 Web 器，可在该器上存储用户专用 Web 页面等。

可对控制单元变量进行读写访问。通过 Java Script 或 Applet，也可在 Web 页面中执行有效的操作与显示功能，这些功能可在一个带有因特网浏览器的客户端 PC 上执行。

处理及数据通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持过程与数据通讯。

带 IRT 的 PROFINET IO，用于运动控制应用。除了循环时钟同步，短 250 μs 的周期时间以及安全相关的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制单元上）也支持介质冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程师站，用于用户友好的通讯组态和诊断。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切实有效的人员与机器保护。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 变频调速柜：（术语符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩断开（STO）
• 可靠制动控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度监控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通过以下方法来激活集成安全功能：

• 通过控制单元和电源单元上的端子 (D4x5-2:仅 STO、SBC、SS1）
• 通过 TM54F 终端模块上的端子
• 通过 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通过电子设备实现，因此与带外部实现监控功能的解决方案相比，具有较短的响应时间。

通过 PROFIsafe 激活集成安全功能

通过“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通讯，激活集成安全功能。使用一个通过 PROFINET 或 PROFIBUS 连接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可实现控制（F 逻辑）。

将集成安全功能从 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制单元传送至以下变频器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 变频调速柜
• SIMOTION CX32-2 扩展控制器上的变频调速柜
• 通过 PROFIBUS 连接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制单元上的变频调速柜
• 通过 PROFINET 连接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制单元上的变频调速柜（在此情况下，必须通过 PROFINET 来连接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓扑、轴数量结构以及相应组件的详细信息，请与当地的西门子销售办事处联系。

有关详细信息，请参见《 SIMOTION D 调试手册》以及 SINAMICS 文档。

SIMATIC S7-300 的 I/O 模块：

• 数字量模块
• 模拟量模块
• F 数字量/模拟量模块
• 防爆型数字量模块
• 防爆型模拟量模块
• 功能模块
• 通信处理器
• 专用模块
• 连接

• 数字量输入/输出
• 灵活地适应控制器，以满足各自任务需要
• 用于连接数字传感器和执行机构

数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。

使用数字量输入/输出模块给用户提供以下优点：

• 佳适应性;
  采用佳的模块组合方式，可以匹配控制任务所需的输入/输出的点数。 不需要过多的
• 灵活的过程信号连接;
  可使用各种不同的数字量执行器和传感器，将自动化系统连接到过程控制中。

数字量输入/输出模块具有下列机械特性：

紧凑型设计

坚固的塑料机壳里包括：

• 绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态
• 前连接器插座，通过前门保护
• 前门上的标签区。
• 连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。

安装方便

模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。

当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。

方便用户接线

装置单元通过连接器连接。当连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动

西门子S7-200网络的通讯设置和元件选择

S7-200的端口是不隔离的，如果想使网络隔离，应考虑使用RS-485中继器或者EM277。

注意：

●具有不同电位的互联设备有可能导致不希望的电流流过连接电缆。

●这种不希望的电流可能导致通讯失败或者设备损坏。

●要确保用通讯电缆连接的所有设备有相同的参考电位，或者彼此隔离，来避免产生这种不希望的电流。

为网络确定通讯距离、通讯速率和电缆类型

网段的大长度取决于两个因素：隔离（用RS-485中继器）和波特率。但连接具有不同电位的设备是需要隔离。当接地点之间的距离很远时，有可能具有不同的地电位。即使距离较近，大型机械的负载电流也能导致地电位的不同。

表1 网络电缆的大长度

1 如果不是用隔离端和中继器，允许的大距离为50m。测量该距离时，从网段的第一个节点开始。到网段的后一个节点。

在网络中使用中继器

RS-485中继器为网段提供偏压电阻和终端电阻。目的是为了：

●增加网络的长度：在网络中使用一个中继器可以使网络的通讯距离扩展50m。如果使用两个中继器而且中间没有其他节点，网络的通讯距离按照所使用的波特率扩展一个网段的长度。在一个串联网络中，多可以使用9个中继器。但网络的长度不能超过9600m.

●为网络增加设备：在9600的波特率下。50米距离之内，一个网段多可以连接32个设备，使用一个中继器允许在网络上增加32个设备。

●在不同的网段之间电隔离：如果不同的网段具有不同的地电位，将他们隔离会提高网络的通讯质量。

一个中继器在网络中被算作网段的一个节点，但没有被指定站地址。