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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）

西门子中型PLC系列S7-300的新特性

西门子中型可编程控制器系列S7-300技术革新啦！S7-300 PLC是SIMATIC S7家族中的中型可编程序控制器，作为以前版本的升级，新一代固件版本为V3.0的S7-300系列的CPU 312、314、315-2 DP 和315F-2 DP已经发布，这些CPU都有新的订货号。

  新一代的S7-300系列CPU与以前对应版本备件兼容，具备以下亮点：性能方面，性能提升了2倍或者更高。内存方面，CPU 314 从96 KB扩展到128 KB ，CPU 315-2 DP从128 KB扩展到256 KB ，CPU 315F-2 DP从 192 KB扩展到384 KB。此外，可以同时在线监控两个快，技术数据也趋于一致，I/O过程映像区增大。同时，CPU 315(F)-2 DP 的PROFIBUS可以使用同步模式，并带有可以进行数据设置的路由。

性能提升

  新一代的S7-300 CPU性能比现有的312，314 和315(F)-2 DP CPU有了显著提升，例如，新一代的CPU的用户程序执行速度是原来CPU的2倍或更高。位运算时间缩减到50ns，字运算时间缩减到90ns，定点和浮点数运算性能也有了较大的提升。

同时监控两个块

  新一代S7-300固件版本V3.0CPU的可以同时在线监控两个块，用户可以选择在一个PG或PC上同时监视两个块或在两个PG或PC上同时监控一个块。此外，增加了在块状态中监视的程序行数，只有在STEP 7 V5.4 SP5中才有这个功能。

技术数据的一致性

  S7-300 CPU的技术数据趋于一致。已经对下面这些S7-300 CPU的固件进行了一致化或增添了一些功能：

——所有的S7-300 CPU具有相同的块数量(FC、FB、DB)

——相同的本地数据量大小

——每个优先级具有相同的嵌套层数：16

——除了CPU312以外的S7-300 CPU具有相同的块容量：64KB

——所有S7-300 CPU都具备：300个可同时激活的Alarm_S块

——相同的时间延时中断OB块：OB20 和OB21

——相同的周期中断OB块：OB32、 OB33、OB34 和OB35

——相同的全局通信数量：8

——断点数目从2个增加到4个

——CPU312 的标签有256 字节

——CPU 312 具有256个S7定时器/S7 计数器

——诊断缓冲器

  诊断缓冲器的大小：500条诊断信息，新的100条具有保持功能

  CPU运行状态下显示的诊断缓冲器条目可以为10到499条。默认值为10条。

兼容性

  新一代的S7-300 CPU 在具有备件兼容性的条件下可以替代以前的版本。

  旧版本的312、314、315(F)-2 DP CPU仍然可以订货，在大约1年的时间内，旧版本的312、314、315(F)-2 DP CPU和新一代的CPU可以同时提供，在此之后，我们只提供V3.0或更高版本的CPU。

基本型控制器

基本型控制器是适合中低端应用的智能控制器。包括标准型和安全型。通过其集成输入和输出以及工艺功能，可实现高性价比的紧凑解决方案。使用基本型控制器，可通过集成和可选通信接口，实现联网简便的灵活解决方案。

基本型控制器可在 TIA 博途平台中进行组态和编程。工程组态效率高，而且，随着应用复杂性的增加，还可方便地转为使用型控制器。

• 中低端紧凑型控制器
• 大规模集成，节省空间，功能强大
• 具有出色的实时性能和功能强大的通信选件：
  • 带有集成 PROFINET IO 接口的控制器，可与 SIMATIC 控制器、HMI、编程设备和其它自动化组件进行通信
• 所有 CPU 都可用于单机模式、网络以及分布式结构
• 安装、编程和操作极为简便
• 集成式 Web 器，带有标准和用户特定 Web 页面
• 数据记录功能，用于归档用户程序的运行数据
• 强大的集成工艺功能，如计数、测量、闭环控制和运动控制
• 集成数字量和模拟量输入/输出
• 灵活的扩展设备
  • 可直接用于控制器的信号板卡
  • 可通过 I/O 通道对控制器进行扩展的信号模块
  • 附件，如电源、开关模块或 SIMATIC 存储卡等

SIMATIC S7-1200 控制器用于处理机械设备制造和工厂建造中的开环和闭环控制任务。

由于具有模块化的紧凑型设计，同时又具有高性能，SIMATIC S7-1200 适用于广泛的自动化应用。其应用范围从取代继电器和接触器，一直延伸到网络中以及分布式结构内的复杂自动化任务。

S7-1200 在先前出于经济原因而开发专用电子装置的领域中日益得到应用。

例如，应用的例子包括：

• 贴片系统
• 传送带系统
• 电梯和自动扶梯
• 物料输送设备
• 金属加工机械
• 包装机械
• 印刷机械
• 纺织机械
• 混合系统
• 淡水处理厂
• 污水处理厂
• 外置显示器
• 配电站
• 室温控制
• 加热/冷却系统控制
• 能源管理
• 消防系统
• 空调
• 照明控制
• 泵控制
• 安防/门禁系统

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模块：

• 性能分级的不同型号紧凑型控制器，以及丰富的交/直流控制器。
• 各种信号板卡（模拟量和数字量），用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展，同时节省安装空间。
• 各种数字量和模拟量信号模块。
• 各种通信模块和处理器。
• 带 4 个端口的以太网交换机，用于实现各种网络拓扑
• SIWAREX 称重系统终端模块
• PS 1207 稳压电源装置，电源电压 115/230 V AC，额定电压 24 VDC

机械特性

• 坚固、紧凑的塑料机壳
• 连接和控制部件易于接触，并由前盖板提供保护
• 模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子

设备特性

• 国际标准：
  SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 类，类别 2；危险区组别 A、B、C 和 D，T4A）。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。

通信

SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制：

• 集成 PROFINET IO 控制器接口
• 带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块
• 带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块
• GPRS 模块，用于连接到 GSM/G 移动电话网络
• LTE 模块，用于在第四代 LTE（长期演进）移动电话网络中进行通信。
• 通信处理器，可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制中心软件，并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。
• 通信处理器，可连接到应用的控制中心。
• RF120C，可连接到 SIMATIC Ident 系统。
• 模块 SM1278，用于连接 IO-Link 传感器和执行器。
• 通过通信模块实现点到点连接。

PROFINET 接口

通过集成 PROFINET 接口，可与以下设备通信：

• 编程设备
• HMI 设备
• 其它 SIMATIC 控制器
• PROFINET IO 自动化组件

支持以下协议：

• TCP/IP
• ISO-on-TCP
• S7 通信

可连接以下设备：

• 通过标准 5 类电缆连接现场编程器和 PC。
  

在编程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之间建立连接

• SIMATIC HMI 精简面板

在精简面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之间建立连接

• 其它 SIMATIC S7-1200 控制器

通过 CSM 1277 以太网交换机连接多台设备

点到点接口，可自由编程的接口模式

通信模块可通过点到点连接进行通信。采用 RS232 和 RS485 物理传输介质。在 CPU 的“自由口 (Freeport)”模式下进行数据传输。采用面向位的用户特定通信协议（例如，ASCII 协议、USS 或 Modbus）。

可以连接任何具有串行接口的终端设备，如驱动、打印机、条码读码器、调制解调器等。

在可编程接口模式下，通过 CM 1241 实现点到点连接

CPU 1512C-1 PN 是紧凑型 CPU，用于非连续生产技术中对处理速度和响应速度要求不高的应用。

CPU 1512C-1 PN 具有 5 点模拟量输入；通过这些输入，可以记录压力或温度等模拟过程信号。其中 4 点个输入可用于电流或电压测量，1 点输入可用于电阻测量。
CPU 上的集成模拟量输出将 16 位数字值转换为电流或电压并输出到过程。例如，它们适合控制比例阀。
借助于 32 点集成式数字量输入，可在控制器上直接记录来自设备的 24 V DC 信号。
32 点集成式数字量输出可以切换 24 V DC 电压，从而将内部信号从控制器传送到设备。
集成的计数器可记录速度高达 100 kHz 的信号并直接在控制器中分析计数器状态或当前速度，无需使用附加模块。速度可以频率或周期的形式输出，或以用户归一化速度的形式输出。
CPU 的运动控制功能可将计数器用作实际位置值，将模拟量输出用作速度设定值输出。另外，CPU 通过易组态的块提供全面控制功能，以及通过标准化 PLC-open 块 提供连接至驱动器的能力。

CPU 1512C-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为双端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。

CPU 1512C-1 PN 具有：

• 功能强大的处理器：
  该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 60 ns。
• 大容量工作存储器：
  250 KB 用于程序，1 MB 用于数据
• 集成输入/输出；
  32 点数字量输入和 32 点数字量输出以及 5 点模拟量输入和 2 点模拟量输出（用于电流/电压信号），并具有一个用于测量 CPU 温度的附加输入。
• SIMATIC 存储卡作为装载存储器：
  具有数据记录和归档等附加功能
• 灵活的扩展功能：
  单层组态多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）
• 具有以下功能的屏幕画面：
  • 显示概览信息，例如：集成接口的 IP 地址、站名称、设备名称、位置标识符等
  • 显示诊断信息
  • 模块信息显示
  • 显示可由用户定义的徽标
  • 显示显示屏设置
  • 设置 IP 地址
  • 设置日期和时间
  • 选择运行模式
  • 将 CPU 复位为出厂设置
  • 禁用/启用显示
  • 启用保护级别。
• PROFINET IO IRT 接口：
  具有通过 PROFINET 连接分布式 I/O 的选件。

• 可通过 PROFIBUS FMS 方便地将 SIMATIC S7 集成到多供应商自动化集团中
• 采用冗余 S7 通讯，可在容错系统中应用
• 简便组态和通讯处理器上的独立数据转换大大降低了 PROFIBUS FMS 规范用户的工作负荷
• 时钟同步提供了工厂范围内的时钟时间
• 通过开放式通讯将 SIMATIC S7-400 集成到现有系统中
• 通过在一个通讯处理器上同时使用不同通讯来实现通讯处理器的通用

CP443-5 基本型通信处理器是用于 PROFIBUS 总线系统的 SIMATIC S7-400 所需要的模块。

它减轻了 CPU 的通信任务。

通过通信模块实现的 S7-400 通信选项：

• 通过 PROFIBUS 的与 PROFIBUS 站的 FMS 通信
• 与编程部件、操作器接口系统的通信
• 与其他 SIMATIC S7 系统进行通信。
• 与 SIMATIC S5 可编程控制器的通信；

可运行的的 CP 数目取决于所使用的 CPU 的性能范围和通信。

CP 443-5 通讯处理器具有 SIMATIC S7-400 设计的所有优点：

• 结构紧凑;
  9 针 Sub-D 接口，用于连接至 PROFIBUS
• 单宽度模板
• 安装简单；
  CP 443-5 安装在 S7-400 机架上，并经过背板总线连接到 S7-400 的其它模块。这种情况下没有槽位规则。
• 用户友好的接线；
  Sub-D 插座易于接触，操作方便。
• CP 443-5 基本型无须风扇就可操作。不需要备用电池或存储器模块
• 在使用 SEND/RECEIVE 时，可操作模块的数目取决于所用的 S7-400 CPU。

CP 443-5 基本型 在 PROFIBUS 总线系统上利用一些不同的通信：

• 编程器/OP 通讯
• S7 通信（S7 控制器）。
• 开放式通讯 (SEND/RECEIVE)
• PROFIBUS FMS (符合 IEC 61158/61784)
• 时间同步

编程器/OP 通讯

编程器/OP通讯，连接到网络的所有S7站都可以远距编程。

• S7路由
  借助于路由，可以跨网络使用编程设备通讯。

S7 通讯

S7 通信用于以下的耦合连接：

• SIMATIC S7自动化系统之间
• 联结到编程设备上（编程器/OP 通讯）
• 至 PC，
  例如，带有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621 和 SOFTNET-S7 或 CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 和 S7-5613
• 到操作员接口系统（OP）。
• CP 443-5 基本型 可在 SIMATIC H 系统中实现以用于冗余 S7 通讯。

开放式通讯 (SEND/RECEIVE)

基于 PROFIBUS 的第 2 层（FDL），CP 443-5 提供简单的、的数据通信接口。使用该接口，可在 SIMATIC S5、SIMATIC S7 与 PC 之间实现集成的高性能通讯。它提供 SDA（PLC/PLC 连接）和 SDN（广播/多播）。

可能与下列自动化系统进行通信：

• SIMATIC S7
  带 CP 342-5、CP 343-5、CP 443-5 扩展型和基本型
• SIMATIC S5
  具有 S5-95U，带 PROFIBUS 接口，、而 S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H 带 CP 5431 FMS/DP
• SIMATIC 505
  带 CP 5434-FMS
• PCs
  带有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621、CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 的 PC
• 配有一个 FDL 接口的其他类型系统。

功能呼叫必须与 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必须集成到 STEP7 应用程序。

PROFIBUS-FMS

根据 IEC 61158/61784，PROFIBUS FMS 允许通过各种 FMS 来传输消息。

• READ，WRITE；
  用来读取或写入来自于用户程序（通过变量索引或变量名）的通讯方变量，用于将自身变量值传输到通讯方。
  支持对变量值的部分访问。通讯通过非循环连接（主站/主站，主站/从站）、通过带从站激活的非循环连接以及循环连接（主站/从站）进行处理。
• INFORMATION REPORT（信息报告）；
  （报告）允许通过一台 FMS 器进行变量的未确认传输。尤其是，对于广播 FMS 连接的传输，常采用这种任务类型。
• IDENTIFY（识别）；
  用来询问通讯方的识别特征
• STATUS（状态）；
  用来询问对方的状态。

时间同步

CP 443-5 Basic 通信处理器能够从 S7-400 CPU 将时间传送到 PROFIBUS。相反，S7-400 CPU 的 CP 443-5 Basic 可提供 PROFIBUS 上的当前时间。

诊断数据

通过 STEP S7，可提供丰富的诊断选项，包括：

• CP 的状态
• 一般诊断与统计功能
• 连接诊断
• 总线统计
• 报文缓冲区

组态

组态 CP 443-5 基本型的完整功能需要 STEP 7 V5.1 SP2 或更高版本。在 V5 或更高版本的 STEP 7 中，也可将 CP 的组态数据存储在 CPU 上，即使电源出现故障，数据也能保留。因此，在更换模板时无需从编程器中重新装载组态数据。在启动时 CPU 会将组态数据传送到通讯处理器中。CP 的组态数据可保存在 CPU 中。模块可以不通过编程设备进行交换。

可以对所有连接到网络的 SIMATIC S7 控制器进行组态和编程。

安装 STEP 7 后，用于使用开放式通讯（SEND/RECEIVE）的功能块放置在 SIMATIC NET 库内。

S7-300

提供有大量功能，支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。

• 高速执行指令：
  指令执行时间低可达0.01 μs，为中低端性能设备开创了全新的应用方案。
• 浮点数运算：
  可以高效率地使用浮点运算甚至复数运算功能。
• 用户友好的参数赋值：
  仅需一个带有统一操作界面的软件工具，就可以完成所有模块的参数化工作。这降低了入职门槛和培训费用。
• 人机界面（HMI）：
  S7-300的操作系统已经集成了用户友好的人机界面。这些功能不再需要成本高昂的编程工作：SIMATIC HMI系统向SIMATIC S7-300请求过程数据， S7-300在期望的更新时间完成这些数据的传输工作。SIMATIC S7-300的操作系统可以自主地完成传输过程。并且完全使用相同的符号和数据库。
• 诊断功能：
  CPU 的智能诊断系统持续不断地检测系统的功能、记录故障信息和特定的系统事件（例如，时间错误、模块故障等）。采用环境缓冲区记录事件信息，并带有时间截，以利于今后的故障排除。
• 口令保护:
  使用密码保护功能高效、可靠地保护用户信息，以防受到非授权复制与更改。

SIMATIC S7-300符合的标准和国际标准有：

• DIN
• UL 认证
• CSA 认证
• FM class 1 div. 2；组别：A、B、C 和 D （温度组别：T4（≤135°C））
• ATEX 认证
• 澳大利亚标志
• 以下船级社资格认证
  • 美国船级社
  • 法国船级社
  • 挪威船级社
  • 德国船级社
  • 英国劳氏船级社
  • 日本船级社（NK）
• 抗震

通讯

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信类型：

• 过程通讯：
  对于通过总线（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）实现循环寻址的I/O模块（互换过程图像）。从循环执行层调用过程通讯。
• 数据通讯：
  用于自动化系统间或多个自动化系统与HMI之间的数据交换。数据通信循环地进行，也可以基于事件驱动通过块由用户程序发起。

STEP 7的操作界面极为友好，显著地简化了用户的通信功能组态工作。

数据通讯

SIMATIC S7-300拥有不同的数据通信机制：

• 使用MPI，通过全局数据通信，实现联网CPU之间的数据包循环交换。
• 借助通信功能，与其它伙伴完成事件驱动型通信。网络连接通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现。

全局数据

借助“全局数据通信”，联网CPU彼此之间可以循环地交换数据（多可达8 GD 数据包，每周期22个字节）。据此，可以实现，例如，某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。只能通过 MPI 进行全局数据交换。组态通过STEP 7的GD表完成。

通讯功能

使用系统已经集成的块，可以建立S7/C7伙伴之间的通信。

这些是：

• 通过 MPI 进行 S7 基本通讯。
• 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
  S7-300 可以用于：
  • 用作器时，使用MPI、C总线和PROFIBUS
  • 用作器或客户端时，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable块，可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信。

这些是：

• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。
• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（非西门子系统）。

与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接。

集成到 IT 领域中

借助自动化工程组态，使用S7-300，可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用CP 343-1 Advanced，可以实现以下信息技术功能：

• IP 路由；
  借助IP访问列表，将IP V4报文以不低于Gigabit的速度转发至受控PROFINET接口。
• WEB 器；
  使用标准浏览器，可以浏览大至30 MB可自由定义的HTML网页；通过FTP处理自己的文件系统中的数据
• 标准诊断页；
  无需额外工具，就可以在工厂内完成插装在安装机架上的所有模块的快速诊断工作。
• E-mail；
  直接从用户程序中发送认证电子邮件。电子邮件客户端设计有通知功能，可以在控制程序中直接通知用户。
• 通过 FTP 进行通讯；
  大多数操作系统平台都可以使用的开放协议
• 设计有30 MB RAM文件系统，可以用作动态数据的中间存储器。

S7-300 PROFINET CPU集成有Web器。因此，标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息：

• CPU 一般信息
• 诊断缓冲区的内容
• 变量表
• 标签状态
• 模块的状态
• 报文
• 工业以太网的相关信息
• PROFINET 节点的拓扑结构

等时模式

使用系统功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信号采集、
• PROFIBUS 信号传输和
• 程序执行

总线周期时间的程序运行。

创建了自动化解决方案，可以以固定间隔时间（常量总线周期时间）捕捉并处理输入和输出信号。同时创建了前后一致的部分过程图像。

借助常量总线周期时间和分布式I/O同步信号处理技术，S7-300确保可以精确地重现规定的过程响应时间。

为同步模式系统功能提供了极为丰富的支持组件，可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。

在分布式自动化解决方案中，目前的SIMATIC S7-300开始涉足重要的高速加工处理应用领域，并确保可以获得高的精度和可重现性。这意味着可以以稳定的优质产品不断地扩大生产数量。

模块的诊断和过程监视

SIMATIC S7-300的大量输入/输出模块都具有智能功能：

• 信号采用的监控（诊断）。
• 监控来自过程的信号（硬件中断）。

诊断

诊断功能可以用来判断模块的信号采集（针对数字量模块）或者模拟量处理（针对模拟模块）是否工作于无故障状态。在诊断分析中，必须区分可参数化和非参数化诊断消息：

• 可参数赋值的诊断报文：
  仅由合适的设定参数启用之后才会发出诊断消息。
• 不可参数赋值的诊断报文：
  这些消息的发出是一个常规事件，即该过程与参数化无关。

如果某个诊断消息处于激活状态（例如“无传感器输入”），则模块会发起一个诊断中断（若已经为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数化过程之后才会产生中断）。CPU会中断用户程序或较低优先级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 82）。