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）

编程，参数设置

S7 -400®H 象 S7 -400® 一样编程。所有可用的 STEP® 7 功能都可使用。

S7 -400^®H 编程需要使用 STEP® 7 V5. 1 。

S7 -400^®H 选件包

基本上， S7 - 400®H 的配置与用于 S7 -400® 的程序并无不同，例如

• 建立项目和站
• 配置硬件和网络
• 把系统数据装入目标系统

需要 S7 -400®H 选件包来配置与 S7 -400 结构不同的 S7 -400®H 结构。对于安装，必须安装 STEP® 7 标准包 V.5. 1 或更高的版本。

• 故障安全的自动化系统，可满足高度安全要求
• 符合安全要求，可达 SIL 3（IEC 61508 标准）、AK6（DIN V 19250 标准） 以及4 类标准（EN 954-1 标准）
• 如果需要，也可通过冗余设计而实现容错
• 故障安全 I/O 不增加接线：
  通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全通讯
• 基于带有故障安全模块的 S7-400H 和 ET 200M
• 标准模块可应用在自动化系统的非故障安全型应用场合
• 隔离模板，用于在一个 ET 200M 的安全模式中故障安全和标准模块的组合使用。

数字量输入模块可记录设备中的 24 V DC 或 230 V AC 信号，并将它们传送到控制器。可以连接开关以及 2 线制、3 线制或 4 线制接近开关。

35 mm 宽的输入模块具有可设定的参数和诊断功能，因此可根据相应过程要求进行灵活调整。

25 mm 宽的低成本模块没有可设定的参数或诊断功能，可极为方便地集成到工程系统中。建议将它们在只需要很少输入通道的位置使用，或在必须在十分有限的空间内部署大量通道的情况下使用。

根据需要，可在一个站中并排使用两种模块。由于具有统一特性并采用共同的系统附件，处理十分方便。

提供了以下宽度为 35 mm 的数字量输入模块：

• DI 16x24VDC HF；
  16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；一个电压组；输入延迟 0.05 ... 20 ms；输入类型 3 (IEC 61131)；可设置诊断和硬件中断
• DI 32x24VDC HF;
  32 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；两个电压组；输入延迟 0.05 ... 20 ms；输入类型 3 (IEC 61131)；可设置诊断和硬件中断
• DI 16x24VDC SRC BA;
  16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；低电平有效；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
• DI 16x230VAC BA;
  16 通道数字量输入模块，用于记录 230 V DC 信号；低电平有效；一个电压组；固定输入延迟 20 ms；输入类型 1 (IEC 61131)

提供了以下宽度为 25 mm 的数字量输入模块：

• DI 16x24VDC BA;
  16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；漏型输入；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
• DI 32x24VDC BA;
  32 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；漏型输入；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
• • 用一个螺丝安装在 S7-1500 安装导轨上
  • 35 mm 模块 采用螺钉型端子或推入式端子的标准化 40 针前连接器（不能用于 25 mm 模块）
  • 25 mm 模块 采用推入式端子的标准化 40 针前连接器（不能用于 35 mm 模块）
  • 标准化、协调型前连接器针脚分配，更便于接线
  • 可连接芯线截面积0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
  • 集成式电压桥接件，用于灵活形成电压组(仅 35 mm 模块)
  • 前连接器的预接线位置
  • 前盖带有可扩充的电缆室，即使完全接线时也如此
  • 模块正面的清晰标签
    • 模块类型
    • 订货号
    • 硬件和固件型号
    • 通道编号标签
    • 电缆连接图

  含在供货范围之内：

  • 用于手工贴标签的一个标签条
  • 一个 U 型连接器
  • 印制有文字的前门
  • 前连接器（(仅 25 mm 模块）
  
  

Overview

• 将 SIMATIC S7-400 连接到工业以太网
  • 多协议运行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 与 PROFINET IO 协议
  • 可调节的 Keep Alive 功能
• 两个独立的接口（集成的网络分离）：
  • 千兆以太网接口，带有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全双工/半双工，具有自动侦测功能
  • PROFINET 接口，带有四个 RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全双工/半双工，通过 4 端口交换机执行自动感测和自动交叉功能
• 通过两个接口进行通讯
  • 开放式通讯（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多点传送，包括两个接口之间的路由
  • 编程器/OP通讯：
    通过 S7 路由的交叉网络
  • S7 通讯（客户端、器、多路复用），包括两个接口之间的路由
  • IT 通讯：
    HTTP 通讯支持通过自己的 web 页访问过程数据；
    电子邮件客户端功能，直接从用户程序发送包含身份验证信息的电子邮件；
    FTP 通讯支持程序控制的 FTP 客户端通讯；
    通过 FTP 器访问数据块
• 通过 PROFINET 接口进行通讯
  • PROFINET IO 控制器，具有实时属性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通过 DHCP、简单的 PC 工具或通过用户程序（例如 HMI）进行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 设备的优先启动
  • 使用 STEP 7 组态
• 介质冗余 (MRP)；
  在采用环形拓扑结构的以太网网络内，CP 支持介质冗余程序 MRP。
• 通过可组态的 IP 访问列表进行访问保护
• 无需编程器即可进行模板更换；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系统）。
• 丰富的诊断功能，可用于机架中的所有模板
• 通过 SNMP V1 MIB-II，集成在网络管理系统中
• 运行于冗余 S7 通讯或 DP 主站通讯的 SIMATIC H 系统。
• 在与 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型应用程序 (PROFIsafe) 中操作

SIMATIC S7-300 提供多种性能等级的 CPU。除了标准型 CPU 外，还提供紧凑型 CPU。
同时还提供技术功能型 CPU 和故障安全型 CPU。

下列标准型CPU 可以提供：

• CPU 312，用于小型工厂
• CPU 314，用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有极大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
  

下列紧凑型CPU 可以提供：

• CPU 312C，具有集成数字量 I/O 以及集成计数器功能的紧凑型 CPU
• CPU 313C，具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
• CPU 313C-2 DP，具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
• CPU 314C-2 PtP，具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
  

下列技术型CPU 可以提供：

• CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。
• CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂
  

下列故障安全型CPU 可以提供：

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

• 结构紧凑、易于使用的低成本解决方案，用于满足简单控制任务
• 结构紧凑、易于操作，无需附件即可广泛应用
• “一体式”产品，集成显示屏和操作面板
• 仅需点击按钮或通过 PC 软件即可连接 36 种不同的功能；使用次数多达 130 多次
• LOGO! 8: 通过按钮或使用 PC 软件，可链接 38/43 个不同功能；多 200/400 次
• 通过按键可以方便地更改功能。重接线无需更多耗时

LOGO! 逻辑模块提供方便的、用户友好的解决方案，用于满足简单的开环和闭环控制任务。

LOGO! 具有广泛的通用性，例如：

• 楼宇/电气安装（照明、百叶窗、遮篷、门、门禁系统、栅栏、通风系统，等。）
• 控制柜制造。
• 机电设备（泵，小型压机，压缩机，传送带，升降台等）
• 暖房，温室的特殊控制
• 对其他控制器的信号进行处理

LOGO! 逻辑模块可根据应用情况进行扩展。

船级社认证

美国船级社, 法国船级社, 挪威船级社,德国劳氏船级社, 英国劳氏船级社，等

LOGO! Modular 可提供多种电压类型(12VDC, 24VDC, 24VAC, 115/230VDC, 115/230VAC)：

• 标准型：
• 纯型号，成本经过，不带按键控制面板和显示屏。

LOGO! 具有以下特性：

• R：继电器输出
• C:时钟/时间切换
• E：以太网接口
• o:无显示屏

LOGO!使用非常简单：

• 按键控制面板和显示屏位于一个设备中。无需其它工具。
• 通过集成式 EEPROM 备份切换程序和设定值（如定时器），以防电源故障。

LOGO! 节省空间：

• 例如：LOGO! 230RC：72 x 90 x 55 mm (W x H x D).
• 经调整后，可安装在配电箱中（尺寸与接地故障断路器相同）。

LOGO! 提供大的灵活性和通用性：

• 可扩展性：
  根据应用情况可连接扩展模块。

LOGO! 具有通信功能：

• 使用可选的通信模块，可连接到 AS-Interface 和 KNX Konnex 网络。
• LOGO!7 和 8 可与其它 LOGO! 单元通信，或与 SIMATIC 控制器或 SIMATIC 面板通信

IMATIC S7-4006ES7400-1JA11-0AA0

用于基于 PC 自动化的软控制器

SIMATIC S7-1500 软控制器用于在 SIMATIC IPC 上实现 SIMATIC S7-1500 控制器。

它特别适用于专用机器制造中的控制解决方案，涉及高性能实现复杂控制任务、集成 PC 应用程序或在一台设备上实现多个任务。

S7-1500 软控制器是 SIMATIC WinAC RTX 的长期后续产品。它可提供显著提高的可用性和系统诊断，可在 TIA Portal 中完成全面组态。与 S7-1500 控制器一样，该软控制器具有集成运动控制功能以及经过改进的信息安全机制，适合知识产权和复制保护。

• SIMATIC S7-1500 软控制器用于实现通过 SIMATIC IPC 完成的控制任务
• 采用创新的实时系统，系统可用性高
• 经过改进的专有技术和复制保护
• 集成运动控制功能，可以控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器
• 集成 Web 器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项
• 通过功能强大的嵌入式 IPC427D 和 IPC477D 为解决方案提供优功能
• 可在 SIMATIC IPC627D、IPC827D、IPC677D、IPC647D 和 IPC847D 上运行
• SIMATIC ODK 1500S 用于通过语言 C/C++ 开发和集成控制功能和应用程序

S7-1500 软控制器执行 S7-1500 控制器的功能，作为软件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系统中运行。这样，SIMATIC IPC 就能用于控制机器设备。

要通过 PROFINET 或 PROFIBUS 连接分布式 I/O，可以使用 SIMATIC IPC 的集成以太网和 PROFIBUS 接口。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。

当必须使用编程语言 C 或 C++ 来集成特殊自动化功能或需要将 Windows 软件与软控制器直接连接时，该软控制器显示出特殊优势。

为此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 来开发这种应用程序。这些应用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 软件（例如，数据库、可视化系统或 Windows 文件系统），或用于实时应用（例如，算法、控制器）。

标准 CPU：

• SIMATIC S7-1500 软控制器 CPU 1507S

特点	CPU 1507S
程序用工作存储器，集成	5 MB
数据用工作存储器，集成	20 MB
装载存储器	320 MB
命令执行时间（Microbox IPC427D，Core i7，1.7 GHz）
位运算	0.001 μs
字运算	0.002 μs
定点运算	0.002 μs
浮点运算	0.006 μs
位存储器、定时器、计数器
S7 计数器/定时器	各 2048
IEC 计数器	任意（仅受工作存储器限制）
IEC 定时器	任意（仅受工作存储器限制）
位存储器	16 KB
I/O 地址范围
输入	32 KB（所有输入都保存在过程映像中）
输出	32 KB（所有输出都保存在过程映像中）
运动
轴数	多 60
通信
PROFINET	√（通过 PC 接口） 2 x PN，其中 1 个为 PN IO RT
PROFIBUS	√（通过 PC 接口）
Web 器	√

• 全集成自动化 (TIA) 中的入门级 CPU
• 用于有中等过程性能需求的小型应用

CPU 运行需要 SIMATIC 微存储卡 (MMC)。

CPU 312 安装有：

• 微处理器;
  处理器处理每条二进制指令的时间可达 100 ns。
• 扩展存储器;
  与执行相关的程序段的 32 KB 高速 RAM（相当于约 10 K 指令）可以为用户程序提供足够的空间；
  SIMATIC 微型存储卡（大 4 MB）作为程序的装载存储器，还允许将项目（包括符号和注释）存储在 CPU 中。
• 灵活的扩展能力;
  多达 8 个模块，（1排结构）
• MPI多点接口;
  集成的 MPI 接口多可以同时建立与 S7-300/400 或编程设备、PC、OP 的 6 条连接。在这些连接中，始终为编程器和 OP 分别预留一个连接。通过“全局数据通讯”，MPI可以用来建立多16个CPU组成的简单网络。

• 口令保护;
  用户程序使用密码保护，可防止非法访问。
• 诊断缓冲;
  诊断缓冲区中可存储后 500 个错误和中断事件，其中的 100 个事件可以长期保留。
• 免维护的数据后备;
  如果发生断电，则可通过 CPU 将所有保持性数据自动写入到 SIMATIC 微型存储卡（MMC 卡）上，且将在再次通电时保持不变。

可参数化的特性

可以使用 STEP 7 对 S7 的组态、属性以及CPU的响应进行参数设置：

• MPI多点接口;
  定义站地址
• 重启动/循环时间特性；
  大循环时间以及负载限制，以及自检测功能
• 时钟存储器；
  设定地址
• 防护等级；
  定义程序和数据的访问权限
• 系统诊断；
  定义诊断报警的处理和范围
• 看门狗中断；
  周期设定
• 时钟中断;
  设定起始日期、起始时间和间隔周期

显示功能与信息功能

• 状态和故障指示；
  发光二极管显示，例如，硬件、编程、定时器或I/O出错以及运行模式，如RUN、STOP、Startup。
• 测试功能；
  可使用编程器显示程序执行过程中的信号状态，可以不通过用户程序而修改过程变量，以及输出堆栈内容。
• 信息功能；
  您可以使用 PG 以纯文本的形式获取 CPU 存储容量和操作模式、主存储器和装载存储器的当前利用率以及当前循环时间和诊断缓冲区内容的相关信息。

集成的通讯功能

• PG/OP 通讯
• 全局数据通讯
• S7 基本通讯
• S7 通讯(只是器)

系统功能

CPU 具有广泛的系统功能特性，诸如：诊断、参数赋值、报警、定时和测量等。

详细信息请参见手册。