辽宁西门子PLC全新模块

1. 指令结构：操作码+操作数
2. 寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址
二、 位逻辑运算类指令
与和与非指令，或喝或非指令，异或和异或非指令
三、 位操作指令
输出指令，置位/复位指令，RS触发器，对RLO的直接操作指令
四、 位测试指令
对RLO的跳变沿指令，对触点跳变沿直接检测的梯形图方块指令
实训目的
①熟悉S7-300常用模块
②掌握S7-300常用模块安装规范
2. 实训任务和要求
安装一个单导轨PLC控制系统，包含一个数字量模块，一个模拟量模块，一个仿真模块。要求各模块安装符合安装规范，
3. 实训设备
电源模块PS 307（10A）、CPU模块313C-2DP、数字量模块SM322、模拟量模块SM334、仿真模块SM374、连接器、导轨、螺钉、螺丝刀、导线若干。
4. 安装步骤
①对照部件清单件是否齐备；
②安装导轨
③安装电源
④把总线连接器连到CPU，并安装模块；
⑤把总线连接器连到 I/O 模块，并安装模块；
⑥连接前连接器，并插入标签条和槽号；
⑦给模块配线（电源，CPU 和 I/O 模块）
一、 S7-300PLC指令结构和寻址方式
1? 与 S7-1500 CPU 1511-1 PN 和 CPU 1513-1 PN 具有相同的功能 ? 直接连接 ET 200SP I/O，具有体积小，使用灵活，接线方便等特点 ? 运行中可以更换多个模块（热插拔） ? 带有 3 个交换端口的 PROFINET 接口（1xRJ45，2x 通过总线适配器） ? 支持 i-Device，IRT，PROFIenergy，组态控制等 PROFINET 功能 ? 支持开放式以太信（TCP/IP、UDP、Iso-on-TCP） ? 集成的系统诊断，Webserver, 运动控制，Trace 等功能 ? 集成信息安全功能，大限度保护知识产权和投资. 指令结构：操作码+操作数
2. 寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址
二、 位逻辑运算类指令
与和与非指令，或喝或非指令，异或和异或非指令
OB40的应用
系统配置模拟量输入模板时，用户可以设定测量值的允许范围，如果测量值**过这个界限，OB40将被调用执行。该功能与OB1中的比较逻辑相似，但是它省略了在OB1中的控制程序，节约了循环扫描时间。
比较指令用于比较累加器2与累加器1中的数据大小。比较时应确保两个数的数据类型相同，数据类型可以是整数、长整数或实数．若比较的结果为真，则RLO为1，否则为0。比较指令影响状态字，用指令测试状态字有关位，可得到两个数更详细的情况。比较存储字MW10和输入字IW10中整数的大小。如果两个整数相等，则输出Q 4.0为1；若MW10中的数大，则输出Q 4.1为1；若IW10中的数大，则输出Q 4.2为1。
L MW 10 // 个待比较的数装入累加器1
L IW // *二个待比较的数装入累加器l，个数被装入累加器2
＝＝I
＝ Q 4.0 // 若(MW 10)＝(IW10)，则Q 4.0为l，否则为0
＞I
＝ Q 4.1 // 若(MW 10)＞(1W10)，则Q 4.1为1，否则为0
＜I
＝ Q 4.2 // 若(MWl0)＜(IWl0)，则Q 4．2为l，否则为0
例3.5.2：
如果存储双字MD 24中的实数大于1.0，则输出Q 4.1为1；若小于1.0则输出Q 4.2为1。
L MD 24
L +1.359E+02
＞R
＝ Q 4.1 //若(MD 24)＞+1.359E+02，Q 4.1为1，否则为0
＜R
＝ Q 4.2 //若(MD 24)＜+1.359E+02，Q 4.2为l，否则为0
例3.5.3
这是一个限值监测程序，当数据字DBWl5的值大于l05时，输出Q 4.0为1；当数据字DBWl5的值小于77时，输出Q 4.1为1；数值在77到105范围内时，输出Q 4.0和Q 4.1均为0。下面是与其对应的语句表程序：
L DBW 15
L +l05
＞I
＝ Q 4.0
L DBW 15
L +77
＜I
转换指令将累加器1中的数据进行类型转换，转换的结果仍在累加器l中。能够实现的转换操作有：BCD码和整数及长整数间的转换，实数和长整数间的转换，数的取反、取负，字节扩展等。
在STEP 7中，整数和长整数是以补码形式表示的。BCD码数值有两种：一种是字(16位)格式的BCD码数，其数值范围从-999到+999；另一种是双字(32位)格式的BCD码数，范围从-9999999到+9999999。
指令 说 明
BTI 将累加器1低字中的3位BCD码数转换为16位整数
BTD 将累加器1中的7位BCD码数转换为32位整数
ITB 将累加器1低字中的16位整数转换为3位BCD码数
ITD 将累加器l低字中的16位整数转换为32位整数
DTB 将累加器1中的32位整数转换为7位BCD码数
DTR 将累加器1中的32位整数转换为32位浮点数

■单台空压机无法保证空压系统整体供气压力的稳定，而空压系统的整体自控可以有效保持系统内空气压力稳定。

■整体的负载平衡，减少排气放空，可以节约更多的能源，节省人力成本。

■可以实现无人操作，根据实际需要自动开机或加载空压机以保持系统压力。

■可以定时间断地记录空压机运行数据和，如跳车、喘振、通讯故障、压力等。

在已有的PLC系统中，没有实现空压系统的整体调控功能。由于空压机自带的CMC控制器提供了RS422/485通讯接口，所有的数据采集和控制功能都通过通讯接口来实现，对比原有的控制系统，不需要增加硬件设备的投资，只需要改进和增加控制软件即可实现空压系统的整体控制。

除空压机设备外，还可以将与空压机配套的冷冻式干燥器集成到RS422/485网络中来，实现空压供气设备的全面自控。

空压站其他系统的自动控制

除空压供气系统外，空压站的其他系统也需要进行自动控制，如水循环冷却系统等。这些系统的控制方法与空压供气系统不同，主要是采用传统控制模式。使用仪表采集需要的运行参数，进行数据处理和分析运算后，输出控制信号给执行机构就可以实现系统的自动控制。
自动控制具有以下优点：
? I/O 模块性能提升，输入延迟更短，模拟量精度更高 ? 标准型（ST），高性能（HF）以及高速（HS）模块可以满足不同应用的需要 ? 电能测量模块可以实现各种电能参数的测量 ? 不同模块通过不同的颜色进行标识，DI：白色；DO：黑色；AI：淡蓝色；AO: 深蓝色 ? 模块可热插拔，正面带有接线图 ? LED 诊断，供电电压，运行状态显示灯 ? 可选的彩色端子标签，根据 CC 彩色编码
■操作简单，可以实现无人值守；

■良好的实时调节，防止了人为因素滞后；

■具有高可靠性；

■减轻工作人员负担；

■节省人力成本。
数字量输入模块技术数据 数字量输入模块 16DI，DC 24V 标准型 8DI，DC 24V 基本型 8DI，DC 24V 标准型 8DI，DC 24V 高性能型 订货号 6ES7131-6BH00-0BA0 6ES7131-6BF00-0AA0 6ES7131-6BF00-0BA0 6ES7131-6BF00-0CA0 供电电压 ? 24 V DC √ √ √ √ ? 极性反接保护 √ √ √ √ 功耗，典型值 1.7 W 1.6 W 1 W 1.5 W 编程环境 ? STEP 7 TIA Portal V11 SP2以上 V13 SP1 以上 V11 SP2以上 V12 SP1以上 ? STEP 7 V5.5 SP2以上 SP3以上 SP3以上 SP3以上 数字量输入 ? 输入通道数 16 8 8 8 ? 输入特性曲线 IEC 61131， 类型1、3 IEC DTR指令
SLT格式： DTR
说明： 将累加器1中的32位整数转换为32位浮点数（IEEE-FP）
指 令 说 明
RND 将实数化整为接近的整数。
RND+ 将实数化整为大于或等于该实数的小整数
RND- 将实数化整为小于或等于该实数的大整数
TRUNC 取实数的整数部分(截尾取整)
因为实数的数值范围远大于32位整数，所以有的实数不能成功地转换为32位整数。如果被转换的实数格式非法或**出了32位整数的表示范围，则在累加器1中得不到有效结果，而且状态字中的OV和OS被置1。
上面的指令都是将累加器1中的实数化整为32位整数，因化整的规则不同，所以在累加器1中得到的结果也不一致，如下表
执行的
指令 累加器l内容 说 明
化整前 化整结果
RND +99．5 +100 将实数化整为接近的整数
RND+ +99．5 +100 将实数化整为大于或等于该实数的小整数
RND- +99．5 +99 将实数化整为小于或等于该实数的大整数
TRUNC +99．5 +99 只取实数的整数部分(截尾取整)
在STEP 7中可以对整数、长整数和实数进行加、减、乘、除算术运算。算术运算指令在累加器1和2中进行，在累加器2中的值作为被减数或被除数。算术运算的结果保存在累加器1中，累加器1原有的值被运算结果覆盖，累加器2中的值保持不变。
CPU在进行算术运算时，不必考虑RLO，对RLO也不产生影响。学习算术运算指令必须注意算术运算的结果将对状态字的某些位产生影响，这些位是：CC1和CC0，OV，OS。在位操作指令和条件跳转指令中，经常要对这些标志位进行判断来决定进行什么操作。

l ＋I 16位整数相加指令
l －I 16位整数相减指令
l *I 16位整数相乘指令
l / I 16位整数除法指令
l ＋D 32位整数相加指令
l －D 32位整数相减指令
l * D 32位整数相乘指令
l / D 32位整数除法指令
l MOD 32位整数除法取余数指令
【公司介绍】
湖南环辰泰瑞电气设备有限公司 经销的数控系统、双色电缆、变频器品种齐全、价格合理。湖南环辰泰瑞电气设备有限公司实力雄厚，重信用、守合同、保证产品质量，
和2台振动测量装置(振动变送器)组成，用PLC实现压缩机出口压力单回路闭环PID控制以及压缩机起动、停止、切换、故障处理等各种电气控制功能，由振动变送器对压缩机状态进行监控分析，以实现预测性维护维修。主回路如图2。

ET 200S 电机启动器 订货号 5.5 kW/400 V，直接电机启动器，9.0 ~ 12 A 3RK1 301-1KB00-0AA2 45 mm 宽端子模块，用于高性能直接启动器，带进线端子 3RK1 903-0AB00 45 mm 宽端子模块，用于高性能直接启动器，无进线端子 3RK1 903-0AB10 1.1 kW/400 V，高性能可逆电机启动器，0.3 ~ 3 A 3RK1 301-0AB10-0AB4 3 kW/400 V，高性能可逆电机启动器，2.4 ~ 8 A 3RK1 301-0BB10-0AB4 7.5 kW/400 V，高性能可逆电机启动器，2.4 ~ 16 A 3RK1 301-0CB10-0AB4 130 mm 宽端子模块，用于高性能可逆电机启动器，带进线端子 3RK1 903-0AL00 130 mm 宽端子模块，用于高性能可逆电机启动器，无进线端子 3RK1 903-0AL10

(1)PID运算功能的实现
S7-200系列中CPU215/216具有32位浮点运算指令和内置PID调节运算指令等特殊功能。使用时，只需在PLC内存中填写1张PID控制参数表(见下表)，再执行指令：PID TABLE, LOOP，即可完成PID运算。其中操作数TABLE使用变量存储器VBx，用来指明控制环的起始地址；操作数LOOP是控制环号(常数，0～7)。编号为2、4、5、6、7的参数固定不变，可在PLC主程序中设定；编号为1、3、8、9的参数具有实时性，须在调用PID指令时填入。

由于S7-200输入和输出为开关量，而变频器、压力变送器和振动变送器的信号为模拟量，因此EM235模块要实现D/A转换。一个EM235模块可同时扩展3路模拟量输入通道(接1路压力信号，2路振动信号)和1路模拟量输出通道(接至变频器)。
　　 (2)起动
M1和M2各有两种起动方式，可通过转换开关选择变频/工频起动方式。
　 (3)运行
根据以下不同条件，扩展电缆可以安装在以上箭头所指 的任何位置: √ CPU 的计算机：IBM 486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间，Windows 支持的鼠标。
通信电缆：PC/PPI电缆（或使用一个通信处理器卡），用来将计算机与PLC连接。
2　软件安装
STEP 7-Micro/WIN 32编程软件在一张光盘上，用户可按以下步骤安装：
①将光盘插入光盘驱动器。
②系统自动进入安装向导，或单击“开始”按钮启动Windows 菜单。
③单击“运行”菜单。
④按照安装向导完成软件的安装。
⑤在安装结束时，会出现是否重新起动计算机选项 。
3　硬件连接
可以用PC/PPI电缆建立个人计算机与PLC之间的通信。这是单主机与个人计算机的连接，不需要其他硬件，如调制解调器和编程设备等。
典型的单主机连接及CPU组态如下图所示。

4　参数设置
安装完软件并且设置连接好硬件之后，可以按下面的步骤核实默认的参数：
（1）在STEP 7-Micro/WIN 32运行时单击通信图标，或从菜单中选择View中选择选项Communications，则会出现一个通信对话框。
（2）在对话框中双击PC/PPI电缆的图标，将出现PG/PC接口的对话框。
（3）单击Properties按钮，将出现接口属性对话框，如图8.16所示。检查各参数的属性是否正确，其中通信波特率默认值为9600波特。
PLM是西门子公司开发的可编程控制器模拟软件，它在step7集成状态下实现无硬件模拟，也可以与WinCC flexible一同集成与Step7环境下实现上位机监控模拟。S7-PLM是学习S7-300*的软件，不需要连接真实的CPU即可以仿真运行，直接安装即可，支持Windows 7
一、PLM的主要功能
1.显示对象工具栏

2.CPU模式工具栏
3.录制/回放工具栏
二、使用仿真软件调试程序的步骤
①在STEP 7编程软件中生成项目，编写用户程序。
②点击STEP 7的SIMATIC管理器工具条中的【Simulation on/off】按钮，打开S7-PLM窗口，窗口中自动出现CPU视图对象。
③在S7-PLM窗口中用菜单命令“PLC”→“Power On”接通仿真PLC的电源；在CPU视图对象中点击STOP小框，令仿真PLC处于STOP模式。执行菜单命令“Execute”→“Scan Mode” →“Continuous Scan”,令仿真PLC的扫描方式为连续扫描。
④在SIMATIC管理器中打开要仿真的用户项目，选中“块”对象，点击工具条中的下载按钮，将块对象下载到仿真PLC中。
⑤执行菜单命令“Insert”→“Input Variable”(插入输入变量)，创建输入IB字节的视图对象。
⑥用视图对象来模拟实际PLC的输入/输出信号，用它来产生PLC的输入信号，或通过它来观察PLC的输出信号和内部元件的变化情况。
这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制语句）、器件号（即数据）组成。地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的动作。
（五）在编程方式下用键盘输入程序。
（六）编程及设计控制程序。
（七）测试控制程序的错误并修改。
（八）保存完整的控制程序。
、移位指令和循环指令概述
1、功能：STEP7移位指令能够将累加器1低字的内容或者整个累加器的内容逐位向左或者向右。位数由输入值N决定。向左移位相当于累加器的内容乘以2的幂次方；向右移位相当于累加器的内容除以2的N次方。循环指令能够将累加器1整个内容逐位向左或者向右循环移位。
2、分类：
移位指令：字左移指令SHL_W
字右移指令SHR_W
双字左移指令SHL_DW
双字右移指令SHR_DW
整数右移指令SHR_I
双整数右移指令SHR_DI
循环指令：双字左循环指令ROL_DW
双字右循环指令ROR_DW
二、指令功能
S7中定时时间由时基和定时值两部分组成，定时时间等于时基与定时值的乘积。当定时器运行时，定时值不断减1，直至减到0，减到0表示定时时间到。定时时间到后会引起定时 定时器的*0到*11位存放BCD码格式的定时值，三位BCD码表示的范围是0～999。*12，13位存放二进制格式的从下表中可以看出：时基小定时分辨率高，但定时时间范围窄；时基大分辨率低，但定时范围宽。
时 基 二进制时基 分辨率 定 时 范 围
10 s 00 0.01 s 10ms至9s_990ms
100ms 0l 0.1 s 100ms至1m_39s_900ms
1 s 10 1s 1s至16m_39s
10 s 11 10 s 10s至2h_46m_30s
当定时器启动时，累加器1低字的内容被当作定时时间装入定时字中。这一过程是由操作系统控制自动完成的，用户只需给累加器l装入不同的数值，即可设置需要的定时时间。
推荐采用下述直观的句法：
L W#16# txyz
其中：t，x，y，z均为十进制数；
8、基座的组装更方便 ? 各种模块任意组合，并支持故障安全型模块 ? 各个负载电势组的形成* PM-E 电源模块 ? 运行中可以更换模块（热插拔） ? 编程组态可以通过新一代 TIA 博途平台或者 Step7 V5.5
END是一条无目标元件的一序步指令。PLC反复进行输入处理、程序运算、输出处理，在程序的后写入END指令，表示程序结束，直接进行输出处理。在程序调试过程中，可以按段插入END指令，可以按顺序扩大对各程序段动作的检查。采用END指令将程序划分为若干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误之后，依次删去END指令。要注意的是在执行END指令时，也刷新监视时钟。
立即触点指令（Immediate）只能用于输入量I，执行立即触点指令时，立即读入物理输入点的值，根据该值决定触点的接通/断开状态，但是并不更新该物理输入点对应的输入过程映像寄存器。在语句表中，分别用LDI、AI、OI来表示开始、串联和并联的常开立即触点，用LDNI、ANI、ONI来表示开始、串联和并联的常闭立即触点。触点符号中间的“I”和“/I”用来表示立即常开触点和立即常闭触点。SIMATIC ET 200SP 安装于标准 DIN 导轨，一个站点基本配置包括 ? 支持 PROFINET 或 PROFIBUS 的 IM 通讯接口模块 ? 各种 I/O 模块，功能模块以及所对应的基座单元 ? 右侧用于完成配置的服务模块（*单独订购，随接口模块附带）
S7-300 CPU模板的运行方式选择和状态指示
（1）CPU模板的运行方式选择
RUN-P：可编程运行方式。 RUN：运行方式。
STOP：停止方式。 MRES：清除存储器，不能保持。
（2）CPU的LED状态及故障指示灯
SF（红色）：系统出错/故障指示灯。
BATF（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和314配备）。
DC5V（绿色）：＋5V电源指示灯。 FRCE（）：强制有效指示灯。
RUN（绿色）：运行状态指示灯。 STOP（）：停止状态指示灯。
（3）CPU315-2DP CPU的另外两个状态及故障指示灯
BUS DF（BF）（红色）：总线出错指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。
SF DP(红色)：DP接口错误指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。
西门子PLC的SM322数字量输出模块

接口模块用于将 SIMATIC ET 200SP 连接到 PROFINET 或者 PROFIBUS 总线 ? 每个接口模块可以扩展 32 个或 64 个信号模块 ? PROFINET 接口模块可选多种总线适配器 ? PROFIBUS 接口模块已经包含了快连式 DP 接头（1）DO模板的功能
数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。
（2）DO模板的类型
按负载回路使用的电源不同分为：
直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。
按输出开关器件的种类不同分为：
晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。