西门子S7-300基础课程教学PPT课件..pptx

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自动化西门子S7-300课程第一部分基础入门1、西门子PLC家族简介2、S7-300的硬件产品简介3.西门子300软件STEP7和仿真软件PLCSIM的安装4、S7-300的硬件组态5、S7-300的程序结构（略讲）6、常用指令简介（对比西门子200的不同）第二部分基础课程Simatic管理器简介1、项目的建立2、程序的上载和下载3、如何保存项目文件4、符号表的导入和导出5、符号表的过滤6、重新布线的使用方法7、变量表的使用8、参考数据9、比较块10、加密11、PLC与电脑时间同步和清空PLC12、如何读取PLC的时间日期13、时钟存储器14、寻址方式简介15、库的建立16、多重项目认识第三部分中级课程1、S7-300的程序结构（细讲）2、组织块OB，功能块FB，功能FC，数据块DB，系统功能块SFB，系统功能SFC3、常用的OB、FB、FC、SFC、SFB有哪些4、举例说明功能FC的应用方法（多机组控制）5、举例说明功能块FB的应用方法6、PID的使用（FB41的调用）7、中断（时间日期中断、延时中断、硬件中断、异步/同步错误中断）第四部分高级课程1、单机架扩展2、多机架扩展3、主站和远程I/O4、主站和从站通信5、主站和主站通信6、S7-300和S7-200通信7、S7-300和S7-300通信8、S7-300和变频器通信9、以太网通信第五部分Wincc组态软件1、Wincc选型2、软件安装3、组态第一个项目4、Wincc通讯5、变量管理6、过程画面7、变量归档8、消息系统9、报表系统10、报警系统11、用户管理和交叉参考12、用户归档13、系统组态第一部分基础入门一、西门子PLC家族简介具体介绍：

LOGOS7-200CNS7-1200S7-300CS7-300S7-1500S7-400其中，S7-1200未来5到10年内可能取代S7-200的,SIMATICS7-200是一款针对中国的低端PLC。

1500介于300和400之间。

下面详细介绍S7-300的PLC:

分类

（1）标准型：

312,314,315-2DP,315-2PN/DP,317-2DP,317-2PN/DP,319-3PN/DP

（2）紧凑型：

312C（支持2路脉冲）313C,313C-2PTP,313C-2DP（支持3路脉冲）314C-2PTP,314C-2DP（支持4路脉冲）其中313和314均可以接增量编码器（3）故障安全型：

315F-2DP，315F-2PN/DP，317F-2DP,317-2PN/DP,319F-3PN/DP（4）运动控制型：

315T-2DP,317T-2DP（属于工艺型，集成16轴，32轴，可带步进、伺服电机）各种工艺模块FM350-1计数器模块（通道少）FM350-2计数器模块（通道多）FM351定位模块FM352电子凸轮模块（测量长度、角度、脉冲）FM352-5高速布尔处理器（可以做高速计数的CPU用）FM355闭环控制模块（通道少）FM355-2闭环控制模块（通道多）各个型号CPU的参数对比表二、S7-300硬件产品简介1、S7-300与普通的PLC是不同的，首先必须有专用的导轨：

300系统的组（按照从左往右的顺序）1、机架（导轨）2、电源模块PS3、CPU4、接口模块IM（可选）5、信号模块SM（DI/DO/AI/AO）6、功能模块FM（计数、定位、闭环控制等）7、通信处理器CP【点到点：

（速度低，距离近）、Profibus、工业以太网】8、编程设备（电脑）2、以下是300的实物图其中，前三个槽位是固定的，不可更改顺序，从第4槽到11槽是可以调换位置的，包括PS、CPU在内，最多可以安装11个模块，也就是说信号模块最多是8个。

3、西门子300型号的具体含义比如：

CPU313C-2DP（按照从左往右的顺序介绍）

（1）CPU：

中央处理器。

如果是SM：

信号采集模块CP：

通信模块PS：

电源模块FM：

功能模块IM：

接口模块

（2）3：

表示西门子家族的300系列。

如果是2：

S7-200系列3：

S7-300系列4：

S7-400系列（3）1：

表示什么类型的模块，1表示CPU模块。

如果是0：

表示电源模块1：

表示CPU模块2：

数字量模块3：

模拟量模块（例如SM331）4：

通信模块5：

功能模块6：

接口模块（4）3：

表示300中具体的细分型号，此数字越大，表示功能越强大，越贵。

（5）C：

表示模块的类型为紧凑型如果没有字母，表示标准型，例如315-2DP（比较常见的是标准型和紧凑型）F：

表示故障安全型T：

表示特种型IFM：

表示户外（6）2：

表示通讯口的数量为两个（7）DP：

表示所支持的通讯协议为PfofibusDP通讯协议。

PN：

表示所支持的通讯协议为Pfofinet工业以太网通讯PTP：

表示支持PointtoPoint串口通讯举例：

1、CPU3152PN/DP表示300系列的CPU模块，“5”要高于“3”，两个通讯口，一个是PN，一个是DP2、PS30710A表示电源模块，300系列，细分为“7”,10A的电流3、SM331AI814Bit表示信号模块，300系列，模拟量模块，8通道，精度为14Bit（最高为16Bit）14Bit表示2的14次方。

老式S7-300CPU新式S7-300CPU新老开关的区别：

各个档位解释：

RUN-P：

运行时可以调试、修改、上传、下载程序RUN：

运行时无法修改STOP：

停止MRES：

复位，并不是直接拨到这个档位就可以复位，而是用手按住，当STOP指示灯由常亮变为快闪，此时再把开关拨回去，就可以复位了。

（注意：

是复位PLC运行内存，并不是删除程序），不常用新式PLC上只有RUN，既能上传，下载，又能修改，相当于RUN-P三、西门子300软件STEP7和仿真软件PLCSIM的安装1、安装STEP7要求：

XP专业版和Win7（32位和64位都可以），Win8和Win10不能安装具体安装步骤略:

注意：

如果安装不上去，需要删除注册表：

开始运行regedit，选中注册表左边的：

按照这个顺序打开，如果最后右边窗口出现：

PendingFileRenameOperations，把它删除，就可以安装了，可能每安装一个软件都要重复同样的操作。

注意：

西门子软件的安装顺序，必须先安装Step7，然后再安装仿真PLCSIM和Wincc或者Winccfiexble。

四、S7-300的硬件组态步骤1、添加300站点2、添加导轨（机架）具体如下：

双击打开STEP7SIMATICManager-文件新建项目名称（郑鼎）类型（项目）确定。

点郑鼎，右键插入新对象SIMATIC300站点SIMATIC300

（1）双击硬件右边SIMATIC300RACKRail拉到左边空白处（或者双击）3、添加电源（第一槽）24VPS-300（选择与硬件配套的电源4、添加CPU（第二槽）CPU-300（选择与硬件配套的PLC）5、接口模块可以省略（如果不扩展的话）6、添加SM-300信号模块（一般顺序是DI,DO,AI,AO,没有的可以不加）最后保存编译，关闭。

此时软件显示刚才所保存的项目名称，一层一层打开，块OB1确定视图选择LAD，就可以开始编程了。

五、S7-300的程序结构OB：

组织块，相当于主程序FB：

功能块，相当于子程序，有专用背景数据块DB，有专属存储区，可以保存中间的运算结果；有静态变量FC：

功能，相当于子程序，无存储区，中间运算结果无法保存，无静态变量SFB：

系统功能块，相当于子程序，系统自带，只能调用，不用编写。

有存储区。

SFC：

系统功能，相当于子程序，系统自带，只能调用，不用编写。

无存储区。

六、常用指令可以分为五大类：

（一）位逻辑：

触点、输出、比较、状态位

（二）定时器指令（三）计数器指令（四）数据处理指令：

传送、转换、整数函数、浮点数函数、循环移位、字逻辑指令（五）程序控制指令：

跳转、程序控制（调用、主控）、逻辑块及数据块

（一）位逻辑常开、常闭、线圈均与200里面相同，不再解释。

1.1NOT：

取反。

表示对前面状态的取反。

比如：

当前面两个开关都断开时，线圈有输出。

当两个开关有任何一个闭合时，取反以后，线圈没有输出。

1.2中间输出指令：

表示前面的总状态，它只能放在中间，不能在最左边或者最右边。

相当于一个中间继电器M。

如果M得电，则其常开闭合，常闭断开。

1.3置位S和复位R指令跟200里面不同的地方就是，这两条指令都只能对一个元件操作，而200里面可置位或复位多个。

举例:

1.4SR：

复位优先RS：

置位优先举例：

当I0.0通电，Q0.0被复位，m0.0=0当I0.1通电，Q0.0被置位，m0.1=1当I0.0和I0.1均=1，则执行置位。

m0.0只是一个中间继电器。

复位优先：

当I0.2和I0.3同时通电，执行复位指令，Q0.1被复位。

1.5边沿指令P：

RLO上升沿POS：

触点信号上升沿N：

RLO下降沿NEG：

触点信号下降沿两种边沿指令的区别：

P和N可以是前面几个开关状态的综合，而POS和NEG只能是一个开关的上升沿或者下降沿举例：

I0.0和I0.1的综合状态由0变为1时，Q0.0输出一个扫描周期。

其中M0.0代表前两个开关的总状态。

I0.2由0变为1时，Q0.1输出一个扫描周期。

其中，M0.1与I0.2状态一致。

1.6SAVE将RLO（运算结果）保存到二进制结果位BR中，在调用FB、FC、SFB或者SFC时，设置BR位（注意：

次条指令在状态位里），看CPU是否执行出错。

不常用，举例：

当I0.0=1，则RLO=1,从而BR=1，Q0.0=1（不常用）7.比较器：

即触点比较指令。

也可以归为位逻辑，但是涉及到16位整数、32位整数、32位小数，所以放到后面再讲。

8.状态位：

也可以认为是标志位，用于监控一些运算结果的状态。

不常用举例：

当MW0+MW2=0时，运算结果等于0，常开触点闭合，Q0.1输出。

（二）定时器分类：

共5种S_PULSE：

脉冲定时器S_PEXT：

扩展脉冲定时器S_ODT：

接通延时定时器（最为常用）S_ODTS：

保持型接通延时定时器S_OFFDT：

断电延时定时器功能定时器（定时器功能指令）下面还有5种，可以认为是以上5种的缩写SP时钟脉冲定时器线圈SE扩展的时钟脉冲定时器线圈SD接通延迟定时器线圈SS带保持的接通延迟定时器线圈SF断开延迟定时器线圈定时器线圈指令和功能定时器的区别：

线圈指令不能监视剩余时间。

先详细介绍功能定时器定时器线圈指令

（1）S_PULSE：

脉冲定时器TV：

设定值。

格式是S5T#？

H？

M？

S？

MS。

表示？

小时？

分钟？

秒？

毫秒。

可以直接打上：

S5T#150S，150秒，自动切换成2M30S：

2分钟30秒。

以此类推：

只要超过60秒，就会出现分钟，只要超过60分，就会出现小时。

最长设定时间是9990秒。

即2小时46分30秒。

如果设定时间超过这个值，比如几个星期，几个月，就要另想办法。

（利用时钟脉冲存储器结合加法指令）BI：

当前值（严格来说是剩余的时间）。

显示格式是二进制。

BCD：

当前值（严格来说是剩余的时间）。

显示格式是BCD编码（用这个显示比较直观）如果这两个存储器都不写，则依然显示当前剩余的时间（BCD格式）S:

启动信号R:

复位具体执行：

当I0.0闭合，T0常开吸合，Q4.0得电输出，定时器开始计时，当时间到，T0常开常闭转换，Q4.0失电。

中间任何时刻I0.0断开，定时器都会断电，下次闭合，从新开始计时。

Q点可以认为是定时器是否计时的标志。

（2）S_PEXT扩展脉冲定时器与上一个定时器的唯一区别就是，计时中间如果I0.0断开，定时器依然会计时。

即：

启动信号接通一次即可开始计时。

举例1：

启动I0.0，电动机Q4.0正转，5分钟后自动停。

急停I0.1。

程序如下：

举例2：

两灯交替点亮。

每个1秒。

启动I0.0，停止I0.1（3）S_ODT接通延时定时器（最为常用）具体执行：

当I0.0保持闭合，定时器开始计时，当时间到，T0常开闭合，Q0.0输出。

中间任何时刻I0.0断开，则定时器计时停止并清零。

（与S7-200里面的TON相同）举例：

启动I0.0，Q0.0闪亮（先灭后亮），周期2秒。

停止I0.1注意：

定时器的复位可以不写。

定时器的输出也可以不写。

（4）S_ODTS保持型接通延时定时器（不常用）具体执行：

当I0.0闭合一次，则定时器开始计时，5秒时间到，Q0.0输出并保持。

必须复位才可以。

中间任何时刻，如果I0.0再次闭合，则定时器从新开始计时。

（5）S_OFFDT：

断电延时定时器具体执行：

当I0.0闭合，则Q0.0输出，此时定时器不计时，当I0.0断开时，定时器开始计时，5秒时间到,Q0.0失电。

中间任何时刻I0.1通电，则定时器复位。

简单介绍定时器线圈指令（即以上五种对应的简写模式）以SD为例举例：

启动，Q0.0闪亮（先灭后亮）其他定时器线圈不再举例，可以根据以前所学习题自由练习。

（三）计数器跟定时器一样，也是分两大类：

计数器功能指令和计数器线圈指令S_CUD增减计数器S_CU增计数器S_CD减计数器下面以增减计数器为例：

CU：

增信号CD：

减信号S：

赋初始值R：

复位Q：

状态位PV：

预设值十进制BCD码CV：

当前值16进制CV_BCD：

当前值BCD格式具体执行过程：

1、如果I0.2没有得电，则计数器从零开始计数。

如果I0.2得电，则计数器从5开始计数。

（增或者减取决于增减信号，但是如果初始值是0,则不能减。

）2、只要计数器当前值不是0,则Q0.0有输出。

3、与S7-200计数器不同的是，300里面的计数器都是开始计数时触点动作。

这5个都是Bool类型。

下面还有三条指令：

SC：

赋初始值CU：

增计数器CD：

减计数器举例：

左边三个网络就相当于增计数器。

右边四个网络相当于增减计数器这三条指令配合，可以代替前面的三种计数器。

在讲转换、比较和函数之前，先介绍S7-300的数据类型，跟S7-200有很大区别详细介绍常用数据类型：

1、字WORD，全部是正数，16位，有四种表示方式：

二进制：

2#0-16个“1”16进制：

16#0-FFFFBCD码：

C#0-999无符号10进制：

B#（0，0）到B#（255，255）,两个数合起来表示一个字（不常用）2、双字DWORD，全部是正数，32位16进制：

DW#16#FFFF,FFFF3、整数INT，有正有负，直接输入10进制的正数或者负数即可，不支持2进制，16进制等4、长整数DINT，就是双整数（注意：

不是双字），有正负，直接输如L#10进制数。

比如：

L#235、实数REAL，就是小数，有正有负，一律用指数形式表示，比如：

234.56显示为2.345600e+002即：

2.3456乘1026、时间的格式：

共有四种：

时间、日期、实时时间、系统时间（四）比较器分三类：

整数比较、双整数比较、浮点数比较。

分别介绍其中一个。

EQ_I：

整数等于IN1，IN2：

整数类型，比如MW0，QW0，7常数也可，都是16位。

当二者相等时，输出为1EQ_D：

双整数等于IN1和IN2可以是MD0，LD0或者直接L#5这样的常数。

但必须是32位EQ_R浮点数等于IN1和IN2都是32位的浮点数，既可以写地址MD0，也可以直接敲小数，比如9.8,自动切换为上图的格式（指数形式，表示9.8乘以10的0次方）。

当MD0=9.8时，Q0.0输出（六）移动。

即S7-200的传送指令。

区别：

适合所有类型的数，不像200的分类那么详细。

IN和OUT：

均可以是8、16、32位数据类型。

包括浮点数。

当传送完成后，Q0.0输出。

（五）转换器。

BCD_I：

BCD码转换为16位整数I_BCD：

16位整数转换为BCD码BCD_DI：

将BCD码转换为32位整数DI_BCD：

32位整数转换为BCD码I_DI：

16位整数转换位32位整数DI_R：

32位整数转换为小数INV_I：

对16位整数求反码INV_DI：

对32位整数求反码NEG_I:

对16位整数求补码NEG_DI:

对32位整数求补码NEG_R:

取反小数ROUND：

四舍五入取整数TRUNC：

舍去小数取整数CEIL：

上取整FLOOR：

下取整BCD码和整数、双整数之间的转换BCD_I:

将BCD码转成整数举例：

什么是BCD码？

BCD码是二进制编码的十进制数，BCD码是用4位二进制数的组合来表示1位十进制数。

十进制数23的BCD码是16#0023，或2#0000000000100011（每4位代表一个十进制数）。

BCD码是16#0011也就是十进制数11MW0：

可以输入16#，2#，C#或者10进制常数都可以，但是最终都会切换为16#。

如上图，MW0=16#0012就是10进制的12，转换成整数以后，MW2=12。

注意：

MW0的范围不要超过999BCD_DI：

将BCD码转成长整数，用法与上条指令相同，注意：

输入不要超过9999999关于BCD码的，以这两条指令为例，其他略。

DI_R：

32位整数转换为小数举例：

155转换成小数，即1.55乘10的2次方I_DI：

16位整数转换位32位整数举例：

ROUND：

四舍五入取整数举例：

当MD0=1.3，四舍五入以后，MD4=1如果MD0=1.7，则MD4=2TRUNC：

舍去小数取整数MD0=1.8，则MD4=1。

直接取整数部分，舍去小数。

CEIL：

上取整MD0=1.3，则MD4=2直接进位，取整FLOOR：

下取整（也是舍去小数，与TRUNC相同）反码：

对输入的每一位进行取INV_I：

对16位整数求反码INV_DI：

对32位整数求反码补码：

即正数变成负数（或者负变成正）NEG_I:

对16位整数求补码NEG_DI:

对32位整数求补码NEG_R:

取反小数举例：

（六）整数函数、浮点数函数16位整数的算术运算：

加减乘除注意：

除法，直接舍弃小数。

不常用32位双整数的算术运算：

加减乘除返回双精度除法的余数注意：

除法还是舍弃小数。

这条除法指令，结果只取余数。

304=7余2，所以MD0=2浮点数运算：

加减乘除ABS：

绝对值SQRT：

平方根SQR：

平方LN：

自然对数EXP：

指数值SIN：

正弦COS：

余弦TAN：

正切ASIN：

反正弦ACOS：

反余弦ATAN：

反正切比如：

-2.5的绝对值就是2.5略讲2.3+1.0=3.33.54=0.875（七）移位循环、程序控制、字逻辑（略）第二部分基础课程Simatic管理器简介一、项目的建立有两种方法：

1.按照向导建立项目2.按照标准步骤建立项目各自利弊：

向导：

是一种快速的办法，但是跳过了硬件组态（建立好以后进入硬件查看），快速进入编程。

对于小型项目或者自己练习，还是可以的。

标准步骤：

分析该项目需要的I/O点位，选择合适的CPU以及其他的信号模块、功能模块，然后硬件组态，编程，调试。

具体步骤：

第1步.双击打开SIMATICManager第2步：

点击文件，新建项目，名称：

123456，类型：

项目，确定第3步：

右键单击123456，插入新对象，SIMATIC300站点第4步：

双击右边SIMATIC300

（1），双击硬件第5步：

双击右边SIMATIC300,开始按照原来所说的步骤，先导轨，电源，CPU，SM模块等组态完整。

最后保存编译，即可开始编程。

二、程序的上载和下载一般有两种方式：

MPI和TCP/IP（其实还有第三种方式ProfibusDP）1、MPI下载（常用）下载：

选项，设置PG/PC接口，选择PCAdapter（Auto）或者PCAdapter（MPI）都可以，一般的CPU有两个口，左边MPI口，右边DP口，插哪一个口就选择哪一个协议，为了避免麻烦可以直接选择PCAdapter（Auto），两种都支持。

属性，一般是选择默认2即可。

此时打开硬件组态里面（图片见下页），双击MPI/DP，显示属性，地址：

要与刚才的地址设置一致。

如果不一致就下载不进去。

比如：

把此处改为4，再下载进下不进去。

表示实际的地址是2，而电脑上设定的却是4，不一致，所以不能下载。

修改即可。

上载：

PLC，将站点上传到PG，显示，点击可访问的节点，确定，则可以将程序从PLC上载到电脑中。

注意：

上载出来没有符号和注释。

2、使用TCP/IP下载（以太网）下载：

选项，设置PG/PC接口，TCP/IP（后面是网卡，要与设备管理器中的网络适配器一致），属性，网络属性，本地连接属性，TCP/IP协议，使用下面的IP地址192.168.0.（后面自由设定，只要前三项一样，则保证了电脑和PLC在同一个网段。

确定），此时本地连接已连上，就可以下载了。

上载：

PLC，将站点上传到PG，显示，可访问节点192.168.0.1（最后一位不唯一），确定。

就可以上载。

如果想修改地址，可以在硬件组态里面，点击工业以太网，属性，修改IP地址即可。

三、如何保存项目文件常用方法：

文件，保存，直接保存到默认的目录里，或者另存为，指定的位置，然后需要的话，打开所在位置，然后拷贝走即可。

实际上，一个完整的项目有好几个文件夹，这种方法可以会导致部分文件丢失。

合理办法：

文件，归档，产生一个压缩文件。

下次使用的时候，直接打开文件，恢复即可，不需要解压。

四、符号表的建立、导入和导出、过滤功能首先了解符号表的作用：

绝对地址，比如I0.0，Q0.0，M0.0等，对每一个点位的功能不方便记忆，如果用符号表，可以对每一个地址进行注释。

新建一个项目的时候，符号表已经建立好了，如图：

只需要双击打开，下页是每一个栏目的含义注意：

符号，最好是用英文，注释中英文都可以。

（切记：

符号，地址、数据类型都不可以删除）上图是建立的一个符号表，保存后，则对应的梯形图显示如下：

导出和导入：

如果符号表的内容特别多，一个一个写就比较麻烦，所以就有了导出功能，生成一个Excel表格，编写好以后再导入回来，比较方便。

具体步骤：

符号表，输出，保存类型选择DIF格式，保存即可。

然后打开刚才保存的000.dif，如下所示：

就可以在这个Excel中编写了。

如果增加了几项，保存就可以。

打开符号表，点击导入，就可以把新的符号表建立起来。

符号表的导入导出功能比较方便做触摸屏用，不用再查看PLC程序。

过滤功能：

共有四种过滤方式通过符号名过滤通过地址过滤通过数据类型通过注释比如：

查看电机1的相关符号变量，名称改为电机1*（*表示通配符，后面不一样的地方）地址：

I*表示查看全部输入数据类型：

BOOL（*可以去掉）表示所有位注释：

启动*表示所有启动项五、重新布线的使用方法相当于S7-200里面的查找替换功能具体操作：

选中OB1，选项，重新布线。

旧地址改为新地址，确定即可。

对所有的点位、字等都可以使用（也可对所有的OB,FB，FC等全部操作，但是如果仅仅针对某一个块，也可以用编辑中的替换查找六、变量表的使用相当于S7-200里的状态表。

作用：

1、监控程序的运行（可以观察那些点位得电，或者数据寄存器的当前值）2、控制程序（可以让中间点M得电，注意：

I点不可以）3、强制输入输出点（如果程序里没有出现某个Q点，就可以强制，否则就不行。

I点也可以强制，M点不可以强制）创建变量表步骤：

块，右键，插入变量表，如下页：

强制Q点的办法：

打开硬件组态，右键DO模块，监视/修改七、参考数据（用一个程序来讲解）作用：

1、交叉参考：

程序很大的时候，可以看哪一个点都在程序的哪个地方使用过2、分配：

看哪些地址有交叉，比如MW0和MW1就有交叉3、查看程序结构：

了解程序整体的架构，看都使用了哪些FC、FB、DB等4、未使用的符号：

即查看备用点5、不带符号的地址：

看哪些地址没有符号使用方法：

选中OB块，选项，参考数据。

八、比较块作用：

对比电脑上的程序和PLC中运行的程序是否一致对比电脑中的两个程序有什么区别1、电脑中和PLC中程序对比首先，打开仿真器，把现在的程序下载到仿真器中，相当于下载到实际PLC中了。

把拨码开关打到RUN-P状态。

选中块，选项，比较块，选择在线/离线,如果要比较电脑中的OB1和PLC中的OB1是否相同，如下图，直接点击比较即可。

如果不但要比较OB1，还要比较FB,FC等，可以点击选择，把FB,FC都选中，一起比较。

如果出现：

块的比较未产生任何时间标志偏差，表示两者相同。

如果出现：

路径1包含较新的版本，说明二者不同。

2、本地