S73001S7系统概述.docx

1、S73001S7系统概述SIMATIC S7 系统概述S7-200S7-300S7-400目录 页SIMATIC 综述 . 2SIMATIC S7/C7/M7 和 WinAC 控制器. 3S7-200: 概述 . 4S7-200: 技术参数. 5S7-200: 模块 . 6S7-200: CPU 设计. 7S7-300: 概述 . 8S7-300: 技术参数 . 9S7-300: 模块 . 10S7-300: CPU 设计. 11S7-400: 概述 . 12S7-400: CPU 技术参数（1） . 13S7-400: CPU 技术参数（2） . 14S7-400: 模块 . 15S7-40

2、0: CPU 设计 (1) . 16S7-400: CPU 设计 (2) . 17编程设备 . . 18安装STEP 7对PG/PC的要求. . 19安装 STEP 7 软件. . 20安装结果 . . 21SIMATIC 综述介绍 电子技术的引入导致了工业控制工程的巨大变化，电子控制不仅扩展了自动化机器的应用可能性，而且这些变化也带来了新的技术和分支。控制器 在几乎所有的加工行业的机器和过程中都不仅需要电源，而且需要控制器件。必须尽可能对机器或工业过程的操作进行初始化、控制和监视。 在过去，利用传统的控制技术，根据控制任务利用接触器和继电器的连接来单独解决 。如今，广泛地使用可编程控制器来解

3、决自动化任务。全集成自动化 为了使企业保持竞争力，仅仅对单个的过程或机器进行自动化是不足的。只有当单个机器都集成到整个系统中，才能达到更灵活和更高生产率的要求。 为了保证整个系统的功能，所有机器之间的信息流动是必须的。 生产过程不再是分离的独立过程，而是一个整个生产过程中的一个集成部件。整个过程也不再是集中控制的结构，而是由分布式的和自主独立的部件组成的一种结构。 借助于如下的技术整个自动化环境的全集成如今是可能的： 单个系统的通用组态和编程 通用数据管理 参与自动化的机器之间的通用通讯SIMATIC S7/C7/M7 和 WinAC 控制器高中性能系列较低性能系列微型 PLCSIMATIC

4、WinAC ProSIMATIC S7 可编程控制器系列产品包括微型PLC (S7-200)系列、较低性能系列(S7-300) 和中/高性能系列(S7-400)。SIMATIC M7 M7 PLC系统将 AT 兼容机的性能引入PLC，或相反，将PLC的功能加入计算机中并保持熟悉的编程环境。M7-300和M7-400自动化计算机通过开放硬件和软件平台的方法扩展了PLC的功能。它们包括一个AT兼容机，并在实时多任务操作系统RMOS支持下工作。 M7 总是用于需要高的计算性能、数据管理和显示的场合。SIMATIC C7 该系列的完整系统是由一个PLC (S7-300)、一个HMI操作面板和过程监视系

5、统组成。 将PLC与操作面板集成在一起可使整个控制设备体积更小、价格更优。WinAC WinAC是一个基于计算机的解决方案，它用于各种控制任务（控制、显示、数据处理）都由计算机完成的场合。 有3种产品： WinAC Basic 是纯软件的解决方案(PLC作为Windows NT的任务) WinAC Pro 是硬件解决方案 (PLC 作为PC卡) WinAC FI Station Pro 是完全解决方案(SIMATIC PC FI25)S7-200: 概述特性 针对低性能要求的模块化小控制系统 , 不同档次的CPU, 可选择不同类型的扩展模块, 7个模块的扩展能力, 模块中集成背板总线, 网络连

6、接 - RS 485 通讯接口或 - PROFIBUS, 通过编程器PG访问所有的模块, 无插槽限制, 公共软件, 带有电源，CPU和I/O的一体化单元设备, 带有集成功能的“微型PLC”.S7-200: 技术参数CPU212 CPU214 CPU215 CPU216尺寸 160x80x62 mm 197x80x62 mm 218x80x60mm 218x80x60mm工作存储器 1 K字节 4 K 字节 8K 字节 8K 字节 指令 512 2K 4K 4K数据寄存器 512 字 2048 字 5K 字节 5K 字节 基本单元I/O 8 DI / 6 DO 14 DI / 10 DO 14

7、DI / 10 DO 24 DI / 16 DO扩展能力 2个扩展模块 - 7 个扩展模块 -中断 1个输入中断 - 4 个输入中断 - 1个计数中断 (7 kHz) 2 个计数中断(7 kHz) - 2 个计数中断(20 kHz)-计数器/定时器 64/64 128/128 256/256 256/256执行速度 1.3 ms 0.8 ms 0.8 ms 0.8ms(1k二进制指令)通讯 PPI /自由口 PPI/自由口 PPI, Profibus 2XPPI/ 自由口 维护 - 免维护, 无电池-指令集 基本, 标准, 特殊操作,集成功能 +PID, 接收 +PID, 接收 算术功能（定点

8、和浮点数运算） 基本设备 基本S7-200系统包括2种CPU型号，每种 CPU型号都有3个类型（区别: 供电电压/集成 I/O)S7-200: 模块EM扩展 数字量输入模块： 模块 (EM) - 24V DC - 120/230V AC 数字量输出模块： - 24V DC - 继电器 模拟量输入模块： - 电压 - 电流 - 电阻 - 热电偶 模拟量输出模块： - 电压 - 电流通讯 CP 242-2 可以把S7-200作为主站连接到 AS-接口（传感器和执行器接口）， 处理器 (CP) 通过AS-接口的从站可以控制多达248个设备。这样可以显著地扩展S7-200 的输入和输出点数。 附件 总

9、线连接器 输入S7-200: CPU 设计模式选择器 用于手动选择操作模式： STOP = 停机模式；不执行程序。 TERM = 运行程序，可以通过编程器进行读/写访问。 RUN = 运行程序，通过编程器仅能进行读操作。状态指示器 SF = 系统错误；CPU内部错误(LED) RUN = 运行模式；绿灯 STOP = 停机模式；黄灯 DP = 分布式I/O ( 仅对CPU 215)存储器卡 存储器卡的插槽。存储器卡用来在没有供电的情况下不需要电池就可以保存用户程序。 PPI 连接 编程设备、文本显示器或其他的 CPU 通过这里连接。S7-300: 概述特性 针对低性能要求的模块化中小控制系统

10、不同档次的CPU 可选择不同类型的扩展模块 可以扩展多达32个模块 模块内集成背板总线 网络连接 - 多点接口 (MPI), - PROFIBUS 或 - 工业以太网 通过编程器PG访问所有的模块 无插槽限制 借助于“HWConfig“ 工具可以进行组态和设置参数,S7-300: 技术参数技术数据 S7-300 CPU 家族支持一个通用的指令集和寻址方法。上面的幻灯片向你展示了S7-300 CPU312 - CPU315最重要的技术规范。程序块的数目 程序块数目的差别是：(FB, FC, DB). CPU 312 CPU 313/314/315 32 FB 128 FB32 FC 128 FC

11、 63 DB 127 DB- FB 功能块 - FC 功能调用 - DB 数据块输入/输出 对CPU 312/313，只能有1层组态。 机架组态 对CPU 314/315，可以支持4层组态。 DP 连接 S7-315-DP 有一个附加的接口，可以支持 PROFIBUS 分布式外设（DP）S7-300: 模块PS(可选)信号模块 (SM) 数字量输入模块： 24V DC， 120/230V AC 数字量输出模块： 24V DC，继电器 模拟量输入模块： 电压，电流， 电阻，热电偶 模拟量输出模块： 电压，电流 接口模块 (IM) IM360/IM361 和 IM365 可以用来进行多层组态，它们

12、把总线从一层传到另一层。占位模块 (DM) DM 370占位模块为没有设置参数的信号模块保留一个插槽。它也可以用来为以后安 装的接口模块保留一个插槽。功能模块 (FM) 执行“特殊功能”： - 计数 - 定位 - 闭环控制通讯处理器 (CP) 提供以下的连网能力： - 点到点连接 - PROFIBUS - 工业以太网附件 总线连接器和前连接器CPU315-2 DPSIEMENSRUN-PRUNSTOPM RESSIMATIC S7-300BatterieDPMPISF DPBUSFS7-300: CPU 设计模式选择器 MRES = 模块复位功能 STOP = 停止模式：程序不执行 RUN =

13、 程序执行，编程器只读操作 RUN-P = 程序执行，编程器读写操作状态指示器 SF = 组错误：CPU内部错误或带诊断功能模块错误(LED) BATF = 电池故障：电池不足或不存在 DC5V = 内部 5 V DC 电压指示 FRCE = FORCE：指示至少有一个输入或输出被强制 RUN = 当CPU启动时闪烁，在运行模式下常亮 STOP = 在停止模式下常亮 有存储器复位请求时慢速闪烁 正在执行存储器复位时快速闪烁 由于存储器卡插入需要存储器复位时慢速闪烁存储器卡 为存储器卡提供一个插槽。当发生断电时利用存储器卡可以不需要电池就可以保存程序。电池盒 在前盖下有一个装锂电池的空间，当出现

14、断电时锂电池用来保存RAM中的内容。MPI连接 用MPI接口连接到编程设备或其它设备DP 接口 分布式 I/O 直接连接到CPU的接口。 S7-400: 概述特性 用于中等到高级性能要求的强大的PLC， 不同档次的CPU， 可以选择不同的模块， 可以扩展多达300个模块， 背板总线集成在模块内， 可以联网 - 多点接口 (MPI)， - PROFIBUS 或 - 工业以太网， 通过中央编程器连接到所有的模块， 没有插槽限制， 借助于“HWConfig”工具可以进行组态和设置参数， 多处理器计算(在中央机架上可以使用多达 4个 CPU)。S7-400: CPU 技术参数（1）*) 1 Byte

15、= 8 数字量输入/输出 2 Byte = 1 模拟量输入/输出每条二进制指令的 执行时间 装入/传递 (字) 16位定点数 (+/-) IEEE 浮点数 (+/-)用户存储器 工作存储器 装载存储器 (内部集成) 装载存储器 (外部)操作资源 存储器标志(位) 时钟存储器 定时器 计数器块类型/数目 FB 块 FC 块 DB 块过程映象区大小 (输入/输出)最大的 I/O 地址区集成接口CPU 414-1100 nsec100 nsec100 nsec600 nsec128 KB8 KB16 MB8192825625651210241024p. 256 Bytep. 8 KByte*)MPI

16、CPU 416-1/-2DP/-2DP80 nsec80 nsec80 nsec480 nsec512 KB/ 0.8MB/ 1.6MB16 KB16 MB163848512512204820484096p. 512 Bytep. 16 KByte*)MPICPU 414-2 DP100 nsec100 nsec100 nsec600 nsec128 KB/ 384KB8 KB16 MB8192825625651210241024p. 256 Bytep. 8 KByte*)MPI, DPCPU 412-1200 nsec200 nsec200 nsec1200 nsec48 KB8 KB16

17、 MB40968256256256256512p. 128 Bytep. 2 KByte*)MPICPU 413-2 DP200 nsec200 nsec200 nsec1200 nsec72 KB8 KB16 MB40968256256256256512p. 128 Bytep. 2 KByte*)MPI, DPCPU 413-1200 nsec200 nsec200 nsec1200 nsec72 KB8 KB16 MB40968256256256256512p. 128 Bytep. 2 KByte*)MPI, CPU 型号 众多可选的CPU型号可以满足用户系统对执行时间、工作存储器大小

18、和程序块 的数目的不同要求。另外，CPU 413-2/414-2 CPU具有系统集成的PROFIBUS - DP 接口(主机)，它满足以下的技术规范。使用DP进行通讯 CPU 413-2 / 414-2 CPU 416-2 - 波特率： 9.6K位/秒 - 12 M位/秒 - 波特率： 9.6K位/秒 - 12 M位/秒- 最大节点数： 64 - 最大节点数： 96- 多主机能力 - 多主机能力 - 4K字节用户数据 - 8K字节用户数据 每个S7-400 CPU 带有一个并行的 I/O 总线，其处理速度为 1.5 微秒/字节 (P-总 线) 可以对 I/O 进行高速存取，CPU还带有一个串行

19、通讯总线，其速度为 10.5 M 波特率，用于通过MPI接口和支持MPI协议的设备（如CPU，OP，FM等）进行 数据交换。 另外， CPU、FM、和 CP之间的数据传递也可以采用特殊的系统功能块 （SFB）和通讯功能块（CFB）实现。S7-400: CPU 技术参数（2）组织块 主循环扫描 日期时间中断 时间延时中断 看门狗中断 硬件中断 多处理器中断 启动 故障, 异步 故障, 同步局部数据区块的最大长度块的最大嵌套深度MPI和 K总线上在线激活的最大节点数MPI和 K总线上最大节点数 每个GD组的数据大小CPU 414-1OB 1OB 10-13OB 20-23OB 32-35OB 40

20、-43OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1228 KB64 KB16323264 ByteCPU 416-1/ -2DP/ -2DPOB 1OB 10-17OB 20-23OB 30-38OB 40-47OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,12216 KB64 KB16643264 ByteCPU 414-2OB 1OB 10-13OB 20-23OB 32-35OB 40-43OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1228 KB64 KB16323264 ByteCPU 412-1OB 1OB 10,11OB 20,21

21、OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1224 KB64 KB1683232 ByteCPU 413-1OB 1OB 10,11OB 20,21OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1224 KB64 KB16163232 ByteCPU 413-2OB 1OB 10,11OB 20,21OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1224 KB64 KB16163232 Byte硬件中断 如果有来自支持硬件中断的 I/O 模块的中断发生，

22、系统就执行相应的硬件中断 OB块。对于S7-400是OB40 OB47。同步故障中断 一旦操作系统检查到执行程序存在错误，例如, 非正确的操作，操作系统把此错误保 存到 I 堆栈，然后启动 同步故障OB块 ：OB 121 和 OB 122 (和中断组织块具有相同 的优先级)。用户在此OB级可以操作累加器（ACCU）和寄存器，可以修改和访问它 们。一旦OB121（编程错误）和OB122（寻址错误）处理结束，用户程序接着从中 断位置处执行。异步故障中断 (OB80, OB81, OB82, OB83, OB84, OB85, OB86, OB87) 如果操作系统检查到不是由 用户程序造成的运行时间错误，就执行相应的OB块。 例如，一旦循环扫描超时，就执行OB80。局部数据 局部数据是S7-CPU操作系统可以使用的存储器区。此区的大小依赖于CPU的型号。 对于S7-400 CPU可以对每个执行级（OB级）可以规定局部数据区的大小。 局部数据 = 所谓的暂时存储器。它们应该通过符号进行访问，由操作系统来组织局部 数据。 例如，装入暂态变量=局部变量，局部变量保存在局部数据存储器中。 L #局部变量 如果一级的局部变量区使用完，操作系统转换到停机状态。在诊断缓冲区中，可以查看局部堆栈溢出信息。块长度 用户应保证所有块的最大长度为 64 K字节。在整个块范