SIMATIC® S7系统家族 SIMATIC® PCS 7 NET Software HMI PC SIMATIC® WinCC DP Controller HMI NET PCS 7 Software SIMATIC® 目录 页 目标 .......................................................................................................................................... 2 SIMATIC 综述 ............................................................................................................................ 3 S7-200™ ............................................................................................................................................. 4 S7-200™: 模块: S7-21x 系列 .................................................................................................. 5 S7-200™: 模块: S7-22x 系列 ...............................................................................................… 6 S7-200™: CPU设计: S7-21x 系列 ……… .......................................................................................... 7 S7-200™: CPU设计: S7-22x 系列 ……........................................................................................... 8 S7-300™ .............................................................................................................................................. 9 S7-300™: 模块 ........................................................................................................................... 10 S7-300™: CPU设计 ....................................................................................................................... 11 S7-400™ ............................................................................................................................................. 12 S7-400™: 模块 ........................................................................................................................... 13 S7-400™: CPU设计 ..................................................................................................................... 14 编程设备 ...................................................................................................................... 15 安装STEP 7对PG/PC的要求 ………........................................................................... 16 安装STEP 7 软件 ............................................................................................................... 17 安装结果 ...................................................................................................................... 18 STEP7 工具 ……............................................................................................................................ 19

目标 学习了本章之后，你将 ... ... 了解 SIMATIC® S7系统家族概况 ... 熟悉 S7-200™ 和 S7-300/400™ 自动化系统 ... 了解这些自动化系统的模板应用 ... 了解“全集成自动化”的概念 ... 熟悉SIMATIC® 编程装置及 STEP7 运行时对 PC 的要求 ... 熟悉STEP7基本编程工具

SIMATIC®综述 SIMATIC® HMI SIMATIC® PG SIMATIC® PC SIMATIC® NET 7 8 9 4 5 6 1 2 3 . D E F A B C I N S L H T P R K M O SIMATIC® HMI SIMATIC® PG SIMATIC® PC SIMATIC NET PROFIBUS-DP 工业以太网 PROFIBUS MPI 网络 SIMATIC® NET SIMATIC® 控制器 介绍 过去, 用相互独立的可编程控制器( Programmable Logic Controller -PLC)控制机器或过程以解决控制任务。今天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够的。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。 全集成自动化 全集成自动化 (TIA)提供了一个集成所有部件的共同的软件环境，各种应用技术的驱动，进入一个统一的系统。这使得你的控制方案所需的各种编程、组态、操作、数据管理、通讯和维护的软件都集合到一起 。 Step 7 SIMATIC 管理器，在西门子 PG 或 PC上运行， 提供集成所有部件的工 具， 使得控制方案易于创建、测试、启动、运行和维护。当组态和编程时，西门子软件把所有的数据放进一个所有的工具都可以访问的中央数据库。 中央数据库 全集成自动化的所有部件的共同的数据库意味着数据只需输入一次于是在整个项目中有效。整个自动化环境的完全集成变为可能是借助了 : • 一个共同的软件环境 (Step 7 SIMATIC管理器)集成所有部件和任务于一个 易于使用的系统 • 共同的数据管理 • 标准的开放的总线 例如 Ethernet, PROFIBUS, MPI, AS-interface 把所有部件相互连接， 从管理级到现场级 ASI FM SV SIMATIC® DP

S7-200 ™ S7-22x S7-21x (旧版本) 特性 • 针对低性能要求的模块化小控制系统 , EM 221 DI 8 x DC24V I.0 I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 特性 • 针对低性能要求的模块化小控制系统 , • 不同档次的CPU(直到 8KB 存储器, CPU 主板上有8-40 集成 I/O) , • 每种 CPU 既可以使用 24 VDC又可以使用120 VAC - 230 VAC 供电电压版本 , • 根据CPU 的7个模块的扩展能力(CPU 210 或 CPU 221没有) , • 扩展模块可选择。 注意: 不能把S7-21x系列和 S7-22x系列的CPU和模块组合! • CPU 和模块连接通过集成的扁平软电缆 ( S7-22x 系列 ) 或通过总线连接器 (S7-21x系列). • 网络连接 - RS 485 通讯接口(CPU 210没有) - PROFIBUS 从站 (CPU 215、CPU 222或以上) • 通过PG/PC连接访问所有的模块, • 无插槽限制, • 使用自己的 S7 Micro/WIN32 软件, 于是, 不需要STEP 7™ 。 • “Total Package” (主板)带有电源，CPU和I/O的一体化单元设备, • 用户程序的口令保护 - 3 级

S7-200™: S7-21x 模块系列 EM CP EM CP242 - 2 扩展 • 数字量输入模块： 模块 (EM) - 24V DC 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： S7-21x系列的CPU只能扩展S7-21x系列的扩展模块.注意: 不能把S7-21x系列和 S7-22x系列的CPU和模块组合! 通讯处理器 (CP) CP 242-2可以显著地扩展S7-200™ 的输入和输出点数(S7-21x系列)。 CP 242-2 可以把S7-200作为主站连接到传感器和执行器接口（ AS-接口）， 这样通过31个AS-接口的从站可以控制多达248个开关量设备。 附件 总线连接器(仅对S7-21x) EM

S7-200™: S7-22x 模块系列 EM EM CP 扩展 • 数字量输入模块： 模块 (EM) - 24V DC 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： S7-22x系列的CPU (CPU 222/224/226)只能扩展S7-22x系列的扩展模块。注意: 不能把S7-21x系列和 S7-22x系列的CPU和模块组合! 通讯处理器 (CP) 对S7-22x系列可以把CP 243-2联接到 S7-200™作为AS-接口主站。 这种新的CP243-2支持连结 62个AS-接口的从站(max. 31 模拟量从站).可以控制多达434个开关量设备。 S7-200的 CPU (CPU 224, CPU 226)最多同时运行三个CP243-2。 EM277 PROFIBUS-DP模块可以把 S7-22x系列的CPU (6ES7-22x-xxx21-xxxx 及后续) 连接到 PROFIBUS-DP (作从站) 和 MPI。 MPI从站和 PROFIBUS-DP从站可同时运行. PROFIBUS-DP 数据传输速率最高为 12 M位/秒。 EM EM CP

S7-200™: S7-21x系列CPU设计 输出 存储器卡 模式选择器 电位器 PPI 连接 状态指示 输入 本机DI/DO状态指示 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 = 停机模式或运行程序，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。存储器卡可以用来保存和安装用户程序、或安装电池 。 PPI 连接 编程设备、文本显示器或其他的 CPU 通过这里连接。 状态指示 本机DI/DO状态指示 PPI 连接 输入

S7-200™: S7-22x系列CPU设计 输出 状态指示 存储器卡 前门 模式选择器 电位器 I/O 扩展 PPI 连接 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 = 停机模式或运行程序，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 存储器卡 存储器卡的插槽。存储器卡可以用来保存和安装用户程序、或安装电池 。 PPI 连接 编程设备、文本显示器或其他的 CPU 通过这里连接。除了 CPU 210之外， 可以用编程装置(PDS210)编程然后通过存储器卡传送到各CPU。 高端 CPU 有两个接口，允许同时连接编程器和文本显示。 输入 本机DI/DO状态指示

S7-300™ 特性 • 针对低性能要求的模块化中小控制系统 • 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 特性 • 针对低性能要求的模块化中小控制系统 • 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™:模块 CPU IM (可选) SM: DI SM: DO SM: AI SM: AO FM: - 计数 - 定位 - 闭环控制 CP: - 点-到-点 - PROFIBUS - 工业以太网 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

S7-300™: CPU设计 模式选择器 MRES = 模块复位功能(Module Reset) STOP = 停止模式：程序不执行 RUN = 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 = 系统错误：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™ 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™: 模块 CPU SM: DI SM: DO SM: AI SM: AO CP FM SM IM PS 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) IM460、IM461、IM463和IM467 接口模块提供不同机架之间的连接： • UR1 (通用机架) 插18个模块 • UR2 (通用机架) 插9个模块 • ER1 (扩展机架) 插18个模块 • ER2 (扩展机架) 插9模块. 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) 提供如下的联网能力： • 点到点连接 • PROFIBUS • 工业以太网 PS

S7-400™: CPU设计 故障指示 LED 存储器卡插槽 模式选择器 MPI/DP 接口 DP接口 外部电池 故障LED CPU状态和故障的LED, 既有内部又有外部的 存储器卡插槽 在S7-400 CPU上，根据需要可以插入一个RAM 或快闪EPROM 卡作为外部装载存储器： • RAM 卡的容量有： 64K字节，256K字节，1M字节，2M字节 RAM卡的内容利用CPU模块上的电池保持 • 快闪 EPROM 卡的容量有： 64K字节，256K字节，1M字节， 2M字节， 4M字节， 8M字节， 16M字节 这些内容备份到集成的EEPROM 模式选择器 MRES = 模块复位(Module Reset) STOP = 停止模式，不执行程序且输出禁止 ( “OD”模式= 输出禁止) RUN = 程序执行，编程器只读访问 RUN-P = 程序执行，编程器读写访问 MPI / DP 接口 MPI / DP 接口(通过 HW-Config选择参数) 用于 • 建立与编程器的在线连接 • 连接分布式I/O(DP) • 与其他站交换数据 (S7 通讯) DP 接口 用于连接分布式I/O(DP, 仅对于带有２个接口的 CPU) EXT-BATT 外部的电池电源 (当更换电源时，该DC 5 ~ 15V电池电源给RAM提供备用电源) 外部电池

编程设备 Field PG Power PG Field PG 是工业级的编程设备， Field PG功能强大且易于使用，不仅可以用于维护和服 务，而且可以用于编程和组态设备，是工业现场应用的理想工具。 特性： • 笔记本电脑的尺寸 • 电池可运行2 小时 • AT-兼容 • TFT 彩显 • 配备所有必须的SIMATIC 接口 Power PG 是便携式的编程设备，是所有自动化项目应用的理想工具。 它也是一种强大功能的工业PC机。 特性: • 强大的系统功能 • 出色的扩展能力 • TFT 彩显 • 高可靠性设计 • 配备所有必须的SIMATIC 接口 注 手持编程设备可以用STL语句表(语句表)为S7-200™编程。这种编程设备是PG702 =大约230克，144 x 72 x 27mm， 2 x 20字符液晶显示。

安装STEP 7对PG/PC的要求 操作系统: Windows (所有的, Win 3.1 和 3.11除外) 95/98 ME NT 2000/XP 处理器 >= 80486 >= P150 >= Pentium >= P233 RAM >= 32 MB >= 64 MB >= 32 MB >= 128 MB 硬盘: 根据安装, 介于 200 MB 至 380 MB， 加上 128 to 256 MB 用于Windows 交换文件 鼠标 要 接口: CP5611 (PCI)或 CP5511 / CP5512 (PCMCIA)或 PC适配器 存储器卡编程适配器(可选) 要求 SIMATIC S7 PG为STEP 7软件提供最佳条件。 也可以使用满足上述要求的PC ，如果你要在自动化系统(PLC) 和PC之间建立在线连接，PC必需安装上述接口之一。 如果要把用户程序下装到存储器卡, PC也必需安装相应编程接口。

安装 STEP 7 软件 安装 1. 在“Winxx->Control Panel”中，通过选择“Add/Remove Programs”启动 “Setup.exe”。 2. 选择有关安装选项。 3. 选择语言。 4. 根据提示安装授权盘。 5. 根据提示重新启动系统。 软件保护 STEP 7 软件是拷贝保护的，每次只能在一台机器上使用。当安装该软件时，只有把授权从授权软盘传到硬盘，才能使用该软件。 注意 • 请阅读授权盘中的 README.TXT 文件，如果你不遵守这些原则，就可能 会丢失授权。 •　对于STEP 7 V5.x，不进行授权也可以启动运行STEP 7基本软件，直到得 到新授权。 然而这对可选软件无效，象S7 Graph，如果已经安装。 •　对于STEP 7 V4.0，软件只能通过CD-ROM安装。 •　软件服务包可以从互联网下载。 免费服务包 软件服务包可以通过http://www.siemens.com/automation/service&support下载。

安装结果 双击图标 通过启动菜单激活 介绍 STEP 7中的主要工具是 SIMATIC 管理器，有两个方法启动它： 1. 通过 Task bar -> Start -> SIMATIC -> STEP7 -> SIMATIC Manager 2. 通过“SIMATIC Manager”图标。

STEP 7 工具 SIMATIC®管理器 The SIMATIC®管理器管理STEP 7 项目，它是主程序并且也出现在WINDOWS 桌面上。 注 “STEP 7 - Readme”提供版本和安装过程等的详细信息。 LAD, STL, FBD 编写 STEP 7 用户程序的工具，有“梯形图（LAD）”、“语句表（STL）”和“功能块图（FBD）”编程语言。 存储器卡参数分配 利用编程器或外部编程器可以把用户程序保存到 EPROM 卡上。根据不同应用，需要不同的驱动器。 组态网络 网络组态在“通讯”一章中讨论。 设定PG-PC接口 该工具用于设定MPI网络中的本地接点地址、传输速率和最高接点地址。 PID控制参数分配 基本 STEP 7 软件包还包括处理PID (闭环控制) 问题的块，选择“PID Control Parameter Assignment”可以为闭环控制块分配参数。 转换S5文件 利用 S5/S7 转换器可以把 STEP5 程序转换成相应的 STEP 7程序。 组态SIMATIC工作空间 该选件提供组态多用户系统的功能。 转换TI 文件 利用 TI/S7 转换器可以把 SIMATIC TI 转换成相应的 STEP 7 程序。