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西門子S7系統(tǒng)PLC的符號(hào)編程基礎(chǔ)介紹

一、系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)

S7的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)集成在CPU中，不能被擴(kuò)展。系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)根據(jù)功能分為不同的區(qū)域供用戶使用。在用戶程序中使用相應(yīng)的指令可以在相應(yīng)的地址區(qū)內(nèi)直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行尋址。

1．輸入過程暫存區(qū)（I）

2．輸出過程暫存區(qū)（Q）

3．位存儲(chǔ)區(qū)（M）

4．外部輸入輸出（PI/PQ）

5．計(jì)時(shí)器（T）

6．計(jì)數(shù)器（C）

7．?dāng)?shù)據(jù)塊（DB）

8．局部數(shù)據(jù)（L）

二、地址尋址

什么是地址尋址？

1.位尋址

2.字節(jié)尋址

3.字尋址

4.雙字尋址

三、符號(hào)地址尋址

1.       全局符號(hào)

在符號(hào)編輯器中定義的符號(hào)。

2.       局部符號(hào)

局部符號(hào)是在程序塊中變量申明區(qū)中定義，定義的對(duì)象也只限于本塊的塊參數(shù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)和臨時(shí)數(shù)據(jù)等，且所定義的符號(hào)只在本程序塊中有效。

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加電時(shí)加載?；竟δ馨ǎ?

• SIMOTION 運(yùn)行系統(tǒng)
  • 符合 IEC61131 的帶集中語言的用戶可編程序
  • 各種程序執(zhí)行方式（循環(huán)、順序、事件驅(qū)動(dòng)）
  • PLC 和算術(shù)功能
  • 通訊和管理功能
  • 運(yùn)動(dòng)控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)個(gè)控制軟件
  • SIMOTION D410-2：
    電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），適用于多 1 個(gè)伺服軸、1 個(gè)矢量軸或 1 個(gè) V/f 軸
  • SIMOTION D4x5-2：
    多 6 個(gè)伺服軸、6 個(gè)矢量軸或 12 個(gè) V/f 軸的電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），饋電閉環(huán)控制（調(diào)節(jié)型電源模塊）
• 測試及診斷工具

如果需要，此基本功能可通過可加載的技術(shù)軟件包進(jìn)行擴(kuò)展。

位置控制的驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)控制

• 集成變頻調(diào)速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率單元可通過 DRIVE-CLiQ 接口進(jìn)行連接；對(duì)于 SIMOTION D410-2，也可通過集成的 PM-IF 接口進(jìn)行連接。
• 帶數(shù)字設(shè)定值接口的驅(qū)動(dòng):
  SIMOTION D 通過帶 PROFI 驅(qū)動(dòng)裝置的 PROFIBUS DP／PROFINET 輸入輸出，使位置控制動(dòng)作可控制具有數(shù)字設(shè)定點(diǎn)接口。
• 帶模擬量設(shè)定點(diǎn)接口的驅(qū)動(dòng)，例如，用于改裝或液壓應(yīng)用：
  使用 ADI 4（ 4 軸模擬驅(qū)動(dòng)接口）或 IM 174（ 4 軸接口模塊）模塊，可連接帶模擬量 ± 10V 整定值接口的變頻調(diào)速柜。IM 174 同樣可連接帶脈沖方向接口連接的步進(jìn)電機(jī)。
  所有模塊均連接 PROFIBUS DP下述裝置可連接一個(gè) ADI 4 或 IM 174 模塊：
  • 4個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置
  • 4 編碼器
  • 數(shù)字量輸入和輸出

SIMOTION 技術(shù)功能包

SIMOTION 的一個(gè)特性就是，它的基本功能可通過裝載技術(shù)功能包來擴(kuò)展，如：

• 帶技術(shù)功能的運(yùn)動(dòng)控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／電子驅(qū)動(dòng)裝置
  • CAM－－凸輪
  • PATH – 路徑插補(bǔ)（不適用于 D410-2）
• 溫度控制器– TControl
• DPM – 直接產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)
• MIIF – 多用途信息接口

由于技術(shù)功能具有模塊化許可，僅需支付實(shí)際將會(huì)使用的部分。

性能

硬件支持的浮點(diǎn)運(yùn)算能夠有效使用復(fù)雜運(yùn)算功能。

快速指令執(zhí)行在中等到高等性能中開辟了全新的應(yīng)用可能性。

配置／參數(shù)確定／編程

SIMOTION SCOUT是一個(gè)有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數(shù)化，到編程，再到測試及診斷的所有工程步驟的集成系統(tǒng)。提示、使用對(duì)話框以及向?qū)У膱D形操作提示，以及用于編程的，基于測試的圖形語言，顯著減少了熟悉及練習(xí)時(shí)間。

操作員控制和監(jiān)視 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設(shè)備進(jìn)行用戶友好的數(shù)據(jù)交換的通訊。

操作員控制與監(jiān)視可使用 TP（觸摸面板）、OP（操作員面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 設(shè)備來完成。

這些設(shè)備可通過 PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連，并可使用 WinCC flexible 進(jìn)行組態(tài)。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個(gè) SIMOTION 通道，作為標(biāo)準(zhǔn)，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信軟件，可于從其它基于 Windows 的人機(jī)界面（HMI）系統(tǒng)訪問一個(gè)開放的、標(biāo)準(zhǔn)的 OPC 接口。

SIMOTION IT 維護(hù)和診斷功能

SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個(gè)集成 Web 器，可在該器上存儲(chǔ)用戶專用 Web 頁面等。

可對(duì)控制單元變量進(jìn)行讀寫訪問。通過 Java Script 或 Applet，也可在 Web 頁面中執(zhí)行有效的操作與顯示功能，這些功能可在一個(gè)帶有因特網(wǎng)瀏覽器的客戶端 PC 上執(zhí)行。

處理及數(shù)據(jù)通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持過程與數(shù)據(jù)通訊。

帶 IRT 的 PROFINET IO，用于運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用。除了循環(huán)時(shí)鐘同步，短 250 μs 的周期時(shí)間以及安全相關(guān)的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制單元上）也支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站，用于用戶友好的通訊組態(tài)和診斷。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切實(shí)有效的人員與機(jī)器保護(hù)。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜：（術(shù)語符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩?cái)嚅_（STO）
• 可靠制動(dòng)控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度監(jiān)控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通過以下方法來激活集成安全功能：

• 通過控制單元和電源單元上的端子 (D4x5-2:僅 STO、SBC、SS1）
• 通過 TM54F 終端模塊上的端子
• 通過 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通過電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)，因此與帶外部實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能的解決方案相比，具有較短的響應(yīng)時(shí)間。

通過 PROFIsafe 激活集成安全功能

通過“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊，激活集成安全功能。使用一個(gè)通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可實(shí)現(xiàn)控制（F 邏輯）。

將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜
• SIMOTION CX32-2 擴(kuò)展控制器上的變頻調(diào)速柜
• 通過 PROFIBUS 連接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜
• 通過 PROFINET 連接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜（在此情況下，必須通過 PROFINET 來連接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓?fù)?、軸數(shù)量結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)組件的詳細(xì)信息，請(qǐng)與當(dāng)?shù)氐奈鏖T子銷售辦事處聯(lián)系。

有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見《 SIMOTION D 調(diào)試手冊(cè)》以及 SINAMICS 文檔。

一個(gè)方案，3 個(gè)平臺(tái)

自動(dòng)化系統(tǒng)主要通過以下特性來識(shí)別：

• 系統(tǒng)特定的特性，如功能和工程
• 硬件相關(guān)特性，如性能、設(shè)計(jì)和可擴(kuò)展性

但是，機(jī)械工程需求差異非常大，取決于具體的機(jī)器型號(hào)。

每個(gè)硬件平臺(tái)在特定應(yīng)用中使用時(shí)都有其優(yōu)點(diǎn)。

不同的平臺(tái)之間還可以非常輕松地進(jìn)行組合，這是模塊化機(jī)器和設(shè)備的突出優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閱蝹€(gè)的硬件平臺(tái)總是具有相同的系統(tǒng)特性，即不論使用什么平臺(tái)，功能和工程總是一樣。

PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)和 I/O 之間的遠(yuǎn)程連接。

PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設(shè)備（如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器）之間的通信。這就意味著，SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應(yīng)用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進(jìn)行通信。

SIMOTION D – 緊湊型，集成在驅(qū)動(dòng)中

在 SIMOTION D 中，SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此，整個(gè)系統(tǒng)（包括開環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)）都極其緊湊且響應(yīng)快速。

SIMOTION D 提供兩種型號(hào)：

• SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng)，也可選配多軸（模塊型）
• SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng)，四種性能型號(hào)多提供 128 軸（書本型）

這種性能細(xì)分確保大程度的可擴(kuò)展性和靈活性。應(yīng)用領(lǐng)域從單軸機(jī)器到高性能的多軸機(jī)器。為了實(shí)現(xiàn)可視化和操作，SIMATIC HMI 設(shè)備可通過 PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進(jìn)行連接，具體取決于SIMOTION D 的型號(hào)。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。

SIMOTION C – 模塊化和靈活性

SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器。

其提供兩種型號(hào)，接口不同，但運(yùn)動(dòng)控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外，兩種控制器還可通過 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴(kuò)展。

SIMOTION C240 是采用模擬量設(shè)定值接口和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用的理想解決方案。它具有四個(gè)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器和編碼器接口，非常適合機(jī)器改裝項(xiàng)目。

SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機(jī)器自動(dòng)化項(xiàng)目。這種控制器具有三個(gè) PROFINET 端口，除支持 TCP/IP 和 RT 通信外，還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅(qū)動(dòng)器以及 PROFINET I/O（如高速 SIMATIC ET 200SP）。

兩種型號(hào)都另外配備兩個(gè) PROFIBUS 接口，通過這兩個(gè)接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) I/O 的驅(qū)動(dòng)。除此以外，兩個(gè)控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口，從而提供更多的通信選項(xiàng)。

SIMOTION P – 對(duì)其他任務(wù)開放

SIMOTION P 是基于 PC 的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有兩種型號(hào)：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：高性能 Inb i3 處理器
  存儲(chǔ)器：內(nèi)部 CFast/外部可訪問 CFast 
  操作系統(tǒng)：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標(biāo)準(zhǔn)型）
  處理器：高性能型 Inb i7 處理器
  存儲(chǔ)器：內(nèi)置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問 CFast
  操作系統(tǒng)：Windows 7 Ultimate

由于 PC 中不含旋轉(zhuǎn)部件，SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。兩個(gè) PC 都配有針對(duì) SIMOTION 的常見實(shí)時(shí)擴(kuò)展系統(tǒng)。這就意味著，除了 SIMOTION 機(jī)器應(yīng)用程序以外，還可能隨時(shí)運(yùn)行其他 PC 應(yīng)用程序，例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應(yīng)用程序、過程數(shù)據(jù)例程或標(biāo)準(zhǔn)的 PC 應(yīng)用程序。

借助其的處理器性能，SIMOTION P350-4 特別適合對(duì)性能要求較高的應(yīng)用（如具有高動(dòng)態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應(yīng)用）。

SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小，因此對(duì)于許多可用空間有限并且需要設(shè)計(jì)非常堅(jiān)固的應(yīng)用均是佳選擇。

SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小，既可以使用鍵盤和鼠標(biāo)，也可以使用觸摸屏進(jìn)行操作。

這兩個(gè)型號(hào)都標(biāo)配有一個(gè)現(xiàn)場總線接口，其形式為集成式 PROFINET 接口（3 個(gè)端口）。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴(kuò)展插槽內(nèi)以實(shí)現(xiàn) PROFIBUS 應(yīng)用。IsoPROFIBUS 板具有兩個(gè)附加 PROFIBUS 接口。

西門子S7-400PLC 6ES7407-0KA02-0AA0

Overview

CBE30-2 通信板可用于為 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 提供另一個(gè) PROFINET 接口。

另一個(gè) PROFINET 接口的應(yīng)用如下：

• 兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)（例如，一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)上層網(wǎng)絡(luò)）
• 地址空間可加倍為 2 × 4 KB
• 可連接的設(shè)備的大數(shù)量可加倍為 2 × 64
• 分離為高速和低速總線系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)是為了高效利用控制器容量（僅適用于 SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN）

CBE30-2 通信板具備以下功能：

• PROFINET IO 控制器、智能設(shè)備（也可同時(shí)支持控制器和設(shè)備）
• 100 Mbps 全雙工/自動(dòng)交叉
• 支持 PROFINET IO 的實(shí)時(shí)類別：
  • RT（實(shí)時(shí)）
  • IRT（等時(shí)同步實(shí)時(shí)）
• 將分布式 I/O 作為 PROFINET IO 設(shè)備集成
• 按照 V4 規(guī)范，通過 PROFIdrive 將各變頻器作為 PROFINET IO 設(shè)備集成
• 支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通信，例如
  • 與 SIMOTION SCOUT 接口
  • 連接 HMI 系統(tǒng)
  • 通過 TCP/IP 或 UDP 通信與任何其它設(shè)備通信
• 集成式 4 端口交換機(jī)，帶 4 個(gè) RJ45 接口。因此，無需附加交換機(jī)即可組態(tài)佳拓?fù)洌偩€型、星型、樹型）。
• 支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。

CBE30-2 通信板插在 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 的選件插槽中。

注意

CBE30-2 通信板只能與 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元結(jié)合使用。

該通信板與 SIMOTION D425、D435、D445-1 和 D4x5-2 DP 不兼容。

The CPU 1515-2 PN 有:

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 30 ns。
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  500 KB，用于程序；3 MB，用于數(shù)據(jù)
• 采用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為加裝存儲(chǔ)器；
  允許實(shí)現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴(kuò)展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個(gè)模塊（CPU + 31 個(gè)模塊）
• 顯示器的功能為：
  • 顯示概覽信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名稱、別名稱、位置名稱等。
  • 診斷信息顯示
  • 模塊信息顯示
  • 顯示器設(shè)置顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
  • IP 地址設(shè)置
  • 日期和時(shí)間設(shè)置
  • 選擇操作模式
  • 復(fù)位 CPU 至出廠設(shè)置
  • 禁用/啟用顯示屏
  • 啟用保護(hù)級(jí)別
• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接
• PROFINET 接口用于網(wǎng)絡(luò)分離

6ES7392-1AM00-0AA0西門子PLC

SIMATIC S7-3006ES7392-1AJ00-0AA0

• 用于簡單、方便地連接傳感器和執(zhí)行器
• 當(dāng)更換模塊時(shí)可保留接線
• 更換模塊時(shí)通過編碼避免發(fā)生模塊類型錯(cuò)誤

SIMATIC S7 I/O 模塊與傳感器/執(zhí)行器之間的接線是關(guān)系成本高低、配置、控制柜加工、購置和維修方便性的關(guān)鍵因素。

通過 SIMATIC TOP connect 系統(tǒng)電纜連接技術(shù)，可簡便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠連接。

使用 TIA Selection Tool，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可組態(tài)從 SIMATIC S7 模塊到 I/O 的連接。程序會(huì)自動(dòng)檢查合理性，并生成所選連接組件的部件列表，隨后就可以在西門子工業(yè)產(chǎn)品網(wǎng)上商城中進(jìn)行訂購。

兩種布線形式可用于十分廣泛的控制柜設(shè)計(jì)：

模塊化連接

單獨(dú)插入每個(gè)組件。

該系統(tǒng)包括：

• 前連接器模塊
• 連接電纜
• 連接模塊，分為以下三種：基本模塊、信號(hào)模塊、功能模塊。

從而可以幾乎排除連接錯(cuò)誤，并將安裝費(fèi)用降到低。可系統(tǒng)性地連接 SIMATIC 系統(tǒng)。電纜按米銷售，并且電纜經(jīng)過預(yù)組裝或者可方便地進(jìn)行組裝，從而顯著降低連接電纜的組裝開銷。

完全模塊化連接設(shè)計(jì)（以 16 通道為例）

柔性連接

包括：

• 前連接器采用螺釘式或壓接式觸點(diǎn)
• 單芯前連接器
• 單芯線符合 UL/CSA 標(biāo)準(zhǔn)。

藍(lán)色單芯線上有編號(hào)，分別連接到控制柜內(nèi)的各個(gè)元件上。單芯線上的編號(hào)與前連接器的針腳編號(hào)對(duì)應(yīng)。

與常規(guī)單一布線方式相比，組裝成本節(jié)約 50%，因?yàn)楣潭ǜ鱾€(gè)線芯時(shí)，已在接頭上對(duì)它們進(jìn)行過檢查。

因此，無需對(duì)每個(gè)模塊多達(dá)兩倍的 46 個(gè)線芯進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)組裝。