PLC技術(shù)應(yīng)用課件：簡單PLC控制系統(tǒng)的認知與操作

2026PLC技術(shù)應(yīng)用ProgrammableLogicControllerCONTENTS02PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類04STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用03PLC基礎(chǔ)知識01S7-200SMART系列PLC的硬件介紹學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)任務(wù)隨著社會的發(fā)展和科技的進步，我們進入到自動化控制時代。不管是生活中的交通燈、電梯、旋轉(zhuǎn)門，還是工業(yè)生產(chǎn)中的電動機、車床系統(tǒng)、自動化工廠系統(tǒng)，都可以用具有相應(yīng)功能的控制器來實現(xiàn)?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒rogrammableLogicController，簡稱PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活自動化控制的各個領(lǐng)域。本任務(wù)根據(jù)實訓(xùn)室不同條件，采用不同品牌、不同型號PLC，搭建不同功能的簡單PLC控制系統(tǒng)，通過觀察和簡單操作控制系統(tǒng)，使學(xué)生認識PLC，了解其產(chǎn)生發(fā)展、特點及應(yīng)用，掌握PLC硬件結(jié)構(gòu)、工作原理和簡單操作。PLC的“模樣”如圖1-1所示，應(yīng)用場景如圖1-2所示。圖1-1PLC的“模樣”圖1-2PLC的應(yīng)用場景學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標（1）通過觀察及簡單操作了解PLC的功能、特點及應(yīng)用場合，熟悉STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的主界面，掌握編程軟件和PLC建立通信聯(lián)系的方法，能夠輸入PLC梯形圖程序，并編譯、下載及調(diào)試PLC控制程序。（2）通過查閱資料，掌握PLC的基本概念，了解PLC的產(chǎn)生、發(fā)展，熟悉PLC的分類，了解當(dāng)前世界PLC產(chǎn)品的幾大流派及知名品牌，能識別常用PLC品牌。（3）通過學(xué)習(xí)掌握PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握PLC的面板組成，掌握PLC的接線規(guī)則并能夠進行簡單安裝、接線。（4）通過對觀察及實際操作簡單控制系統(tǒng)，激發(fā)對PLC的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)同學(xué)們分析問題、解決問題的能力。通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，培養(yǎng)嚴謹認真、精益求精的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高創(chuàng)新思維和開拓能力。（5）通過了解PLC的產(chǎn)生和發(fā)展，結(jié)合中國科技發(fā)展的突飛猛進，思考國家安全穩(wěn)定對經(jīng)濟社會發(fā)展的重要性，激發(fā)同學(xué)們的愛國情懷。PLC基礎(chǔ)知識01PLC基礎(chǔ)知識一、PLC的基本概念

PLC是可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）的英文縮寫。PLC的主要功能是取代傳統(tǒng)繼電器，執(zhí)行邏輯、計時和計數(shù)等順序控制功能，建立一種柔性的程序控制系統(tǒng)。作為工業(yè)控制計算機，PLC發(fā)展經(jīng)歷了從無到有，功能從弱到強，應(yīng)用領(lǐng)域從單一到復(fù)雜的過程，繼而成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（可編程序控制器PLC、機器人ROBOT和計算機輔助設(shè)計與制造CAD/CAM）之一?？删幊炭刂破鳈C器人技術(shù)計算機輔助制造CAD/CAMPLC基礎(chǔ)知識PLC是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)與繼電邏輯控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，如圖1-2,1-3所示。PLC產(chǎn)生時主要用來取代繼電控制系統(tǒng)進行邏輯控制，但隨著工業(yè)發(fā)展和技術(shù)進步，PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送和處理等功能，逐漸由原來的開關(guān)量邏輯控制發(fā)展為具有條件控制、過程控制、模糊控制等高級功能的控制器，邏輯控制的功能越來越弱化，所以后來稱之為可編程序控制器，簡稱PC（ProgrammableController）。但由于PC容易和個人計算機（PersonalComputer)混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫?，F(xiàn)代工業(yè)三大支柱之一圖1-2

可編程控制器圖1-3機器人技術(shù)PLC基礎(chǔ)知識二、產(chǎn)生與發(fā)展

20世紀60年代初，出現(xiàn)了利用二極管、三極管和中小規(guī)模集成電路構(gòu)成的邏輯式順序控制器。20世紀60年代末，美國汽車制造工業(yè)競爭激烈，其生產(chǎn)技術(shù)要求的發(fā)展促進了PLC的產(chǎn)生。美國通用汽車公司（GM）在對工廠生產(chǎn)線調(diào)整時，發(fā)現(xiàn)繼電器、接觸器控制系統(tǒng)修改難、體積大、噪聲大、維護不方便以及可靠性差，于是在1968年通用汽車公司首次公開招標，尋求一種取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的新設(shè)備，并提出10條要求：現(xiàn)代工業(yè)三大支柱之一②維修方便，采用插件式模塊結(jié)構(gòu)①編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)④體積小于繼電器控制裝置⑤數(shù)據(jù)可直接輸入管理計算機⑥可直接用115V交流電壓輸入⑦輸出交流115V負載電流要求2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥、接觸器等負載元件⑧通用性強，易于擴展，擴展時原系統(tǒng)改變最小⑨用戶程序存儲器容量大于4kB⑩成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭PLC基礎(chǔ)知識1969年，美國數(shù)字化設(shè)備公司（DEC）根據(jù)上述要求，研制出了世界上第一臺PLC，型號為PDP-14，在通用汽車公司的生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。此后，日本、德國、法國等國相繼研制了自己的PLC。1971年，日本從美國引進該技術(shù)，由日立公司研制出第一臺PLC，型號為DCS-8。1973年，德國研制出第一臺PLC；1974年，我國開始研制可編程控制器，我國于1977年在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域推廣PLC。19世紀70年代中期，美、日、德等國在PLC中開始更多的引入微機技術(shù)，核心部件采用微處理器及其它大規(guī)模集成電路芯片，極大提高了PLC的性價比，PLC進入了實用化發(fā)展階段。19世紀70年代末80年代初，PLC向多微處理器發(fā)展，其功能和處理速度大大增強；具有通信功能和遠程I/O能力，增加了多種特殊功能，如復(fù)雜計算、查表、列表、脈寬調(diào)制變換等，PLC進入了成熟發(fā)展階段。近年來，隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC的發(fā)展更為迅速，結(jié)構(gòu)更新?lián)Q代周期大約為3年左右，功能日益增強，性價比越來越高。PLC在規(guī)模和功能上將向兩大方向發(fā)展：一方面大型PLC不斷向高速、大容量、高功能、多層分布式工廠全自動網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；另一方面，超小型PLC不斷向體積更小、速度更快、功能更強的微型化發(fā)展，以適應(yīng)單機控制、小型自動化的需要。PLC基礎(chǔ)知識S7-200PLCS7-300PLCS7-400PLC歐洲的PLC產(chǎn)品：德國西門子（Siemens）公司、德國AGE公司和法國施耐德（Schneider）公司旗下的TE公司是歐洲著名的PLC制造商。西門子PLC以性能優(yōu)良久負盛名，其產(chǎn)品范圍涵蓋微型、小型、中型和大型等各種PLC，尤其是大、中型PLC，因其突出的高可靠性被廣泛應(yīng)用于自動化控制領(lǐng)域中。西門子主要產(chǎn)品有S5和S7系列，由于S7系列性價比較高，近年來在我國的市場份額不斷攀升。其中，S7-200、S7-300、S7-400分別為小、中、大型控制器，如圖1-4所示。近幾年，西門子公司為提高產(chǎn)品競爭力和市場占有率，推出了S7-200SMART小型PLC，在CPU模塊上集成了一個以太網(wǎng)接口和一個RS485通信接口，可以實現(xiàn)用普通網(wǎng)線進行編程、監(jiān)控和組網(wǎng)，大大的提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，應(yīng)用更加方便。三、著名PLC品牌PLC基礎(chǔ)知識三菱PLC歐姆龍PLC松下PLC日本的PLC產(chǎn)品：日本主要的PLC品牌有三菱、歐姆龍、松下、東芝等。日本PLC產(chǎn)品在小型機領(lǐng)域頗負盛名，在世界小型機市場上，日本產(chǎn)品約占70%的份額。PLC基礎(chǔ)知識羅克韋爾公司（A-B）PLC通用電氣公司（GE）PLC美國的PLC產(chǎn)品:誕生世界上第一臺PLC的美國是個PLC生產(chǎn)大國，有100多家PLC廠商，著名的有羅克韋爾公司（全稱Allen-BradleyRockwellAutomation公司，簡稱A-B）、通用電氣公司（GE）、德州儀器公司（TI）等。其中A-B公司是美國最大的PLC制造商，主要產(chǎn)品是大、中型機。中國的PLC產(chǎn)品:我國PLC產(chǎn)品的研制與應(yīng)用起步較晚，1974年開始研制，1977年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。我國早期獨立研制PLC的單位有北京機械工業(yè)自動化研究所、上海工業(yè)自動化儀表研究所等20多家科研單位。但由于生產(chǎn)技術(shù)相對落后、缺乏資金和后續(xù)研究力量，只能停留在實驗室階段，沒能投入實際應(yīng)用和形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。隨著我國科技的快速發(fā)展，我國也出現(xiàn)了一些性價比較高、性能比較穩(wěn)定、功能比較齊全的PLC品牌，如江蘇信捷、浙大中控、南京冠德、中山易達、臺灣臺達、永宏等，但目前我國PLC市場上德國西門子和日本三菱產(chǎn)品仍占據(jù)主流。PLC基礎(chǔ)知識1.軟件簡單易學(xué)

PLC最常用的編程語言是梯形圖編程語言，這種圖形化的編程語言形象、直觀，其表達方式和繼電器控制電路圖比較接近，對于不熟悉計算機編程語言的工程技術(shù)人員也能很快上手，易學(xué)易用。圖1-7為PLC梯形圖與傳統(tǒng)繼電器控制電路圖的對比。圖1-7

PLC梯形圖與傳統(tǒng)繼電器控制電路圖的對比四、PLC的特點PLC基礎(chǔ)知識2.使用和維護方便

PLC的發(fā)展已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品應(yīng)有盡有，并且配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。

PLC的安裝接線也很方便，一般可直接用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。3.運行穩(wěn)定可靠

PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，電氣接線及開關(guān)接點可減少到繼電器控制系統(tǒng)的數(shù)百甚至數(shù)千分之一，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。

除此之外，PLC采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，通過采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造技術(shù)和先進的抗干擾技術(shù)，大大提高了PLC內(nèi)部電路的可靠性。有數(shù)據(jù)表明，PLC的平均無故障工作時間一般都在10萬小時以上。4.設(shè)計施工周期短PLC用控制程序代替大量的中間繼電器、時間繼電器等器件，大大減少了控制設(shè)備外部的設(shè)計、安裝和接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時更加易于維護。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。而且硬件安裝和程序調(diào)試可以同時進行，大大縮短了施工周期。5.體積小，功耗低PLC采用微電子技術(shù)制造，結(jié)構(gòu)緊湊堅固、體積小、質(zhì)量輕、功耗低。PLC基礎(chǔ)知識輸入/輸出點數(shù)輸入/輸出（Input/Output，簡稱I/O）點數(shù)是指PLC外部輸入、輸出端子的個數(shù)，包括主機和擴展模塊能最多能擴展的點數(shù)。I/O點數(shù)是PLC最重要的性能指標之一，是PLC選型的一個重要依據(jù)。01存儲容量存儲容量是指用戶程序存儲器的容量，不包括系統(tǒng)程序存儲器，一般以“字節(jié)”為單位來計算，1024個字節(jié)為1KB。PLC的存儲容量越大，可以容納的用戶程序的長度越長。02掃描速度掃描速度是指PLC執(zhí)行程序的速度，是衡量PLC性能的重要指標。03編程指令的種類和條數(shù)PLC編程指令的種類和條數(shù)越多，則處理能力和控制能力越強。例如，西門子S7-200SMART系列PLC有16大類指令，合計約有160條指令。04擴展能力和功能模塊種類為了完成復(fù)雜的控制功能，除了主機外，PLC還可以配接各種功能模塊來實現(xiàn)一些特殊的專門功能。PLC的擴展能力取決于CPU的尋址能力和電源容量。因此，PLC可擴展模塊種類的多少也反映了PLC功能的強弱，是衡量PLC產(chǎn)品檔次高低的一個重要指標。05五、PLC的主要性能指標PLC基礎(chǔ)知識開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制。既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線，如機床電氣控制、汽車配裝線、包裝生產(chǎn)線及電鍍流水線等。圖1-8所示為汽車裝配生產(chǎn)線。

圖1-8

汽車裝配生產(chǎn)線六、PLC的應(yīng)用PLC基礎(chǔ)知識模擬量控制在工業(yè)控制過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換，PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使PLC可用于模擬量控制。圖1-9所示為用PLC實現(xiàn)對液位的控制。

圖1-9

PLC液位控制系統(tǒng)PLC基礎(chǔ)知識運動控制

PLC可以通過高速輸入和高速輸出功能用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊，可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品幾乎都具有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。圖1-10所示為用PLC控制工業(yè)機器人實現(xiàn)搬運功能。圖1-10

用PLC控制工業(yè)機器人實現(xiàn)搬運功能PLC基礎(chǔ)知識過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制，在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。PID（ProportionalIntegralDifferential，即比例-積分-微分）調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法，利用PLC可實現(xiàn)對模擬量的PID閉環(huán)控制，具有性價比高、用戶使用方便、可靠性高、抗干擾能力強等特點。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。圖1-10

用PLC控制工業(yè)機器人實現(xiàn)搬運功能PLC基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表及位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。圖1-11所示為變頻器恒壓供水系統(tǒng)。圖1-11

變壓器恒壓供水系統(tǒng)PLC基礎(chǔ)知識通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各PLC生產(chǎn)廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。最近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。圖1-12所示為PLC與PLC間、PLC與其他智能設(shè)備間的通信功能。圖1-12

PLC的通信功能PROFIBUSDPPROFIBUSPAPLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作原理及分類02PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類開關(guān)量的邏輯控制一、PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

目前主流的PLC品牌有西門子（德國）、三菱（日本）、歐姆龍（日本）、施耐德（法國）等。不同的品牌，其使用的編程軟件也有所不同，甚至同一品牌的不同型號PLC使用的軟件也不相同。比如西門子PLC就有四款編程軟件，分別為STEP7Microwin（S7-200），STEP7-Micro/WINSMART（是專門為S7-200SMART開發(fā)的編程軟件），STEP7V5.5（S7-300，S7-400，ET200），TIAPortal（S7-300，S7-400，S7-1500，S7-1200）。

雖然PLC種類繁多，性能各異，但在其組成和工作原理上，幾乎所有的PLC都是相同或相似的。PLC實質(zhì)上是一種工業(yè)控制計算機，與通用計算機一樣，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的?，F(xiàn)在針對PLC硬件進行介紹。

PLC有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)類型，無論是哪種結(jié)構(gòu)類型，其基本組成及功能都是一樣的。PLC硬件的基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口（1/O接口）、I/O擴展接口、通信接口及電源等，如圖1-15所示。如果對于PLC的組成比較陌生，不如讓我們來對比一下我們的手機，手機進行運算、控制閃光燈的亮滅等操作，需要手機的CPU進行工作，這就相當(dāng)于PLC的中央處理器的作用；手機有內(nèi)存，有可以存儲圖片視頻等的存儲空間，這就是PLC的存儲器的作用；還有PLC的I/O接口、通信接口和電源這些部分都可以對應(yīng)手機、電腦找到相應(yīng)的組成部分。PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類一、PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1-15PLC硬件的基本組成CPU按系統(tǒng)程序指揮PLC有條不紊地工作。歸納起來，CPU的功能主要包括以下幾個方面：①接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。②診斷電源及PLC內(nèi)部電路的工作故障，并檢查用戶程序的語法錯誤。③采用掃描方式接收現(xiàn)場各輸入設(shè)備的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存儲到輸入過程映像寄存器和數(shù)據(jù)存儲器中。④進入運行方式后，按順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，完成用戶程序所規(guī)定的各種操作，并將運算結(jié)果存入輸出過程映像寄存器或數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)。⑤根據(jù)運算結(jié)果更新有關(guān)標志位的狀態(tài)，刷新輸出過程映像寄存器的內(nèi)容，再經(jīng)輸出設(shè)備實現(xiàn)輸出控制、打印制表或數(shù)據(jù)通信等功能。中央處理器（CPU）PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類一、PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1-15PLC硬件的基本組成PLC具有隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）和電可擦除可編程只讀存儲器（EEPROM）。根據(jù)用途的不同，PLC中的存儲器可分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序存儲器用來存放系統(tǒng)程序，用戶不能更改，一般為只讀存儲器ROM。用戶程序存儲器用來存放用戶程序及工作數(shù)據(jù)，因為需要經(jīng)常改動，所以用戶程序存儲器多為可隨時讀寫的RAM或EEPROM。由于RAM掉電會丟失數(shù)據(jù)，因此需要使用后備電池（鋰電池）保護。較先進的PLC采用快閃存儲器（FlashMemory）作為用戶程序存儲器，則不需要后備電池。存儲器PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類一、PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1-15PLC硬件的基本組成輸入/輸出接口也稱為輸入/輸出單元，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。1）輸入接口輸入接口的作用是將用戶輸入設(shè)備（如按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及其相應(yīng)的變送器等）向PLC發(fā)出的信號（開關(guān)量或模擬量信號）轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號，并送給輸入過程映像寄存器。輸入/輸出接口（I/O接口）PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類一、PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)輸入接口電路主要用來將接收的外界輸入信號轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部CPU能接受的信號，由CPU進行處理。為防止由于觸點抖動或干擾脈沖引起錯誤的輸入信號，輸入接口電路必須有很強的抗干擾能力。輸入接口電路提高抗干擾能力的方法主要有：①利用光電耦合器提高抗干擾能力；②利用阻容濾波電路提高抗干擾能力。2）輸出接口輸出接口的作用是將經(jīng)過CPU處理的信號轉(zhuǎn)換成外部輸出設(shè)備所需要的驅(qū)動信號（開關(guān)量或模擬量信號），以驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)（如繼電器、接觸器、報警器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等）。輸入/輸出接口（I/O接口）PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類二、PLC的工作原理PLC通電后，需要對硬件和軟件做一些初始化工作。為了使PLC的輸出能及時地響應(yīng)各種輸入信號，初始化后PLC要反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為循環(huán)掃描工作方式。對于S7-200PLC一次完整的掃描工作過程一般包括輸入采樣、執(zhí)行用戶程序、處理通信請求、執(zhí)行CPU自診斷、輸出刷新五個階段，如圖1-16所示。其中，輸入采樣、執(zhí)行用戶程序和輸出采樣這三個階段都分別采取了集中批處理的方法。一個掃描周期輸入采樣執(zhí)行用戶程序處理通信請求執(zhí)行CPU自診斷輸出刷新圖1-16PLC循環(huán)掃描工作方式PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類二、PLC的工作原理（1）輸入采樣輸入采樣也稱為讀輸入，這是第一個集中批處理過程。在每次掃描周期開始時，CPU集中采樣所有輸入端的當(dāng)前輸入值，并將其存入內(nèi)存中各自對應(yīng)的輸入過程映像寄存器。此時，輸入過程映像寄存器被刷新，那些沒有使用的輸入過程映像寄存器位被清零。此后，輸入過程映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化，都不會再影響輸入過程映像寄存器，其內(nèi)容將一直保持到下一掃描周期的輸入采樣階段才會被重新刷新。圖1-16PLC循環(huán)掃描工作方式一個掃描周期輸入采樣執(zhí)行用戶程序處理通信請求執(zhí)行CPU自診斷輸出刷新PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類二、PLC的工作原理（2）執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序階段是第二個集中批處理過程。PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按照順序排列。CPU執(zhí)行用戶程序是從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行，直到最后一條指令（結(jié)束指令）結(jié)束（遇到程序中斷或跳轉(zhuǎn)除外）。對于梯形圖程序是按照先上后下、先左后右的順序進行掃描運算的。圖1-16PLC循環(huán)掃描工作方式一個掃描周期輸入采樣執(zhí)行用戶程序處理通信請求執(zhí)行CPU自診斷輸出刷新PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類二、PLC的工作原理（3）處理通信請求CPU處理從通信端口接收到的任何信息，完成數(shù)據(jù)通信任務(wù)，即檢查是否有計算機、編程器的通信請求，若有則進行相應(yīng)處理。（4）執(zhí)行CPU自診斷在此階段，CPU檢查其硬件和所有I/O模塊的狀態(tài)。在RUN模式下，還要檢查用戶程序存儲器。若發(fā)現(xiàn)故障，將點亮故障指示燈并判斷故障性質(zhì)；若沒有故障，則繼續(xù)下一步驟。圖1-16PLC循環(huán)掃描工作方式一個掃描周期輸入采樣執(zhí)行用戶程序處理通信請求執(zhí)行CPU自診斷輸出刷新PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類二、PLC的工作原理（5）輸出刷新輸出刷新也稱為寫輸出階段，這是第三個集中批處理過程。在本掃描周期內(nèi)，CPU執(zhí)行完用戶程序后，將各個輸出過程映像寄存器的“0”或“1”狀態(tài)集中輸出到輸出鎖存器鎖存起來（在一個掃描周期中，鎖存器中的數(shù)據(jù)是不會變的）。圖1-16PLC循環(huán)掃描工作方式一個掃描周期輸入采樣執(zhí)行用戶程序處理通信請求執(zhí)行CPU自診斷輸出刷新PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類三、PLC分類目前PLC比較通用的分類方法有兩種：按照結(jié)構(gòu)形式分類和按照數(shù)字量I/O點數(shù)分類。（1）按照結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和模塊式兩種類型。1）整體式PLC整體式PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖1-17所示，它將電源、CPU、存儲器、I/O接口、通信接口、I/O擴展接口等各個功能集成在一個機殼內(nèi)，形成一個整體，常被稱為PLC主機或基本單元。用戶通過按鈕、開關(guān)或各種傳感器及其相應(yīng)的變送器等輸入設(shè)備就能夠?qū)㈤_關(guān)量或模擬量（需要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換）由輸入接口輸入并存入主機存儲器的輸入過程映像寄存器，再經(jīng)過CPU運算或處理得到開關(guān)量或模擬量（需要經(jīng)過CPU進行D/A轉(zhuǎn)換得到）控制信號由輸出接口輸出到用戶的被控設(shè)備。PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類三、PLC分類圖1-17整體式PLC結(jié)構(gòu)圖PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類三、PLC分類2）模塊式PLC模塊式PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖1-18所示，它將整體式PLC主機內(nèi)的各個部分制成單獨的模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、各種智能I/O模塊以及電源模塊等，這些模塊通過總線連接，安裝在機架或?qū)к壣?。模塊式PLC的特點是配置靈活、裝配維護方便，一般中、大型PLC多采用這種結(jié)構(gòu)，如西門子S7-300、S7-400系列PLC。由上述可見，模塊式PLC比整體式PLC配置更加靈活，輸入和輸出的點數(shù)能夠自由選擇。整體式PLC雖然也能通過擴展接口連接其他模塊，但能夠擴展的模塊的數(shù)量畢竟是很有限的。圖1-18模塊式PLC結(jié)構(gòu)圖PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類三、PLC分類（3）按照數(shù)字量I/O點數(shù)分類數(shù)字量I/O點數(shù)是PLC性能指標之一，按數(shù)字量I/O點數(shù)的多少，可將PLC分成小型（低檔）、中型（中檔）和大型（高檔）三種，見表1-5。類型數(shù)字量I/O點數(shù)用戶程序存儲器容量功能小型256點以內(nèi)4kb以下功能單一，以開關(guān)量控制功能為主，體積小、價格低，可用于開關(guān)量控制、定時/計數(shù)控制、順序控制及少量模擬量控制場合中型256-2048點4-16kb功能比較豐富，除了具有小型機功能，還增加了模擬量輸入/輸出（AI/AO）、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)通信等功能，可完成既有開關(guān)量又有模擬量的復(fù)雜控制，如閉環(huán)過程控制等。大型2048點以上16kb以上功能更加完善，除了具有小型、中型機功能，還具有數(shù)據(jù)運算、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視記錄和打印等功能，用于大規(guī)模過程控制、集散式控制和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。表1-5I/O點數(shù)分類PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類西門子PLC-S7系列是傳統(tǒng)意義的PLC產(chǎn)品，S7-200針對低性能要求的小型PLC，屬于一體化緊湊型PLC，電源、中央處理器（CPU）、I/O接口都集成在一個機殼內(nèi)，如圖1-19a所示。西門子S7-300是模塊式中小型PLC，最多可以擴展32個模塊，屬于標準模塊式結(jié)構(gòu)化PLC:各種模塊相互獨立，并安裝在固定的機架（導(dǎo)軌）上，構(gòu)成一個完整的PLC應(yīng)用系統(tǒng)，如圖1-19b所示。S7-400是大型PLC，可以擴展300多個模塊。S7-300/400可以組成MPI、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)等，如圖1-19c所示。M7-300/400:采用與S7-300/400相同的結(jié)構(gòu)，它可以作為CPU或功能模塊使用，具有AT兼容計算機的功能，可以用C、C++或CFC等語言來編程。S7-1200是西門子公司新一代的模塊化小型PLC，PLC的主體是中間的CPU，雖說是CPU，其實它集處理器、輸入輸出口、存儲器等于一身，能夠單獨工作。S7-1200有1211、1212、1214、1215、1217五個型號的CPU可供選擇，除1217只有DC/DC/DC的版本外，其余型號有AC/DC/RLY、DC/DC/DC、DC/DC/RLY三個版本，對應(yīng)不同的電源/輸入/輸出方式，使用時非常靈活，如圖1-19d所示。新型的S7-1500控制器除了包含多種創(chuàng)新技術(shù)之外，還設(shè)定了新標準，最大程度提高生產(chǎn)效率。無論是小型設(shè)備還是對速度和準確度要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置，都一一適用。S7-1500無縫集成到TIA博途中，極大提高了工程組態(tài)的效率，如圖1-19（e）所示。四、西門子PLC的分類PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及分類四、西門子PLC的分類圖1-19a西門子S7-200PLC圖1-19b

西門子S7-300PLC圖1-19c西門子S7-400PLC圖1-19

d西門子S7-1200PLC圖1-19e西門子S7-1500PLCS7-200SMART系列PLC的硬件介紹03S7-200SMART系列PLC的硬件介紹一、S7-200SMART系列PLC的產(chǎn)品特點S7-200SMART系列PLC是在S7-200系列PLC的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，標準型CPU模塊包括CPUSR20/SR30/SR40/SR60/ST20/ST30/ST40/ST60，經(jīng)濟型CPU模塊包括CPUCR40/CR60。它具有一些新的優(yōu)良特性，具體有以下幾方面：（1）機型豐富，更多選擇提供不同類型、I/O點數(shù)豐富的CPU模塊，單體I/O點數(shù)最高可達60點，可滿足大部分小型自動化設(shè)備的控制需求。另外，CPU模塊配備標準型和經(jīng)濟型供用戶選擇，對于不同的應(yīng)用需求，產(chǎn)品配置更加靈活，最大限度地控制成本。（2）選件擴展，精確定制新穎的信號板設(shè)計可擴展通信端口、數(shù)字量通道、模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下，信號板擴展能更加貼合用戶的實際配置，提升產(chǎn)品的利用率，同時降低用戶的擴展成本。（3）高速芯片、性能卓越配備西門子專用高速處理器芯片，基本指令執(zhí)行時間可達0.15微秒，在同級別小型PLC中遙遙領(lǐng)先。S7-200SMART系列PLC的硬件介紹一、S7-200SMART系列PLC的產(chǎn)品特點（4）以太互聯(lián)，經(jīng)濟便捷CPU模塊本體配備以太網(wǎng)接口，集成了強大的以太網(wǎng)通信功能，通過一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中，方便快捷，省去了專用編程電纜。而且以太網(wǎng)接口還可與其他CPU模塊、觸摸屏、計算機進行通信，輕松組網(wǎng)。（5）軟件友好，編程高效在繼承西門子編程軟件強大功能的基礎(chǔ)上，STEP7-Micro/WINSMART編程軟件融入了更多的人性化設(shè)計，如新穎的帶狀式菜單、全移動式界面窗口，方便的程序注釋功能、強大的密碼保護等。（6）完美整合，無縫集成S7-200SMART可編程序控制器和觸摸屏、變頻器完美整合，滿足客戶對與人機交互、控制、驅(qū)動等功能的全方位需求。S7-200SMART系列PLC的硬件介紹二、S7-200SMART系列PLC的實物介紹S7-200SMART系列PLC的硬件介紹二、S7-200SMART系列PLC的實物介紹S7-200SMARTCPU將微處理器、集成電源和多個數(shù)字量I/O點集成在一個緊湊的盒子中，形成功能比較強大的S7-200SMART系列PLC，如圖1-20為PLC外部結(jié)構(gòu)。（1）I/O的LEDI/O點接通或輸出有效時，對應(yīng)點位的指示燈會亮。（2）端子連接器S7-200SMART所有模塊的輸入、輸出端子均可拆卸，而S7-200PLC沒有這個優(yōu)點。（3）以太網(wǎng)通信端口用于與上位機、交換機、編程設(shè)備等進行以太網(wǎng)通信連接，如圖1-21。圖1-21CPU通過以太網(wǎng)與編程設(shè)備通信S7-200SMART系列PLC的硬件介紹二、S7-200SMART系列PLC的實物介紹（4）用于在標準導(dǎo)軌上安裝的夾片安裝PLC模塊時進行固定卡住，防止模塊脫落。（5）以太網(wǎng)狀態(tài)LED用于指示以太網(wǎng)通信的狀態(tài)，通訊硬件連接正常時，LINK燈常亮，Rx/Tx閃爍。（6）狀態(tài)LED：RUN、STOP和ERROR顯示PLC的工作狀態(tài)，RUN，運行模式；STOP，停止模式；ERROR，報警錯誤。（7）RS-485通信端口用于串口通信，如自由口通信、USS通信和Modbus通信等，如圖1-22。圖1-22CPU通過RS485與編程設(shè)備通信S7-200SMART系列PLC的硬件介紹二、S7-200SMART系列PLC的實物介紹（8）可選信號板用于連接擴展模塊，插針式連接，模塊連接更加緊密。（9）存儲卡讀卡器和通用Micro-SD卡支持程序下載和PLC固件更新。（10）S7-200SMARTCPU的工作方式CPU前面板即存儲卡插槽的上部，有3盞指示燈顯示當(dāng)前工作方式，指示燈為綠色時，表示運行狀態(tài)；指示燈為紅色時，表示停止狀態(tài)；標有“ERROR”的燈亮?xí)r，表示系統(tǒng)故障，PLC停止工作。當(dāng)CPU處于運行工作方式時，PLC按照自己的工作方式運行用戶程序。當(dāng)CPU處于停止工作方式時，不執(zhí)行程序。進行程序的上傳和下載時，都應(yīng)將CPU置于停止工作方式。工作方式可以在編譯軟件中設(shè)定。S7-200SMART系列PLC的硬件介紹三、S7-200SMARTCPU模塊的接線（1）電源接線將電源連接到CPU，圖1-23顯示了直流和交流型CPU的接線方式。如圖a為直流電源供電，“L+”為DC24V正極連接端子，“M”為DC24V負極連接端子。圖b為交流電源供電，“L1”為交流相線（火線）連接端子，“N”為中線（零線）連接端子，通常為AC120-240V，為PLC提供電源。在給CPU進行供電接線時，要注意電源的電壓類型和電壓等級，如果把AC220V接到DC24V供電的CPU上，或者不小心接到DC24V傳感器的輸出電源上，都會造成CPU的損壞。a）DC24V供電型b）AC220V供電型S7-200SMART系列PLC的硬件介紹三、S7-200SMARTCPU模塊的接線（2）輸入端子的接線S7-200SMART系列CPU的輸入端接線與三菱的FX2N系列的輸入端接線不同，后者不需要接入直流電源，其電源由系統(tǒng)內(nèi)部提供，而S7-200SMART系列CPU的輸入端則必須接入直流電源。下面以CPUSR60為例介紹輸入端的接線?！?M”是輸入端的公共端子，.0、.1、.2……為PLC的輸入端子。各種開關(guān)、按鈕的常開常閉觸點、兩線式的磁性開關(guān)等輸入信號與直流24V電源串聯(lián)后接入公共端子和輸入端子之間。公共端子1M接直流電源的正負均可，但如果接入的是分極性兩線式磁性開關(guān)等信號時，要注意電源極性與磁性開關(guān)極性要保持一致，如圖1-24所示。如圖1-24S7-200SMART系列PLC的硬件介紹三、S7-200SMARTCPU模塊的接線在實際應(yīng)用過程中經(jīng)常遇到各種三線式的接近開關(guān)、光電開關(guān)、光纖傳感器等作為PLC的輸入信號，這類信號如何連接呢？這種三線式的接近開光、光電開關(guān)通常分為NPN型和PNP型，兩種接法不同，極性不能接反，否則PLC無法接收到信號。三線式NPN型傳感器與PLC進行連接如圖1-25所示，此時電流是從輸入端子流出的，也稱為源型輸入電路。三線式PNP型傳感器與PLC進行連接如圖1-26所示，此時電流是向輸入端子流入的，又稱為漏型輸入電路。圖1-25三線式NPN型傳感器與PLC進行連接圖1-26線式PNP型傳感器與PLC進行連接S7-200SMART系列PLC的硬件介紹三、S7-200SMARTCPU模塊的接線（3）輸出端子的接線S7-200SMART系列CPU的數(shù)字量輸出有兩種形式：一種是24V直流輸出（即晶體管輸出），另一種是繼電器輸出。標注為“CPUST20（DC/DC/DC）”的含義是：第一個DC表示供電電源電壓為DC24V，第二個DC表示輸入端的電源電壓為DC24V，第三個DC表示輸出為DC24V，20表示輸入和輸出端子總數(shù)為20點；標注為“CPUSR60（AC/DC/RELAY）”的含義是：AC表示供電電源電壓為AC120-240V，通常用AC220V，DC表示輸入端的電源電壓為DC24V，“RELAY”表示輸出為繼電器輸出。因晶體管的工作狀態(tài)需要加相應(yīng)極性的直流電源才能工作，所以晶體管輸出型的PLC輸出端只能驅(qū)動直流負載，晶體管輸出接線示意圖如圖1-27所示。圖1-27晶體管輸出型PLC外部接線示意圖S7-200SMART系列PLC的硬件介紹三、S7-200SMARTCPU模塊的接線繼電器輸出型與外部負載連接的是繼電器的觸點，沒有電流方向和極性要求，因此可以帶交流負載，也可以帶直流負載，但要注意外部電源的電壓范圍為DC5~30V、AC5~250V，超出電壓范圍將導(dǎo)致不能驅(qū)動負載或燒毀PLC。繼電器輸出型外部接線示意圖如圖1-28所示。從示意圖上可以看出輸出是分組安排的，每組既可以是直流，也可以是交流，還可以一組為直流，一組為交流，但是同組的輸出負載的電壓類型和等級必須一致，如果各組之間的電壓類型和電壓等級完全相同時，組和組之間電源可以共用。需要注意的是“L+、M”端子為PLC提供的DC24V電源輸出端子，不是電源輸入端子，且?guī)лd能力很小，只能用于輸入端傳感器的電源，不能用于驅(qū)動輸出端的負載，更不能接入直流電源。圖1-28繼電器輸出型PLC外部接線示意圖S7-200SMART系列PLC的硬件介紹三、S7-200SMARTCPU模塊的接線圖1-29S7-200SMARTCPU模塊CPUSR60接線示意圖S7-200SMART系列PLC的硬件介紹四、S7-200SMARTCPU模塊的型號說明S7-200SMART系列PLC的硬件介紹四、S7-200SMARTCPU模塊的型號說明6ES7288-1SR20-0AA0CPU的型號為SR606ES7為西門子S7系列PLC288表示S7-200SMART1SR60表示標準型CPU，數(shù)字量擴展模塊繼電器輸出，輸入/輸出端口數(shù)為60圖1-31SIMATICS7-200SMARTCPUSR60模塊STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用04STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用一、STEP7-Micro/WIN編程軟件的介紹STEP7-Micro/WIN編程軟件是基于Windows操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為S7-200系列PLC研制開發(fā)。該軟件功能強大，界面友好，有聯(lián)機幫助功能，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。支持3種模式：LAD（梯形圖）、FBD（功能塊圖）和STL（語句表）。STEP7-Micro/WIN編程軟件可提供程序的在線編輯、監(jiān)控和調(diào)試。它可以打開大部分S7-200的程序。STEP7-Micro/WIN編程軟件是免費軟件，讀者可在供貨商處索要，或者在西門子（中國）自動化與驅(qū)動集團的網(wǎng)站上下載軟件并安裝使用。安裝此軟件對計算機的要求有以下幾方面：1.WindowsXPProfessionalSP3操作系統(tǒng)，只支持32位，Windows操作系統(tǒng)，支持32位和64位。2.軟件安裝程序不足80MB，但需要至少350MB硬盤空間。STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用二、STEP7-Micro/WIN編程軟件的安裝步驟（1）打開STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的安裝包，雙擊可執(zhí)行文件“SETUP.EXE”，軟件安裝開始，并彈出選擇設(shè)置語言對話框，如圖1-32所示，共有兩種語言供選擇，選擇“中文（簡體）”，單擊“確定”按鈕。此時彈出安裝向?qū)υ捒蛉鐖D1-33所示，單擊“下一步”按鈕即可。之后彈出安裝許可協(xié)議界面如圖1-34所示，選擇“我接受許可協(xié)定和有關(guān)安全信息的所有條件”，單擊“下一步”按鈕，表示同意許可協(xié)議，否則安裝不能繼續(xù)進行。圖1-33安裝向?qū)υ捒騍TEP7-Micro/WIN編程軟件的使用二、STEP7-Micro/WIN編程軟件的安裝步驟（2）選擇安裝目錄。如果要改變安裝目錄則單擊“瀏覽”，選定想要安裝的目錄即可，如果不想改變目錄，則單擊“下一步”按鈕，如圖1-35所示，程序開始安裝，并顯示安裝進程如圖1-36所示。圖1-35安裝目錄圖1-36安裝進程圖1-37安裝結(jié)束STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用二、STEP7-Micro/WIN編程軟件的安裝步驟（3）當(dāng)軟件安裝結(jié)束時，彈出如圖1-37所示的界面，單擊“完成”按鈕，所有安裝完成。【關(guān)鍵點】①安裝STEP7-Micro/WINSMART編程軟件前，最好關(guān)閉殺毒和防火墻軟件，此外存放STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的目錄最好是英文。其他處于運行狀態(tài)的程序最好也關(guān)閉。②選用正版操作系統(tǒng)，如果選用盜版的操作系統(tǒng)，可能導(dǎo)致不能安裝此軟件，或者軟件安裝完成后，丟失一些本應(yīng)該有的功能，例如可能導(dǎo)致不能下載程序。STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用三、STEP7-Micro/WIN編程軟件的打開（1）單擊“所有程序”→“Simatic”→“STEP7-Micro/WIN”→“STEP7-Micro/WINSART”，如圖1-38所示，即可打開軟件。（2）直接雙擊桌面上的STEP7-Micro/WINSMART軟件編程快捷方式，也可以打開軟件，這是較快捷的打開方法。（3）在電腦的任意位置，雙擊以前保存的程序，即可打開軟件。圖1-38打開軟件STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹STEP7-Micro/WINSMART軟件的主界面如圖1-39所示。其中包含快速訪問工具欄、項目樹、導(dǎo)航欄、菜單欄、程序編輯器、符號表、狀態(tài)欄、輸出窗口、狀態(tài)圖、變量表、數(shù)據(jù)塊、交叉引用。STEP7-Micro/WINSMART的界面顏色為彩色，視覺效果更好。（1）菜單欄菜單欄共有文件、編輯、視圖、PLC、調(diào)試、工具、幫助7個選項，其功能分別如下：1）“文件”菜單項可完成新建、打開、關(guān)閉、保存文件，導(dǎo)入和導(dǎo)出、上傳和下載程序、文件的頁面設(shè)置，打印預(yù)覽和打印設(shè)置等操作，如圖1-40。圖1-39主界面圖1-40頁面設(shè)置STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹2）“編輯”菜單項提供編輯程序用的各種工具，如選擇、剪切、復(fù)制、粘貼程序塊或數(shù)據(jù)塊的操作，以及查找、替換、插入、刪除和快速光標定位等功能，如圖1-41。3）“視圖”菜單項可以設(shè)置編程軟件的開發(fā)環(huán)境，如打開和關(guān)閉其他輔助窗口（如引導(dǎo)窗口、指令數(shù)窗口、工具欄按鈕區(qū)），執(zhí)行引導(dǎo)窗口的所有操作項目，選擇不同語言的編程器（LAD、STL或FBD），設(shè)置三種程序編輯器的風(fēng)格（如字體、指令盒的大小等），如圖1-42。圖1-41編輯菜單圖1-42視圖STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹4）“PLC”菜單項用于實現(xiàn)與PLC聯(lián)機時的操作，如改變PLC的工作方式、在線編譯、清除程序和數(shù)據(jù)、查看PLC的信息以及選擇PLC的類型和進行通信設(shè)置等，如圖1-43。5）“調(diào)試”菜單項用于聯(lián)機調(diào)試，如圖1-44。圖1-44調(diào)試圖1-43PLCSTEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹6）“工具”菜單項可以調(diào)用復(fù)雜指令，安裝文本顯示器，改變用戶界面風(fēng)格等。如圖1-45。7）“幫助”菜單項可以方便地檢索各種幫助信息，還提供網(wǎng)上查詢功能。在軟件操作過程中，可隨時按F1鍵來顯示在線幫助，如圖1-46。圖1-46幫助圖1-45工具STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹（2）工具欄工具欄是一種代替命令或下拉菜單的便利工具，如圖1-47所示，它將STEP7-Micro/WINSMART編程軟件最常用的操作以按鈕形式設(shè)定到工具欄中，以提供簡便的鼠標操作。利用“查看”菜單中的“工具欄”選項可以設(shè)置顯示或隱藏“標準”“調(diào)試”“公用”“指令”4個工具欄。標準工具欄中的按鈕包括：新建項目、打開項目、保存項目、打印、打印預(yù)覽、剪切、復(fù)制、粘貼、撤銷、編譯、全部編譯、上傳、下載、升序排列、降序排列和選項。調(diào)試工具欄中的按鈕包括：運行、停止、程序狀態(tài)監(jiān)控、暫停程序狀態(tài)監(jiān)控、狀態(tài)表監(jiān)控、趨勢圖、暫停趨勢圖、單次讀取、全部寫入、強制、取消強制、取消全部強制和讀取全部強制。公用工具欄中的按鈕包括：插入網(wǎng)絡(luò)、刪除網(wǎng)絡(luò)、切換POU注釋、切換網(wǎng)絡(luò)注釋，切換符號信息表、切換書簽、下一個書簽、上一個書簽，清除全部書簽、應(yīng)用項目中所帶符號和建立未定義符號表。指令工具欄中的按鈕包括：向下連線、向上連線、向左連線、向右連線、觸點、線圈和指令盒。STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹（3）指令樹用指令樹窗口或菜單中“視圖/組件”選項，也可以實現(xiàn)瀏覽條中的各組件窗口。如圖1-48所示，指令樹提供編程所用到的所有命令和PLC指令的快捷操作?？梢杂貌藛沃械摹耙晥D/組件/項目樹”選項控制是否打開項目樹。圖1-48指令樹STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹在編程過程中，指令樹提供窗口快速切換的功能，組件框含有以下七種組件。1）程序塊程序塊由可執(zhí)行的程序代碼和注釋組成，如圖1-49所示。可執(zhí)行的程序代碼由主程序、可選的子程序和中斷程序組成。代碼被編譯并下載到PLC中時，程序注釋被自動忽略。圖1-49程序塊STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹2）符號表符號表用來建立自定義符號與絕對地址之間的對應(yīng)關(guān)系，并可附加注釋，使得用戶可以使用具有實際含義的符號作為編程元件，增加程序的可讀性，如圖1-50所示。當(dāng)程序被編譯后下載到PLC中時，所有的自定義符號都將被轉(zhuǎn)換成絕對地址，而自定義符號則被自動忽略。圖1-50符號表STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹3）狀態(tài)圖表狀態(tài)圖表用于聯(lián)機調(diào)試時監(jiān)視指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)和當(dāng)前值，狀態(tài)表并不下載到PLC，僅僅是監(jiān)控用戶程序運行狀態(tài)的一種工具，如圖1-51所示。監(jiān)控用戶程序的運行情況時，只需要在地址欄中寫入變量地址，在數(shù)據(jù)格式欄中標明變量的類型，就可以在運行時監(jiān)視這些變量的狀態(tài)和當(dāng)前值。圖1-51狀態(tài)圖表STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹4）數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊由數(shù)據(jù)和注釋組成，可以對變量寄存器V進行初始數(shù)據(jù)的賦值或修改，并可附加必要的注釋，如圖1-52所示。數(shù)據(jù)被編譯并下載到PLC時，注釋被自動忽略。對于數(shù)字量控制系統(tǒng)一般只有主程序，不使用子程序、中斷程序和數(shù)據(jù)塊。圖1-52數(shù)據(jù)塊STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹5）系統(tǒng)塊系統(tǒng)塊主要用于系統(tǒng)組態(tài)，如圖1-53所示。系統(tǒng)組態(tài)主要包括設(shè)置數(shù)字量或模擬量輸入濾波、設(shè)置脈沖捕捉、配置輸出表、定義存儲器保持范圍、設(shè)置密碼和通信參數(shù)等。圖1-53系統(tǒng)塊STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用四、STEP7-Micro/WINSMART軟件的界面介紹6）交叉引用交叉引用可以列舉出程序中使用的各操作數(shù)在哪一個程序塊的什么位置出現(xiàn)，以及使用它們的指令助記符；可以查看哪些內(nèi)存區(qū)域已經(jīng)被使用，是作為位使用還是作為字節(jié)使用等；在運行方式下編輯程序時，還可以查看程序當(dāng)前正在使用跳變信號的地址，如圖1-54所示。交叉引用表不能下載到PLC，程序編譯成功后才能看到交叉引用表的內(nèi)容。在交叉引用表中雙擊某個操作數(shù)時，可以顯示含有該操作數(shù)的那部分程序。圖1-