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DI：数字量输入模块，DO：数字量输出模块，AI：模拟量输入模块，AO：模拟量输出模块

2.S7-CPU模块

S7-CPU模块可分为紧凑型、标准型、革新型、户外型、故障安全型、特种型CPU。CPU312C表示是紧凑型CPU；CPU313C-2DP表示集成了PROFIBUS-DP协议的紧凑型CPU；CPU314-2PtP表示集成了点到点协议的紧凑型CPU；CPU313表示标准型CPU；CPU312IFM表示户外型CPU；CPU317-2DP表示集成了PROFIBUS-DP协议的特种型CPU；

3.CPU的运行模式

1）RUN-P：可编程运行模块，在此模式下，可以让用户调试运行程序。2）RUN：运行模式，在此模式下，仅能运行程序，不能修改程序。3）STOP：停机模式，在此模式下，CPU不执行用户程序，但是装有STEP7的计算机可以读出或者修改用户程序。4）MRES：存储器复位模式。当开关在此位置释放时会自动返回到STOP位置，该位置不可保存。

4.S7-300PLC功能

1）高速的指令处理。2）人机界面（HMI）。3）诊断功能。4）口令保护。

5.S7-300模块（多机架图）

MPI 是多点接口(Multi Point Interface)的简称，是西门子公司开发的用于PLC之间通讯的保密的协议。MPI通讯是当通信速率要求不高、通信数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通讯方式。MPI通信可使用PLC S7-200/300/400、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡，如CP5512/CP5611/CP5613等进行数据交换。MPI网络的通信速率为19.2Kbps~12Mbps，多可以连接32个节点，大通讯距离为50m，但是可以通过中继器来扩展长度。

6.S7-300数字量模块地址的确定

1）数字I/O模块每个槽占4B（等于32个I/O点），如槽1的地址为0.0~3.7；数字量模块中的输入点和输出点的地址由字节部分和位部分组成，如I0.0，可以参考下图理解：

2）模拟I/O模块每个槽占16B（等于8个模拟量通道），每个模拟量输入通道、输出通道的地址总是一个字地址，如槽1-模拟量1的地址为00~01，槽1-模拟量2的地址为：02~03，槽1-模拟量8的地址为：14~15。

【创建一个简单的完整项目实例】

1.需求分析：本次的项目是对楼宇循环供水的控制，整个项目需要完成压力、压差、温度等的获取及显示、同时完成电机的控制。

2.设计：使用西门子的Step7工具进行梯形图编程，完成自动化控制。使用西门子的WinCC5.5进行自动化人机界面的设计实现。

3.Step7进行编程的步骤：1）进行硬件组态，由于西门子的设备型号已经选定好，故根据实物的型号，*行硬件组态，组态结果图如下：

注：1.本图需和现场的实物连接图**。2.本项目使用的是MPI/DP方式进行与柜子的通信，在此需按如下图方式设置一下MPI/DP后，才可以通过右键-”添加主站系统“进行柜子的添加。

2）编程：OB块：组织块，有中断组织块，启动组织块，各种错误组织块等，OB1是主程序，是用来存放用户编写的主程序然后循环扫描。FB块：功能块，FB有自己的DB。FC块：功能。DB块：数据块，分为背景数据块，共享数据块和用户定义数据块，背景数据块相当于FB的存储区，共享数据块里定义的数据所有逻辑块都可以访问，用户定义数据块是以UDT为模板创建的，需先定义数据类型UDT。

3）与PLC连接：A. 在“控制面板”-"设置PG/PC接口“设置上位机与下位机通讯的接口方式，本项目设置为 R)82583V Gigabit Network Connection.TCPIP.Auto.1(Active)方式，该方式上位机和下位机通讯即可以采用TCP/IP方式，也可以采用ISO方式。如下图：

B.Step7 通讯模块设置，CP343-1模块右键-“对象属性”，常规-接口-属性设置以太网参数，如下图：

“设置MAC地址/使用ISO协议"勾选上，则PLC可以通过MAC地址采用ISO协议进行通讯了。

C.往PLC上下载编好的程序，如下图：

4.WinCC与PLC中的程序连接：在内部变量中，添加”SIMATIC S7 PROTOCOL SITUE"驱动程序，在此下面可以选择Industrial Ethernet或者TCP/IP下面新建连接后，建立变量。

A使用Industrial Ethernet方式建立Wincc与PLC的连接：

在testIEth下面新建变量，同时给变量选择地址（该地址为step7编好的程序中，自动生成的地址）

B.使用TCP/IP方式连接PLC：

TCP/IP中新建设置变量与Industrial Ethernet中的一样。

上述为使用西门子PLC进行开发的整体角度的使用介绍。

西门子S7-1500 PK S7-300/400，它的优势在哪里?

2012年，西门子推出了的SIMATIC S7-1500系列PLC，其优异的性能让初次使用的工程人员爱不释手。那么，相对于西门子传统的SIMATIC S7-300/400系列PLC，S7-1500系列PLC都有哪些优势呢？以下为我的一点经验之谈。

首先，它的外观设计更人性化，选用时更容易被工程现场人员所接受。S7-1500模块大小比S7-300稍大，机架类似于S7-300，前连接器安装时具有接线位置，并提供专门的电源元件和屏蔽支架及线卡，使接线更方便，可靠性更高；尤其让工程人员心动的是CPU上配置有LED显示屏，可方便显示CPU状态和故障信息等。

其次，从硬件方面来说，S7-1500PLC的处理速度更快，联网能力更强，诊断能力和安全性更高，不仅可节省成本，提高生产效率，而且安全可靠，维护简单方便，真正成为工厂客户和现场维护人员的控制器。例如，相对于S7-300/400，S7-1500 PLC采用新型的背板总线技术，采用高波特率和高传输协议，使其信号处理速度更快；S7-1500所有CPU集成1-3个PROFINET接口，可实现低成本快速组态现场级通信和公司网络通信，而S7-300/400PLC只有个别型号CPU才集成有PROFINET接口；S7-1500 PLC的模块集成有诊断功能，诊断级别为通道级，无需进行额外编程，当发生故障时，可快速准确地识别受影响的通道，减少停机时间，这是S7-300/400PLC所*的。

S7-1500PLC的组态和编程效率更高，信息采集和查看更方便，这也是工程设计人员的福音。由于S7-1500PLC是无缝集成到TIA博途软件中，无论是硬件组态、网络连接和上位组态，还是软件编程，其操作均简单快捷。

而S7-300/400PLC组态编程软件为经典STEP7，上位组态软件为WinCC，相对于TIA博途软件，某些操作显得繁琐（例如对于各个程序块需要每个单独存盘，当有语法错误时，则无法执行保存操作）。对于S7-1500，可通过Internet浏览器、内置CPU显示屏、TIA博途和HMI设备随时查看CPU状态、过程变量和故障信息等，而对于S7-300/400 PLC，则没有CPU显示屏，信息采集和查看也没有S7-1500PLC方便。

相对于S7-300/400PLC，S7-1500PLC支持的数据类型更广泛。S7-1500PLC的基本数据类型的长度大到64位，而S7-300/400 PLC支持的基本数据类型长度大为32位；S7-1500PLC支持Pointer、Any和Variant三种类型指针，S7-300/400PLC只支持前两种。这些特点，均使S7-1500PLC的编程更加灵活。

另外，S7-1500 PLC无需使用其它模块即可实现运动控制功能。通过PLCopen 技术，控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive 的各种驱动装置；此外，S7-1500 PLC还支持所有CPU 变量的TRACE 功能，提高了调试效率，优化了驱动和控制器的性能。

总之，S7-1500 PLC的功能不仅涵盖了绝大多数S7-300/400PLC，而且有过之而无不及，适用范围广泛，加之其具有上述的优点，使其在今后的发展中，必将广泛应用于各个工程领域之中。

S7-400产品介绍：

说明

SIMATICS7-400 PNH系统可以根据具体应用需求量身定制：性能可扩展、的冗余度可灵活组态，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余连接I/O设备，或者通过PROFIBUS连接I/O设备，实现工厂级通信。无论何种应用，使用SIMATIC S7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程环境中，进行便捷而有效的编程和组态。

应用

■ 避免控制器故障引起的停机。主要用于生产、能源、供水系统、机场助航照明、编组站系统等领域。
■ 避免因工厂故障造成数据丢失而导致的高昂重启成本。主要用于行李处理、高架仓库、跟踪和追溯等领域。
■ 在工厂或机器停机时保护工厂、工件和材料。主要用于炉子、半导体、船舶等领域。
■ 无监督和维修人员亦能保障正常运行。主要用于污水处理厂、隧道、船闸、楼宇系统等领域。

效益

简单、高效的工程组态
 与在标准系统中一样，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 编程语言进行编程。可以很容易的把程序从标准系统迁移到冗余系统中，反之亦然。当加载程序时，它会自动传送到两个冗余控制器中。使用 STEP 7，可以对特定冗余功能和配置进行参数设置。

出色的诊断和模块更换优势   
■ 利用集成的自我诊断功能，系统可以提前检测故障和发送信号，避免故障对生产过程产生影响。这样可以有针对性地替换故障组件，加快维修进程。
■  可以在系统运行过程中对所有组件进行热插拔。更换一个 CPU 后，当前的所有程序和数据可以自动重新装载。
■  即使在系统运行过程中，也可以修改程序（例如，程序块的修改和重新装载），更改配置（例如，增加或删减  DP从站或模块）以及改变 CPU 的内存分配。 

设计和功能

根据统计数字表明，所有自动化组件（无论是机械式、机电式，还是电子式）都会出现故障。因此，工厂维护和工厂改造也就必不缺少。在实际应用中，期待的可用性是不现实的。
通过西门子 SIMATIC S7-400H，能够大限度地降低生产故障机率，大化生产率。

 SIMATIC S7-400H 具有以下功能：
 ■ 出现故障时，能够无扰切换
 ■ 集成故障检测功能；提前检测故障，避免影响生产过程
 ■ 在线维护，即可在工厂运行期间，更换故障组件
 ■ 组态更改，即可在工厂运行期间，进行工厂扩容
 ■ 自动事件同步
 ■ 高可用性通信
 ■ 冗余连接I/O 设备

S7-400 PNH CPU的同步模块分为两种，一种用于长10m 的 FOC patch 光纤，另一种用于长10km 的单模全双工 LC/LC 光纤（9/125 μ）。

冗余系统的同步光纤分为1m、2m、10m 和10km 四种。同步速率达到400Mbps。

设备定期清扫

（1） 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生；

（2） 每三个月更换电源机架下方过滤网；

设备拆装顺序及方法

（1） 停机检修，必须两个人以上监护操作；

（2） 把CPU前面板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置；

（3） 关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源；

（4） 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝，电源机架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下；

（6） 安装时以相反顺序进行；

电池更换

当PLC的用户程序要保留在RAM中时，就会用到电池，电池通常是3V或3.6V的不可充电的锂电池，电池的使用寿命通常是五年左右，电池用久了，电压就会下降，当其下降到不足以保证RAM中数据时，RAM中的程序就会丢失。如果用户没有备份程序，就会相当麻烦。[1]

一般PLC内部设有电池电压检测电路，当电压下降到一定程度时，PLC就会报警，提醒更换电池。PLC的使用说明书都有提供更换电池的方法。一般来 说，PLC在断电后，因为PLC上RAM电源端接有充电电容，即使把电池去掉，电容上充电电量也足够RAM内的数据保持一段时间，所以如果取掉电池后在短 时间内（通常5分钟）再将新电池换上去，数据是不会丢失的。

但用户实际使用PLC的环境情况不尽相同，例如电容的容量下降，RAM电源回路有 灰尘、油泥等形成放电回路等，这会加快PLC断电后电容的放电速度，从而使时间不好把握。如果在带电的情况下更换电池就可保程序*。因为电源始终会 有电压加在RAM芯片的电源脚。当然更换时亦要小心应对，注意电池的极性以及避免短路情况发生。