4.1.1步驟7概述
STEP 7用於S7、M7、C7和WinAC的編程、監控和參數設置，基於STEP 7 V5.2版本。
STEP 7具有以下功能:硬件配置和參數設置、通訊配置、編程、測試、啟動和維護、文件歸檔、運行和診斷。
4.1.2步驟7的硬件接口
個人電腦。/MPI適配器++RS-232C通信電纜。
計算機通信卡CP 5611(PCI卡)、CP 5511或CP 5512(PCMCIA卡)將計算機連接到MPI或PROFIBUS網絡。計算機的工業以太網通訊卡CP 1512(PCMCIA卡)或CP 1612(PCI卡)通過工業以太網實現計算機與PLC的通信。
第7步的授權在軟盤裏。STEP 7 CD上的AuthorsW程序用於顯示、安裝和獲取授權。
4.1.4的編程功能第7步
1.程序設計語言
三種基本編程語言:梯形圖(LAD)、功能框圖(FBD)和語句表(STL)。
S7-SCL(結構化控制語言)、S7-GRAPH(順序功能圖語言)、S7 HiGraph和CFC。
2.符號表編輯器
3.增強的測試和服務功能
設置斷點、強制輸入和輸出、多CPU操作(僅限S7-400)、重新布線、顯示交叉引用表、狀態功能和？直接下載並調試程序塊。同時監控幾個塊的狀態等。
通過輸入符號名稱或地址，可以快速找到程序中的特殊點。
4.4的幫助功能。第七步
按F1獲取與它們相關的在線幫助。菜單命令“幫助→目錄”進入幫助窗口。
4.1.5步驟7的硬件配置和診斷功能
1.硬件配置
(1)系統配置:選擇硬件機架，並將模塊分配到機架中所需的插槽。
(2)CPU參數設置。
(3)模塊的參數設置。可以防止輸入不正確的數據。
2.通信配置
(1)網絡連接的配置和顯示；
(2)設置通過MPI或PROFIBUS-DP連接的設備之間周期性數據傳輸的參數。
(3)設置通過MPI、PROFIBUS或工業以太網實現的事件驅動數據傳輸，並用通信塊編程。
3.系統診斷
(1)快速瀏覽CPU的數據和用戶程序運行失敗的原因。
(2)以圖形方式顯示硬件配置和模塊故障；顯示診斷緩沖區等信息。
4.2硬件配置和參數設置
項目創建和項目結構
插入新對象的方法。
硬件配置
圖4-2 S7-300的硬件配置窗口
4 . 2 . 3 CPU模塊參數設置
圖4-3 CPU屬性設置對話框
表4-對應於1時鐘存儲器各位的時鐘脈沖周期和頻率
第7位6 5 4 3 2 1 0
期間2 1.6 1 0.8 0.5 0.4 0.2 0.1
頻率(赫茲)0.5 0.625 1.1.25 2.5 5 10
4.2.4數字量輸入模塊的參數設置
當CPU處於停止模式時。設置完成後，下載到CPU。當CPU從停止模式切換到運行模式時，CPU向每個模塊傳輸參數。
圖4-4數字輸入模塊的參數設置
4.2.5數字輸出模塊的參數設置
圖4-5數字輸出模塊的參數設置
4.2.6模擬輸入模塊的參數設置
1.模塊診斷和中斷的設置
8通道12位模擬輸入模塊(訂單號為6ES7 331-7KF02-0AB0)的參數設置。
圖4-6模擬輸入模塊的參數設置
2.模塊測量範圍的選擇
“4DMU”是4線傳感器電流測量，“R-4L”是4線熱電阻，“TC-I”是熱電偶，“E”表示測量類型為電壓。
某個組中未使用的通道應在測量類別中選擇“停用”。
3.模塊測量精度和轉換時間的設置
SM 331采用積分型A/D轉換器，積分時間直接影響A/D轉換時間、轉換精度和幹擾抑制頻率。為了抑制工頻，壹般選擇20ms的積分時間。
表4-2模擬輸入模塊6ES7 331-7KF02參數關系
積分時間(毫秒)2.5 16.7 20 100
基本轉換時間(毫秒，包括積分時間)3 17 22 102
附加測量電阻轉換時間(毫秒)1 1 1 1
附加開路監控切換時間(毫秒)10 10 10 10
附加測量電阻和開路監控開關時間(ms)16 16 16 16。
精度(位，包括符號位)9 12 12 14
幹擾抑制頻率(Hz) 400 60 50 10
模塊的基本響應時間(ms，所有通道使能)為24 136 176 816。
4.設置模擬值的平滑度。
從四個平滑參數級別中進行選擇(無、低、平均和高)。
4.2.7模擬輸出模塊的參數設置
CPU進入STOP時的響應:無輸出電流和電壓(0CV)，保持上壹次輸出值(KLV)，采用替代值(SV)。
4.3.1符號表
* * *享受符號(全局符號)在符號表中定義，可由程序中的所有塊使用。
使用程序編輯器中的“視圖→顯示方式→符號表示”來選擇顯示模式。
2.生成和編輯符號表
CPU會自動為程序中的全局符號加上雙引號，在局部變量前面加上“#”號。生成塊的符號表和局部變量表時，不需要給變量加引號和#號。
圖4-7符號表
數據塊(DBD、DBW、DBB和DBX)中的地址不能在符號表中定義。應該在數據塊的聲明表中定義。
通過菜單命令“查看→R、O、M、C、CC列”，可以選擇是否在表格中顯示“R、O、M、C、CC”列，分別代表監控屬性、是否在WinCC中被控制和監控、信息屬性、通訊屬性、觸點控制。妳可以使用菜單命令“查看→排序”來選擇符號表中變量的排序方法。
3.* * *享受符號和地方符號，後者不能用漢字。
4.過濾器
執行符號表中的菜單命令“查看→過濾”，其中“I*”表示顯示所有輸入，“I*”。* "表示所有輸入位，而" I2。* "表示IB2中的位，等等。
邏輯塊
邏輯塊包括組織塊OB、功能塊FB和功能FC。
1.程序的輸入模式:增量輸入模式或源代碼模式(或文本模式和自由編輯模式)。
2.生成邏輯塊
圖4-8梯形圖編輯器
6.網絡
執行菜單命令“插入→網絡”，或者點擊工具欄中相應的圖標，在當前網絡下生成壹個新的網絡。菜單命令“查看→顯示→評論”用於激活或取消塊評論和網絡評論。
可以使用剪貼板在塊內部和塊之間復制和粘貼網絡，並且可以使用Ctrl鍵。
7.打開並編輯塊的屬性
菜單命令“文件→屬性”查看和編輯塊屬性。
8.程序編輯器的設置
進入程序編輯器後，使用菜單命令“選項→自定義”打開對話框，可以進行如下設置:
(1)在“常規”選項卡的“字體”中設置編輯器使用的字體和字符大小。
(2)在“STL”和“LAD/FDB”選項卡中選擇這些程序編輯器的顯示特征。
(3)在“塊”選項卡中，可以選擇生成功能塊時是否同時生成後臺數據塊，以及功能塊是否有多個後臺功能。
(4)在“查看”選項卡的“打開塊後查看”區域，選擇塊打開時的顯示模式。
9.顯示模式的設置
執行視圖菜單中的命令，放大或縮小梯形圖或功能塊圖的顯示比例。
菜單命令“查看→顯示→符號表示”在絕對地址和符號地址之間切換。
菜單命令“查看→顯示→符號信息”用於打開或關閉符號信息。
圖4-9符號信息
4.4 S7-PLCSIM仿真軟件在程序調試中的應用
4.4.1 S7-PLCSIM的主要功能
S7-300/400 PLC用戶程序在計算機上離線仿真調試。
模擬PLC的輸入/輸出存儲區來控制程序的運行，觀察相關輸出變量的狀態。
運行模擬PLC時，變量表和程序狀態可用於監控和修改變量。
大多數組織塊(OB)、系統功能塊(SFB)和系統功能(SFC)都可以模擬。
4.4.2用S7-PLCSIM仿真軟件調試程序的步驟
(1)STEP 7編程軟件生成項目，編寫用戶程序。
(2)打開S7-PLCSIM窗口，自動建立STEP 7與仿真CPU的連接。
仿真PLC電源打開，CPU處於停止模式，掃描模式為連續掃描。
(3)在管理器中打開要仿真的項目，選擇“塊”對象，將所有塊下載到仿真PLC中。
(4)生成壹個視圖對象。
(5)使用view對象模擬實際PLC的輸入/輸出信號，檢查下載的用戶程序是否正確。
4.4.3應用示例
電動機串聯電阻降壓起動。速度監控。
圖4-11 S7-PLCSIM仿真窗口
4.4.4視圖對象和仿真軟件的設置和歸檔
1.CPU視圖對象
2.其他視圖對象
通用變量視圖對象用於訪問模擬PLC的所有存儲區域(包括數據塊)。垂直位視圖對象可以用絕對或符號地址來監視和修改I、Q、M等存儲區域。
累加器和狀態字視圖對象用於監控CPU中的累加器、狀態字和地址寄存器AR1和AR2。
塊寄存器視圖對象用於監控數據塊地址寄存器的內容、當前和上次打開的邏輯塊的編號以及塊中步進地址計數器SAC的值。
嵌套堆棧視圖對象用於監控嵌套堆棧和MCR(主中繼)堆棧。
計時器視圖對象上標有“T=0”的按鈕用於重置指定的計時器。
3.設置掃描模式
使用“執行”菜單中的命令選擇單次掃描或連續掃描。
4.設置MPI地址
菜單命令“PLC→MPI地址…”設置指定網絡中模擬PLC的節點地址。
5.Lay文件和PLC文件
LAY文件用於保存仿真過程中各個視圖對象的信息；PLC文件用於保存上次模擬運行期間設置的數據和動作。退出仿真軟件時，系統會詢問您是保存LAY文件還是PLC文件。壹般選擇不保存。
Step 7和PLC之間的聯機連接和操作
4.5.1加載內存和工作內存
系統數據，包括硬件配置，網絡配置和連接表，也應該下載到CPU。
下載的用戶程序存儲在裝有存儲器的閃存(FEPROM)中。當CPU電源出現故障並恢復供電時，FEPROM中的內容會再次復制到CPU內存的RAM區域。
4.5.2在線連接的建立和在線運行
1.建立在線連接
需要通過硬件接口連接計算機和PLC，然後通過在線項目窗口訪問PLC。
在管理器中執行菜單命令“查看→在線”和“查看→離線”,進入離線狀態。
在線窗口顯示PLC的內容，離線窗口顯示計算機的內容。
如果PLC和STEP 7中的程序和配置數據壹致，在線窗口顯示PLC和STEP 7中的數據組合。
2.處理模式和測試模式
在設置CPU屬性對話框的“保護”選項卡中選擇處理模式或測試模式。
3.在線操作
在線時，執行菜單命令“PLC→診斷/設置”中的不同子命令。
在線後命令功能在" PLC "主菜單中。
設置密碼後，當執行在線功能時，將顯示“輸入密碼”對話框。如果輸入的密碼正確，您可以訪問該模塊。使用菜單命令“PLC→訪問權限→設置”輸入密碼。
下載和上傳
1.下載準備工作
計算機和CPU之間必須建立連接，要下載的程序已經編譯好；在RUN-P模式下壹次只能下載壹個塊，建議在STOP模式下下載。
當保存或下載塊時，STEP 7首先檢查語法，並且應該糾正檢測到的錯誤。下載前，應重置CPU中的用戶存儲器。可以用模式選擇開關復位，CPU進入停止模式，然後用菜單命令“PLC→清除/復位”復位內存。
2.下載方法
(1)離線下載
在管理器的塊工作區中選擇壹個塊。可以使用Ctrl和Shift鍵選擇多個塊，使用菜單命令“PLC→下載”將選擇的塊下載到CPU。在管理器左側的目錄窗口中選擇Blocks對象，以下載所有塊和系統數據。
當編程壹個塊或配置硬件和網絡時，在當時的主窗口中，使用菜單命令“PLC→下載”來下載當前正在編輯的對象。
(4)上傳程序
可以使用“PLC→上傳”命令從CPU的RAM中加載內存，將當前塊的內容上傳到電腦打開的項目中。
4.6用變量表調試程序
4.6.1系統調試基本步驟
首先，調試硬件。可以使用變量表測試硬件，觀察CPU模塊上的故障指示燈，或者使用4.8節介紹的故障診斷工具進行故障診斷。
在下載程序之前，應重置CPU的內存，並將CPU切換到停止模式。下載用戶程序時，應同時下載硬件配置數據。
可以在OB1中逐個調用各個程序塊，壹步步調試程序。
先調試啟動組織塊OB100，再調試FB和FC。先調試嵌套調用最深的塊，比如先調試圖4-13中的FB1。調試時，可以在完整的OB1中間臨時插入BEU(無條件塊結束)指令，只執行BUE指令之前的部分，調試完畢後刪除。
最後，調試不影響OB1循環執行的中斷處理程序，或者在調試OB1時調試。
4.6.2變量表的基本功能
變量表可以在壹個屏幕上同時監控、修改和強制用戶感興趣的所有變量。壹個項目可以生成多個變量表。變量表的功能:
監控變量、修改變量、給外圍輸出賦值、強制變量、為要監控的變量或給定新值定義觸發點和觸發條件。
4.6.3生成變量表
1.生成變量表的幾種方法
(1)在管理器中生成壹個新的變量表。
(3)在變量表編輯器中，妳可以使用主菜單"表"生成壹個新的變量表。
2.在變量表中輸入變量。
您可以從符號表中復制地址，並將其粘貼到變量表中。
通過二進制數(bin)，IW2可以同時顯示和修改16位數字輸入變量I2.0 ~ I3.7。
圖4-14變量表
變量表的使用
1.與CPU建立連接
2.定義變量表的觸發方式
圖4-15定義了變量表的觸發方式。
使用菜單命令“變量→觸發”打開圖4-15中的對話框，選擇觸發模式。
3.監控變量
使用菜單命令“變量→更新監控值”立即刷新所選變量的值。
4.修改變量
在STOP模式下修改變量時，變量的狀態不會相互影響，並且具有保持功能。
在運行模式下修改變量時，每個變量同時由用戶程序控制。
5.強制變量
強制變量操作給用戶程序中的變量賦壹個固定值，這個值不會因為用戶程序的執行而改變。
圖4-16強制數值窗口
強制作業只能通過菜單命令“變量→停止強制”刪除或終止。
4.7用程序狀態功能調試程序
4.7.1程序狀態功能啟動和顯示
1.開始程序狀態
進入程序狀態的條件:編譯好的程序下載到CPU；打開邏輯塊，使用菜單命令“調試→監控”進入在線監控狀態；將CPU切換到RUN或RUN-P模式。
2.語句表程序狀態顯示
圖4-17程序監控語句表與程序狀態
通過光標選擇的網絡監控程序狀態。右側窗口顯示每條指令執行後的邏輯運算結果(RLO)和狀態位STA(Status)、累加器1(標準)、累加器2(ACCU 2)和狀態字(STATUS…)。菜單命令“選項→自定義”打開的對話框分為STL選項卡，用於選擇要監控的內容，LAD/FBD選項卡可用於設置梯形圖(LAD)和功能塊圖(SFB)程序狀態的顯示方式。
3.梯形圖程序狀態顯示
在拉德和FBD中，用綠色連續線表示狀態滿足，即有“能量流”，如圖4-18，左邊較粗較淺的線；藍色虛線表示狀態不滿足，沒有流量；黑色實線表示狀態未知。
圖4-18梯形圖程序狀態顯示
在梯形圖中，以粗體顯示的參數值是當前值，以細字體顯示的參數值來自以前的周期。
4.使用程序狀態功能監控數據塊。
4.7.2單步和斷點功能的使用
進入RUN或RUN-P模式後，它將停留在第壹個斷點處。單步模式壹次只執行壹條指令。
程序編輯器的調試菜單中的命令用於設置、激活或刪除斷點。執行菜單命令“視圖>斷點欄”後，工具欄中會出現壹組與斷點相關的圖標。
1.設置斷點和進入單步模式的條件
(1)單步和斷點函數只能在語句表中使用。
(2)執行菜單命令“選項→自定義”，在對話框中選擇STL tab，激活“立即激活新斷點”選項。
(3)必須使用菜單命令“調試>操作”使CPU工作在測試模式。
(4)在SIMATIC manager中進入在線模式，在線打開被調試的塊。
(5)設置斷點時，不能啟動程序狀態(監控)功能。
(6)不能為6)STL程序中有斷點的行、有調用塊參數的行、空行或註釋行設置斷點。
2.設置斷點和單步操作
菜單命令“調試→斷點激活”前有壹個√(默認狀態)，表示斷點的小圓圈是實心的。執行此菜單命令後，“√”消失，表示斷點的小圓圈變為空心。要使斷點工作，您應該執行此命令來激活斷點。
圖4-19斷點以及斷點處CPU寄存器和狀態字的內容
當CPU切換到RUN或RUN-P模式時，第壹個指示斷點的紫色球體中會出現壹個向右的黃色箭頭(見圖4-19)，表示程序的執行在此處中斷，同時小窗口中會出現斷點處的狀態字。執行菜單命令“調試→執行下壹條語句”，黃色箭頭移動到下壹條語句，表示用單步函數執行下壹條語句。執行菜單命令“調試→執行調用”將進入被調用的程序塊。在塊的末尾，將返回塊調用語句的下壹條語句。
要繼續程序到下壹個斷點，執行菜單命令“調試→恢復”。
菜單命令“調試→刪除斷點”刪除壹個斷點，菜單命令“調試→刪除所有斷點”刪除所有斷點。執行菜單命令“顯示下壹個斷點”，光標跳轉到下壹個斷點。
4.8故障診斷
4.8.1故障診斷的基本方法
圖4-20診斷符號
在管理器中用“查看→在線”打開在線窗口。檢查是否有CPU顯示診斷符號。
4.8.2模塊信息在故障診斷中的應用
1.打開模塊信息窗口
在線連接建立後，在管理器中選擇要檢查的站，執行菜單命令“PLC →診斷/設置→模塊信息”，顯示該站的CPU模塊信息。在診斷緩沖區選項卡中，給出了CPU中發生的事件列表。
圖4-21 CPU模塊在線模塊信息窗口
頂層事件是最近的事件。由於編程錯誤，CPU進入停止模式。選擇該事件，點擊“打開塊”按鈕，與錯誤相關的塊將在程序編輯器中打開，並顯示有錯誤的程序段。
4.8.3利用快速窗口和診斷窗口診斷故障。
1.快速窗口故障診斷
在管理器中選擇要檢查的站，使用“PLC →診斷/設置→硬件診斷”命令打開CPU的硬件診斷快速視圖，顯示該站的故障模塊。使用命令“選項→自定義”，在打開的對話框的“視圖”選項卡中，“診斷期間顯示快速窗口”應被激活。
圖4-22快速窗口
2.打開診斷窗口
診斷窗口實際上是壹個在線硬件配置窗口。點擊快捷窗口中的“打開站在線”按鈕，打開硬件配置的在線診斷窗口。
在管理器中建立與PLC的在線連接。打開工作站的“硬件”對象，打開診斷窗口。
3.診斷窗口的信息功能
診斷窗口顯示整個站的在線配置。使用命令“PLC >模塊信息”檢查其模塊狀態。