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    1. 當前位置:主頁 > 新聞中心 > 公司新聞 >

      西門子PLC標準編程軟件工具簡介

      時間:2021-04-02 10:09   tags: 公司新聞  

      、1.本文將對西門子編程工具作簡單的介紹。由于任何一種編程工具或語言都不是一朝一夕就可以掌握的,所以本文的目的僅僅是讓用戶對西門子編程工具有一個總的基本概念,對于每種編程

      工具的詳細使用及功能請參考相關的手冊。

       

      相關手冊地址連接:

      S7-300 和 S7- 400 的梯形圖 (LAD) 編程

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/18654395

      S7-300 和 S7-400 的語句表 (STL) 編程

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/18653496

      S7-300 和 S7-400 的 功能塊圖 (FBD) 編程

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/18652644

      使用 STEP 7 V5.3 編程

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/18652056

      S7-SCL V5.3 for S7-300/400

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/5581793

      S7-GRAPH V5.3 for S7-300/400

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/1137630

      S7-HiGRAPH V5.3

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/1137299

      S7-CFC for SIMATIC S7

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/24451339

      SFC for SIMATIC S7

      http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/24451748

       

      2.  虛擬工程介紹

      為了在本文中的描述中更有利于用戶理解,我們列舉一個虛擬的工程項目,此項目包括簡單的工藝要求及流程。針對各個工藝要求及流程,我們使用不同的編程工具來處理,并且通過簡單

      的程序例子,使大家對各種編程工具有一個比較直觀的認識。

      2.1.  重要提示:

      -各種編程工具最終生成的執行代碼均為STL,所以其并未在圖 1 中出現。

      -圖 1 中在各個工藝流程中使用了最適合的編程工具,并不意味著這種編程工具僅能用于此類控制任務。例如:SCL 可以用于工藝參數部分,但它也可以用于其它工藝段。

      -CFC不僅僅可以用在產品合成階段,也可用于將整個項目所有流程組織在一起。

      -假設虛擬項目使用的硬件系統為 CPU412-2

      -由于S7-PLCSIM為仿真工具,其可用于所有過程的仿真調試,所以其并未在圖 1 中出現。

       

      3. 標準編程工具

       

      3.1.  S S tep7 BASIC

      STEP7 基本軟件是用于 SIMATIC S7, SIMATIC C7, SIMATIC WinAC 自動化系統的標準工具。它的基本功能包括:

      -組態和參數化硬件

      -定義通信

      -編程

      -測試調試及服務

      -編制文件及歸檔

      -操作及診斷功能

      STEP7 基本軟件是大家最熟悉及使用最頻繁的軟件,作為基本平臺,很多其它的軟件包都是作為選件包集成安裝在 STEP7 中使用的。關于 STEP7 的基本使用超出了本文范圍,故不再介紹。

      3.2.  S S tep7 Lite

      STEP7 Lite 是 STEP7 的簡化版,界面簡單直觀,適合于初學者使用,它有很多使用功能限制,如不能編程網絡功能等等。它編輯的項目可以被 STEP7 及 STEP7 professional 打開。STEP7 Lite

      與 STEP7 標準版的主要區別見下表:

              工具


      比較項目

      STEP 7 Lite STEP 7
      組態的目標系統 S7-300/C7 S7-300/S7-400/C7/WinAC
      支持的機架

      數字量,模擬量 I/O,IFM

      僅支持中央機架

      中央機架及分布式 I/O
      網絡/通信 不支持 支持
      分布式 I/O 不支持 支持
      組態消息(用于 HMI 顯示) 不支持 支持
      讀寫 MMC 卡 只能在 CPU 中讀寫

      在 CPU 中讀寫,也支持

      PG/PC 讀寫方式

      導入/導出 程序,符號表 程序,符號表,硬件組態
      在線訪問 MPI     MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet
      操作系統

      Windows XP Home

      Windows 2000 Professional

      Windows XP Professional

      Windows 2000 Professional

      Windows XP Professional

                            表 1: STEP7 Lite 與 STEP7 標準版的主要區別

      3.3.  S S tep7 professional ( ( 專業版 )

      STEP7 professional(專業版)適合于高級編程人員使用,它在標準版的基礎上增加了如下軟件

      包及授權:

      -S7-GRAPH

      -S7-SCL

      -S7-PLCSIM

      3.4.  Step7  中的基本編程語言

      3.4.1.  概括

      各個版本的 Step7 都支持的基本編程語言包括:

      -梯形圖(LAD)

      -功能塊圖(FBD)

      -語句表(STL)

      3.4.2.  基本編程語言與虛擬工程

      下面將以第 2 章中的虛擬工程中的廢品處理環節來舉例說明基本編程語言的使用。

      廢品處理工藝要求:

      -按下啟動按鈕后,電機啟動,開始粉碎廢品,運行指示燈指示運行。

      -按下停止按鈕后,電機停止,停止粉碎廢品,停止指示燈指示停止。

      -保護繼電器保護電機運行。

       

      3.4.3.  梯形圖(LAD )

      梯形圖(LAD)的英文全稱是:Ladder Logic

      由于 PLC 產生于替代繼電器邏輯功能的需求,因此其基本的編程語言梯形圖也就非常接近于繼電器電路,它很容易被熟悉繼電器控制的電氣人員所掌握,特別適合于數字量邏輯控制。梯形

      圖由觸點、線圈和用方框表示的指令構成。觸點代表邏輯輸入條件;線圈代表邏輯運算結果,控制的指示燈,開關和內部的標志位等;指令框用來表示定時器、計數器或數學運算等附加指令。

      在程序中,最左邊是主信號流,信號流總是從左向右流動的。梯形圖編程語言與原有的繼電器控制的不同點是,梯形圖中的能流不是實際意義的電流,內部的繼電器也不是實際存在的繼電器,

      因此應用時,需要與原有繼電器控制的概念區別對待。

       

      梯形圖編程語言的特點是:與電氣操作原理圖相對應,具有直觀性和對應性;與原有繼電器控制相一致,電氣設計人員易于掌握。下圖為非常的典型電機啟動控制電路的電氣原理圖:

      西門子plc編程

                 圖 2: 典型電機啟動控制電路

       

      圖 2 符號說明:

      SB1: 啟動按鈕

      SB2: 停止按鈕

      KF1: 保護繼電器

      KM1: 主控繼電器

      L1: 運行指示燈

      L2: 停止指示燈

       

      下圖為圖 2 的 LAD 的編程格式,可以發現其編程類似于電氣圖紙,非常直觀。易于調試。梯形圖是一種圖形化的編程界面,編程的同時進行語法檢查,其轉換為 STL 后的語法結構也是自動

      完成的。這樣就減輕了編程人員的負擔,方便了調試。

      西門子plc編程

               圖 3: 電機啟動控制電路 LAD 程序

       

      梯形圖編程語言的 優點: :

      -易于調試

      -程序易讀性強

      -程序易于移植

      -易于分析邏輯關系

      梯形圖編程語言的 缺點:

      -不適合人工編寫復雜控制任務及大型程序

       

      3.4.4.  功能塊圖( (FBD )

      功能塊圖(FBD)的英文全稱是:Function Block Diagram。

      功能塊圖使用類似于布爾代數的圖形邏輯符號來表示控制邏輯,一些復雜的功能用指令框表示,適合于有數字電路基礎的編程人員使用。功能塊圖用類似于與門、 或門的框圖來表示邏輯運

      算關系,方框的左側為邏輯運算的輸入變量,右側為輸出變量,輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運算,方框用“導線”連在一起,信號自左向右。

       

      下圖為圖 2 的 FBD 編程格式??梢园l現其編程類似于電子電路邏輯圖,非常直觀,易于調試。功能塊圖是一種圖形化的編程界面,編程的同時進行語法檢查,其轉換為 STL 后的語法結構也是

      自動完成的。這樣就減輕了編程人員的負擔,方便了調試。

      西門子plc編程

                 圖 4: 電機啟動控制電路 FBD 程序

       

       

      功能圖編程語言的優點:

      -易于調試

      -程序易讀性強

      -程序易于移植

      -易于分析邏輯關系

      功能圖編程語言的缺點:

      -不適合人工編寫復雜控制任務及大型程序

       

      3.4.5.  語句表(STL )

      語句表(STL)的英文全稱是 Statement List。

      STL 一種文本編程語言,類似于微機的匯編語言,適合于經驗豐富的程序員使用。由于其最接近于機器執行代碼,可以直接訪問 PLC 內部的各種資源,因此功能比較強大,可以實現一些其它

      編程工具不能實現的功能。STL 是其它各種編程工具生成代碼的最終描述語言,也就是說其它各種編程工具編譯后的生成的代碼最終都是以 STL 出現的。例如 GRAPH,雖然對于用戶來講,其編程

      調試界面都是圖形化的,但真正在底層工作的是 STL, 只是用戶看不到 STL 如何工作。

       

      下圖為圖 2 的 STL 編程格式??梢园l現其編程風格非常簡捷,完全是匯編語言的風格,但恰恰因為這一點,就要求編程人員必須對 PLC 的內部體系結構,語法規則,指令規則,數據類型,

      系統堆棧,狀態字等等,有一個非常清晰的概念。否則,編程人員有可能在后期的調試中,面對各種困惑,程序也有可能存在隱患。

       

      西門子plc編程

                                                圖 5: 電機啟動控制電路 STL 程序

       

      語句表編程語言的優點:

      -功能強大

      -程序代碼效率高

      語句表編程語言的缺點:

      -指令記憶困難

      -程序易讀性差

      -不適合人工編寫復雜控制任務及大型程序

       

      3.4.6. STL / LAD / FBD格式的轉換

      當使用 LAD/FBD 編程時,系統會自動添加嚴格的語法結構。而 STL 并不自動添加完整的語法結構(數據類型匹配,系統堆棧處理等)。因此 LAD/FBD 格式的程序可以轉換為 STL 格式,而 STL

      格式的程序并不一定可以轉換為 LAD/FBD。

       

      3.4.7. LAD/FBD/STL  之比較

       

          語言


      特性

      LAD FBD STL
      易讀性
      可移植性
      邏輯分析
      程序代碼量
      代碼效率
      指令記憶
      支持功能 強大

            表 2: LAD/FBD/STL 之比較

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