SIMATIC S7-1500與TIA博途軟件使用指南

序
前言
縮略語
第1章TIA博途軟件概述1
1.1TIA博途軟件簡介1
1.2TIA博途軟件構成1
1.2.1TIA博途STEP72
1.2.2TIA博途STEP7工程組態(tài)系統(tǒng)
的選件2
1.2.3TIA博途WinCC2
1.2.4TIA博途WinCC工程組態(tài)系統(tǒng)
和運行系統(tǒng)的選件3
1.3TIA博途軟件的安裝3
1.3.1硬件要求3
1.3.2支持的操作系統(tǒng)4
1.3.3安裝步驟4
1.4TIA博途軟件的卸載8
1.5授權管理功能10
1.5.1授權的種類10
1.5.2授權管理器11
1.6TIA博途軟件的特性11
第2章TIA博途軟件平臺支持的新一代
PLC產品介紹14
2.1完整的PLC產品線全面滿足用戶
需求14
2.2全新分布式和PCBased自動化
解決方案15
2.3集成功能安全和信息安全16
2.4高效的開發(fā)環(huán)境16
第3章SIMATIC S71500 PLC控制
系統(tǒng)的硬件組成17
3.1負載電源PM與系統(tǒng)電源PS17
3.1.1負載電源PM(Power Module)17
3.1.2系統(tǒng)電源PS(Power Supply)17
3.1.3系統(tǒng)電源選擇示例17
3.1.4查看功率分配詳細信息19
3.2SIMATIC S71500 CPU20
3.2.1SIMATIC S71500 CPU簡介20
3.2.2SIMATIC S71500 CPU操
作模式21
3.2.3SIMATIC S71500 CPU的
存儲器21
3.2.4SIMATIC S71500 CPU過程
映像區(qū)的功能25
3.3SIMATIC S71500顯示屏
(Display)27
3.4信號模塊29
3.4.1模塊特性分類30
3.4.2模塊寬度的劃分30
3.4.3數字量輸入模塊30
3.4.4數字量輸出模塊31
3.4.5數字量輸入/輸出模塊33
3.4.6模擬量輸入模塊34
3.4.7模擬量輸出模塊46
3.4.8模擬量輸入／輸出模塊49
3.5通信模塊51
3.5.1點對點通信模塊51
3.5.2PROFIBUS通信模塊51
3.5.3PROFINET/ETHERNET通信
模塊52
3.6工藝模塊52
3.6.1高速計數器模塊52
3.6.2基于時間的I/O模塊53
第4章SIMATIC S71500硬件
配置54
4.1配置一個SIMATIC S71500站點54
4.1.1添加一個SIMATIC S71500新
設備54
4.1.2配置SIMATIC S71500的中央
機架55
4.1.3使用檢測功能配置SIMATIC
S71500中央機架58
4.2CPU參數配置59
4.2.1常規(guī)59
4.2.2PROFINET接口［X1］59
4.2.3DP接口［X3］68
4.2.4啟動69
4.2.5周期71
4.2.6系統(tǒng)和時鐘存儲器72
4.2.7系統(tǒng)診斷73
4.2.8Web服務器73
4.2.9顯示76
4.2.10用戶界面語言78
4.2.11時間78
4.2.12保護79
4.2.13系統(tǒng)電源79
4.2.14組態(tài)控制80
4.2.15連接資源80
4.2.16地址總覽82
4.3SIMATIC S71500 I/O參數82
4.3.1數字量輸入模塊參數配置83
4.3.2數字量輸出模塊參數配置87
4.3.3模擬量輸入模塊參數配置88
4.3.4模擬量輸出模塊參數配置90
4.4配置分布式I/O91
4.4.1配置PROFIBUS從站91
4.4.2配置PROFINET設備94
第5章數據類型與地址區(qū)97
5.1SIMATIC S71500 PLC的數據類型97
5.1.1基本數據類型97
5.1.2復合數據類型103
5.1.3PLC數據類型106
5.1.4參數類型107
5.1.5系統(tǒng)數據類型108
5.1.6硬件數據類型110
5.2SIMATIC S71500 PLC的地址區(qū)111
5.2.1CPU地址區(qū)的劃分及尋址
方法111
5.2.2全局變量與局部變量117
5.2.3全局常量與局部常量118
第6章SIMATIC S71500 PLC的
編程指令119
6.1指令的處理120
6.1.1LAD指令處理120
6.1.2STL指令處理121
6.1.3立即讀與立即寫123
6.2基本指令123
6.2.1位邏輯運算指令123
6.2.2定時器指令125
6.2.3計數器指令126
6.2.4比較器指令127
6.2.5數學函數指令128
6.2.6移動操作指令130
6.2.7轉換指令132
6.2.8程序控制操作指令133
6.2.9字邏輯運算指令135
6.2.10移位和循環(huán)移位指令136
6.2.11原有指令137
6.2.12STL其他指令138
6.3擴展指令138
6.3.1日期與時間指令138
6.3.2字符串與字符指令139
6.3.3過程映像指令139
6.3.4分布式I/O指令140
6.3.5PROFIenergy指令140
6.3.6模塊參數化分配指令141
6.3.7中斷指令141
6.3.8報警指令142
6.3.9診斷指令142
6.3.10配方和數據記錄指令143
6.3.11數據塊控制指令143
6.3.12尋址指令143
6.4工藝指令144
6.5通信指令145
第7章程序塊147
7.1用戶程序中的程序塊147
7.1.1組織塊與程序結構148
7.1.2用戶程序的分層調用149
7.2組織塊(OB)149
7.2.1組織塊類型與優(yōu)先級151
7.2.2CPU的過載特性156
7.2.3組織塊的本地數據區(qū)堆棧
(L堆棧)156
7.2.4組織塊的接口區(qū)158
7.3函數(FC)158
7.3.1函數的接口區(qū)158
7.3.2無形參函數(子程序功能)159
7.3.3帶有形參的函數160
7.3.4函數嵌套調用時允許參數傳遞的
數據類型162
7.4函數塊(FB)164
7.4.1函數塊的接口區(qū)164
7.4.2函數塊與背景數據塊165
7.4.3函數塊嵌套調用時允許參數傳遞
的數據類型168
7.5數據塊(DB)169
7.5.1全局數據塊(Global DB)170
7.5.2背景數據塊171
7.5.3系統(tǒng)數據類型作為全局數據塊的
模板172
7.5.4通過PLC數據類型創(chuàng)建DB173
7.5.5數組DB174
第8章SIMATIC S71500組態(tài)控制
功能177
8.1組態(tài)控制的原理177
8.2軟件、硬件要求以及使用范圍177
8.3SIMATIC S71500硬件配置的數據記錄
格式178
8.4SIMATIC S71500中央機架模塊組態(tài)控
制示例179
8.5PROFINET IO系統(tǒng)的組態(tài)控制181
8.5.1軟硬件要求以及實現原理181
8.5.2IO系統(tǒng)的組態(tài)控制的數據
格式181
8.5.3IO系統(tǒng)的組態(tài)控制示例182
第9章SIMATIC S71500 PLC的
通信功能186
9.1網絡概述186
9.2網絡及通信服務的轉變187
9.2.1從PROFIBUS到PROFINET的
轉變187
9.2.2MPI接口被PROFINET接口
替代188
9.2.3基于PROFIBUS通信服務的
變化188
9.3PROFIBUS網絡188
9.3.1PROFIBUS接口的種類188
9.3.2PROFIBUS的訪問機制189
9.3.3PROFIBUS網絡的通信速率與
通信距離189
9.3.4PROFIBUS網絡拓撲結構189
9.3.5安裝GSD文件191
9.3.6使用PROFIBUSDP進行CPU站
點間通信192
9.4工業(yè)以太網與PROFINET194
9.4.1工業(yè)以太網通信介質195
9.4.2工業(yè)以太網拓撲結構195
9.4.3SIMATIC S71500系統(tǒng)以太網
接口195
9.4.4SIMATIC S71500 PLC以太網
支持的通信服務196
9.4.5SIMATIC S71500 OUC通信
示例200
9.4.6SIMATIC S71500 S7通信
示例209
9.4.7SIMATIC S71500路由通信
功能222
9.4.8配置PROFINET IO設備224
9.4.9無需存儲介質更換IO設備227
9.4.10允許覆蓋PROFINET設備名稱
模式229
9.4.11按網段自動分配IP地址和設備
名稱229
9.4.12網絡拓撲功能與配置232
9.4.13MRP介質冗余233
9.4.14IDevice智能設備的配置234
9.4.15MODBUS TCP238
9.5SIMATIC S71500 PLC與HMI
通信244
9.5.1SIMATIC S71500 PLC與HMI
在相同項目中通信244
9.5.2SIMATIC S71500 PLC與HMI
在不同項目中通信246
9.5.3使用OPC連接SIMATIC S71500
PLC247
9.6串行通信250
9.6.1SIMATIC S71500/ET200MP串行
通信模塊的類型250
9.6.2串行通信接口類型及連接
方式251
9.6.3自由口協議參數設置254
9.6.4串行通信模塊的通信函數258
9.6.5自由口協議通信示例258
9.6.6MODBUS RTU通信協議260
第10章SIMATIC S71500 PLC的
PID功能267
10.1控制原理267
10.1.1受控系統(tǒng)267
10.1.2受控系統(tǒng)的特征值268
10.1.3執(zhí)行器269
10.1.4不同類型控制器的響應269
10.2SIMATIC S71500 PLC支持的PID
指令270
10.2.1PIDCompact指令270
10.2.2PID3Step指令271
10.2.3PIDTemp指令271
10.2.4控制器的串級控制271
10.3PIDCompact指令的調用與PID
調試示例271
10.3.1組態(tài)PIDCompact V2工藝
對象272
10.3.2調用指令PIDCompact V2276
10.3.3調試PID279
第11章SIMATIC S71500 PLC的
工藝及特殊功能模塊282
11.1工藝模塊282
11.2工藝對象282
11.3計數模塊和位置檢測模塊的分類和
性能283
11.4TM Count模塊和TM PosInput模塊
通過工藝對象(TO)實現計數和
測量284
11.5使用TM PosInput模塊檢測來自SSI
絕對值編碼器的信號291
11.6帶計數功能的DI模塊296
11.7Timebased IO模板298
11.7.1功能描述298
11.7.2Timebased IO時間控制功能
舉例299
第12章SIMATIC S71500 PLC的診斷
功能309
12.1SIMATIC S71500 PLC診斷功能
介紹309
12.2通過LED狀態(tài)指示燈實現診斷310
12.3通過PG/PC實現診斷311
12.4在HMI上通過調用診斷控件實現
診斷312
12.5通過SIMATIC S71500的Web服務器
功能實現診斷313
12.6通過SIMATIC S71500 CPU自帶的顯
示屏實現診斷319
12.7通過編寫程序實現診斷319
12.8通過模塊自帶診斷功能進行診斷324
12.9通過模塊的值狀態(tài)功能實現診斷325
12.10通過用戶自定義報警診斷程序實現
診斷327
第13章訪問保護330
13.1SIMATIC S71500的訪問保護
方式330
13.2通過設置CPU的4層訪問級別實現訪問
控制330
13.3通過設置CPU Web服務器訪問密碼
實現訪問控制332
13.4通過CPU自帶的顯示屏實現訪問
保護332
13.5通過設置PLC的程序塊專有技術
保護功能實現訪問保護333
13.6綁定程序塊到CPU序列號或SMC
卡序列號334
13.7通過帶安全功能的CP15431以太
網模塊335
13.7.1通過CP 15431的防火墻功能
實現訪問保護336
13.7.2通過CP 15431的VPN功能實
現訪問保護337
第14章程序調試339
14.1程序信息339
14.1.1調用結構339
14.1.2從屬性結構339
14.1.3分配列表340
14.1.4程序資源340
14.2交叉引用341
14.3程序的下載、上傳、復位操作343
14.3.1設置SIMATIC S71500 CPU的
IP地址343
14.3.2下載程序到CPU344
14.3.3下載程序到SIMATIC存儲卡
SMC345
14.3.4SIMATIC S71500的一致性下
載特性346
14.3.5SIMATIC S71500程序的
上傳346
14.3.6SIMATIC S71500 CPU存儲器
復位348
14.3.7刪除SIMATIC S71500 CPU中的
程序塊348
14.3.8改變SIMATIC S71500數據塊
內容對過程值的影響348
14.3.9 SIMATIC S71500 數據塊的快
照功能350
14.4SIMATIC S71500的路由編程
功能351
14.5比較功能352
14.5.1離線/在線比較352
14.5.2離線/離線比較354
14.6使用程序編輯器調試程序354
14.6.1調試LAD/FBD程序354
14.6.2調試STL程序355
14.6.3調用環(huán)境功能356
14.7使用監(jiān)控表進行調試357
14.7.1創(chuàng)建監(jiān)控表并添加變量357
14.7.2變量的監(jiān)控和修改358
14.7.3強制變量359
14.8硬件診斷360
14.8.1硬件的診斷圖標360
14.8.2模塊的在線與診斷功能361
14.8.3更新硬件固件版本362
14.9使用仿真器SIMATIC S7PLCSIM測試
用戶程序364
14.9.1啟動SIMATIC S71500
仿真器365
14.9.2創(chuàng)建SIM表格365
14.9.3創(chuàng)建序列366
14.9.4仿真通信功能367
14.10使用Trace跟蹤變量367
14.10.1配置Trace367
14.10.2Trace的操作369
14.11SIMATIC S71500聯合調試
功能370
第15章TIA博途軟件的庫功能372
15.1庫基本知識372
15.1.1項目庫類型的使用372
15.1.2項目庫主模板的使用375
15.1.3全局庫的使用376
第16章打印和歸檔程序379
16.1打印簡介379
16.1.1打印設置379
16.1.2框架和封面381
16.1.3文檔信息382
16.1.4打印預覽384
16.2程序歸檔簡介384
16.2.1程序歸檔的方式384
16.2.2項目恢復386
第17章移植S7300/400項目到
SIMATIC S71500387
17.1S7300/400項目移植到SIMATIC
S71500簡介387
17.2移植S7300/400項目的限制387
17.2.1硬件限制387
17.2.2功能限制387
17.2.3集成項目的注意事項388
17.3項目移植的前期準備工作388
17.4在STEP 7 V5.5中對原項目進行
檢查389
17.4.1移植STEP 7 V5.5的S7300/400
項目到TIA博途軟件391
17.4.2移植TIA博途軟件中的S7300/400
項目到SIMATIC S71500392
附錄尋求幫助395
參考文獻398