SIMATIC S7系统产品系列 - gongkongftp.gongkong.com/UploadFile/datum/2010-4/...ST-SERV1 第4 页 SIMATIC® S7系统产品系列 Date: 25.12.2008 File: SERV1_01E.4 SIMATIC® S7

SITRAIN自动化和工业解决方案培训

ST-SERV1SIMATIC® S7系统产品系列第 1 页

目录页码

目标........................................................................................................................................................ 3SIMATIC® S7概述.................................................................................................................................. 4“全集成自动化”的含义是什么................................................................................................................. 5SIMATIC® S7/C7和WinAC控制器......................................................................................................... 6S7-200微型控制器.............................................................................................................................… 7S7-200模块/扩展模块(EM)..............……… .......................................................................................... 8S7-300自动化系统...............................……........................................................................................... 9S7-300：模块........................................................................................................................................ 10S7-300： CPU设计............................................................................................................................... 11S7-400自动化系统................................................................................................................................. 12S7-400：模块........................................................................................................................................ 13S7-400： CPU设计............................................................................................................................... 14安装STEP 7 对PG/PC要求.................................................................................................................... 15安装STEP 7 具体软件包......................................................................................................................... 16STEP 7 工具.......................................................................................................................................... 17STEP 7 软件包................................................………........................................................................... 18如需了解关于“TIA”的更多信息............................................................................................................... 19更多信息................................................................................................................................................ 20使用S7-GRAPH编辑顺序控制程序……................................................................................................ 21状态图方法 S7-HiGraph........................................................................................................................ 22使用高级语言 S7-SCL 编程................................................………........................................................ 23CFC-S7 块的图形连接工具................................................................................................................... 24使用S7-PDIAG执行过程诊断.........……................................................................................................ 25

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SIMATIC® S7Siemens AG 2008. 保留所有权利


SIMATIC® S7系统产品系列

SIMATIC®

WinCC

SIMATIC®

PC

SIMATIC®

DPSIMATIC®

控制器

SIMATIC®

HMI

SIMATIC®

NET

SIMATIC®

PCS 7

SIMATIC®

软件

SIMATIC®



目录页码

使用S7-PLCSIM测试用户程序.............................................................................................................. 26闭环控制工程任务的运行系统软件........................................................................................................ 27与SIMATIC® NET 通信............................................................................................................................ 28使用SIMATIC® HMI 实现操作员控制和过程监视.................................................................................. 29使用 WinCC 实现过程可视化和操作员控制........................................................................................… 30使用SIMATIC® PCS7 实现过程自动化.................................................................................................. 31使用TeleService进行远程维护和诊断.................................................................................................... 32使用DOCPRO 生成设备文件................................................................................................................. 33 驱动器技术..........................................……........................................................................................... 34

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SIMATIC® S7系统产品系列

SIMATIC®

WinCC

SIMATIC®

PC

SIMATIC®

DPSIMATIC®

控制器

SIMATIC®

HMI

SIMATIC®

NET

SIMATIC®

PCS 7

SIMATIC®

软件

SIMATIC®



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.3



目标

在本章结束时，学员将 ...

... 大致了解 SIMATIC® S7系统产品系列

... 熟悉 S7-300™ 和 S7-400™ 自动化系统

... 大致了解可供这些自动化系统使用的模块

... 了解”全集成自动化”（TIA）的概念

... 熟悉编程设备

... 熟悉运行STEP7软件对PC的要求

... 熟悉STEP7 基本编程包的工具

... 简要了解在TIA概念中使用的最重要的工具



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SIMATIC®综述

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C I N SD E L

S H I F T H E L P

E S C

E N T E R

A C K

S I M A T I C O P 1 7

S H IF T

H E LPK 1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K 9 K 1 0 K 11 K 12 K 1 3 K 14 K 1 5 K 16

SIMATIC® HMI SIMATIC 软件SIMATIC® PGSIMATIC® PC

SIMATIC®

控制器

SIEMENS

SIMATIC

SFRUNSTOP

Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5

I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5

I0.6I0.7

S7-200

CPU 212

基于PC

AS-i接口

SIMATIC® DP

SIMATIC NET

PROFIBUS-DP

工业以太网

PROFIBUS

MPI 网络SIMATIC® NET

介绍为了能够在几乎所有的制造区域中操作机器、设备和过程，除了能源，还需要提供控制元件。这些控制元件必须可以启动、控制、监视和停止任何特定机器或过程的操作。

硬接线控制器 -> PLC 在以前的硬接线控制器中，程序逻辑由任务特定的接触器和继电器接线控制。

现在可用可编程逻辑控制器来解决自动化任务。存储在自动化系统的程序存储器中的逻辑与设备设计和接线无关，可随时用编程设备进行修改。

全集成自动化生产过程不再是独立的局部过程，而成为整个生产过程中一个不可分割的部分。现在可通过下列组件来实现整个自动化环境的全集成：• 一个共同的软件环境，能将所有组件和任务集成到一个统一易用的系统中；

• 一个共同的数据管理（中央数据库）；

• 所有自动化组件间的共同的通信。



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.5



“全集成自动化”的含义是什么

SIMATIC S7

WinCC PCS 7

工程

组态

NET

NET仪表驱动

M

全集成自动化新的SIMATIC 系列将所有设备和系统（如硬件和软件）集成到一个统一的、强大的系

统平台。在该平台中，克服了计算机、PLC和过程控制之间存在的障碍，改善了操作

员控制和监视。

优点此外，全集成自动化还有以下优点：

• 可扩展硬件平台，可以为需要解决的任务选择性价比最优的产品（PLC或计

算机）。

• 开放式全集成自动化环境。很容易扩展现有的系统或集成将来的自动化解决

方案。

保持现有投资价值。很容易地从现有的SIMATIC、TELEPERM 或TI环境过渡。

• 采用功能强大的软件提高项目执行的效率，减少工程组态成本。此外，还可以

减少了调试、维护和维修的费用。

• SIMATIC是基于Windows标准，因此很容易使用其应用程序（标准软件）和通

讯机制。



SIMATIC S7 这种可编程逻辑控制器系列包括 Micro PLC 性能范围 (S7-200TM)、中低性能范围

(S7-300TM) 和中高性能范围(S7-400TM)。

SIMATIC C7 这个一体化系统包含一个PLC (S7-300TM)和一个HMI操作员控制和过程监视系统的操

作员面板。将可编程逻辑控制器和操作员面板集成到一个设备中来完全控制机器，

实现空间最小化和价格经济化。

WinAC WinAC是基于 PC 的解决方案。用于通过 PC 来解决各种自动化任务（控制、显示

、数据处理）。

有多种不同的产品：

• WinAC Basic，用作软件的解决方案(PLC作为Windows 任务)；• WinAC Basic(RTX)，带实时功能的软件 PLC；

• WinAC Solt，用作硬件解决方案(PLC 作为 PC 卡件)。

对于某些要求实时性和确定性的应用，可采用 WinAC RTX 软件版本来实现。RTX为Windows 2000/XP 增加一个实时子系统（RTSS）。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.6



SIMATIC® S7/M7 和WinAC 控制器



模式选择开关用于手动选择操作模式：STOP = 停机模式；不执行程序。

RUN = 运行程序，通过编程器仅能进行读操作。

状态指示器 SF = 系统错误；内部CPU故障；红灯(LED) RUN = 运行模式；绿灯

STOP = 停机模式；黄灯

存储卡存储卡插槽。

PPI 连接在此连接编程设备/文本显示器或另一个 CPU 。这样可以从PG或文本显示器访问多个控制器。此外，S7-200 CPU 之间还可以用读和写指令来互相进行通讯。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.7



S7-200微型控制器

集成数字量输出的状态指示灯

PPI 连接

集成数字量输入的状态指示灯

-电位计

-I/O扩展

-模式选择开关

存储卡

输入

状态指示灯



扩展模块 (EM) • 数字量输入模块：- 24V DC- 120/230VAC

• 数字量输出模块：- 24V DC- 继电器

• 模拟量输入模块：- 电压- 电流- 电阻- 热电偶

• 模拟量输出模块：- 电压- 电流

通讯处理器 (CP) 通过CP 243-2，S7-200可作为主站连接至AS-接口。用这种方式，62个 AS-I 从站可以控制多达465个开关量设备，从而显著增大了S7-200的输入/输出点数目。

此外，通讯模块还有调制解调器EM241 PROFIBUS-DP 扩展模块EM277。CP343-1则可用于连接工业以太网。

附件总线连接器

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.8



S7-200: 模块/扩展模块（EM）

I/O模块功能模块（FM）通讯处理器（CP）



特征 • 用于中低性能范围的模块化中小控制系统

• 多种性能等级范围的CPU• 扩展模块选择范围

• 高达32个模块的可扩展设计

• 在模块中集成背板总线

• 可以连接

- 多点接口 (MPI), - PROFIBUS - 工业以太网

-PROFINET• 通过PG/PC可连接访问所有模块

• 外围模块没有插槽规则

• 通过“硬件组态”工具来执行组态和参数设置

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.9



S7-300自动化系统



信号模块 (SM) • 数字量输入模块： 24V DC，120/230V AC• 数字量输出模块： 24V DC，继电器

• 模拟量输入模块：电压，电流，电阻，热电偶

• 模拟量输出模块：电压，电流

接口模块 (IM) IM360/IM361 和 IM365 使得多层组态成为可能。接口模块可以级联各层之间的总线回路。

占位模块 (DM) DM 370占位模块为尚未分配参数的信号模块保留一个插槽。占位模块还可以用来为将来要安装的接口模块保留一个插槽。

功能模块 (FM) 执行“特殊功能”：- 计数- 定位- 闭环控制

通讯处理器 (CP) 提供以下的连网能力：- 点对点连接- PROFIBUS- 工业以太网

- PROFINET

附件总线连接器和前连接器

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.10



S7-300:模块

PS(可选)

CPU IM(可选)

SM:DI

SM:DO

SM:AI

SM:AO

FM:- 计数- 定位- 闭环控制

CP:- 点对点- PROFIBUS- 工业以太网



模式选择开关 MRES = 模块复位功能(Module Reset)STOP = 停止模式，程序不执行

RUN = 运行模式，执行程序。

对于2002年10月以前的CPU，

RUN = 运行模式，执行程序，从PG执行只读访问。

RUN-P = 运行模式，执行程序，从PG执行读/写访问。

状态指示器 SF = 系统错误；内部CPU故障或带诊断功能的模块发生故障。(LED)

BATF = 电池故障；电池耗尽或没装电池。

DC5V = 内部的 5 VDC 电源指示灯

FRCE = FORCE；指示至少有一个输入或输出被强制。

RUN = 当CPU启动时闪烁，进入运行模式后持续点亮。

STOP = 在停止模式时持续点亮。慢速闪烁表示存储器复位请求；正在执行存储器复位时快速闪烁；因为插入存储器卡而要求存储器复位时慢速闪烁。

存储卡存储器卡有一个对应的插槽。FLASH存储卡可在断电时保存程序内容，无需使用电池。对于2002年10月以后的CPU，操作时必须始终使用微存储卡。还可以在断电时提供备份。

电池盒对于2002年10月以前的CPU，打开电池盒盖有一个容纳锂电池的地方，电池可以提供备用电源，在断电时保存RAM的内容。对于2002年10月以后的CPU ，无需使用电池。

MPI 连接用于连接编程设备或带MPI接口的其它设备。

DP 接口将分布式 I/O 直接连接到CPU接口。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.11



S7-300: CPU设计

2002年10月以后的CPU3142002年10月以前的CPU314



特征 • 用于中等到高级性能要求的强大PLC• 多种性能等级范围的CPU• 扩展模块选择范围

• 超过300个模块的可扩展设计

• 在模块中集成背板总线

• 可以连接

- 多点接口 (MPI)- PROFIBUS - 工业以太网

-PROFINET• 通过PG/PC可以连接访问所有模块

• 无插槽限制

• 通过“硬件组态”工具执行组态和参数设置

• 多CPU同时工作(在中央机架内可插入最多 4个 CPU)

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.12



S7-400自动化系统



信号模块(SM) • 数字量输入模块： 24V DC，120/230V AC• 数字量输出模块： 24V DC，继电器

• 模拟量输入模块：电压、电流、电阻、热电偶

• 模拟量输出模块：电压、电流

接口模块(IM) IM460、IM461、IM463和IM467 接口模块用于连接各个机架：• UR1 (通用机架)，可连接多达18个模块

• UR2 (通用机架)，可连接多达9个模块

• ER1 (扩展机架) ，可连接多达18个模块

• ER2 (扩展机架) ，可连接多达9模块.

功能模块(FM) 执行“特殊功能”：

• 计数

• 定位

• 闭环控制

通讯处理器(CP) 提供如下的联网能力：

• 点对点连接

• PROFIBUS• 工业以太网

• PROFINET

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.13



S7-400: 模块

PS CPU SM:DI

SM:DO

SM:AI

SM:AO

CP FM SM IM



故障LED 指示CPU状态和内部/外部故障的LED

存储器卡插槽对于S7-400 CPU，可以根据要求将RAM卡或EPROM 闪存卡作为外部装载存储器插入：• 提供下列容量的RAM 卡：

64KB，256KB，1MB，2MB等。

由CPU电池备份内容。

• 提供下列容量的闪存 EPROM 卡：

64KB，256KB，1MB， 2MB， 4MB， 8MB，16MB等。

可在集成的EEPROM上备份内容。

模式选择开关 MRES = 存储器复位功能(Module Reset)STOP = 停止模式，即不执行程序且禁止输出

( “OD”模式= 输出禁止[Output Disable]) .RUN = 程序执行，从PG执行只读访问。

RUN-P = 程序执行，从PG执行读/写访问。

MPI / DP 接口 MPI / DP 接口(通过 HW-Config分配参数) 用于• 与编程设备建立在线连接

• 连接至分布式外围设备(DP)• 与其它站进行数据交换(S7 通信)

DP 接口用于连接分布式外围设备(DP, 仅对带２个接口的 CPU)。

EXT-BATT 5 VDC-15 VDV电源的附加外部电池座，用于更换电源时备份RAM。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.14



S7-400™: CPU设计

故障 LED

外部电池电源

MPI/DP接口

DP接口

存储卡插槽

模式选择开关



要求 SIMATIC® 编程设备（ PG）为使用STEP 7软件奠定了最佳基础。

然而，还可使用一台满足上述要求的PC 。于是可以在自动化系统(PLC) 和PC之间建立必要的在线连接，该PC必须配备上面幻灯片中列出的其中一种接口。

如果要在CPU以外的存储卡上加载用户程序，则该PC还必须配备有适当的编程接口。

注意事项建议对 STEP 7 V5 版本使用MS Windows 2000 Professional 或 Windows XP Professional。有关技术要求的更多事项，请参见西门子技术支持文档或电子目录 CA01。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.15



安装 STEP7 对 PG/PC 的要求

操作系统： Microsoft Windows 2000 ProfessionalMicrosoft Windows XP Professional

硬盘上的存储空间：

取决于具体安装，STEP7 V5.3在400MB到800MB之间；

STEP7 V5.4在1G。

鼠标：需要

接口： · CP5611（PCI）或

· CP5512（PCMCIA）或

· PC适配器（USB）

· 工业以太网接口

· 存储卡的编程接口（可选）



安装 1. 激活安装光盘上的“Setup.exe”或使用自动安装程序；

2. 选择选项；

3. 选择语言；

4. 在提示时插入授权盘；

5. 提示时重新启动计算机。

软件保护 STEP 7 软件有防拷贝功能，每次只能在一个编程设备上使用。安装软件后，还必须将授权从授权软盘传送到硬盘驱动器以后，才能启动该软件。

注意事项 • 确保阅读授权盘中的 README.TXT 文件中的注意事项。如不遵守这些说明，可能会丢失授权。

• STEP 7 除无限授权（指时间方面）外，还提供一个14天的有限授权（紧急授权），使得紧急操作时，即使没有无限授权也能使用STEP 7 基本软件包。

补丁包（Service Pack)可从Internet上免费下载基本的STEP 7 软件补丁包更新。可从下列网页导航到“产品支持” （Product Support）：

www.siemens.de/simatic-pg 或 www.siemens.de/simatic-pc

结果 STEP 7中的主要工具是 SIMATIC® Manager。激活该管理器有两种方法：

1. 从任务栏上 Start -> SIMATIC® -> STEP7 -> SIMATIC® Manager，或

2. Windows桌面上的“SIMATIC® Manager”图标。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.16



安装 STEP 7 基本软件包

双击图标

通过启动菜单激活



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.17



STEP 7 工具

SIMATIC® Manager SIMATIC® Manager 管理 STEP 7 项目，它是主程序，在Windows 桌面上以图标方式显示。

注意事项 “ STEP 7 - Readme”提供关于版本、安装过程等的详细信息。

LAD, STL, FBD 用“梯形图（LAD）”、“语句表（STL）”和“功能块图（FBD）”编程语言来编写 STEP 7 用户程序的工具。

Memory Card Parameter Assignment (存储器卡参数分配)用编程设备或外部编程器将用户程序保存到 EPROM 卡上。不同的应用可能需要不同的驱动程序。

Configuring Networks (组态网络)将在“通讯”章节讨论网络组态。

Setting the PG/PC Interface (设定PG-PC接口)该工具用于设置网络接口，如MPI网络中的本地节点地址、传输速率和最高节点地址。

PID Control Parameter Assignment (PID控制参数分配)基本 STEP 7 软件包还包括用于解决 PID (闭环) 控制问题的块，选择“PID Control Parameter Assignment”来启动为闭环控制块分配参数的程序。

Converting S5 Files (转换S5文件)通过 S5/S7 转换器，可将 STEP5 程序转换为相应的 STEP 7 程序。

Configure SIMATIC Workspace (组态SIMATIC工作空间)该选项提供组态多用户系统的设置。

Converting TI Files (转换TI 文件)利用 TI/S7 转换器，可将 SIMATIC TI 程序转换为相应的 STEP 7 程序。



STEP 7 STEP 7 是用于组态 SIMATIC® S7-300 或 S7-400 系统的基本软件包。

通过 STEP 7 可以：

• 组态硬件并给硬件分配参数；

• 组态通信；

• 编程；

• 测试和排除故障；

• 文档和归档；

• 执行诊断。

STEP 7 Lite STEP 7 Lite 可用于编程 SIMATIC® S7-300（也可以是紧凑型 CPU）。

用 STEP 7 Lite 创建的程序还可导出到 STEP 7 。无法执行 PROFIBUS（DP）或 ETHERNET 组态！但是可以执行 ET200S 或ET200X 组态（单机）。PLCSIM 和 Teleservice 可用作选件包。

STEP 7 Micro STEP 7 Micro专用于组态 S7-200。

许可证除 STEP 7 Micro/WIN 外，每个软件包都要求提供许可证。

STEP 7 Professional STEP 7 Professional 是一个软件包，它包括所有 IEC 语言：STEP 7 Basic、S7-SCL、S7-GRAPH 和仿真软件包 S7-PLCSIM。

STEP 7 Professional 作为 STEP 7 的升级包（Powerpack）提供。获取Powerpack必须具有有效的 STEP 7 许可证。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.18



STEP 7 软件包

STEP7Micro/WIN

STEP7 Lite Tele Service S7 -PLCSIM

STEP7 S7-SCL CFC S7-GRAPH

S7-HiGraph 模糊控制标准PID控制

模块化PID控制 DOCPRO Tele Service

S7-PDIAG S7-PLCSIM PRODAVE MPI

SIMATIC S7-200

STEP7 Professional STEP7 S7-SCL S7-PLCSIM S7-GRAPH

SIMATIC S7-300

SIMATIC S7-300

SIMATIC S7-400

选件



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.19



如需了解关于 “ TIA ” 的更多信息

注意事项下面各页包含更多信息，可以作为完善主题的参考资料。

如果希望进行更深入的研究,我们还提供其他有关课程。



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.20



更多信息

下载

信息可以通过以下方式了解关于 SIMATIC® 系统的更多信息。

手册手册提供关于硬件和软件的详细信息。除印刷版外，还可以使用电子手册。部分手册

包含在 STEP 7 的安装光盘中。

可以从 Internet 免费下载最新的 SIMATIC 手册。

通过订货号 6ES7 998-8XC01-8YE0 订购 SIMATIC 电子手册集（HW、SW、

Engineering、HMI、NET、PG）。

目录 ST 70 目录包括所有 SIMATIC® 部件及其性能和订购数据。

电子目录除印刷版外，CA01 目录还以光盘形式提供。可在 Internet 上找到此信息（

www.siemens.de/Simatic）。

西门子合作伙伴当然，西门子合作伙伴还提供更多信息。



S7-GRAPH 通过S7-GRAPH编程语言，可清晰快速地组态和编程希望用 S7 PLC 系统控制的顺

序序列。

过程被分解为单独的步，各个步具有各自的功能。顺控器以图形方式显示，可以提供

图文并茂的文档。

在各个步中定义待执行的动作，进入下一步的条件由转换条件定义。步和转换条件的

定义以及连锁和监视被写到 STEP7 编程语言 LAD（梯形图）的一个子集中。

用于S7-300TM/400TM的S7-GRAPH 与 DIN EN 61131-3 标准定义的顺序功能图语言

兼容。

功能提供下列功能：

• 同一个S7-GRAPH 功能块可包含多个顺控器

• 定义任意数目（1到99）的步（每个顺控器最多250个）和转换条件（最多250个）

• 并行分支和选择分支（每种最多250个）

• 跳转 (也可跳转到其它顺控器）

• 启动/停止顺控器以及激活/保持步

测试功能 • 显示活动的步和故障步

• 状态显示和修改变量

• 切换操作模式：手动、自动和点动模式

用户界面 • 总览（Overview）、单个页面（Single Page）和单步（Single-Step）画面

• 图形显示联锁条件和监控条件

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.21



S1

用S7- GRAPH 编辑顺序控制系统

S7-GRAPH: 编辑顺序控制程序的工具

兼容 DIN EN 61131-3为满足制造业要求而设计

以图形方式将过程分解成多个“步”和“转换”“步”包含动作

“转换”检查切换到下一个步的条件

可用 S7-GRAPH 优化下列自动化阶段：

规划, 组态

编程

排除故障

调试

维护、诊断

S2

T1

T2

S4

T3

S6

T4

T5

S5



概述 S7-Higraph 允许用状态图描述异步过程。要实现自动化的机器或工厂被视为几个分

离元素或功能单元的组合。

功能单元功能单元是机器或系统的最小机械单元。通常，功能单元由机械和电气基本元件组成

。在编程中为每个功能单元分配一个状态图。在其中进行功能映射，即功能单元的机

械和电气属性映射。

状态图状态图描述功能单元的动态特性。它描述功能单元可以具备的状态以及状态转换。状

态图可多次使用。一旦为特定功能单元创建了状态图，就可以在其它程序位置再次使

用。

图组和示例将并行运行的状态图组合在一起，可以描述一个机器或系统的完整功能。

优点 S7-Higraph 这种 “面向对象”方法适合于：

• 机器和系统制造商 (机械工程)• 自动化专家 (电气工程)，作为通用描述手段

• 调试工程师和维护专家

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.22



状态图方法 S7- HiGraph

1 2 4

定位凸轮操作开关

指针朝内反轴承锁住/释放

工件

左转

右转

电机

指针

反轴承电机

协调器

S7-HiGraph: 用状态图编程的工具

将机器分成多个功能单元

为每个功能单元创建状态图

状态包含动作

状态图用信息进行通信

可用S7-HiGraph 优化下列自动化阶段：

规划，组态

编程和诊断故障

调试

维护、诊断

支持重用

指针朝外



概述 S7-SCL (结构化控制语言)是用于 S7 - 300/400 和 C7 的一种类似 PASCAL 的高级

文本语言，它简化了数学算法、数据管理和组织任务方面的控制编程。

S7-SCL 具有 PLC open基础级认证并符合BIN EN 61131-3 (结构化文本)标准。通过

S7-SCL，可以为自动化任务找到一种省时经济的解决方案。

功能 SCL 提供高级语言功能，例如：

• 循环

• 选择

• 分支等

与控制相关的功能结合，例如：

• 位存取I/O、位存储器、定时器、计数器等

• 访问符号表

• STEP 7 块访问

SCL的优点 • 编程语言容易掌握，尤其对于初学者而言

• 创建可读性好（容易理解）的程序

• 简化复杂算法的编程，并能处理复杂的数据结构

• 用于源代码的符号调试的集成调试工具(单步、断点等)• S7 语言的系统集成，例如 STL 和 LAD

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.23



使用高级语言S7- SCL编程

FUNCTION_BLOCK IntegratorVAR_INPUT

Init : BOOL; // Reset output valuex : REAL; // Input value Ta : TIME; // Sampling interval in msTi : TIME; // Integration time in msolim : REAL; // Output value upper limit ulim : REAL; // Output value lower limit

END_VAR

VAR_OUTPUTy : REAL:= 0.0; // Initialize output value with 0

END_VAR

BEGIN IF TIME_TO_DINT(Ti) = 0 THEN // Division by ?

OK := FALSE;y := 0.0; RETURN;

END_IF;IF Init THEN

y:= 0.0;ELSE

y := y+TIME_TO_DINT(Ta)*x/TIME_TO_DINT(Ti); IF y > olim THEN y := olim; END_IF; IF y < ulim THEN y := ulim; END_IF;

END_IF; END_FUNCTION_BLOCK

S7-SCL: 创建PLC程序的高级语言

兼容 DIN EN 61131-3（ST 指“结构文本”）符合“PLC open”基础级认证

包括高级语言的所有典型元素，例如操作数、条件、控制语句

集成了与PLC相关功能，例如（I/O访问、定时器、计数器...）

优点:

结构良好，易于理解和编程

适用于对高级语言掌握很好的人

适于复杂算法



概述可以用工程工具CFC (连续功能图)绘制一个工艺规划图来创建自动化任务——类似于

PLC 编程中的功能块图。

在这种图形编程方法中，在“图纸“上摆放块并以图形方式互相连接。通过CFC，可快

速容易地将工艺转化为完全可执行的自动化程序。

供货清单 CFC中提供：

• CFC编辑器

• 代码生成器

• 调试器

• 标准块库

注意事项 CFC产品以选件包的方式平滑集成到STEP 架构中，具有统一的外观和共同的数据管

理。CFC易于使用和学习，提供一致的数据管理。

CFC 工具在 PCS 7 过程控制系统组态中扮演着非常重要的角色。前提是事先已安装

了 SCL 选件包。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.24



CFC - S7 块的图形连接工具

CFC (连续功能图):以图形方式创建PLC程序的工具

将功能块放置到一个图表中，然后将各个块互连

可以在下列单元之间互连：

- 在I/O域之间- 连接到其它图表的块

在页边栏中管理互连的源

块和目的块

优点

面向工艺工程师的编程方式

加速程序的编写、调试和启

动过程



过程诊断诊断在设备或机器的运行阶段非常重要。通常在故障停机或设备机器失灵时启动诊断

。很多领域都广泛使用可编程逻辑控制器，现场经验证明98%以上的故障均发生在外

围设备（例如电磁阀和终端开关）。故障发生具有分布性，因此诊断更多关注过程诊

断更有意义，因为缺少消息或功能会导致停机并增加成本。

过程诊断精确诊断这些外部组件（例如传感器和执行器），或者工厂或机器过程中的

序列。

S7-PDIAG S7-PDIAG软件包允许用LAD、 FBD 和 STL 编程语言统一组态 SIMATIC® S7-300/400控制器的过程诊断。

可以使用LAD,、FBD或 STL 编程语言创建用户程序时或之后，定义信号监视例程（

包括首次信号采集和标准分析），并输入相关的消息文本。PDIAG 自动生成必须在

用户程序中调用的监视块。

每次调用时检查故障条件，如果出错则采集相关的过程值并发送至显示设备进行标准

分析。

组态操作员面板时， S7-PDIAG 在共享数据库中存储过程诊断数据。然后用带

ProAgent选件包的 OP 组态软件SIMATIC® ProTool 来访问这些数据，并在操作员面

板上显示。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.25



使用 S7- PDIAG 执行过程诊断

I1.0 I1.1 Q1.0

消息

过程诊断: 检测在PLC外部发生的故障

...传感器/执行器故障，运动故障 ...

S7- PDIAG: 在STL, LAD, FBD组态故障定义的工具

集成在开发环境中

简单规定故障监视和消息文本(在创建程序期间

和之后)

自动执行故障检测和标准分析

为操作员提供下列综合消息:

故障类型

故障位置

故障原因

缩短停机时间



S7 - PLCSIM SIMATIC® S7-PLCSIM 工程工具（选件包）可模拟一个完整的S7-CPU，包括PG/PC 上的地址和I/O。因此，S7-PLCSIM 允许在PG/PC上离线测试程序。可使用所有 STEP 7编程语言 (STL、LAD、FBD、S7-Graph、S7-HiGraph、S7-SCL 和 CFC)。S7-PLCSIM 允许在PG/PC上检查用户程序功能性，与最终硬件是否可用无关。

功能 S7-PLCSIM 提供下列功能，用于在模拟 PLC 上运行程序：• SIMATIC® Manager 工具栏上有一个图标可以开/关模拟功能，如果打开模拟，

则自动与模拟的PLC 建立每个新连接。

如果模拟关闭，则与”实际“ PLC 建立每个新连接。

• 创建用来访问模拟 CPU 的存储区、累加器和标签的视图对象。可以在这些视图对象中修改和显示所有数据。

• 可使用与”实际“ CPU 相同的方式来修改 CPU 的操作模式(STOP、RUN RUN-P) 。模拟器还提供“Pause”来暂停程序执行，而不影响程序状态。

优点通过S7-PLCSIM，可以在开发阶段早期检测并消除故障，显著提高用户程序的质量，

降低调试成本。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.26



使用 S7- PLCSIM 测试用户程序

S7-PLCSIM: 用于离线测试PLC程序的

仿真软件

功能性的程序测试

在模拟CPU上

显示/修改 I/O可在下列编辑器中测试用户块

LAD, FBD, STL, S7-SCL,S7-GRAPH, S7-HiGraph, CFCS7-PDIAG, WinCC

优点

可以较早检测并消除故障

很多测试现在已经可以在没有最终硬件的办公室中执行



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.27



用于闭环控制工程任务的运行系统软件

C7S7-400TMS7-300TMS7-200TM

标准PID控制

模糊控制

神经系统

模块化 PID 控制

基本软件 PID 控制

PID 控制器

闭环控制模块

工程组态工具

否

是

是

是

是

是

是

总览基本软件或选件包

基本软件

基本软件

选件

选件

选件

选件

闭环控制工程在闭环控制系统中，过程变量的控制应确保尽快到达并保持新的预设值，而不受干扰

影响。

基本软件 PID控制 STEP 7的基本软件包已经包含了一系列用于解决简单控制任务的功能块。

标准PID控制该选件包包含各种块和一个参数分配工具，集成了标准任务的控制设置，例如温度控

制器、流速调节器、压力调节器等。

模块化PID控制通过互相连接提供的标准功能块，即使在高性能的过程工程中，也能实现几乎所有的

闭环控制工程结构，该选件包中包含27个FB和一个调试工具。

模糊控制当很难甚至无法用数学方式描述过程时（例如当过程特性不一致或者出现非线性时）

，可以让有着丰富过程系统经验的人员使用模糊系统。

神经系统神经系统用于解决只知道部分结构和解决方案的故障。神经系统可在所有自动化层级

中使用，包括从单独的闭环控制器到工厂优化。



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.28



与 SIMATIC® NET 通信

管理级

单元级

现场级

执行器-传感器层级

工业以太网

PROFIBUS

执行器-传感器接口

SIMATIC® NET SIMATIC® NET是整个网络产品系列的名称：

• 符合IEEE 802.3 的工业以太网——区域和车间联网的国际标准

• 符合EN 50170 的PROFIBUS——节点数目有限的现场区域和车间网络的国际

标准

• AS-i ——用于与传感器和执行器通信

工业以太网工业以太网网络是符合国际标准 IEEE 802.3 (以太网)的车间级网络，设计用于工业

用途。可使用各种开放式网络解决方案。通过各种传输介质确保高传输速率。工业以

太网是一种工业标准、经过世界各地测试并认可。

PROFINET 作为现场级通信应用标准的PROFINET 允许通过采用 TCP/IP 协议的工业以太网与

分布式现场设备连接。

PROFIBUS PROFIBUS是节点数目有限的车间网络总线系统。它基于欧洲标准 EN 50170，Volume 2，PROFIBUS。由于满足EN 50170的要求，PROFIBUS 确保了与符合标

准的其它制造商部件的开放性连接。PROFIBUS 访问过程功能符合“带有主从协议

的令牌传送”过程。因此，分为主动和被动网络组件。

AS-i AS-i 是现场区域二进制传感器和执行器的联网系统。通过AS-i ，二进制传感器和执

行器也能够进行通信，目前为止执行器和传感器通信仍无法在技术上实现直接的现场

总线连接，或者这种连接是是不经济的。



概述 SIMATIC® S7 有一个便于用户执行过程控制和监视的、经现场验证的HMI 系统——SIMATIC® HMI 。它包括简单的文本显示到过程可视化系统。

SIMATIC® S7 和 SIMATIC® HMI 是完美协调并集成，大大简化了人机界面系统

SIMATIC® HMI 的使用。

• SIMATIC® S7 已经集成了HMI的服务。HMI系统从SIMATIC S7请求过程数据。

由两个操作系统执行 SIMATIC® S7 和 SIMATIC® HMI 之间的数据传输，无

需在用户程序中考虑。

SIMATIC® HMI系统可直接连接至 PPI (S7-200TM) 和 MPI 或

Profibus (S7-300TM和S7-400TM)。应用PROFIBUS操作可实现更远距离的过

程控制系统和监视。

• 从统一的数据库和符号到相同的面向 Windows 的用户友好界面等诸多特征简

化了HMI系统的使用。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.29



过程可视化系统

SIMATIC WinCC

SIMATIC 面板、PG、PC

SIMATIC PG、PC

使用SIMATIC® HMI 执行操作员控制和过程监视

过程可视化系统

SIMATIC WinCC flexible



WinCC SIMATIC® WinCC (Windows 控制中心)是西门子开放式过程可视化系统.。它可在一

个新的或现有的PLC系统中无故障集成。

功能模块 SIMATIC® WinCC的核心是与行业和技术无关的基本系统，该系统包含用于操作员控

制和监视的所有重要功能，例如：

• 图形显示

• 测量值采集（归档功能、数据压缩、最小和最大值等）

• 笑息显示、归档和报告

• 与不同PLC系统的过程通信

• 标准接口，例如，Microsoft 程序

• 用报告分别记录机器和过程序列

WinCC基础 WinCC 基于 Microsoft 的 32 位标准操作系统 Windows 2000/XP。该平台给WinCC提供下列功能：

• 使用 Windows 操作设备 (打印机，驱动程序)• 通过DDE、ODBC、 SQL、OLE、ActiveX 和 OPC 与其它 Windows 应用程

序交换数据

• API 编程接口

• 使用市场上可用的硬件

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.30



使用WinCC实现过程可视化和操作员控制

anzahl ()float zaebeginif wert > 0

begomzae = zae + 1

endend

编程接口

PLC通信

Protokolle

报表设计器(报表系统)

变量记录(归档)

Ventil geschlossenKlappe zu

Motor ein

报警记录(消息系统)

标准接口

过程可视化



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.31



使用SIMATIC® PCS 7 执行过程自动化

工程系统（工程师站）操作终端 1 操作终端 2 操作终端 3

终端总线

系统总线

WinCC OS 服务器WinCC OS

作为中央单元的S7-400

现场总线

FM

SV DP

FM

SV DP

ET 200M

引言 SIMATIC® PCS 7 代表了西门子的新一代控制系统。它与TELEPERM M、

SIMATIC® S7 和 SIMATIC® S5的基础上汇聚了持续深入的研发和经验。因此能满足

所有行业的过程控制系统任务要求。

工程系统工程系统可设计为系统中的工作站。

工程系统具有下列组件：

• STEP 7 ，包含SIMATIC® Manager、中心数据库和用于配置硬件和网络的

“硬件组态”工具。此外，还包括实现 PLC 和 OS 之间组态一致的服务器。

• 与PASCAL类似的高级编程语言 SCL (结构化控制语言)，用于生成块

• 用于以图形方式组态基本自动化功能的 CFC (连续功能图)• 用于以图形方式组态生产顺序的 SFC (顺序功能图)• 使用“技术层级”扩展 SIMATIC® Manager

• 用于 OS 组态的 WinCC (Windows 控制中心)• 用于记录组态数据的DOCPRO• 用于与其它 CAE 系统交换数据的导入/导出向导



TeleService 利用Teleservice，可以在PG/PC上通过电话或无线电网络对SIMATIC® S7/C7 PLC进

行远程维护。而且可以使用STEP 7的所有功能和工程工具。

配置用标准的调制解调器（modem）将 PG/PC连接到PLC上，下列为支持产品：

• Analog modem• External ISDN adapter/modem• GSM technology (e.g. D1 network)在设备一侧，一个与teleservice兼容的TS适配器安插在标准的 modem和MPI 网络之

间。通过这种连接方式就可以访问到MPI网络上所有的站（节点）。

设置过程按照下列步骤来建立teleservice运行方式：

• 在PG/PC侧用teleservice软件包为modem分配参数 (设备侧的TS adapter使用

缺省参数）。

• 通过电话线建立远程连接。

• 利用STEP7和工程工具实现远程维护。

优点通过连接远程的PLC，用户可以更经济地从中央服务基地上实现技术服务（如维护）

、升级服务或故障分析。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.32



CPU I/O ...

TS 适配器

有STEP7和TeleService的控制室

PG/PCmodem

系统modem

CPU

MPI 总线

使用TeleService进行远程维护和诊断

TeleService: 可与SIMATIC S7/C7 建立在线连接

通过电话/无线电网络来扩展MPISTEP 7 的功能

标准的调制解调器和TS适配器

从一个中心地点进行故障检测、排除和调试

优点:

降低维护费用

提高系统升级的速度



DOCPRO DOCPRO 是一个生成和管理设备文件的工具。它允许用户组织项目数据、准备接线

手册以及用统一的格式打印所有信息。

功能 DOCPRO 提供了方便的生成和管理设备文件的功能：• 生成接线手册和工作表。• 生成、编辑和管理页脚数据。• 可利用标准版面模板生成用户自己的版面和封皮。• 自动或和手动分配参考号码。• 自动生成文件索引。• 打印工作表和接线手册。打印完毕后，可以察看打印报告和状态表。

优点利用DOCPRO 可以清楚地归档项目数据。结构良好的文件使得对项目的补充工作和

服务工作更加容易，从而节省了时间和金钱。

Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.33



使用DOCPRO 生成设备文件

DOCPRO: 为设备生成接线手册

标准化的版面模板，可根据需要修改

生成参考号码和索引

一次打印所有文件

优点:

方便地建立文档

Layout template..............................................................................................................................................Reference numberProject

Layout template..............................................................................................................................................Reference numberProject

CompanyProject

2/5Company

Project1/5



Date: 25.12.2008File: SERV1_01E.34



驱动器技术

覆盖了所有性能级别的完整、集成化驱动器系列

从 100 W 标准驱动器到 50 MW 的大型驱动器

运动和矢量控制

技术特定的闭环控制器

概述提供下列驱动器范围：• 低压电机是机器和系统中首先使用的高性能交流电机，将来的解决方案是：

无需维护、动态且功能强大。• SIMOVERT MASTERDRIVES 变频器。它们精确控制交流电机的转速。该系

统被设计为全球使用产品。适用与 230-690 V 的所有电源电压，并经过认证可在世界各地使用。

• MICROMASTER 和 MICRO/MIDIMASTER 矢量标准变频器的性能范围在120 W – 75 KW 之间。得益于紧凑的外形，它们可在最小的空间内安装。无传感器的矢量控制可以在中等性能范围内使用。COMBIMASTER 是一种紧凑型装置，由三相低压电机和变频器组成。集成式 MICROMASTER 一种变频器（IP65），可以直接应用于不同制造商的三相低压电机。MICRO/MIDIMASTER Eco 是根据加热、通风和空调业的要求专门设计的一种变频器。

• SIMOREG 变频器设备是三相操作中使用的全数字式紧凑型装置。它用于变速直流驱动器的电枢和现场供电。这些设备的额定直流电范围是5-2000A，可通过并联连接 SIMOREG 设备来增大直流电范围。最常见的应用包括升降装置、架空索道、电梯、起重机和其它回卷驱动。

• SINAMICS G/GM/S/SM 变频器。它们是西门子最新一代变频器。

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SIMATIC S7系统产品系列 - gongkongftp.gongkong.com/UploadFile/datum/2010-4/...ST-SERV1 第4 页 SIMATIC® S7系统产品系列 Date: 25.12.2008 File: SERV1_01E.4 SIMATIC® S7