S7-200系列PLC软硬件安装使用详解

■应知点:

1.了解S7－200系列PLC软件、硬件的安装使用。

2.了解S7－200系列PLC使用注意事项。

■应会点:

1.掌握S7－200系列PLC硬件安装过程中的注意事项。

2.掌握STEP7－Micro/WIN32的基本操作界面的各项工具栏功能。

3.掌握使用STEP7－Micro/WIN32进行基本的PLC梯形图绘制的能力。

一、任务简述

西门子SIMATIC S7－200系列小型PLC(Micro PLC)可应用于各种自动化系统。其紧凑的结构、低廉的价格以及功能强大的指令使得其成为解决各种小型控制任务的理想工具。S7－200产品的多样化以及基于Windows的编程工具，能够让使用者更加灵活地完成各种自动化任务。

S7－200功能强、体积小，可使用交、直流电源，同时机内还设有24 VDC内置电源。

为了便于用户使用，西门子公司为S7－200系列PLC提供了良好的设计、编程和调试环境，这个环境就是STEP7－Micro/WIN32编程软件。

二、相关知识

(一)S7－200硬件的安装

S7－200装置的设计便于安装，可以使用安装孔将模块安装在面板上，也可以使用内装夹片将模块安装在标准(DIN)导轨上，S7－200装置可以横放，也可以竖放。S7－200的安装如图1－72所示。

图1－72　S7－200的安装示意图

1.安装注意事项

(1)严禁S7－200系列PLC与高温、高压和高噪声的设备安装在一起，在控制柜中安装布置S7－200系列PLC时，避免将高、低压信号线和通信电缆与高能快速切换直流电线放在同一个线槽内。

(2)提供适当的冷却和布线空间。S7－200系列PLC的设计适用于自然对流冷却。为了达到适当的冷却目的，在安装时必须在其上方和下方至少留出25mm的空间，至少留出75mm的深度。在对S7－200系列PLC系统布局时，布线和通信电缆连接必须留出足够的空间。为了获得配置S7－200系列PLC系统布局的更大的灵活性，可以使用I/O扩展电缆。

2.电源配置

S7－200系列PLC都配有一个专用的电源模块，用于为CPU、扩展模块和其他24 VDC用户供电。CPU提供系统中任何扩展所需的5 VDC逻辑电源，如果配置要求超出CPU提供的电源范围，则必须移除一个模块，或选择一个功能更大的CPU。CPU还提供一个24 VDC电源向传感器供电，可为输入点、扩展模块上的中继线圈电源或其他要求提供24 VDC。如果供给传感器电源不足时，则必须在系统中增加一个外接24 VDC电源模块，并不得与CPU传感器电源并联。为了确保不受电气噪声的影响，一般将不同电源的公共地线连接在一起。

3.安装尺寸

S7－200 CPU和扩展模块在面板上安装的安装孔尺寸如图1－73和表1－12所示。

图1－73　S7－200模块安装示意图

表1－12　S7－200模块参考尺寸

4.安装步骤

(1)安装CPU或扩展模块，需遵循以下步骤。

①面板安装。

a.使用表1－12中的尺寸，定位、钻孔和轻敲安装孔。

b.用适当的螺钉将模块固定在面板上。

c.使用扩展模块时，需将扩展模块带状电缆与扩展端口接头连接。

②DIN横杆安装。

a.每隔75mm将横杆固定在安装面板上。

b.打开DIN夹片(位于模块底部)，并将模块背面扣在DIN横杆上。

c.使用扩展模块时，需将扩展模块带状电缆与扩展端口接头连接。

d.将模块向下旋转至DIN横杆位置，将夹片关闭。请仔细检查夹片是否夹紧，模块是否安全地固定在横杆上。为了避免损坏模块，按安装孔的标记，而不要直接按模块前侧。

如果S7－200位于的环境带有高振荡电位或者S7－200沿垂直方向安装，使用DIN横杆安装比较方便。

如果系统位于高振荡环境，则面板安装S7－200会提供较高的振荡保护水平。

(2)取出CPU或扩展模块，遵循以下步骤。

①断开S7－200电源。

②断开所有与模块连接的线路和电缆。

③扩展模块与正在移除的装置连接时，需打开卡槽盖门，并从相邻的模块上断开扩展模块带状电缆连接。

④松开安装螺钉或松开DIN夹片。

⑤取出模块。

(3)取出和重新安装终端块接头，大多数S7－200模块配有可移动接头，便于安装和替换模块。先确定所使用的S7－200模块是否配有可移动接头。

①取出接头。

a.打开接头门，可接触接头。

b.在接头中部的槽口中插入一把小旋具。

c.将旋具朝与S7－200外壳相反的方向旋转，取出终端接头，如图1－74所示。

图1－74　取出终端接头

②重新安装接头。

a.打开接头门。

b.将接头与装置上的针对齐，并将接头底座轮圈中的接头布线边缘对齐。

c.用力向下按，旋转接头，直至听到“咔嚓”一声就位。请仔细检查，核实接头已适当对齐，并完全就位。

5.接地和布线

所有电气装置应当接地和合理布线，这样不仅对确保系统的最佳操作十分重要，还能为应用程序和S7－200提供附加电气噪声保护。

(1)安装要求。在电气设备接地或安装布线之前，需关闭电源。在为S7－200和相关装置布线时，务必遵循所有的电气安装标准，进行安装和操作。

(2)绝缘标准。S7－200系列PLC只能在1 200 VAC以下线路工作，按照国际电气安全标准，一般有双倍安全绝缘保障措施，并满足SELV、PELV、二类或有限电压的输出等标准等级。

(3)S7－200接地。S7－200及其相关装置的所有交流电公共导线的接地应接在同一个公共地线上，所有的直流电公共导线的接地应接在同一个公共地线上。所有的地线截面积不小于2.5mm2，长度不宜太长。

(4)S7－200布线。S7－200设计布线时，应有一个专门的低压断路器作为供电开关，要设置防磁干扰和雷电浪涌抑制、过载、短路、欠过压等保护措施。PLC的控制信号线与其他的所有交流线分槽敷设。应采取屏蔽措施，线路敷设整齐，线码号清晰。

(二)STEP 7－M icro/W IN32软件的安装

1.编程软件系统概述

STEP 7－Micro/WIN32编程软件是西门子S7－200用户不可缺少的开发工具。具有编程简单、易学、高效，扩展功能强大，能够解决复杂的自动化问题，中国用户可在全汉化的界面下进行操作，使用起来极为方便。

2.系统要求

操作系统:Windows 98、Windows ME、Windows 2000、Windows XP。

计算机及配置:IBM486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间，Windows支持的鼠标。

通信电缆:PC/PPI电缆(或使用一个通信处理器卡)，用于PLC和PC(编程器)的连接。

若要运行STEP 7－Micro/WIN32以太网通信，系统还必须安装以下装置:

(1)网络卡(要求制造商安装磁盘)。

(2)TCP/IP协议(要求Windows95安装磁盘)。

(3)Winsock2(该文件可从以下互联网网址下载):

http://qqq.microsoft.com/windows95/downloads/contents/WUAdminTools/S-QUNetworking Tools/W955Sockets2/Default.asp。

3.软件安装

STEP 7－Micro/WIN32编程软件安装与一般软件的安装大体差不多，一般有以下步骤。

(1)将STEP 7－Micro/WIN32安装光盘放入CD－ROM驱动器，系统自动进入安装向导。一般安装到90%左右会变得很慢，这是正常的，只需等待即可。同时会跳出几个设置界面，直接单击“确定”按钮。等待它安装完成，选择重启或不重启都可。单击“确定”按钮后完成安装。

(2)如果安装程序没有自动启动，可在CD－ROM的光盘目录的/STEP 7 DISKI/setup.exe找到安装程序。

(3)在安装目录里双击setup.exe，进入安装向导。

(4)在安装向导的提示下完成软件的安装。

4.对于安装不成功强行退出后无法安装的处理办法

STEP 7－Micro/WIN32的安装过程因为意外中止，造成不能卸载，也不能再次安装。出现这种情况，可按以下步骤处理。(www.xing528.com)

(1)单击Windows任务栏的“开始”按钮，选择“运行”命令。

(2)在文本框中输入regedit，并单击“确定”按钮打开“注册表编辑器”。

(3)备份当前注册表。可以在注册表编辑器中选择“My Computer”，使用菜单命令“文件”>“导出…”保存注册表数据。

(4)打开注册表目录HKEY＿LOCAL＿MACHINE＼Software＼Microsoft＼Windows＼CurrentVersion＼Uninstall。

(5)选中目录中的Uninstall文件，通过菜单命令“编辑”>“查找...”打开“查找”对话框。

(6)输入查找项STEP 7－Micro/WIN32。

(7)单击“查找”按钮开始搜索。

(8)找到相应的注册表项并删除键值，选择STEP 7－Micro/WIN32适当版本的DisplayName键值删除。如果在进行此项操作之前，已经对注册表进行了错误的操作，则可能需要把注册表中所有与Micro/WIN32相关的键值全部删除。如果此方法不能解决问题，建议重新安装Windows操作系统。

5.硬件连接

目前S7－200及以上PLC的应用大多采用PC/PPI的电缆建立计算机与PLC之间的通信。单台PLC与PC的连接或通信，只需要一根PC/PPI电缆。把PC/PPI电缆的PC端连接到计算机的RS－232通信口(一般是COM1)，另一端连接到PLC的RS－485通信口即可。

6.建立在线联系

前几步都顺利完成后，就可以建立与西门子S7－200 CPU的在线联系，步骤如下。

(1)在STEP 7－Micro/WIN32下，单击通信图标，或从“视图(View)”菜单中选择“通信”命令，则会出现一个“通信建立”结果对话框，显示是否连接了CPU主机。

(2)双击“通信建立”对话框中的刷新图标，STEP 7－Micro/WIN32将检查所连接的所有S7－200 CPU站，并为每个站建立一个CPU图标。

(3)双击要进行通信的站，在“通信建立”对话框中可以显示所选的通信参数，此时可以建立与S7－200 CPU主机的在线联系，如主机组态、上装和下装用户程序等。

(三)S7－200编程环境

1.STEP 7－Micro/WIN32窗口组件

STEP 7－Micro/W IN32窗口组件包括浏览条、指令树、交叉引用、数据块、局部变量表、程序编辑器窗口、输出窗口、状态条等，这些在本项目任务二中已介绍过，此处就略过。

2.菜单栏

菜单栏内含了S7－200的全部命令项，并允许使用光标或键击执行操作，如图1－75所示。只需单击菜单栏中的相应子菜单项，就可以打开子菜单。

图1－75　菜单栏

3.工具栏

工具栏可以分为标准工具栏、调试工具栏、梯形图指令工具栏、功能块图指令工具栏和语句表指令工具栏。

工具栏包含有编程、调试、运行等常用命令的快捷键。工具栏可以提供便利的光标访问。工具栏的按钮带有颜色，表明该按钮处于被激活状态，可以使用。如果按钮呈灰色，表明该按钮处于被关闭状态，不能使用。

4.程序编辑器

程序编辑器窗口包含了编辑器的局部变量表和程序视图(梯形图、功能块图、语句表)。可以拖动分割条，展开程序视图并覆盖局部变量表。用户在主程序之外创造子程序或中断程序，制表符在程序编辑器窗口的底端出现。可在制表符上单击，从而在子程序、中断程序以及主程序之间移动。

三、应用实施

以上学习了S7－200的硬件及软件安装与使用，下面将通过简单的基本指令(LD、LDN)实验来练习编译调试软件的使用。

1.硬件连接

用下载电缆将PC串口与S7－200 CPU226主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24 V电源开关。主机和24 V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。

2.启动编程软件

连接好电缆后，启动计算机，双击桌面的STEP7－Micro/WIN32编程软件图标，打开STEP7－Micro/WIN32主界面，如图1－76所示。

图1－76　STEP7－M icro/W IN32编程软件的主界面

3.检查通信

为了后续实验的正常进行，需先对通信进行检测。以在工具栏上单击“通信”按钮或主界面浏览窗格上单击“通信”选项，弹出如图1－77所示的“通信”对话框。在“双击刷新”位置上双击，执行刷新操作，出现显示PLC类型和地址的画面则表示通信正常。如出现如图1－78所示的对话框，则表示通信失败。

图1－77　通信测试界面

图1－78　通信失败界面

若通信失败则应检查计算机的串口地址设置是否正确。检查步骤如下:在图的“PC/PPI cable(PPI)”上双击，会显示出通信参数设置对话框。在通信参数设置对话框中，单击“属性(Properties)”按钮，会进入参数设置。在此处需要检查计算机串口地址是否正确，波特率是否正确，PLC通信口是否正确(这里主要指CPU226有两个口)。按照上述步骤进行操作后，再检测通信状况，直到通信正常。如果通信始终不能正常，则需要找专业人员进行维修。

4.编写程序

1)I/O分配表

I/O分配表如表1－13所示。

表1－13　I/O分配表

2)硬件连线图

硬件连线按图1－79所示。

3)梯形图

程序梯形图如图1－80所示。

图1－79　硬件连线

图1－80　梯形图

5.程序编译与下载

程序的编译与下载在先前的项目中也曾介绍过，故在此略过。

6.运行程序

按下按钮SB1，灯泡L1亮；松开按钮SB1，灯泡并不熄灭而是保持发亮状态。

按下按钮SB2，灯泡L1熄灭。

四、操作技能考评

通过对本任务相关知识的了解和应用操作实施，对本任务实际掌握情况进行操作技能考评，具体考核要求和考核标准如表1－14所示。

表1－14　任务操作技能考核要求和考核标准

教学小结

1.S7－200硬件安装需要注意温度、环境、布线、电源等多种因素。

2.安装S7－200的CPU或扩展模块有其规定的步骤。

3.STEP7－Micro/WIN32是一款PLC编程软件，STEP 7－Micro/WIN32软件的安装有一定的系统要求。

4.STEP 7－Micro/WIN32软件可以在离线的方式下创建、编辑和修改用户程序。

思考与练习

1.S7－200硬件安装的先决条件是什么?

2.STEP 7－Micro/WIN32主要包括哪些窗口组件?

3.STEP 7－Micro/WIN32里如何判断通信是否成功?

4.STEP 7－Micro/WIN32里梯形图和功能块编程有何区别又有何相同之处?