STEP7-Micro/WIN4.0的基本使用升级版

在PLC的使用过程中，编程软件是非常重要的工具，用户只能利用这个工具来进行PLC软件编程。西门子S-200系列PLC使用的是STEP7-Micro/WIN32编程软件（现不断地在升级），它具有编程及程序调试等多种功能，是PLC用户不可缺少的开发工具。本节将以其升级版的STEP7-Micro/WIN4.0为对象，介绍它的基本使用方法。

1.S7-200的编程软件及编程系统

STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件，由西门于公司专门为S7-200系列PLC设计开发。现在加上汉化程序后，可在全汉化的界面下进行操作，使中国的用户使用起来更加方便。

S7-200 Micro PLC的编程系统如图B-42所示，它主要包括以下几个部分：

1）装有STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机。

2）S7-200系列PLC。

图B-42 S7-200 Micro PLC的编程系统

3）一根PC/PPI连接电缆。

2.升级版STEP7-Micro/WIN4.0的编程环境

目前西门子公司已经将STEP7-Micro/WIN32软件进行了升级。本节将以其升级版的STEP7-Micro/WIN4.0中文版为编程环境进行介绍。这里将从STEP7-Micro/WIN4.0的主界面、软件中各编程元素的具体功能以及在软件中如何实现PLC与计算机通信等3个方面，对该版本软件的编程环境进行应用介绍。

（1）STEP7-Micro/WIN4.0的主界面 首先熟悉STEP7-Micro/WIN4.0的主界面，如图B-43所示，它主要包含以下内容。

图B-43 STEP7-Micro/WIN4.0的主界面

①通讯应为通信。为与软件保持一致，图中未作修改。下同。

1）项目及组件。提供项目编程特性的组件群，包括程序块、符号表、状态图、数据块、系统块、交叉引用、通信与设置PG/PC接口组件。

2）指令树。为当前程序编辑器（LAD、FBD或STL）提供所有指令项目对象。

3）菜单栏。提供使用鼠标或键盘执行操作的各种命令和工具。

4）工具栏。提供常用命令或工具的快捷按钮。

（2）STEP7-Micro/WIN4.0的具体功能

1）菜单栏。菜单栏如图B-44所示。

用户也可以定制菜单，在该菜单中增加自己的工具，操作步骤如下：

①执行【工具】/【自定义】命令，如图B-45所示。

②弹出【自定义】对话框，然后在该对话框中对新工具进行编辑操作，如图B-46所示。

图B-44 菜单栏

图B-45 执行【自定义】命令

图B-46 自定义新工具

2）工具栏。工具栏如图B-47所示。

图B-47 工具栏

①标准工具栏。标准工具栏如图B-48所示。

图B-48 标准工具栏

局部编译：编译当前所在的程序窗口或数据窗口。

全编译：编译系统块、程序块和数据块。

②调试工具栏。调试工具栏如图B-49所示。

③常用工具栏。常用工具栏如图B-50所示。

④梯形图（LAD）指令工具栏。梯形图指令工具栏如图B-51所示。

图B-49 调试工具栏

图B-50 常用工具栏

图B-51 梯形图指令工具栏

3）项目及其组件。STEP7-Micro/WIN4.0为每个实际的S7-200系统的用户程序生成一个项目，项目以扩展名为.mwp的单一文件格式保存。打开一个.mwp文件就打开了相应的项目。

使用检视区和指令树的项目分支可以查看项目的各个组件，并且可以在它们之间切换，如图B-52所示。用鼠标单击检视区组件图标，或者双击指令树分支可以快速到达相应的项目组件。

图B-52 检视区和指令树的项目分支

在STEP7-Micro/WIN中项目为用户提供程序和所需信息之间的联系，程序块、符号表、状态图、数据块、系统块、交叉引用、通信、设置PG/PC接口为所包含的项目组件。

①程序块。程序块完成程序的编辑以及相关注释。程序包括主程序（OB1）、子程序（SBR）和中断程序（INT）。

单击按钮，进入【程序块】编辑窗口，如图B-53所示。

图B-53 【程序块】编辑窗口

【程序块】编辑窗口中各个选项的含义如下：

a.装订线。装订线是位于“程序编辑器”窗口左侧的灰色区域，用于选择删除、复制或粘贴网络。

b.标尺。标尺位于程序块编辑窗口顶端，使用当前页面设置可显示打印区域宽度。标尺可以根据区域设置显示公制或英制单位。

c.程序注解。程序注解位于程序中第一个网络之前，对程序进行详细注解。每条程序注解最多可以有4096个字符。

d.网络号码。网络号码用于定义单个网络。网络号码自动编号，范围为1～65536。

e.网络标题。网络标题位于网络关键字和号码旁。每个标题最多可有256个字符。

f.网络注解。网络注解位于网络标题下方，对网络进行详细注解。每条网络注解最多可有4096个字符。

②符号表。符号表是允许程序员使用符号编址的一种工具。符号有时对程序员更加方便，使程序逻辑更加清晰。下载至PLC的编译程序将所有的符号转换为绝对地址，符号表信息不会下载至PLC。

单击按钮，进入【符号表】编辑窗口，如图B-54所示。

图B-54 【符号表】编辑窗口

【符号表】编辑窗口中各个选项的含义如下：

a.。“重叠列”显示绝对地址共享部分。每次表格被修改时，“重叠”列被更新。

b.。“未使用的符号”列中列出程序中未被引用的所有符号，每次表格被修改时，该列被更新。

c.符号。定义、编辑或选择符号等命令，允许用户在使用程序编辑器或状态图时定义新符号，从列表中选取现有符号或编辑符号属性。新的赋值或修改后的赋值将被自动加入到符号表内。

用鼠标右键单击梯形图中的某编程元素，在弹出的菜单中选择“定义符号”命令，如图B-55所示，即可激活符号。

例如，将一个用户程序中的I0.0定义成ON_1，表示“电动机起动”，即可定义一个新符号，如图B-56所示。

图B-55 激活符号

图B-56 定义新符号

①电机启动应为电动机起动。为与软件保持一致，图中未作修改。下同。

在【程序块】编辑窗口中，可以立即看到符号表信息，如图B-57所示。同样也对Q0.0进行编辑，如将其定义为1号电动机。

单击按钮，在【符号表】编辑窗口中可以看到它已经被改过来了，如图B-58所示。

图B-57 【程序块】编辑窗口

图B-58 【符号表】编辑窗口

用户可按照名称或地址列排序表格，排序时可按正向或逆向（字母）顺序排列。若按正向顺序（A至Z）排序列，单击“排序”按钮；若按逆向顺序（Z至A）排序列，单击“逆向排序”按钮。

单击按钮，可以看到符号表已经重新排序了，如图B-59所示。

如果建立了多个符号表，用户可以在多个符号表之间自由切换，如图B-60所示。

图B-59 重新排序的符号表

图B-60 多个符号表

③状态图。状态图用于在执行程序时观察数据。

单击按钮，就可以进入【状态图】编辑窗口进行编程操作了，如图B-61所示。

④数据块。数据块用于为V存储器区指定初始值，由数据（如初始内存值、常量值）和注解组成。

单击按钮进入【数据块】编辑窗口，可在窗口内输入地址和数据，如图B-62所示。

图B-61 【状态图】编辑窗口

图B-62 在【数据块】窗口中编辑地址和数据

下载后可以使用状态图观察V存储区（数据块下载到S7-200CPU的EEPROM内，即使CPU掉电后数据也不会丢失），如图B-63所示。

图B-63 使用状态图观察V存储区

⑤系统块。系统块由配置信息组成，包括通信端口、保留性范围、密码、输出表、输出过滤器、脉冲截取位、背景时间、EM配置、配置LED、扩大内存。

单击按钮，进入【系统块】编辑窗口，如图B-64所示。

图B-64 【系统块】编辑窗口

【系统块】列表下的各个配置信息如下：

a.通信端口。系统块中的【通信端口】界面用来配置CPU的通信端口属性，如图B-65所示。

b.保留性范围。用于设置CPU掉电时如何保存数据，如图B-66所示。

图B-65 【通信端口】选项卡

图B-66 设置CPU掉电时的数据保存属性

c.密码。用户可以设置密码以限制访问S7-200 CPU的内容或者限制使用某些功能，如图B-67所示。其中全部（1级）表示最高权限，部分（2级）表示中等权限，最低（3级）表示最低权限。各级别所允许的不同存取功能见表B-2。

如果忘记密码而不能访问CPU，可以在建立与S7-200 CPU的通信后，执行【PLC】/【清除】命令，如图B-68所示。

d.数字输出表。在【数字输出表】选项卡中可以定义当S7-200 CPU从运行状态转到停止状态时，CPU对数字输出点的操作，如图B-69所示。

图B-67 设置密码

表B-2 各级别所允许的不同存取功能

图B-68 清除密码

图B-69 【数字输出表】选项卡

e.模拟输出表。在【模拟输出表】选项卡中可以定义当S7-200 CPU从运行状态转到停止状态时，CPU对模拟输出点的操作，如图B-70所示。

注意：模拟输出表只支持CPU224和CPU226。

f.输入过滤器（滤波器）。S7-200允许用户为输入点选择输入滤波器，并通过软件进行滤波器参数的设置。根据输入信号的不同分为数字输入滤波器和模拟输入滤波器。

a）数字输入过滤器（滤波器）。S7-200可以为CPU集成数字量输入点选择输入滤波器，并为滤波器定义延迟时间（从0.2ms～12.8ms可选），如图B-71所示（图B-71菜单中的过滤器即滤波器）。这个延迟时间有助于滤除输入噪声，以免引起输入状态不可预测的变化。

图B-70 【模拟输出表】选项卡

图B-71 【数字输入过滤器】参数配置

注意：数字输入滤波器会对读输入、输入中断和脉冲捕获产生影响。如果参数选择不当，应用程序有可能会丢掉一个中断事件或者脉冲捕捉。高速计数器不受此影响。

b）模拟输入过滤器（滤波器）。S7-200可以对每一路模拟量输入选择软件滤波器，如图B-72所示（图B-72菜单中的过滤器即滤波器）。滤波值是多个模拟量输入采样值的平均值。滤波器参数（采样次数和死区设置）对于允许滤波的所有模拟输入都是相同的。(www.xing528.com)

图B-72 【模拟输入过滤器】参数配置

注意：模拟过滤器不适用于快速变化的模拟量。

死区设置是指如果模拟量信号经过模/数转换之后的值和平均值之差大于此处的设定值，则认为此采样值无效。

g.脉冲捕获功能。S7-200为每个本机数字量输入提供脉冲捕获功能。脉冲捕获功能允许PLC捕捉到持续时间很短的脉冲，而在扫描周期的开始，这些脉冲不是总能被CPU读到。当一个输入设置了脉冲捕获功能时，输入端的状态变化被锁存并一直保持到下一个扫描循环刷新，这就确保了一个持续时间很短的脉冲被捕获到并保持到S7-200读取输入点。该功能可使用的最大数字输入数目取决于PLC的型号。其中CPU221最多允许6个数字输入，CPU222最多允许8个数字输入，CPU224最多允许14个数字输入，CPU226最多允许24个数字输入，CPU21X型号不提供脉冲捕获功能。

用户可为每个数字输入分别启用脉冲捕获操作，如图B-73所示。

使用脉冲捕获功能有助于检测短促的输入脉冲，如图B-74所示。

图B-73 启用脉冲捕获的操作界面

图B-74 使用脉冲捕获功能检测短促的输入脉冲

由于在数字输入通道结构框图中，脉冲捕获在数字输入滤波器之后，所以用户必须选择适当的滤波器参数，避免滤波器丢失脉冲，如图B-75所示。

图B-75 数字输入通道结构框图

启用脉冲捕获功能对各种不同输入条件的输出结果如图B-76所示。如果在某一特定扫描中存在一个以上脉冲，仅读取第一个脉冲。如果在某一特定扫描中有多个脉冲，则应当使用上升/下降边沿中断事件。

图B-76 启用脉冲捕获功能对各种不同输入条件的输出结果

注意：此功能只能用于CPU集成的输入点。在使用脉冲捕捉功能时，必须要保证把输入滤波器的时间调整到脉冲不被滤掉，即在通过了输入滤波器后脉冲捕捉功能才有效。

⑥交叉引用【交叉引用】编辑窗口允许用户检查表格，这些表格列举在程序中何处使用操作数以及哪些内存区已经被指定（位用法和字节用法）。在RUN（运行）模式中进行程序编辑时，用户还可以检查程序目前正在使用的边缘号码（EU、ED）。交叉引用及用法信息不会下载至PLC。

a.单击按钮，进入【交叉引用】编辑窗口。

b.若程序未编译，只显示提示信息，如图2-77所示。

c.编译后的显示如图B-78所示。

注：在【交叉引用】表中，用鼠标双击某一行可以立即跳转到引用相应元件的位置，交叉引用表对查找程序中冲突和重叠的数据地址十分有用。

⑦通信 网络地址是用户为网络上每台设备指定的一个独特号码。该网络地址可确保将数据传输至正确的设备，并从正确的设备检索数据。S7-200支持0～126的网络地址。

单击按钮，进入【通信】编辑窗口，如图B-79所示。

每台S7-200CPU的默认波特率为9.6千波特，默认网络地址为2。

注意：在设置S7-200选择参数后，必须在改动生效之前将系统块下载至S7-200。

双击图标，刷新通信设置，这时可以看见CPU的型号和地址，说明通信正常，如图B-80所示。

图B-77 程序未编译的【交叉引用】编辑窗口

图B-78 编译后的【交叉引用】编辑窗口

图B-79 【通信】编辑窗口

图B-80 通信设置刷新

⑧设置PG/PC接口。单击按钮，进入PG/PC接口参数设置窗口，如图B-81所示。

单击【Properties】按钮，进行地址及通信速率的配置，如图B-82所示。

（3）PLC与计算机通信

1）与计算机通信，通常需要下列条件。

①PC/PPI（RS-232/PPI）电缆，连接PG/PC的串行通信口（COM口）和CPU通信口。

②PG/PC上安装CP卡，通过MPI电缆连接CPU通信口。

③其他通信方式见《S7-200系统手册》。

2）基本的编程通信要求。

①带串行RS232C端口的PG/PC，并已经安装了STEP7-Micro/WIN4.0软件。

②PC/PPI编程电缆。

图B-81 PG/PC接口参数设置窗口

图B-82 PC/PPI接口参数设置窗口

3.升级版STEP7-Micro/WIN4.0软件的使用

上面介绍了STEP7-Micro/WIN4.0软件的编程环境，下面将主要通过图B-83所示的一台电动机正反转控制实用程序的编辑示范来演示STEP7-Micro/WIN4.0软件的基本使用。

图B-83 一台电动机正反转控制的梯形图程序

其语句表程序如图B-84所示，其功能图程序如图B-85所示。

（1）程序输入

1）梯形图的编辑。

①首先打开STEP7-Micro/WIN4.0进入主界面，如图B-86所示。

②选择按钮，双击进入【程序块】编辑窗口。

图B-84 语句表程序

图B-85 功能图程序

图B-86 STEP7-Micro/WIN4.0主界面

③在指令树中选择常开触点，也可以直接在工具栏里选择，如图B-87所示。

④双击图标，常开触点会自动在程序编辑行出现，如图B-88所示。

⑤在？？.？中输入地址I0.0，如图B-89所示。

⑥用同样方法插入和，并填写对应地址，完成Q0.1、I0.1、QO.0元件的输入，如图B-90所示。

图B-87 选择常开触点

图B-88 插入常开触点

图B-89 输入地址I0.0

⑦鼠标选中要输入的新元件位置，如图B-91所示。

图B-90 完成Q0.1、I0.1、QO.0元件的输入

图B-91选中要输入的新元件位置

⑧插入，并填写地址Q0.0，如图B-92所示。

⑨单击按钮，将Q0.0和I0.0进行并联，如图B-93所示。

“网络2”的输入可以按照上面的操作同样进行。不过由于“网络2”的结构和“网络1”相似，可以采用更快捷的方式完成。

a.单击“网络1”的装订线，然后单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【复制】命令。

b.单击“网络2”的装订线，然后单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【粘贴】命令。修改对应的地址，并加上相应的注释，程序就编辑完成了。

2）语句表的编辑。执行【检视】/【STL】命令，可以直接进行语句表的编辑。

3）功能图的编辑。执行【检视】/【FBD】命令，可以直接进行功能图的编辑。

图B-92 插入并填写地址Q0.0

图B-93 将Q0.0和I0.0进行并联

（2）程序编译与下载

1）程序的编译。执行【PLC】/【编译】命令，进行编译，如图B-94所示。

在信息框中可以看到编译成功的消息，表明编译成功。

注：输出窗口会显示程序块和数据块的大小，也会显示编译中发现的错误。双击错误信息可以在程序编辑器中跳转到相应程序段。

2）程序的下载。

①执行【文件】→【下载】命令，或直接在工具栏中单击按钮进行下载。

从PG/PC到ST-200CPU为下载，从S7-200CPU到PG/PC为上传。

注：下载操作会自动执行编译命令。

②选择下载的块，这里选择程序块、数据块和系统块，可将所选择的块下载到PLC中，如图B-95所示。

图B-94 程序的编译

图B-95 选择下载的程序块、数据块和系统块

（3）程序运行与调试 程序的运行及调试监控是程序设计开发中的重要环节，很少有程序一经编制成就是完善的；只有经过试运行甚至现场运行才能发现程序中不合理的地方，从而进行反复修改和不断完善。STEP7-Micro/WIN4.0编程软件提供了一系列工具，可使用户直接在软件环境下调试并监视用户程序的执行。

1）程序的运行。

①单击工具栏中的按钮，或执行【PLC】/【运行】命令，弹出【运行】对话框，如图B-96所示。

②单击【是】按钮，则PLC进入运行模式。这时黄色STOP（停止）状态指示灯灭，绿色RUN（运行）灯点亮。

图B-96 【运行】对话框

接下来就可以开始调试前面所编辑的程序了。

2）程序的调试。

①程序状态监控。

a.单击工具栏上的按钮或执行【调试】/【开始程序状态】命令，进入程序状态监控，如图B-97所示。

b.启动程序运行监控，如图B-98所示。

图B-97 进入程序状态监控

图B-98 程序运行监控状态

注：“监控状态”下梯形图将每个元件的实际状态都显示出来。

注意：当PLC与计算机间的通信速率较慢时，程序监控状态不能完全如实显示变化迅速的元件状态。

c.如果接通I0.0，则Q0.0也接通，如图B-99所示。

注：“能流”通过的元件将变色显示，通过施加输入，可以模拟程序实际运行，从而监控所运行的程序。

②状态图监控。

a.单击检视区的状态图按钮，进入状态图监控方式。

b.单击按钮可以观察各个变量的变化情况，如图B-100所示。

c.单击装订线，选择程序段，单击鼠标右键，选择【创建状态图】命令，如图B-101所示，能快速生成一个包含所选程序段内各元件的新表格。

图B-99 接通的I0.0和Q0.0

图B-101 选择【创建状态图】命令

至此就完成了一个应用程序的编辑、编译、下载、运行、调试的整个过程。要熟练灵巧地掌握S7-200PLC的编程工具，还需要反复地进行编程实践。