西门子编程软件STEP7

STEP7-Micro/WIN32西门子编程软件是基于Windows的应用软件，它是西门子公司专门为S7-200系列可编程控制器而设计开发，是西门子PLC用户不可缺少的开发工具。目前STEP7-Micro/WIN32编程软件已经升级到了4.0版本，本书将以该版本的中文版为编程环境进行介绍。

硬件连接及软件的安装

、硬件连接

为了实现PLC与计算机之间的通信，西门子公司为用户提供了两种硬件连接方式：一种是通过PC/PPI 电缆直接连接，另一种是通过带有MPI电缆的通信处理器连接。

典型的单主机与直接连接如图7—1所示，它不需要其他的硬件设备，方法是把PC/PPI电缆的PC端连接到计算机的RS-232通信口（一般是COM1），把PC/PPI电缆的PPI端连接到PLC的RS-485通信口即可。

软件的安装

（1）系统要求STEP7-Micro/WIN32软件安装包是基于Windows的应用软件，4.0版本的软件安装与运行需要Windows2000/SP3或WindowsXP操作系统。

（2）软件安装

STEP7-Micro/WIN32软件的安装很简单， 将光盘插入光盘驱动器系统自动进入安装向导（或在光盘目录里双击setup，则进入安装向导），按照安装向导完成软件的安装。软件程序安装路径可使用默认子目录，也可以使用“浏览”按钮弹出的对话框中任意选择或新建一个新子目录。

首次运行STEP7-Micro/WIN32软件时系统默认语言为英语，可根据需要修改编程语言。如将英语改为中文，其具体操作如下：运行STEP7-Micro/WIN32编程软件，在主界面执行菜单Tools→Options→General选项，然后在对话框中选择Chinese即可将English改为中文。图7—1典型的单主机与PLC直接连接

2STEP7-Micro/WIN32 软件的窗口组件

基本功能 STEP7-Micro/WIN32的基本功能是协助用户完成应用程序的开发，同时它具有设置PLC参数、加密和运行监视等功能。

编程软件在联机工作方式（PLC与计算机相连）可以实现用户程序的输入、编辑、上载、下载运行，通讯测试及实时监视等功能。在离线条件下，也可以实现用户程序的输入、编辑、编译等功能。

主界面 启动STEP7-Micro/WIN32编程软件，其主要界面外观如图2所示。

主界面一般可分为以下6个区域：菜单栏（包含8个主菜单项）、工具栏（快捷按钮）、浏览栏（快捷操作窗口）、指令树(快捷操作窗口)、输出窗口和用户窗口（可同时或分别打开图中的5个用户窗口）。除菜单栏外，用户可根据需要决定其他窗口的取舍和样式的设置。

图7—2 STEP7-Micro/WIN32编程软件的主界面

菜单栏

菜单栏包括8个主菜单选项，菜单栏各选项如图7—3所示。

图7—3 菜单栏

为了便于同学们课后学习编程软件，充分了解编程软件功能更好完成用户程序开发任务，下面介绍编程软件主界面各主菜单的功能及其选项内容如下：（1）文件：文件菜单可以实现对文件的操作。【文件】菜单及其选项如图4所示。（2）编辑：编辑菜单提供程序的编辑工具。【编辑】菜单及其选项如图5所示。（3）查看：查看菜单可以设置软件开发环境的风格。【查看】菜单及其选项如图7—6所示。（4）PLC：PLC菜单可建立与PLC联机时的相关操作，也可提供离线编译的功能。【PLC】菜单及其选项如图7所示。（5）调试：调试菜单用于联机时的动态调试。【调试】菜单及其选项如图7—8所示。（6）工具：工具菜单提供复杂指令向导，使复杂指令编程时的工作简化，同时提供文本显示器TD200设置向导；另外，工具菜单的定制子菜单可以更改STEP 7-Micro/WIN 32工具条的外观或内容，以及在工具菜单中增加常用工具；工具菜单的选项可以设置3种编辑器的风格，如字体、指令盒的大小等样式。【工具】菜单及其选项如图7—9所示。（7）窗口：窗口菜单可以打开一个或多个窗口，并可进行窗口之间的切换；还可以设置窗口的排放形式。【窗口】菜单及其选项如图7—10所示。（8）帮助：可以通过帮助菜单的目录和索引了解几乎所有相关的使用帮助信息。在编程过程中，如果对某条指令或某个功能的使用有疑问，可以使用在线帮助功能，在软件操作过程中的任何步骤或任何位置，都可以 按F1键来显示在线帮助，大大方便了用户的使用。【帮助】菜单及其选项如图7—11所示。STEP7-Micro/WIN32【帮助】窗口如图7—12所示。

图7—4 【文件】菜单及其选项图7—5 【编辑】菜单及其选项

图7—6 【查看】菜单及其选项 图7—7 【PLC】菜单及其选项

图7—8 【调试】菜单及其选项 图7—9 【工具】菜单及其选项

图7—10 【窗口】菜单及其 图7—11 【帮助】菜单及其选项

图7—12 STEP7-Micro/WIN32【帮助】窗口

工具栏

工具栏提供简便的鼠标操作，它将最常用的STEP7-Micro/WIN32编程软件操作以按钮形式设定到工具栏。可执行菜单【查看】→【工具栏】选项，实现显示或隐藏标准、调试、公用和指令工具栏。工具栏其选项如图7—13所示。

图7—13 工具栏

工具栏可划分为4个区域www.plcs.cn，下面按区域介绍各按钮选项的操作功能。

（1）标准工具栏

标准工具栏各快捷按钮选项如图7—14所示。

图7—14 标准工具栏

（2）调试工具栏

调试工具栏各快捷按钮选项如图7—15所示。

图7—15 调试工具栏

（3）公用工具栏

公用工具栏各快捷按钮选项如图7—16所示。

图7—16 公用工具栏

（4）指令工具栏

指令工具栏各快捷按钮选项如图7—17所示。 图7—17 LAD指令工具栏

指令树

指令树以树形结构提供项目对象和当前编辑器的所有指令。双击指令树中的指令符，能自动在梯形图显示区光标位置插入所选的梯形图指令。项目对象的操作可以双击项目选项文件夹，然后双击打开需要的配置页。指令树可用执行菜单【查看】→【指令树】选项来选择是否打开。指令树各选项如图7—18所示。

浏览栏

浏览栏可为编程提供按钮控制的快速窗口切换功能，单击浏览栏的任意选项按钮，则主窗口切换成此按钮对应的窗口。浏览栏各选项如图7—19所示。

图7—18 指令树及其选项图7—19浏览栏及其选项

浏览栏可划分为8个窗口组件，下面按窗口组件介绍各窗口按钮选项的操作功能。（1）程序块程序块用于完成程序的编辑以及相关注释。程序包括主程序（OBI）、子程序（SBR）和中断程序（INT）。单击浏览栏的【程序块】按钮，进入程序块编辑窗口。【程序块】编辑窗口如图7—20所示。梯形图编辑器中的“网络n”标志每个梯级，同时也是标题栏，可在网络标题文本框键入标题，为本梯级加注标题。还可在程序注释和网络注释文本框键入必要的注释说明，使程序清晰易读。

如果需要编辑SBR（子程序）或INT（中断程序），可以用编辑窗口底部的选项卡切换。

图7—20【程序块】编辑窗口

（2）符号表符号表是允许用户使用符号编址的一种工具。实际编程时为了增加程序的可读性，可用带有实际含义的符号作为编程元件代号，而不是直接使用元件在主机中的直接地址。单击浏览栏的【符号表】按钮，进入符号表编辑窗口。【符号表】编辑窗口如图7—21所示。

图21【符号表】编辑窗口

（3）状态表状态表用于联机调试时监控各变量的值和状态。在PLC运行方式下，可以打开状态表窗口，在程序扫描执行时，能够连续、自动地更新状态表的数值和状态。单击浏览栏的【状态表】按钮，进入状态表编辑窗口。 【状态表】编辑窗口如图7—22所示。

图7—22【状态表】编辑窗口

（4）数据块

数据块用于设置和修改变量存储区内各种类型存储区的一个或多个变量值，并加注必要的注释说明，下载后可以使用状态表监控存储区的数据。可以使用下列之一方法访问数据块：①单击浏览条的【数据块】按钮。②执行菜单【查看】→【组件】→【数据块】。③双击指令树的【数据块】，然后双击用户定义1图标。【数据块】编辑窗口如图7—23所示。

图7—23【数据块】编辑窗口

（5）系统块系统块可配置S7-200用于CPU的参数，使用下列方法能够查看和编辑系统块，设置CPU参数。可以使用下面之一方式进入【系统块】编辑：

1.单击浏览栏的【系统块】按钮。

2.执行菜单【查看】→【组件】→【系统块】。

3.双击指令树中的【系统块】文件夹，然后双击打开需要的配置页

系统块的信息需下载到PLC，为PLC提供新的系统配置。当项目的CPU类型和版本能够支持特定选项时，这些系统块配置选项将被启用。【系统块】编辑窗口如图7—24所示。

图7—24【系统块】编辑窗口

（6）交叉引用

交叉引用提供用户程序所用的PLC信息资源，包括3个方面的引用信息，即交叉引用信息、字节使用情况信息和位使用情况信息，使编程所用的PLC资源一目了然。交叉引用及用法信息不会下载到PLC。单击浏览栏【交叉引用】按钮，进入交叉引用编辑窗口。【交叉引用】编辑窗口如图7—25所示。

图7—25【 交叉引用】编辑窗口

（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。该独特的网络地址确保将数据传送至正确的设备，并从正确的设备检索数据。S7-200支持0至126的网络地址。

数据在网络中的传送速度称为波特率，通常以千波特（kbaud）、兆波特（Mbaud）为单位。波特率测量在某一特定时间内传送的数据量。S7-200CPU的默认波特率为9.6千波特，默认网络地址为2。

单击浏览栏的【通信】按钮，进入通信设置窗口。【通信】设置窗口如图7—26所示。

如果需要为STEP 7-Micro/WIN配置波特率和网络地址，在设置参数后，必须双击 图标，刷新通信设置，这时可以看到CPU的型号和网络地址2，说明通信正常。

图7—26【通信】设置窗口

（8）设置PG/PC单击浏览栏的【设置PG/PC接口】按钮，进入PG/PC接口参数设置窗口， 【设置PG/PC接口】窗口如图27所示。单击【Properties】按钮，可以进行地址及通信速率的配置。

图7—27【设置PG/PC接口】窗口

编程软件的使用 STEP7—Micro/WIN4.0编程软件具有编程和程序调试等多种功能，下面通过一个简单程序示例，介绍编程软件的基本使用。

STEP7—Micro/WIN4.0编程软件的基本使用示例如图7—28所示。

图7—28编程软件使用示例的梯形图

编程的准备 1）、创建一个项目或打开一个已有的项目

在进行控制程序编程之前，首先应创建一个项目。执行菜单【文件】→【新建】选项或单击工具栏的 新建按钮，可以生成一个新的项目。执行菜单【文件】→【打开】选项或单击工具栏的 打开按钮，可以打开已有的项目。项目以扩展名为 . mwp 的文件格式保存。

2）、设置与读取PLC的型号

在对PLC编程之前，应正确地设置其型号，以防止创建程序时发生编辑错误。如果指定了型号，指令树用红色标记“Ｘ”表示对当前选择的PLC无效的指令。设置与读取PLC的型号可以有两种方法：①执行菜单【PLC】→【类型】选项，在出现的对话框中，可以选择PLC型号和CPU版本如图7—29所示。②双击指令树的【项目1】，然后双击PLC型号和CPU版本选项，在弹出的对话框中进行设置即可。如果已经成功地建立通信连接，单击对话框中的【读取PLC】按钮，可以通过通信读出PLC的信号与硬件版本号。

图7—29设置PLC的型号

3）、 选择编程语言和指令集S7-200系列PLC支持的指令集有SIMATIC和IEC1131-3两种。SIMATIC编程模式选择，可以执行菜单【工具】→【选项】→【常规】→【SIMATIC】选项来确定。

编程软件可实现3种编程语言（编程器）之间的任意切换，执行菜单【查看】→【梯形图】或【STL】或【FBD】选项便可进入相应的编程环境。4）、确定程序的结构

简单的数字量控制程序一般只有主程序，系统较大、功能复杂的程序除了主程序外，可能还有子程序、中断程序。编程时可以点击编辑窗口下方的选项来实现切换以完成不同程序结构的程序编辑。用户程序结构选择编辑窗口如图7—30所示。

图7—30用户程序结构选择编辑窗口

主程序在每个扫描周期内均被顺序执行一次。子程序的指令放在独立的程序块中，仅在被程序调用时才执行。中断程序的指令也放在独立的程序块中，用来处理预先规定的中断事件，在中断事件发生时操作系统调用中断程序。

编写用户程序 1）、梯形图的编辑

在梯形图编辑窗口中，梯形图程序被划分成若干个网络，一个网络中只能有一个独立电路块。如果一个网络中有两个独立电路块，在编译时输出窗口将显示“1个错误”，待错误修正后方可继续。可以对网络中的程序或者某个编程元件进行编辑，执行删除、复制或粘贴操作。

(1)首先打开STEP7—Micro/WIN4.0编程软件，进入主界面，STEP7—Micro/WIN4.0编程软件主界面如图7—31所示。

图7—31STEP7—Micro/WIN4.0编程软件主界面

(2)单击浏览栏的【程序块】按钮，进入梯形图编辑窗口。

(3)在编辑窗口中，把光标定位到将要输入编程元件的地方。

(4)可直接在指令工具栏中点击常开触点按钮，选取触点如图7—32所示。在打开的位逻辑指令中单击 图标选项，选择常开触点如图7—33所示。输入的常开触点符号会自动写入到光标所在位置。输入常开触点如图7—34所示。也可以在指令树中双击位逻辑选项，然后双击常开触点输入。

图7—32选取触点

图7—33 选择常开触点图7—34 输入常开触点

（5）在？？？中输入操作数I0.1，光标自动移到下一列。输入操作数I0.1如图7—34所示。

图7—35输入操作数I0.1

（6）用同样的方法在光标位置输入 和 ，并填写对应地址，T37和Q0.1编辑结果如图7—36所示。

图7—36T37和Q0.1编辑结果

（7）将光标定位到I0.1下方，按照I0.1的输入办法输入Q0.1。Q0.1编辑结果如图7—37所示。

图7—37Q0.1编辑结果

(8) 将光标移到要合并的触点处，单击指令工具栏中的向上连线按钮 ，将Q0.0和I0.0并联连接， Q0.0和I0.0并联连接如图7—38所示。

图7—38Q0.0和I0.0并联连接

（9）将光标定位到网络2，按照I0.1的输入办法编写Q0.1。

(10) 将光标定位到定时器输入位置，双击指令树的【定时器】选项，然后再双击接通延时定时器图标，在光标位置即可输入接通延时定时器。选择定时器图标如图7—39所示。

图7—39选择定时器图7—40输入接通延时定时器

（11）在定时器指令上面的 处输入定时器编号T37，在左侧 处输入定时器的预置值100，编辑结果如图7—28所示。经过上述操作过程，编程软件使用示例的梯形图就编辑完成了。如果需要进行语句表和功能图编辑，可按下面办法来实现。

2)语句表的编辑

执行菜单【查看】→【STL】选项，可以直接进行语句表的编辑。语句表的编辑如图7—41所示。

3）功能图的编辑

执行菜单【查看】→【FBD】选项，可以直接进行功能图的编辑。功能图的编辑如图7—42所示。

图7—41语句表的编辑图7—42功能图的编辑

程序的状态监控与调试 1）、编译程序

执行菜单【PLC】→【编译】或【全部编译】选项，或点击工具栏的 或 按钮，可以分别编译当前打开的程序或全部程序。编译后在输出窗口中显示程序编译结果，必须在修正程序中的所有错误，编译无错误后，才能下载程序。若没有对程序进行编译，在下载之前编程软件会自动对程序进行编译。

2）、下载与上载程序

下载是将当前编程器中的程序写入到PLC的存储器中。计算机与PLC建立其通信连接正常，并且用户程序编译无错误后，可以将程序下载的PLC中。下载操作可执行菜单【文件】→【下载】选项，或点击工具栏 按钮。上载是将PLC中未加密的程序向上传送到编程器中。上载操作可执行菜单【文件】→【上载】选项，或点击工具栏 按钮。

3）、PLC的工作方式

PLC有两种工作方式，即运行和停止工作方式。在不同的工作方式下，PLC进行调试的操作方法不同。可以通过执行菜单栏【PLC】→【运行】或【停止】的选项来选择工作方式，也可以在PLC的工作方式开关处操作来选择。PLC只有处在运行工作方式下，才可以启动程序的状态监控。

4）、程序运行与调试

程序的调试及运行监控是程序开发的重要环节，很少有程序一经编制就是完整的，只有经过调试运行甚至现场运行后才能发现程序中不合理的地方，从而进行修改。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

单击工具栏的 按钮，或执行菜单【PLC】→【运行】选项，在对话框中确定进入运行模式，这时黄色STOP（停止）状态指示灯灭，绿色RUN（运行）灯点亮。程序运行后如图28所示。

（2）、程序的调试在程序调试中，经常采用程序状态监控、状态表监控和趋势图监控三种监控方式反映程序的运行状态。下面结合示例介绍基本使用情况。

Ⅰ、程序状态监控

单击工具栏中的 按钮，或执行菜单【调试】→【开始程序状态监控】选项，进入程序状态监控。启动程序运行状态监控后：① 当I0.1触点断开时，编程软件使用示例的程序状态如图7—43所示。② 当I0.1触点接通瞬间，编程软件使用示例的程序状态如图7—44所示。③ 当定时器延时时间10S后，编程软件使用示例的程序状态如图7—28所示。

在监控状态下，“能流”通过的元件将显示蓝色，通过施加输入，可以模拟程序实际运行，从而检验我们的程序。梯形图中的每个元件的实际状态也都显示出来，这些状态是PLC在扫描周期完成时的结果。

图7—43编程软件使用示例的程序状态

图7—44编程软件使用示例的程序状态

Ⅱ、状态表监控

可以使用状态表来监控用户程序，还可以采用强制表操作修改用户程序的变量。编程软件使用示例的状态表监控如图7—45所示，在当前值栏目中显示了各元件的状态和数值大小。

可以选择下面办法之一来进行状态表监控：

①执行菜单【查看】→【组件】→【状态表】。②单击浏览栏的【状态表】按钮。③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，能快速生成一个包含所选程序段内各元件的新的表格。

图7—45编程软件使用示例的状态表监控

Ⅲ、趋势图监控

趋势图监控是采用编程元件的状态和数值大小随时间变化关系的图形监控。可点击工具栏的 按钮，将状态表监控切换为趋势图监控。