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4.1.1 STEP 7概述
STEP 7用于S7、M7、C7、WinAC的编程、监控和参数设置，教材基于STEP 7 V5.2版。
STEP 7具有以下功能：硬件配置和参数设置、通信组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。
4.1.2 STEP 7的硬件接口
PC/MPI适配器＋RS-232C通信电缆。
计算机的通信卡CP 5611（PCI卡）、CP 5511或CP 5512（PCMCIA卡）将计算机连接到MPI或PROFIBUS网络。
计算机工业以太网卡CP 1512（PCMCIA卡）或CP 1612（PCI卡）。
STEP 7的授权在软盘中。STEP 7光盘上的程序AuthorsW用于显示、安装和取出授权。
4.1.4 STEP 7的编程功能
1．编程语言
基本编程语言：梯形图(LAD)、功能块图(FBD) 和语句表(STL)。
S7-SCL (结构化控制语言) ，S7-GRAPH（顺序功能图语言），S7 HiGraph和CFC。
2．符号表编辑器
3．增强的测试和服务功能
设置断点、强制输入和输出、多CPU运行(仅限于S7-400)，重新布线、显示交叉参考表、状态功能、直接下载和调试块、同时监测几个块的状态等。
程序中的特殊点可以通过输入符号名或地址快速查找。
4．STEP 7的帮助功能
按F1键便可以得到与它们有关的在线帮助。菜单命令“Help→contents”进入帮助窗口。
4.1.5 STEP 7的硬件组态与诊断功能
1．硬件组态
（1）系统组态：选择硬件机架，模块分配给机架中希望的插槽；
（2）CPU的参数设置；
（3）模块的参数设置，可以防止输入错误的数据。
2．通信组态
（1）网络连接的组态和显示；
（2）设置用MPI 或PROFIBUS-DP连接的设备之间的周期性数据传送的参数。
（3）设置用MPI、PROFIBUS或工业以太网实现的事件驱动的数据传输，用通信块编程。
3．系统诊断
（1）快速浏览CPU的数据和用户程序在运行中的故障原因。
（2）用图形方式显示硬件配置、模块故障和诊断缓冲区的信息等。
4.2 硬件组态与参数设置
4.2.1 项目的创建与项目的结构
生成一个名为“硬件组态”的项目，CPU为CPU 313C-2DP。
4.2.2 硬件组态
打开HW Config窗口，用菜单命令“View”“Catalog”打开硬件目录。放入PS 307 5A。
4.2.3 CPU模块的参数设置
CPU属性设置
表4-1 时钟存储器各位对应的时钟脉冲周期与频率
位 7 6 5 4 3 2 1 0
周期（s） 2 1.6 1 0.8 0.5 0.4 0.2 0.1
频率（Hz） 0.5 0.625 1 1.25 2 2.5 5 10
4.2.4 数字量输入模块的参数设置
在CPU处于STOP模式下进行，设置完后下载到CPU中。当CPU从STOP模式转换为RUN模式时，CPU将参数传送到每个模块。
DI16×DC 24V，Alarm：订货号为6ES7 321-7BH00-0AB0
参数设置：地址，Input窗口选硬件中断。
4.2.5 数字量输出模块的参数设置
DO16DC 24/48V，订货号为6ES7 322-5GH00-0AB0
进入STOP后的保持与替代。
4.2.6 模拟量输入模块的参数设置
1．模块诊断与中断的设置
8通道12位模拟量输入模块（订货号为6ES7 331-7KF02-0AB0，第7）的参数设置。
2．模块测量范围的选择
“4DMU”是4线式传感器电流测量，“R-4L”是4线式热电阻，“TC-I”是热电偶，“E”表示测量种类为电压。
量程卡的位置与组态的量程应一致。
未使用的通道应选择测量种类中的“Deactivated”（禁止使用）。
3．模块测量精度与转换时间的设置
SM 331采用积分式A/D转换器，积分时间直接影响到A/D转换时间、转换精度和干扰抑制频率。为了抑制工频频率，一般选用20ms的积分时间。
表4-2 6ES7 331-7KF02模拟量输入模块的参数关系
积分时间（ms） 2.5 16.7 20 100
基本转换时间（ms，包括积分时间） 3 17 22 102
附加测量电阻转换时间（ms） 1 1 1 1
附加开路监控转换时间（ms） 10 10 10 10
附加测量电阻和开路监控转换时间（ms） 16 16 16 16
精度（位，包括符号位） 9 12 12 14
干扰抑制频率（Hz） 400 60 50 10
模块的基本响应时间（ms，所有通道使能） 24 136 176 816
4.2.7 模拟量输出模块的参数设置
与模入模块有很多共同之处，CPU进入STOP时的响应：不输出电流电压（0CV）、保持最后的输出值（KLV）和采用替代值（SV）。
4.3 符号表与逻辑块
4.3.1 符号表
共享符号（全局符号）在符号表中定义，可供程序中所有的块使用。
在程序编辑器中用菜单命令 “View→Display with→Symbolic Representation”选择显示是否显示符号。
2．生成与编辑符号表
CPU为程序中的全局符号自动加双引号，在局部变量的前面自动加“#”号。生成符号表和块的局域变量表时不用为变量添加引号和#号。
图4-11 符号表
数据块中的地址（DBD，DBW，DBB和DBX）不能在符号表中定义，应在数据块的声明表中定义。
可以用菜单命令“View→Sort”选择符号表中变量的排序方法。
3．共享符号与局域符号
共享符号可以被所有的块使用，包括I、Q、PI、PQ、M、T、C、FB、FC、SFB、SFC、DB等，可以使用汉字定义的符号。
局域符号在某个块的变量声明表中定义，只在定义它的块中有效，同一个符号名可以在不同的块中用于不同的局域变量。局域符号不能使用汉字。
4．过滤器（Filter）
在符号表中执行菜单命令“View→Filter”，“I*”表示显示所有的输入，“I*.*”表示所有的输入位，“I2.*”表示IB2中的位等。
4.3.2 逻辑块
逻辑块包括组织块OB、功能块FB和功能FC。
1．程序的输入方式：增量输入方式或源代码方式（或称文本方式、自由编辑方式）。
2．生成逻辑块
图4-12 梯形图编辑器
6．网络
执行菜单命令“Insert→Network”，或点击工具条中相应的图标，在当前网络的下面生成一个新的网络。菜单命令“View→Display →Comments”用来激活或取消块注释和网络注释。
可以用剪贴板在块内部和块之间复制和粘贴网络，可用Ctrl键选择多个对象。
7．打开和编辑块的属性
菜单命令“File→Properties”来查看和编辑块属性。
8．程序编辑器的设置
进入程序编辑器后用菜单命令“Option→Customize”打开对话框，可以进行下列设置：
（1）在“General”标签页的“Font”域设置编辑器使用的字体和字符的大小。
（2）在“STL、LAD/FDB”标签页中选择这些程序编辑器的显示特性。
（3）在“Block”（块）标签页中，可以选择生成功能块时是否生成参考数据和块是否有多重背景功能。
（4）在“View”选项卡中的“View after Open Block”区，选择在块打开时显示的方式。
9．显示方式的设置
执行View菜单中命令，放大、缩小梯形图或功能块图的显示比例。
菜单命令“View→Display→Symbolic Representation”，切换绝对地址和符号地址方式。
菜单命令“View→Display→Symbol information”打开或关闭符号信息。
图4-13 符号信息
4.4 S7-PLCSIM仿真软件在程序调试中的应用
4.4.1 S7-PLCSIM的主要功能
在计算机上对S7-300/400 PLC的用户程序进行离线仿真与调试。
模拟PLC的输入/输出存储器区，来控制程序的运行，观察有关输出变量的状态。
在运行仿真PLC时可以使用变量表和程序状态等方法来监视和修改变量。
可以对大部分组织块（OB）、系统功能块（SFB）和系统功能（SFC）仿真。
4.4.2 S7-PLCSIM快速入门
（1）在STEP 7编程软件中生成项目，编写用户程序。
（2）打开S7-PLCSIM窗口，自动建立了STEP 7与仿真CPU的连接。
仿真PLC的电源处于接通状态，CPU处于STOP模式，扫描方式为连续扫描。
（3）在管理器中打开要仿真的项目，选中“Blocks”对象，将所有的块下载到仿真PLC。
（4）生成视图对象。
（5）用视图对象来模拟实际PLC的输入/输出信号，检查下载的用户程序是否正确。
应用举例
电动机串电阻降压起动，速度监视。MW2输入数据后按Enter键。
S7-PLCSIM仿真窗口
4.4.4 仿真软件的设置与存档
1．CPU视图对象
2．其他视图对象
通用变量（Generic Variable）视图对象用于访问仿真PLC所有的存储区（包括数据块）。垂直位（Vertical Bits）视图对象可以用绝对地址或符号地址来监视和修改I、Q、M等存储区。
累加器与状态字视图对象用来监视CPU中的累加器、状态字和地址寄存器AR1和AR2。
块寄存器视图对象用来监视数据块地址寄存器的内容，当前和上一次打开的逻辑块的编号，以及块中的步地址计数器SAC的值。
嵌套堆栈（Nesting Stacks）视图对象用来监视嵌套堆栈和MCR（主控继电器）堆栈。
定时器视图对象标有“T=0”的按钮用来复位指定的定时器。
3．设置扫描方式
用“Execute”菜单中的“Scan Mode”选择单次扫描或连续扫描。
4．设置MPI地址
菜单命令“PLC→MPI Address…”设置仿真PLC在指定的网络中的节点地址。
4.5 下载与上载
4.5.1 装载存储器与工作存储器
下载的用户程序保存在装载存储器（FEPROM）中。CPU电源掉电又重新恢复时，FEPROM中的内容被重新复制到CPU存储器的RAM区。
系统数据（System Data）包括硬件组态、网络组态和连接表，也应下载到CPU。
4.5.2 在线连接的建立与在线操作
1．建立在线连接
通过硬件接口连接计算机和PLC必须，然后通过在线的项目窗口访问PLC。
管理器中执行菜单命令“View→Online”进入在线状态，将显示CPU中的块。
在线窗口显示的是PLC中的内容，离线窗口显示的是计算机中的内容。
如果PLC与STEP 7中的程序和组态数据是一致的，在线窗口显示的是PLC与STEP 7中的数据的组合。
2．处理模式与测试模式
在设置CPU属性的对话框中的“Protection”（保护）标签页选择处理（Process）模式或测试（Test）模式。处理模式不能使用断点、单步等测试功能。
3．在线操作
进入在线状态后，可执行菜单命令“PLC →Diagnostics/Settings”中的各种命令。
进入在线状态后，“PLC”主菜单中的命令功能。
设置了口令后，执行在线功能时，会显示出“Enter Password”对话框。若输入的口令正确，就可以访问该模块。用菜单命令“PLC→Access Rights→ Setup”输入口令。
4.5.3 下载与上载
1．下载的准备工作
计算机与CPU之间必须建立起连接，要下载的程序已编译好；在RUN-P模式一次只能下载一个块，建议在STOP模式下载。
在保存块或下载块时，STEP 7首先进行语法检查，应改正检查出来的错误。下载前应将CPU中的用户存储器复位。可以用模式选择开关复位，或在CPU进入STOP模式时用菜单命令“PLC→Clear/Reset”复位存储器。
2．下载的方法
（1）在离线模式下载
在管理器的块工作区选择块，可用Ctrl键和Shift键选择多个块，用菜单命令“PLC→Download”将被选择的块下载到CPU。在管理器左边的目录窗口中选择Blocks对象，下载所有的块和系统数据。
对块编程或组态硬件和网络时，在当时主窗口，用菜单命令“PLC→Download”下载当前正在编辑的对象。
(4) 上载程序
可以用“PLC→Upload”命令从CPU的RAM装载存储器中，把块的当前内容上载到计算机打开的项目中。
4.6 用变量表调试程序
4.6.1 系统调试的基本步骤
首先进行硬件调试，可以用变量表来测试硬件，通过观察CPU模块上的故障指示灯，或使用4.8节介绍的故障诊断工具来诊断故障。
下载程序之前应将CPU的存储器复位，将CPU切换到STOP模式，下载用户程序时应同时下载硬件组态数据。
可以在OB1中逐一调用各程序块，一步一步地调试程序。
最先调试起动组织块OB100，然后调试FB和FC。应先调试嵌套调用最深的块，例如首先调试图4-13中的FB1。调试时可以在完整的OB1的中间临时插入BEU（块无条件结束）指令，只执行BUE指令之前的部分，调试好后将它删除掉。
最后调试不影响OB1的循环执行的中断处理程序，或者在调试OB1时调试它们。
4.6.2 变量表的基本功能
变量表可以在一个画面中同时监视、修改和强制用户感兴趣的全部变量。一个项目可以生成多个变量表。变量表的功能：
监视（Monitor）变量、修改（Modify）变量、对外设输出赋值、强制变量、定义变量被监视或赋予新值的触发点和触发条件。
4.6.3 变量表的生成
1．生成变量表的几种方法
（1）在管理器中生成新的变量表。
（3）在变量表编辑器中，可以用主菜单“Table”生成一个新的变量表。
2．在变量表中输入变量
可以从符号表中拷贝地址，将它粘贴到变量表。
IW2用二进制数（BIN）可以同时显示和分别修改 I 2.0～I 3.7这16点数字量输入变量。
图4-18 变量表
4.6.4 变量表的使用
1．建立与CPU的连接
2．定义变量表的触发方式
用菜单命令“Variable→Trigger”打开图4-15中的对话框选择触发方式。
图4-19 定义变量表的触发方式
3．监视变量
用菜单命令“Variable→Update Monitor Values”对所选变量的数值作一次立即刷新。
4．修改变量
修改变量时应在RUN-P模式，和CPU参数设置中的Test保护模式。
在STOP模式修改变量时，各变量的状态不会互相影响，并且有保持功能。
在RUN模式修改变量时，各变量同时又受到用户程序的控制。
5．强制变量
强制变量操作给用户程序中的变量赋一个固定的值，不会因为用户程序的执行而改变。
图4-20 强制数值窗口
强制作业只能用菜单命令“Variable→Stop Forcing”来删除或终止。
4.7 用程序状态功能调试程序
4.7.1 程序状态功能的起动与显示
1．起动程序状态
进入程序状态的条件：经过编译的程序下载到CPU；打开逻辑块，用菜单命令“Debug→Monitor”或图标进入在线监控状态；将CPU切换到RUN或RUN-P模式。
2．语句表程序状态的显示
图4-21 用程序状态监视语句表程序
从光标选择的网络开始监视程序状态，右边窗口显示每条指令执行后的逻辑运算结果（RLO）和状态位STA(Status)、累加器1（STANDARD）、累加器2(ACCU 2)和状态字（STATUS…）。用菜单命令“Options→Customize”打开的对话框的STL标签页选择需要监视的内容，用LAD/FBD标签页可以设置梯形图(LAD)和功能块图(SFB)程序状态的显示方式。
3．梯形图程序状态的显示
LAD和FBD中用绿色连续线来表示状态满足，即有“能流”流过；用兰色点状线细表示状态不满足，没有能流流过；用黑色连续线表示状态未知。
图4-22 梯形图程序状态的显示
梯形图中加粗的字体显示的参数值是当前值，细体字显示的参数值来自以前的循环。
4．使用程序状态功能监视数据块
在“实际值”列显示当前值。
4.7.2 单步与断点功能的使用
进入RUN或RUN-P模式后将停留在第一个断点处。单步模式一次只执行一条指令。
程序编辑器的“Debug（调试）”菜单中的命令用来设置、激活或删除断点。执行菜单命令“View＞Breakpoint Bar”后，在工具条中将出现一组与断点有关的图标。
1．设置断点与进入单步模式的条件
（1）只能在语句表中使用单步和断点功能。
（2） 执行菜单命令“Options → Customize”，在对话框中选择STL标签页，激活“Activate new breakpoints immediately（立即激活新断点）”选项。
（3） 用菜单命令“Debug＞Operation”使CPU工作在测试（Test）模式。
（4）在SIMATIC管理器中进入在线模式，在线打开被调试的块。
（5）设置断点时不能起动程序状态（Monitor）功能。
（6）STL程序中有断点的行、调用块的参数所在的行、空的行或注释行不能设置断点。
2．设置断点与单步操作
在菜单命令“Debug →Breakpoints Active”前有一个“√”（默认的状态），表示断点的小圆是实心的。执行该菜单命令后“√”消失，表示断点的小圆变为空心的。要使断点起作用，应执行该命令来激活断点。
图4-23 断点与断点处CPU寄存器和状态字的内容
将CPU切换到RUN或RUN-P模式，将在第一个表示断点的紫色圆球内出现一个向右的黄色的箭头（见图4-19），表示程序的执行在该点中断，同时小窗口中出现断点处的状态字等，打勾表示1状态。执行菜单命令“Debug→Execute Next Statement”，黄色箭头移动到下一条语句，表示用单步功能执行下一条语句。执行菜单命令“Debug→ Execute Call（执行调用）”将进入调用的块。块结束时将返回块调用语句的下一条语句。
执行菜单命令“Debug → Resume（继续）”，可使程序继续运行至下一个断点。
菜单命令“Debug→Delete Breakpoint”删除一个断点，菜单命令“Debug→Delete All Breakpoint”删除所有的断点。执行菜单命令“Show Next Breakpoint”，光标跳到下一个断点。
4.8 故障诊断
4.8.1 故障诊断的基本方法
图4-24 诊断符号
在管理器中用 “View→Online”打开在线窗口，可查看CPU是否显示诊断符号。
4.8.2 模块信息在故障诊断中的应用
1．打开模块信息窗口
建立在线连接后，在管理器中选择要检查的站，执行菜单命令“PLC→Diagnostics/ Settings→Module Information”，显示该站中CPU模块的信息。诊断缓冲区（Diagnostic Buffer）标签页中，给出了CPU中发生的事件一览表。
图4-25 CPU模块的在线模块信息窗口
最上面的事件是最近发生的事件。如果因编程错误造成CPU进入STOP模式，选择该错误事件，点击“Open Block”按钮，将在程序编辑器中打开与错误有关的块，显示出错的程序段。
4.8.3 用快速视窗和诊断视窗诊断故障
1．用快速视窗诊断故障
管理器中选择要检查的站，用命令“PLC→Diagnostics/Settings→Hardware Diagnose”打开CPU的硬件诊断快速视窗（Quick View），显示该站中的故障模块。用命令“Option→Customize”打开的对话框的“View”标签页中，应激活“诊断时显示快速视窗”。
图4-26 快速视窗
2．打开诊断视窗
诊断视窗实际上就是在线的硬件组态窗口。在快速视窗中点击“Open Station Online”（在线打开站）按键，打开硬件组态的在线诊断视窗。
在管理器中与PLC建立在线连接后，双击“Hardware”对象，也可以打开诊断视窗。
3．诊断视窗的信息功能
诊断视窗显示整个站在线的组态和个模块的诊断情况。选中一个模块后，用命令“PLC＞Module Information”可以查看该模块的详细信息。
4.9 显示参考数据
4.9.1 参考数据的生成与显示
1．生成参考数据
在SIMATIC 管理器右边的工作区中，单击鼠标右键，在弹出的窗口中选择“Reference Data”→“Generate”，可以生成参考数据。
2．显示参考数据
在SIMATIC管理器的块工作区中单击鼠标右键，在弹出的窗口中选择“Reference Data”→“Display”，出现图4-27所示的对话框，在对话框中选择需要显示的参考数据。
在图4-27中可以选择显示交叉参考表、赋值表、程序结构、未用的符号或无符号的地址。
图4-27 选择需要显示的参考数据
4.9.2 交叉参考表
1．交叉参考表的内容
图4-28 交叉参考表
可用命令“Edit”→“Find”找到指定的地址或符号。
“Location”：变量的位置，例如“NW 3 /A”表示在Network 3中的“A”（与）指令。可以调节表中各列的宽度。
2．交叉参考表的参数设置
在交叉参考表中执行菜单命令“View”→“Filter”（过滤器），可以选择下列的参数：
（1）选择显示对象
在“Show objects”栏中，选择要显示的地址区。
选择Input，在“With Number”输入框内输入“*”号，显示整个输入区，输入“10-20; 24; 30-50”，表示显示范围为IB10～IB20、IB24和IB30～IB50。
选中“Display absolutely and symbolically”，将同时显示绝对地址和符号。
（2）根据访问类型分类
在“Display by according to Access Type”区中，定义要显示的访问类型：
“All”：显示所有的类型；
“Selection”：有限制地显示访问类型，“W”为只写，“RW”为读写，“？”为编译时访问类型不能确定，“R”为只读；
图4-29 交叉参考表的参数设置
“Only multiple assignments with operation "="”：用于搜索同一地址的线圈是否多次出现。
（3）选择显示的列
“Show columns”用于选择是否显示“Access type”（访问类型）和“Block language”（块使用的语言）。
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STEP 7用于S7、M7、C7、WinAC的编程、监控和参数设置，教材基于STEP 7 V5.2版。
STEP 7具有以下功能：硬件配置和参数设置、通信组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。
4.1.2 STEP 7的硬件接口
PC/MPI适配器＋RS-232C通信电缆。
计算机的通信卡CP 5611（PCI卡）、CP 5511或CP 5512（PCMCIA卡）将计算机连接到MPI或PROFIBUS网络。
计算机工业以太网卡CP 1512（PCMCIA卡）或CP 1612（PCI卡）。
STEP 7的授权在软盘中。STEP 7光盘上的程序AuthorsW用于显示、安装和取出授权。
4.1.4 STEP 7的编程功能
1．编程语言
基本编程语言：梯形图(LAD)、功能块图(FBD) 和语句表(STL)。
S7-SCL (结构化控制语言) ，S7-GRAPH（顺序功能图语言），S7 HiGraph和CFC。
2．符号表编辑器
3．增强的测试和服务功能
设置断点、强制输入和输出、多CPU运行(仅限于S7-400)，重新布线、显示交叉参考表、状态功能、直接下载和调试块、同时监测几个块的状态等。
程序中的特殊点可以通过输入符号名或地址快速查找。
4．STEP 7的帮助功能
按F1键便可以得到与它们有关的在线帮助。菜单命令“Help→contents”进入帮助窗口。
4.1.5 STEP 7的硬件组态与诊断功能
1．硬件组态
（1）系统组态：选择硬件机架，模块分配给机架中希望的插槽；
（2）CPU的参数设置；
（3）模块的参数设置，可以防止输入错误的数据。
2．通信组态
（1）网络连接的组态和显示；
（2）设置用MPI 或PROFIBUS-DP连接的设备之间的周期性数据传送的参数。
（3）设置用MPI、PROFIBUS或工业以太网实现的事件驱动的数据传输，用通信块编程。
3．系统诊断
（1）快速浏览CPU的数据和用户程序在运行中的故障原因。
（2）用图形方式显示硬件配置、模块故障和诊断缓冲区的信息等。
4.2 硬件组态与参数设置
4.2.1 项目的创建与项目的结构
生成一个名为“硬件组态”的项目，CPU为CPU 313C-2DP。
4.2.2 硬件组态
打开HW Config窗口，用菜单命令“View”“Catalog”打开硬件目录。放入PS 307 5A。
4.2.3 CPU模块的参数设置
CPU属性设置
表4-1 时钟存储器各位对应的时钟脉冲周期与频率
位 7 6 5 4 3 2 1 0
周期（s） 2 1.6 1 0.8 0.5 0.4 0.2 0.1
频率（Hz） 0.5 0.625 1 1.25 2 2.5 5 10
4.2.4 数字量输入模块的参数设置
在CPU处于STOP模式下进行，设置完后下载到CPU中。当CPU从STOP模式转换为RUN模式时，CPU将参数传送到每个模块。
DI16×DC 24V，Alarm：订货号为6ES7 321-7BH00-0AB0
参数设置：地址，Input窗口选硬件中断。
4.2.5 数字量输出模块的参数设置
DO16DC 24/48V，订货号为6ES7 322-5GH00-0AB0
进入STOP后的保持与替代。
4.2.6 模拟量输入模块的参数设置
1．模块诊断与中断的设置
8通道12位模拟量输入模块（订货号为6ES7 331-7KF02-0AB0，第7）的参数设置。
2．模块测量范围的选择
“4DMU”是4线式传感器电流测量，“R-4L”是4线式热电阻，“TC-I”是热电偶，“E”表示测量种类为电压。
量程卡的位置与组态的量程应一致。
未使用的通道应选择测量种类中的“Deactivated”（禁止使用）。
3．模块测量精度与转换时间的设置
SM 331采用积分式A/D转换器，积分时间直接影响到A/D转换时间、转换精度和干扰抑制频率。为了抑制工频频率，一般选用20ms的积分时间。
表4-2 6ES7 331-7KF02模拟量输入模块的参数关系
积分时间（ms） 2.5 16.7 20 100
基本转换时间（ms，包括积分时间） 3 17 22 102
附加测量电阻转换时间（ms） 1 1 1 1
附加开路监控转换时间（ms） 10 10 10 10
附加测量电阻和开路监控转换时间（ms） 16 16 16 16
精度（位，包括符号位） 9 12 12 14
干扰抑制频率（Hz） 400 60 50 10
模块的基本响应时间（ms，所有通道使能） 24 136 176 816
4.2.7 模拟量输出模块的参数设置
与模入模块有很多共同之处，CPU进入STOP时的响应：不输出电流电压（0CV）、保持最后的输出值（KLV）和采用替代值（SV）。
4.3 符号表与逻辑块
4.3.1 符号表
共享符号（全局符号）在符号表中定义，可供程序中所有的块使用。
在程序编辑器中用菜单命令 “View→Display with→Symbolic Representation”选择显示是否显示符号。
2．生成与编辑符号表
CPU为程序中的全局符号自动加双引号，在局部变量的前面自动加“#”号。生成符号表和块的局域变量表时不用为变量添加引号和#号。
图4-11 符号表
数据块中的地址（DBD，DBW，DBB和DBX）不能在符号表中定义，应在数据块的声明表中定义。
可以用菜单命令“View→Sort”选择符号表中变量的排序方法。
3．共享符号与局域符号
共享符号可以被所有的块使用，包括I、Q、PI、PQ、M、T、C、FB、FC、SFB、SFC、DB等，可以使用汉字定义的符号。
局域符号在某个块的变量声明表中定义，只在定义它的块中有效，同一个符号名可以在不同的块中用于不同的局域变量。局域符号不能使用汉字。
4．过滤器（Filter）
在符号表中执行菜单命令“View→Filter”，“I*”表示显示所有的输入，“I*.*”表示所有的输入位，“I2.*”表示IB2中的位等。
4.3.2 逻辑块
逻辑块包括组织块OB、功能块FB和功能FC。
1．程序的输入方式：增量输入方式或源代码方式（或称文本方式、自由编辑方式）。
2．生成逻辑块
图4-12 梯形图编辑器
6．网络
执行菜单命令“Insert→Network”，或点击工具条中相应的图标，在当前网络的下面生成一个新的网络。菜单命令“View→Display →Comments”用来激活或取消块注释和网络注释。
可以用剪贴板在块内部和块之间复制和粘贴网络，可用Ctrl键选择多个对象。
7．打开和编辑块的属性
菜单命令“File→Properties”来查看和编辑块属性。
8．程序编辑器的设置
进入程序编辑器后用菜单命令“Option→Customize”打开对话框，可以进行下列设置：
（1）在“General”标签页的“Font”域设置编辑器使用的字体和字符的大小。
（2）在“STL、LAD/FDB”标签页中选择这些程序编辑器的显示特性。
（3）在“Block”（块）标签页中，可以选择生成功能块时是否生成参考数据和块是否有多重背景功能。
（4）在“View”选项卡中的“View after Open Block”区，选择在块打开时显示的方式。
9．显示方式的设置
执行View菜单中命令，放大、缩小梯形图或功能块图的显示比例。
菜单命令“View→Display→Symbolic Representation”，切换绝对地址和符号地址方式。
菜单命令“View→Display→Symbol information”打开或关闭符号信息。
图4-13 符号信息
4.4 S7-PLCSIM仿真软件在程序调试中的应用
4.4.1 S7-PLCSIM的主要功能
在计算机上对S7-300/400 PLC的用户程序进行离线仿真与调试。
模拟PLC的输入/输出存储器区，来控制程序的运行，观察有关输出变量的状态。
在运行仿真PLC时可以使用变量表和程序状态等方法来监视和修改变量。
可以对大部分组织块（OB）、系统功能块（SFB）和系统功能（SFC）仿真。
4.4.2 S7-PLCSIM快速入门
（1）在STEP 7编程软件中生成项目，编写用户程序。
（2）打开S7-PLCSIM窗口，自动建立了STEP 7与仿真CPU的连接。
仿真PLC的电源处于接通状态，CPU处于STOP模式，扫描方式为连续扫描。
（3）在管理器中打开要仿真的项目，选中“Blocks”对象，将所有的块下载到仿真PLC。
（4）生成视图对象。
（5）用视图对象来模拟实际PLC的输入/输出信号，检查下载的用户程序是否正确。
应用举例
电动机串电阻降压起动，速度监视。MW2输入数据后按Enter键。
S7-PLCSIM仿真窗口
4.4.4 仿真软件的设置与存档
1．CPU视图对象
2．其他视图对象
通用变量（Generic Variable）视图对象用于访问仿真PLC所有的存储区（包括数据块）。垂直位（Vertical Bits）视图对象可以用绝对地址或符号地址来监视和修改I、Q、M等存储区。
累加器与状态字视图对象用来监视CPU中的累加器、状态字和地址寄存器AR1和AR2。
块寄存器视图对象用来监视数据块地址寄存器的内容，当前和上一次打开的逻辑块的编号，以及块中的步地址计数器SAC的值。
嵌套堆栈（Nesting Stacks）视图对象用来监视嵌套堆栈和MCR（主控继电器）堆栈。
定时器视图对象标有“T=0”的按钮用来复位指定的定时器。
3．设置扫描方式
用“Execute”菜单中的“Scan Mode”选择单次扫描或连续扫描。
4．设置MPI地址
菜单命令“PLC→MPI Address…”设置仿真PLC在指定的网络中的节点地址。
4.5 下载与上载
4.5.1 装载存储器与工作存储器
下载的用户程序保存在装载存储器（FEPROM）中。CPU电源掉电又重新恢复时，FEPROM中的内容被重新复制到CPU存储器的RAM区。
系统数据（System Data）包括硬件组态、网络组态和连接表，也应下载到CPU。
4.5.2 在线连接的建立与在线操作
1．建立在线连接
通过硬件接口连接计算机和PLC必须，然后通过在线的项目窗口访问PLC。
管理器中执行菜单命令“View→Online”进入在线状态，将显示CPU中的块。
在线窗口显示的是PLC中的内容，离线窗口显示的是计算机中的内容。
如果PLC与STEP 7中的程序和组态数据是一致的，在线窗口显示的是PLC与STEP 7中的数据的组合。
2．处理模式与测试模式
在设置CPU属性的对话框中的“Protection”（保护）标签页选择处理（Process）模式或测试（Test）模式。处理模式不能使用断点、单步等测试功能。
3．在线操作
进入在线状态后，可执行菜单命令“PLC →Diagnostics/Settings”中的各种命令。
进入在线状态后，“PLC”主菜单中的命令功能。
设置了口令后，执行在线功能时，会显示出“Enter Password”对话框。若输入的口令正确，就可以访问该模块。用菜单命令“PLC→Access Rights→ Setup”输入口令。
4.5.3 下载与上载
1．下载的准备工作
计算机与CPU之间必须建立起连接，要下载的程序已编译好；在RUN-P模式一次只能下载一个块，建议在STOP模式下载。
在保存块或下载块时，STEP 7首先进行语法检查，应改正检查出来的错误。下载前应将CPU中的用户存储器复位。可以用模式选择开关复位，或在CPU进入STOP模式时用菜单命令“PLC→Clear/Reset”复位存储器。
2．下载的方法
（1）在离线模式下载
在管理器的块工作区选择块，可用Ctrl键和Shift键选择多个块，用菜单命令“PLC→Download”将被选择的块下载到CPU。在管理器左边的目录窗口中选择Blocks对象，下载所有的块和系统数据。
对块编程或组态硬件和网络时，在当时主窗口，用菜单命令“PLC→Download”下载当前正在编辑的对象。
(4) 上载程序
可以用“PLC→Upload”命令从CPU的RAM装载存储器中，把块的当前内容上载到计算机打开的项目中。
4.6 用变量表调试程序
4.6.1 系统调试的基本步骤
首先进行硬件调试，可以用变量表来测试硬件，通过观察CPU模块上的故障指示灯，或使用4.8节介绍的故障诊断工具来诊断故障。
下载程序之前应将CPU的存储器复位，将CPU切换到STOP模式，下载用户程序时应同时下载硬件组态数据。
可以在OB1中逐一调用各程序块，一步一步地调试程序。
最先调试起动组织块OB100，然后调试FB和FC。应先调试嵌套调用最深的块，例如首先调试图4-13中的FB1。调试时可以在完整的OB1的中间临时插入BEU（块无条件结束）指令，只执行BUE指令之前的部分，调试好后将它删除掉。
最后调试不影响OB1的循环执行的中断处理程序，或者在调试OB1时调试它们。
4.6.2 变量表的基本功能
变量表可以在一个画面中同时监视、修改和强制用户感兴趣的全部变量。一个项目可以生成多个变量表。变量表的功能：
监视（Monitor）变量、修改（Modify）变量、对外设输出赋值、强制变量、定义变量被监视或赋予新值的触发点和触发条件。
4.6.3 变量表的生成
1．生成变量表的几种方法
（1）在管理器中生成新的变量表。
（3）在变量表编辑器中，可以用主菜单“Table”生成一个新的变量表。
2．在变量表中输入变量
可以从符号表中拷贝地址，将它粘贴到变量表。
IW2用二进制数（BIN）可以同时显示和分别修改 I 2.0～I 3.7这16点数字量输入变量。
图4-18 变量表
4.6.4 变量表的使用
1．建立与CPU的连接
2．定义变量表的触发方式
用菜单命令“Variable→Trigger”打开图4-15中的对话框选择触发方式。
图4-19 定义变量表的触发方式
3．监视变量
用菜单命令“Variable→Update Monitor Values”对所选变量的数值作一次立即刷新。
4．修改变量
修改变量时应在RUN-P模式，和CPU参数设置中的Test保护模式。
在STOP模式修改变量时，各变量的状态不会互相影响，并且有保持功能。
在RUN模式修改变量时，各变量同时又受到用户程序的控制。
5．强制变量
强制变量操作给用户程序中的变量赋一个固定的值，不会因为用户程序的执行而改变。
图4-20 强制数值窗口
强制作业只能用菜单命令“Variable→Stop Forcing”来删除或终止。
4.7 用程序状态功能调试程序
4.7.1 程序状态功能的起动与显示
1．起动程序状态
进入程序状态的条件：经过编译的程序下载到CPU；打开逻辑块，用菜单命令“Debug→Monitor”或图标进入在线监控状态；将CPU切换到RUN或RUN-P模式。
2．语句表程序状态的显示
图4-21 用程序状态监视语句表程序
从光标选择的网络开始监视程序状态，右边窗口显示每条指令执行后的逻辑运算结果（RLO）和状态位STA(Status)、累加器1（STANDARD）、累加器2(ACCU 2)和状态字（STATUS…）。用菜单命令“Options→Customize”打开的对话框的STL标签页选择需要监视的内容，用LAD/FBD标签页可以设置梯形图(LAD)和功能块图(SFB)程序状态的显示方式。
3．梯形图程序状态的显示
LAD和FBD中用绿色连续线来表示状态满足，即有“能流”流过；用兰色点状线细表示状态不满足，没有能流流过；用黑色连续线表示状态未知。
图4-22 梯形图程序状态的显示
梯形图中加粗的字体显示的参数值是当前值，细体字显示的参数值来自以前的循环。
4．使用程序状态功能监视数据块
在“实际值”列显示当前值。
4.7.2 单步与断点功能的使用
进入RUN或RUN-P模式后将停留在第一个断点处。单步模式一次只执行一条指令。
程序编辑器的“Debug（调试）”菜单中的命令用来设置、激活或删除断点。执行菜单命令“View＞Breakpoint Bar”后，在工具条中将出现一组与断点有关的图标。
1．设置断点与进入单步模式的条件
（1）只能在语句表中使用单步和断点功能。
（2） 执行菜单命令“Options → Customize”，在对话框中选择STL标签页，激活“Activate new breakpoints immediately（立即激活新断点）”选项。
（3） 用菜单命令“Debug＞Operation”使CPU工作在测试（Test）模式。
（4）在SIMATIC管理器中进入在线模式，在线打开被调试的块。
（5）设置断点时不能起动程序状态（Monitor）功能。
（6）STL程序中有断点的行、调用块的参数所在的行、空的行或注释行不能设置断点。
2．设置断点与单步操作
在菜单命令“Debug →Breakpoints Active”前有一个“√”（默认的状态），表示断点的小圆是实心的。执行该菜单命令后“√”消失，表示断点的小圆变为空心的。要使断点起作用，应执行该命令来激活断点。
图4-23 断点与断点处CPU寄存器和状态字的内容
将CPU切换到RUN或RUN-P模式，将在第一个表示断点的紫色圆球内出现一个向右的黄色的箭头（见图4-19），表示程序的执行在该点中断，同时小窗口中出现断点处的状态字等，打勾表示1状态。执行菜单命令“Debug→Execute Next Statement”，黄色箭头移动到下一条语句，表示用单步功能执行下一条语句。执行菜单命令“Debug→ Execute Call（执行调用）”将进入调用的块。块结束时将返回块调用语句的下一条语句。
执行菜单命令“Debug → Resume（继续）”，可使程序继续运行至下一个断点。
菜单命令“Debug→Delete Breakpoint”删除一个断点，菜单命令“Debug→Delete All Breakpoint”删除所有的断点。执行菜单命令“Show Next Breakpoint”，光标跳到下一个断点。
4.8 故障诊断
4.8.1 故障诊断的基本方法
图4-24 诊断符号
在管理器中用 “View→Online”打开在线窗口，可查看CPU是否显示诊断符号。
4.8.2 模块信息在故障诊断中的应用
1．打开模块信息窗口
建立在线连接后，在管理器中选择要检查的站，执行菜单命令“PLC→Diagnostics/ Settings→Module Information”，显示该站中CPU模块的信息。诊断缓冲区（Diagnostic Buffer）标签页中，给出了CPU中发生的事件一览表。
图4-25 CPU模块的在线模块信息窗口
最上面的事件是最近发生的事件。如果因编程错误造成CPU进入STOP模式，选择该错误事件，点击“Open Block”按钮，将在程序编辑器中打开与错误有关的块，显示出错的程序段。
4.8.3 用快速视窗和诊断视窗诊断故障
1．用快速视窗诊断故障
管理器中选择要检查的站，用命令“PLC→Diagnostics/Settings→Hardware Diagnose”打开CPU的硬件诊断快速视窗（Quick View），显示该站中的故障模块。用命令“Option→Customize”打开的对话框的“View”标签页中，应激活“诊断时显示快速视窗”。
图4-26 快速视窗
2．打开诊断视窗
诊断视窗实际上就是在线的硬件组态窗口。在快速视窗中点击“Open Station Online”（在线打开站）按键，打开硬件组态的在线诊断视窗。
在管理器中与PLC建立在线连接后，双击“Hardware”对象，也可以打开诊断视窗。
3．诊断视窗的信息功能
诊断视窗显示整个站在线的组态和个模块的诊断情况。选中一个模块后，用命令“PLC＞Module Information”可以查看该模块的详细信息。
4.9 显示参考数据
4.9.1 参考数据的生成与显示
1．生成参考数据
在SIMATIC 管理器右边的工作区中，单击鼠标右键，在弹出的窗口中选择“Reference Data”→“Generate”，可以生成参考数据。
2．显示参考数据
在SIMATIC管理器的块工作区中单击鼠标右键，在弹出的窗口中选择“Reference Data”→“Display”，出现图4-27所示的对话框，在对话框中选择需要显示的参考数据。
在图4-27中可以选择显示交叉参考表、赋值表、程序结构、未用的符号或无符号的地址。
图4-27 选择需要显示的参考数据
4.9.2 交叉参考表
1．交叉参考表的内容
图4-28 交叉参考表
可用命令“Edit”→“Find”找到指定的地址或符号。
“Location”：变量的位置，例如“NW 3 /A”表示在Network 3中的“A”（与）指令。可以调节表中各列的宽度。
2．交叉参考表的参数设置
在交叉参考表中执行菜单命令“View”→“Filter”（过滤器），可以选择下列的参数：
（1）选择显示对象
在“Show objects”栏中，选择要显示的地址区。
选择Input，在“With Number”输入框内输入“*”号，显示整个输入区，输入“10-20; 24; 30-50”，表示显示范围为IB10～IB20、IB24和IB30～IB50。
选中“Display absolutely and symbolically”，将同时显示绝对地址和符号。
（2）根据访问类型分类
在“Display by according to Access Type”区中，定义要显示的访问类型：
“All”：显示所有的类型；
“Selection”：有限制地显示访问类型，“W”为只写，“RW”为读写，“？”为编译时访问类型不能确定，“R”为只读；
图4-29 交叉参考表的参数设置
“Only multiple assignments with operation "="”：用于搜索同一地址的线圈是否多次出现。
（3）选择显示的列
“Show columns”用于选择是否显示“Access type”（访问类型）和“Block language”（块使用的语言）。