編程概念 5

5.1 設(shè)計(jì) PLC 系統(tǒng)的指南

設(shè)計(jì) PLC 系統(tǒng)有很多種方法。 以下這些通用的指南適用于許多設(shè)計(jì)項(xiàng)目。 當(dāng)然，您還必

須遵守您所在公司的規(guī)程以及您在培訓(xùn)中和現(xiàn)場(chǎng)積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 

分解過(guò)程或機(jī)器

將您的過(guò)程或者機(jī)器分解成相互獨(dú)立的部分。 這些獨(dú)立部分決定了控制器之間的界限，

并將影響功能描述規(guī)范和資源的分配。

創(chuàng)建功能規(guī)范

寫(xiě)出過(guò)程或者機(jī)器每一部分的操作描述。 包括下列主題： I/O 點(diǎn)、操作的功能描述、允許

每個(gè)執(zhí)行器（例如螺線管、電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器）動(dòng)作之前必須達(dá)到的狀態(tài)、操作員界面的描述

以及與過(guò)程或機(jī)器其它部分相連的任何接口的描述。

設(shè)計(jì)安全電路

出于安全考慮，應(yīng)識(shí)別出需要硬接線邏輯的設(shè)備。 控制設(shè)備若發(fā)生故障可能出現(xiàn)不安全

狀況，造成機(jī)器意外啟動(dòng)或運(yùn)行變化。 若是意外或錯(cuò)誤的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致人員身體受

傷或重大財(cái)產(chǎn)損失，應(yīng)考慮使用獨(dú)立于 CPU 運(yùn)行的機(jī)電超馳裝置，以防止不安全的運(yùn)

行。

安全電路的設(shè)計(jì)中應(yīng)包含以下任務(wù)：

• 確定可能造成危險(xiǎn)的不正確或意外的執(zhí)行器操作。

• 確定可確保操作不危險(xiǎn)的條件，并確定如何獨(dú)立于 CPU 檢測(cè)這些條件。

• 確定上電和斷電時(shí) CPU 和 I/O 如何影響過(guò)程，并確定檢測(cè)錯(cuò)誤的時(shí)間。 此信息僅用于

設(shè)計(jì)正常和可預(yù)期的異常操作，不能用于保障安全的目的。

• 設(shè)計(jì)獨(dú)立于 CPU 的手動(dòng)或機(jī)電安全超馳來(lái)阻止危險(xiǎn)的操作。

• 向 CPU 提供獨(dú)立電路的相應(yīng)狀態(tài)信息，便于程序和任何操作員界面都獲得必需的信

息。

• 標(biāo)識(shí)其它與過(guò)程安全操作相關(guān)的安全要求。

編程概念

5.1 設(shè)計(jì) PLC 系統(tǒng)的指南

系統(tǒng)手冊(cè), V2.6, 05/2021, A5E03822234-AI 111

操作員站

根據(jù)功能規(guī)范的要求創(chuàng)建操作站的組態(tài)圖。 包括以下幾項(xiàng)：

• 顯示與過(guò)程或者機(jī)器有關(guān)的每個(gè)操作站的位置總覽圖

• 操作站中設(shè)備（如顯示器、開(kāi)關(guān)和燈）的機(jī)械布局

• 包含 CPU 或擴(kuò)展模塊中相關(guān) I/O 的電氣圖

創(chuàng)建組態(tài)圖

根據(jù)功能規(guī)范的要求創(chuàng)建控制設(shè)備的組態(tài)圖。 包括以下幾項(xiàng)：

• 顯示與過(guò)程或機(jī)器相關(guān)的每個(gè) CPU 的位置總覽圖

• CPU 和擴(kuò)展 I/O 模塊的機(jī)械布局（包括機(jī)柜和其它設(shè)備）

• 每個(gè) CPU 和擴(kuò)展 I/O 模塊的電氣圖（包括設(shè)備模型號(hào)、通信地址和 I/O 地址）

創(chuàng)建符號(hào)名稱(chēng)列表（可選）

如果選擇使用符號(hào)名稱(chēng)進(jìn)行尋址，需要對(duì)絕對(duì)地址創(chuàng)建一個(gè)符號(hào)名稱(chēng)列表。 不僅要包含

物理 I/O 信號(hào)，也要包含程序中要用到的其它元素。

編程概念

5.2 用戶(hù)程序的元素

112 系統(tǒng)手冊(cè), V2.6, 05/2021, A5E03822234-AI

5.2 用戶(hù)程序的元素

程序組織單元 (POU) 由可執(zhí)行代碼和注釋組成。 可執(zhí)行代碼由主程序和若干子例程或中

斷例程組成。 代碼已編譯并下載到 CPU 中。 可以使用程序組織單元（主程序、子例程和

中斷例程）來(lái)結(jié)構(gòu)化用戶(hù)程序。 

• 用戶(hù)程序主體包括控制應(yīng)用的指令。 CPU 將按順序執(zhí)行這些指令，每個(gè)掃描周期執(zhí)行

一次。 

• 子例程是只有在調(diào)用時(shí)才執(zhí)的程序的可選元素： 由主程序、中斷例程或另一子例程執(zhí)

行。 當(dāng)您希望重復(fù)執(zhí)行某種功能時(shí)，子例程是非常有用的 與其在主程序中每個(gè)需要使

用該功能的位置多次寫(xiě)入相同的程序代碼，不如將這段邏輯寫(xiě)在子例程中，然后根據(jù)

需要在主程序中調(diào)用該子例程。 子例程具有以下優(yōu)點(diǎn)： 

– 使用子例程可以減小程序的大小。

– 由于已將代碼移出主程序，因而使用子例程可以縮短掃描時(shí)間。 CPU 在每個(gè)掃描周

期都會(huì)評(píng)估主程序中的代碼，不管代碼是否執(zhí)行，而 CPU 僅在調(diào)用子例程時(shí)評(píng)估其

代碼，如果掃描時(shí)不調(diào)用子例程，CPU 不會(huì)評(píng)估其代碼。

– 使用子例程創(chuàng)建的代碼是可移植的。 您可以在一個(gè)子例程中完成一個(gè)獨(dú)立的功能，

然后將該子例程復(fù)制到另其它程序中，無(wú)需進(jìn)行重復(fù)工作。

說(shuō)明

使用 V 存儲(chǔ)器地址會(huì)限制子例程的可移植性，因?yàn)橐粋€(gè)程序?qū)τ?V 存儲(chǔ)器地址的分

配有可能與另一個(gè)程序?qū)λ姆峙溆袥_突。 相比之下，在子例程中為全部地址分配

使用局部變量表（L 存儲(chǔ)器）會(huì)使子例程具有*的可移植性，因?yàn)楫?dāng)子例程使用

局部變量時(shí)，子例程與程序的其它部分之間就不會(huì)有地址沖突。

編程概念

5.2 用戶(hù)程序的元素

系統(tǒng)手冊(cè), V2.6, 05/2021, A5E03822234-AI 113

• 中斷例程是程序的可選元素，發(fā)生特定中斷事件時(shí)，中斷例程會(huì)進(jìn)行響應(yīng)。 您可以設(shè)

計(jì)一個(gè)中斷例程來(lái)處理預(yù)先定義好的中斷事件。 當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，CPU 會(huì)執(zhí)行該中

斷例程。 

中斷例程不會(huì)被主程序調(diào)用。 只有當(dāng)中斷例程與一個(gè)中斷事件相關(guān)聯(lián)，并且在該中斷

事件發(fā)生時(shí)，CPU 才會(huì)執(zhí)行中斷例程中的指令。 

說(shuō)明

由于無(wú)法預(yù)測(cè) CPU 何時(shí)會(huì)產(chǎn)生中斷，所以應(yīng)考慮盡量限制中斷例程和程序中其它部分

所共用的變量個(gè)數(shù)。

使用中斷例程的局部變量表可確保中斷例程僅使用臨時(shí)存儲(chǔ)器，從而不會(huì)覆蓋程序其

它位置使用的數(shù)據(jù)。

為了保證主程序與中斷例程正確地共享數(shù)據(jù)，您可以使用許多編程技巧。 請(qǐng)參見(jiàn)中斷

指令 (頁(yè) 366)的說(shuō)明。

• 其它塊中包含 CPU 的信息。 下載程序時(shí)，您可以選擇下載這些塊：

– 系統(tǒng)塊： 系統(tǒng)塊允許您為 CPU 組態(tài)不同的硬件選項(xiàng)。 

– 數(shù)據(jù)塊： DB 存儲(chǔ)程序使用的不同變量的初始值（V 存儲(chǔ)器）。 

下例中給出了一段包含子例程和中斷例程的程序。 此示例程序使用定時(shí)中斷，每 100 ms 

讀取一次模擬量輸入值。 

表格 5- 1 包含子例程和中斷例程的示例程序

主程序 Network 1 

LD SM0.1 

CALL SBR_0

掃描時(shí)，調(diào)用子例

程 0。

SBR 0 Network 1

LD SM0.0 

MOVB 100, SMB34 

ATCH INT_0, 10 

ENI

將定時(shí)中斷的時(shí)間間隔

設(shè)置為 100 ms。 

啟用中斷 0。

INT 0 Network 1

LD SM0.0 

MOVW AIW4,VW100

對(duì)模擬量輸入 AI4 的值

進(jìn)行采樣。

編程概念

5.3 創(chuàng)建用戶(hù)程序

114 系統(tǒng)手冊(cè), V2.6, 05/2021, A5E03822234-AI

5.3 創(chuàng)建用戶(hù)程序

STEP 7-Micro/WIN SMART 的用戶(hù)界面為創(chuàng)建用戶(hù)項(xiàng)目程序提供了一個(gè)便捷的工作環(huán)境。

（STEP 7-Micro/WIN SMART 項(xiàng)目是帶有 .smart 擴(kuò)展名的文件。） 要打開(kāi)用戶(hù)界面，請(qǐng)雙

擊 STEP 7-Micro/WIN SMART 圖標(biāo)，或者從“開(kāi)始”(Start) 菜單的“SIMATIC”組件中選擇

“STEP 7-MicroWIN SMART”。

5.3.1 STEP 7 Micro/WIN SMART 兼容性

西門(mén)子建議您不要使用早期版本 STEP-7 Micro/WIN 打開(kāi)新 STEP 7 Micro/WIN 創(chuàng)建的項(xiàng)

目。例如，使用 STEP 7 Micro/WIN 2.3 打開(kāi)由 STEP-7 Micro/WIN 2.4 創(chuàng)建的帶有

PROFINET 組態(tài)的項(xiàng)目可能會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。

5.3.2 早期版本的 STEP 7-Micro/WIN 項(xiàng)目

要使用在 4.0 或更高版本的 STEP 7-Micro/WIN 中創(chuàng)建的項(xiàng)目，按以下步驟操作： 

• 在“文件”(File) 菜單功能區(qū)的“操作”(Operations) 區(qū)域單擊“打開(kāi)”(Open) 按鈕，然后選

擇所需項(xiàng)目。

• 根據(jù)需要更正程序。

編程概念

5.3 創(chuàng)建用戶(hù)程序

系統(tǒng)手冊(cè), V2.6, 05/2021, A5E03822234-AI 115

無(wú)法打開(kāi)使用舊版本（早于 STEP 7-Micro/WIN 4.0 版）創(chuàng)建的項(xiàng)目。如果試圖打開(kāi)此類(lèi)項(xiàng)

目，STEP 7-Micro/WIN SMART 通知用戶(hù)無(wú)法打開(kāi)項(xiàng)目。

說(shuō)明

打開(kāi)用舊版程序創(chuàng)建的項(xiàng)目

• 早期 STEP 7-Micro/WIN（.mwp 文件）版本的項(xiàng)目可能包含一種或多種

STEP 7-Micro/WIN SMART 不支持的邏輯結(jié)構(gòu)。打開(kāi)項(xiàng)目時(shí) STEP 7-Micro/WIN SMART 

忽略了其不支持的指令。必須仔細(xì)檢查項(xiàng)目，并對(duì) STEP 7-Micro/WIN SMART 忽略的程

序邏輯部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

• STEP 7-Micro/WIN SMART 忽略舊版項(xiàng)目的系統(tǒng)塊，對(duì)打開(kāi)的項(xiàng)目使用默認(rèn)系統(tǒng)塊。

• STEP 7-Micro/WIN SMART 會(huì)忽略舊項(xiàng)目中所有向?qū)傻某绦驂K。

• 不可使用“打開(kāi)”(Open) 命令打開(kāi)位于 PLC 中的項(xiàng)目。項(xiàng)目文件必須位于用戶(hù)的個(gè)人計(jì)

算機(jī)/編程設(shè)備中。

• 只可為每個(gè) STEP 7-Micro/WIN SMART 實(shí)例打開(kāi)一個(gè)項(xiàng)目。必須運(yùn)行兩個(gè) STEP 7-

Micro/WIN SMART 實(shí)例才能同時(shí)打開(kāi)兩個(gè)項(xiàng)目。打開(kāi)兩個(gè)實(shí)例時(shí)，可在其間復(fù)制和粘

貼 LAD/FBD 程序元素和 STL 文本。

• 可定義一個(gè)默認(rèn)項(xiàng)目文件夾，用于打開(kāi)和保存新 STEP 7-Micro/WIN SMART 項(xiàng)目。

警告

使用絕對(duì)特殊存儲(chǔ)器 (SM) 尋址的 STEP 7-Micro/WIN 版本 4.0 或更高版本（.mwp 文

件）存在風(fēng)險(xiǎn)

可在 STEP 7-Micro/WIN SMART 中通過(guò)早期版本的 STEP 7-Micro/WIN 打開(kāi)程序（.mwp 文

件）。如果程序使用符號(hào)特殊存儲(chǔ)器 (SM) 尋址，則在項(xiàng)目中插入系統(tǒng)符號(hào)表 (頁(yè) 124)。

符號(hào)會(huì)正確映射到當(dāng)前 SM 地址。但是，如果程序使用絕對(duì) SM 尋址，則那些絕對(duì) SM 

地址可能不再存在。 

如果程序的 SM 地址定義不一致，則會(huì)導(dǎo)致意外的機(jī)械或過(guò)程操作。意外的機(jī)械或過(guò)程

操作可能導(dǎo)致人員死亡、重傷和/或設(shè)備損壞。 

如果在 STEP 7-Micro/WIN SMART 中打開(kāi) .mwp 文件，需要?jiǎng)h除“S7-200 符號(hào)”表并插入

“系統(tǒng)符號(hào)”表。之前 .mwp 程序中的符號(hào)會(huì)映射到當(dāng)前 SM 地址方案中。轉(zhuǎn)換所有絕對(duì)

SM 地址，以使用相應(yīng)的符號(hào)名稱(chēng)。

參見(jiàn)

SM（特殊存儲(chǔ)器）概述 (頁(yè) 1000) 

編程概念

5.3 創(chuàng)建用戶(hù)程序

116 系統(tǒng)手冊(cè), V2.6, 05/2021, A5E03822234-AI

5.3.3 使用 STEP 7-Micro/WIN SMART 用戶(hù)界面

STEP 7-Micro/WIN SMART 用戶(hù)界面如下所示。請(qǐng)注意，每個(gè)編輯窗口均可按您所選擇的

方式停放或浮動(dòng)以及排列在屏幕上。 您可單獨(dú)顯示每個(gè)窗口（如下所示），也可合并多

個(gè)窗口以從單獨(dú)選項(xiàng)卡訪問(wèn)各窗口：

① 快速訪問(wèn)工具欄 (頁(yè) 117) 

② 項(xiàng)目樹(shù) (頁(yè) 117) 

③ 導(dǎo)航欄 (頁(yè) 117) 

④ 菜單 (頁(yè) 117) 

⑤ 程序編輯器 (頁(yè) 117) 

⑥ 符號(hào)信息表 (頁(yè) 124) 

⑦ 符號(hào)表 (頁(yè) 124) 

⑧ 狀態(tài)欄 (頁(yè) 117) 

⑨ 輸出窗口 (頁(yè) 117) 

⑩ 狀態(tài)圖表 (頁(yè) 745) 

? 變量表 (頁(yè) 128) 

? 數(shù)據(jù)塊 (頁(yè) 121) 

? 交叉引用 (頁(yè) 739) 

編程概念

5.3 創(chuàng)建用戶(hù)程序

系統(tǒng)手冊(cè), V2.6, 05/2021, A5E03822234-AI 117

5.3.4 使用 STEP 7-Micro/WIN SMART 創(chuàng)建程序

快速訪問(wèn)工具欄

快速訪問(wèn)工具欄顯示在菜單選項(xiàng)卡正上方。通過(guò)快速訪問(wèn)文件按鈕可簡(jiǎn)單快速地訪問(wèn)“文 件”(File) 菜單的大部分功能，并可訪問(wèn)最近打開(kāi)的文檔?？焖僭L問(wèn)工具欄上的其它按鈕對(duì)

應(yīng)于文件功能“新建”(New)、“打開(kāi)”(Open)、“保存”(Save) 和“打印”(Print)。

項(xiàng)目樹(shù)

項(xiàng)目樹(shù)顯示所有的項(xiàng)目對(duì)象和創(chuàng)建控制程序需要的指令。您可以將單個(gè)指令從樹(shù)中拖放到

程序中，也可以雙擊指令，將其插入項(xiàng)目編輯器中的當(dāng)前光標(biāo)位置。

項(xiàng)目樹(shù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行組織：

• 右鍵單擊項(xiàng)目，設(shè)置項(xiàng)目密碼或項(xiàng)目選項(xiàng)

• 右鍵單擊“程序塊”(Program Block) 文件夾插入新的子例程和中斷例程。

• 打開(kāi)“程序塊”(Program Block) 文件夾，然后右鍵單擊 POU 可打開(kāi) POU、編輯其屬性、

用密碼對(duì)其進(jìn)行保護(hù)或重命名。

• 右鍵單擊“狀態(tài)圖”(Status Chart) 或“符號(hào)表”(Symbol Table) 文件夾，插入新圖或新表。

• 打開(kāi)“狀態(tài)圖”(Status Chart) 或“符號(hào)表”(Symbol Table) 文件夾，在指令樹(shù)中右鍵單擊相

應(yīng)圖標(biāo)，或雙擊相應(yīng)的 POU 選項(xiàng)卡對(duì)其執(zhí)行打開(kāi)、重命名或刪除操作。

說(shuō)明

提高了項(xiàng)目、POU 和數(shù)據(jù)塊（數(shù)據(jù)頁(yè)）密碼的安全性

與之前版本相比，STEP 7-Micro/WIN SMART V2.3 增強(qiáng)了密碼的安全性。如果您正在使用

之前版本 STEP 7-Micro/WIN SMART 創(chuàng)建的項(xiàng)目，則要重新輸入密碼才能激活增強(qiáng)的安全

性。

導(dǎo)航欄

導(dǎo)航欄顯示在項(xiàng)目樹(shù)上方，可快速訪問(wèn)項(xiàng)目樹(shù)上的對(duì)象。單擊一個(gè)導(dǎo)航欄按鈕相當(dāng)于展開(kāi)

項(xiàng)目樹(shù)并單擊同一選擇內(nèi)容。導(dǎo)航欄具有幾組圖標(biāo)，用于訪問(wèn) STEP 7-Micro/WIN SMART 

的不同編程功能。