1.3 S7-1200 PLC的初次使用

1.3.1 程序编辑与下载

【实例1-1】 电动机起停控制的程序编辑与下载

任务说明

采用S7-1200 CPU1215 C DC/DC/DC进行控制电路的设计，即用启动按钮SB1和停止按钮SB2进行自锁控制（见图1-16），并进行程序编辑与下载。

解决步骤

STEP1：S7-1200 PLC电气接线

这里采用S7-1200 CPU1215 C DC/DC/DC进行接线与编程，具体接线示意如图1-17所示。

STEP2：在博途软件中进行硬件配置

博途软件可用来帮助用户实施自动化解决方案，其解决步骤依次为创建项目→配置硬件→设备联网→对PLC编程→装载组态数据→使用在线和诊断功能。

1）创建新项目，输入项目名称及存放路径。对于本实例来说，首先要在图1-18所示的起始视图中创建一个新项目，然后输入项目名称，比如“电动机1”，并单击图标输入存放路径（见图1-19）。

创建完新项目名称后，就会看到“新手上路”提示（见图1-20）。它包含了创建完整项目所必需的“组态设备”“创建PLC程序”“组态HMI画面”或“打开项目视图”等步骤。新手可以一步步地走下来，也可以直接打开项目视图，这里选择“打开项目视图”。

2）组态设备。S7-1200 PLC提供了完整的硬件配置，从项目树中，选择“添加新设备”，如图1-21所示，选择SIMATIC S7-1200，并依次点开PLC的CPU类型（本案例为CPU1215C DC/DC/DC），最终选择所选用的“6ES7215-1AG40-0XB0”，其中版本号根据实际情况来选择。

单击“确定”后，就会出现图1-22所示的完整设备视图。

3）定义设备属性，完成硬件配置。要完成硬件配置，在选择完PLC的CPU外，还需要添加和定义其他扩展模块、网络等重要信息。对于扩展模块来说，只需要从右边的“硬件目录”中拖入相应的模块即可。本实例只用到CPU一个模块，因此不用再添加其他模块。在设备视图中，单击CPU模块，就会出现CPU的属性窗口（见图1-23）。

因为CPU没有预组态的IP地址，所以必须手动分配IP地址。如图1-24所示，在组态CPU的属性时组态PROFINET接口的IP地址与其他参数。在PROFINET网络中，制造商会为每个设备都分配一个唯一的“介质访问控制”地址（MAC地址）以进行标识。每个设备也都必须具有一个IP地址。

硬件配置的一个特点就是：灵活、自由，包括寻址的自由。在以往S7-200 PLC中，CPU及扩展模块的寻址是固定的，但是S7-1200系列PLC则提供了自由地址的功能，如图1-25所示，它可以对I/O地址进行起始地址的自由选择，如0-1023均可以。

STEP3：在博途软件中进行梯形图编程

1）打开项目树 如图1-26所示为项目树全貌。对于S7-1200 PLC和后面章节介绍的人机界面来说，其项目树都是统一的。即使在复杂的工程组态项目中，项目树仍然可以保持清晰的结构。因此，用户可以在组态自动化任务时快速访问相关设备、文件夹或特定的视图。

2）变量定义 变量是PLC I/O地址的符号名称。用户创建PLC变量后，TIA Portal软件将变量存储在变量表中。项目中的所有编辑器（例如，程序编辑器、设备编辑器、可视化编辑器和监视表格编辑器）均可访问该变量表。在项目树中，单击“PLC变量”就可以创建本实例所需要用到的变量，具体使用3个变量，分别是“启动按钮”“停止按钮”和“接触器”（见图1-27）。需要注意的是，这里采用默认数据类型为Bool，即布尔量（具体数据类型将在本后续中进行介绍）。

3）梯形图编程 博途软件提供了包含各种程序指令的指令窗口（见图1-28），共包括收藏夹、基本指令、扩展指令、工艺、通信和选件包，其中基本指令按功能分组为常规、位逻辑运算、定时器操作、计数器操作等。

用户要创建程序，只需将指令拖动到程序段即可。比如本实例，先要使用常开触点时，从收藏夹只将常开触点直接拉入程序段1。如图1-29所示，程序段1出现符号，标识该程序段处于语法错误状态。

博途软件的指令编辑具有可选择性，比如单击功能框指令黄色角，以显示指令的下拉列表，比如常开、常闭、P触点（上升沿）、N触点（下降沿）向下滚动列表并选择常开指令（见图1-30）。

在选择完具体的指令后，必须输入具体的变量名，最基本的方法就是：双击第一个常开触点上方的默认地址<??.?>，直接输入固定地址变量“%I0.1”，这时就会出现图1-31所示的“停止按钮%I0.1”注释。

需要引起注意的是：博途软件默认的是IEC 61131-3标准，其地址用特殊字母序列来指示，字母序列的起始用%符号，跟随一个范围前缀和一个数据前缀（数据类型）表示数据长度，最后是数字序列表示存储器的位置。其中范围前缀：I（输入）、Q（输出）、M（标志，内部存储器范围）；长度前缀：X（单个位）、B（字节，8位）、W（字，16位）、D（双字，32位）。

比如：

%MB7　　标志字节7；

%MW1　　标志字1；

%MD3　　标志双字3；

%I0.0　 输入位I0.0。

除了使用固定地址外还可以使用变量表，用户可以快速输入对应触点和线圈地址的PLC变量，具体步骤如下：

1）双击第一个常开触点上方的默认地址<??.?>；

2）单击地址右侧的选择器图标，打开变量表中的变量；

3）从下拉列表中，为第一个触点选择“停止按钮%I0.1”。

根据以上规则，输入第二个常开触点“%I0.0”，并根据梯形图的编辑规律，使用图标打开分支，输入接触器自保触点“%Q0.0”。最后使用图标关闭分支，最后使用图标选择输出触点“%Q0.0”。

完成以上编辑后，就会发现图1-32中程序段1的符号不见了。

STEP4：编译与下载

将IP地址下载到CPU之前，必须先确保计算机的IP地址与PLC的IP地址相匹配，确保在同一个频段内。如图1-33所示，在计算机的本地连接属性窗口中，选择“Internet协议版本4（TCP/IPv4）属性”，将协议地址从自动获得IP地址修改为手动设置IP地址192.168.1.160，确保与PLC在“192.168.1.*”频段内且不重复。

在编辑阶段只是完成了基本编辑语法的输入验证，但是要完成程序的可行性还必须执行“编译”命令。在一般情况下，用户可以直接选择下载命令，博途软件会自动先执行编译命令。当然，也可以单独选择编译命令，如图1-34所示，在“编辑”菜单中选择“编译”命令，或者使用“CTRL+B”快捷键，就可获得整个程序的编译信息。

在编译完成后，就可以将S7-1200 PLC的硬件配置和梯形图软件下载。下载可以选择两个命令，即“下载到设备”或“扩展的下载到设备”。这两种下载方式在第一次使用时，都会出现图1-35所示的以太网联网示意。不仅可以看到程序中的PLC地址，看到用于PC连接的PG/PC接口情况（这对于多网卡用户来说非常重要），还可以看到目标子网中的所有设备。当用户选择指定的设备时，单击图标，就会看到实际设备会黄灯闪烁，以让用户确定是否该设备需要进行配置和程序下载。需要注意的是，第一次联机时，存在PLC的IP地址与PC的IP地址不在同一个频段、PLC的CPU第一次使用IP地址无等情况，因此，需要在“选择设备目标”时，不能选择“显示地址相同的设备”，而是“显示所有兼容的设备”。第一次使用的CPU联机情况，其接口类型为ISO，访问地址是MAC地址，此时可以连接该CPU，等下载结束后，再次联机，就会出现正常联机情况。

STEP5：PLC在线与程序调试

在PLC的程序与配置下载后，就可以将PLC切换到运行状态进行运行。但是，很多时候用户需要详细了解PLC的实际运行情况，并对程序进行一步步调试时，就要进入“PLC在线与程序调试”阶段。图1-36所示为下载预览需要注意其中的“停止模块”选项，否则将无法下载。

首先选择，转到在线后，项目树就会显示黄色的图标，动画过程就是表示在线状态（见图1-37），这时可以从项目树各个选项的后面了解其各自的情况，出现蓝色的和图标表示为正常，否则必须进行诊断或重新下载。

在本实例中，选择程序块的在线监控（见图1-38），选择图标，即可进入监控阶段，分别为绿色实线表示接通，蓝色虚线表示断开。从图中，可以看到停止按钮%I0.1常开触点为接通状态，这也解释了在编辑阶段为何输入常开而不是常闭的原因。当启动按钮%I0.0按下时，程序进入自保阶段（见图1-39）。

当然，PLC变量还可以进行在线监控，选择即可看到最新的监视值。

在项目树中，选择“在线访问”，即可看到诊断状态、循环时间、存储器、分配IP地址等各种信息。