編程概念 5

5.1 設計 PLC 系統(tǒng)的指南

設計 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計項目。 當然，您還必

須遵守您所在公司的規(guī)程以及您在培訓中和現(xiàn)場積累的實踐經驗。 

分解過程或機器

將您的過程或者機器分解成相互獨立的部分。 這些獨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

寫出過程或者機器每一部分的操作描述。 包括下列主題： I/O 點、操作的功能描述、允許

每個執(zhí)行器（例如螺線管、電機和驅動器）動作之前必須達到的狀態(tài)、操作員界面的描述

以及與過程或機器其它部分相連的任何接口的描述。

設計安全電路

出于安全考慮，應識別出需要硬接線邏輯的設備。 控制設備若發(fā)生故障可能出現(xiàn)不安全

狀況，造成機器意外啟動或運行變化。 若是意外或錯誤的機械運轉可能導致人員身體受

傷或重大財產損失，應考慮使用獨立于 CPU 運行的機電超馳裝置，以防止不安全的運

行。

安全電路的設計中應包含以下任務：

• 確定可能造成危險的不正確或意外的執(zhí)行器操作。

• 確定可確保操作不危險的條件，并確定如何獨立于 CPU 檢測這些條件。

• 確定上電和斷電時 CPU 和 I/O 如何影響過程，并確定檢測錯誤的時間。 此信息僅用于

設計正常和可預期的異常操作，不能用于保障安全的目的。

• 設計獨立于 CPU 的手動或機電安全超馳來阻止危險的操作。

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

息。

• 標識其它與過程安全操作相關的安全要求。

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5.1 設計 PLC 系統(tǒng)的指南

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

操作員站

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

• 顯示與過程或者機器有關的每個操作站的位置總覽圖

• 操作站中設備（如顯示器、開關和燈）的機械布局

• 包含 CPU 或擴展模塊中相關 I/O 的電氣圖

創(chuàng)建組態(tài)圖

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

• 顯示與過程或機器相關的每個 CPU 的位置總覽圖

• CPU 和擴展 I/O 模塊的機械布局（包括機柜和其它設備）

• 每個 CPU 和擴展 I/O 模塊的電氣圖（包括設備模型號、通信地址和 I/O 地址）

創(chuàng)建符號名稱列表（可選）

如果選擇使用符號名稱進行尋址，需要對絕對地址創(chuàng)建一個符號名稱列表。 不僅要包含

物理 I/O 信號，也要包含程序中要用到的其它元素。

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5.2 用戶程序的元素

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

5.2 用戶程序的元素

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）來結構化用戶程序。 

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

一次。 

• 子例程是只有在調用時才執(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。 當您希望重復執(zhí)行某種功能時，子例程是非常有用的 與其在主程序中每個需要使

用該功能的位置多次寫入相同的程序代碼，不如將這段邏輯寫在子例程中，然后根據

需要在主程序中調用該子例程。 子例程具有以下優(yōu)點： 

– 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間。 CPU 在每個掃描周

期都會評估主程序中的代碼，不管代碼是否執(zhí)行，而 CPU 僅在調用子例程時評估其

代碼，如果掃描時不調用子例程，CPU 不會評估其代碼。

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

然后將該子例程復制到另其它程序中，無需進行重復工作。

說明

使用 V 存儲器地址會限制子例程的可移植性，因為一個程序對于 V 存儲器地址的分

配有可能與另一個程序對它的分配有沖突。 相比之下，在子例程中為全部地址分配

使用局部變量表（L 存儲器）會使子例程具有*的可移植性，因為當子例程使用

局部變量時，子例程與程序的其它部分之間就不會有地址沖突。

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5.2 用戶程序的元素

系統(tǒng)手冊, 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，中斷例程會進行響應。 您可以設

計一個中斷例程來處理預先定義好的中斷事件。 當事件發(fā)生時，CPU 會執(zhí)行該中

斷例程。 

中斷例程不會被主程序調用。 只有當中斷例程與一個中斷事件相關聯(lián)，并且在該中斷

事件發(fā)生時，CPU 才會執(zhí)行中斷例程中的指令。 

說明

由于無法預測 CPU 何時會產生中斷，所以應考慮盡量限制中斷例程和程序中其它部分

所共用的變量個數。

使用中斷例程的局部變量表可確保中斷例程僅使用臨時存儲器，從而不會覆蓋程序其

它位置使用的數據。

為了保證主程序與中斷例程正確地共享數據，您可以使用許多編程技巧。 請參見中斷

指令 (頁 366)的說明。

• 其它塊中包含 CPU 的信息。 下載程序時，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。 

– 數據塊： DB 存儲程序使用的不同變量的初始值（V 存儲器）。 

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，調用子例

程 0。

SBR 0 Network 1

LD SM0.0 

MOVB 100, SMB34 

ATCH INT_0, 10 

ENI

將定時中斷的時間間隔

設置為 100 ms。 

啟用中斷 0。

INT 0 Network 1

LD SM0.0 

MOVW AIW4,VW100

對模擬量輸入 AI4 的值

進行采樣。

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5.3 創(chuàng)建用戶程序

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

5.3 創(chuàng)建用戶程序

STEP 7-Micro/WIN SMART 的用戶界面為創(chuàng)建用戶項目程序提供了一個便捷的工作環(huán)境。

（STEP 7-Micro/WIN SMART 項目是帶有 .smart 擴展名的文件。） 要打開用戶界面，請雙

擊 STEP 7-Micro/WIN SMART 圖標，或者從“開始”(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

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

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

PROFINET 組態(tài)的項目可能會導致程序崩潰。

5.3.2 早期版本的 STEP 7-Micro/WIN 項目

要使用在 4.0 或更高版本的 STEP 7-Micro/WIN 中創(chuàng)建的項目，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”(Open) 按鈕，然后選

擇所需項目。

• 根據需要更正程序。

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5.3 創(chuàng)建用戶程序

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

無法打開使用舊版本（早于 STEP 7-Micro/WIN 4.0 版）創(chuàng)建的項目。如果試圖打開此類項

目，STEP 7-Micro/WIN SMART 通知用戶無法打開項目。

說明

打開用舊版程序創(chuàng)建的項目

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

STEP 7-Micro/WIN SMART 不支持的邏輯結構。打開項目時 STEP 7-Micro/WIN SMART 

忽略了其不支持的指令。必須仔細檢查項目，并對 STEP 7-Micro/WIN SMART 忽略的程

序邏輯部分進行重新設計。

• STEP 7-Micro/WIN SMART 忽略舊版項目的系統(tǒng)塊，對打開的項目使用默認系統(tǒng)塊。

• STEP 7-Micro/WIN SMART 會忽略舊項目中所有向導生成的程序塊。

• 不可使用“打開”(Open) 命令打開位于 PLC 中的項目。項目文件必須位于用戶的個人計

算機/編程設備中。

• 只可為每個 STEP 7-Micro/WIN SMART 實例打開一個項目。必須運行兩個 STEP 7-

Micro/WIN SMART 實例才能同時打開兩個項目。打開兩個實例時，可在其間復制和粘

貼 LAD/FBD 程序元素和 STL 文本。

• 可定義一個默認項目文件夾，用于打開和保存新 STEP 7-Micro/WIN SMART 項目。

警告

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

件）存在風險

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

件）。如果程序使用符號特殊存儲器 (SM) 尋址，則在項目中插入系統(tǒng)符號表 (頁 124)。

符號會正確映射到當前 SM 地址。但是，如果程序使用絕對 SM 尋址，則那些絕對 SM 

地址可能不再存在。 

如果程序的 SM 地址定義不一致，則會導致意外的機械或過程操作。意外的機械或過程

操作可能導致人員死亡、重傷和/或設備損壞。 

如果在 STEP 7-Micro/WIN SMART 中打開 .mwp 文件，需要刪除“S7-200 符號”表并插入

“系統(tǒng)符號”表。之前 .mwp 程序中的符號會映射到當前 SM 地址方案中。轉換所有絕對

SM 地址，以使用相應的符號名稱。

參見

SM（特殊存儲器）概述 (頁 1000) 

編程概念

5.3 創(chuàng)建用戶程序

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

5.3.3 使用 STEP 7-Micro/WIN SMART 用戶界面

STEP 7-Micro/WIN SMART 用戶界面如下所示。請注意，每個編輯窗口均可按您所選擇的

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

個窗口以從單獨選項卡訪問各窗口：

① 快速訪問工具欄 (頁 117) 

② 項目樹 (頁 117) 

③ 導航欄 (頁 117) 

④ 菜單 (頁 117) 

⑤ 程序編輯器 (頁 117) 

⑥ 符號信息表 (頁 124) 

⑦ 符號表 (頁 124) 

⑧ 狀態(tài)欄 (頁 117) 

⑨ 輸出窗口 (頁 117) 

⑩ 狀態(tài)圖表 (頁 745) 

? 變量表 (頁 128) 

? 數據塊 (頁 121) 

? 交叉引用 (頁 739) 

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5.3 創(chuàng)建用戶程序

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

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

快速訪問工具欄

快速訪問工具欄顯示在菜單選項卡正上方。通過快速訪問文件按鈕可簡單快速地訪問“文 件”(File) 菜單的大部分功能，并可訪問最近打開的文檔。快速訪問工具欄上的其它按鈕對

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

項目樹

項目樹顯示所有的項目對象和創(chuàng)建控制程序需要的指令。您可以將單個指令從樹中拖放到

程序中，也可以雙擊指令，將其插入項目編輯器中的當前光標位置。

項目樹對項目進行組織：

• 右鍵單擊項目，設置項目密碼或項目選項

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

用密碼對其進行保護或重命名。

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

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

應圖標，或雙擊相應的 POU 選項卡對其執(zhí)行打開、重命名或刪除操作。

說明

提高了項目、POU 和數據塊（數據頁）密碼的安全性

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

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

性。

導航欄

導航欄顯示在項目樹上方，可快速訪問項目樹上的對象。單擊一個導航欄按鈕相當于展開

項目樹并單擊同一選擇內容。導航欄具有幾組圖標，用于訪問 STEP 7-Micro/WIN SMART 

的不同編程功能。