子任务1
四路抢答器PLC控制

1.控制要求

（1）有4组进行抢答，抢答按钮为SB1～SB4，对应4个抢答指示灯为L1～L4。

（2）主持人按钮为SB0，主持人按下SB0，所有指示灯复位。

（3）最先按下抢答按钮的组指示灯亮，其他后按下的组指示灯不亮。

2.I／O地址分配表

I／O地址分配表见表3-4。

3.硬件接线图

PLC硬件接线图如图3-6所示。

4.硬件组态

①硬件组态的基本步骤如图3-7所示。

②插槽配置的规则：

RACK（0）

插槽1：电源模块或为空。

插槽2：CPU模块。

插槽3：接口模块或为空。

插槽4～11：信号模块、功能模块、通信模块或为空。

RACK（1～3）

插槽1：电源模块或为空。

插槽2：为空。

插槽3：接口模块。

插槽4～11：信号模块、功能模块、通信模块（如为IM365，则该机架上不能插入通信模块）或为空。

组态的硬件必须与PLC导轨上的PLC元器件订货号相符合（订货号标识在元器件的下方）。如图3-8所示。

（1）启动SIMATIC管理器

启动时，双击桌面上的图标 ，可以打开SIMATIC管理器，如图3-9所示。

（2）新建一个项目

在启动的SIMATIC管理器界面中单击“新建”图标，新建一个项目，可在“名称”位置输入项目名称，单击“浏览”按钮可修改项目存储路径，如图3-10所示，设置完成后单击“确定”按钮。

（3）插入站点

插入一个SIMATIC 300站点，如图3-11所示。

（4）组态S7-300 PLC机架

双击“硬件”图标，得到如图3-12所示的界面，选择机架“RACK-300”。

（5）组态电源

在机架的1号插槽中组态电源，如图3-13所示。

（6）组态CPU

在2号插槽添加CPU。如图3-14所示，硬件目录中的某些CPU型号有多种操作系统版本，在添加CPU时，CPU的型号和操作系统版本都要与实际硬件一致。

如果需要扩展机架，则应该在IM-300目录下找到相应的接口模块，添加到3号插槽。如无扩展机架，3号插槽留空，如图3-15所示。

（7）插入输入模块SM321

4～11号插槽中可以添加信号模块、功能模块、通信处理器等，如图3-16所示。

（8）插入输出模块SM322

插入输出模块SM322如图3-17所示。

模块地址可以是系统默认，也可以重新设定。将“系统默认”选项的“√”去掉，在地址栏中输入数字0，表示输入起始地址为0。

双击图3-18中的“DO32×DC24V／0.5A”选项，就会弹出图3-19中所示的开关量输出“属性”对话框。

将图3-19对话框中的“系统默认”复选框中的对勾去掉，将“开始”输入框中的“4”改为“0”，单击“确认”按钮。注意：模块地址是软件编程的前提！

（9）得到项目结构图并设置块

按工具栏上的“保存和编译”按钮，可得STEP 7项目结构图，如图3-20所示。

项目是以分层结构保存对象数据的文件夹，包含了自动控制系统中的所有数据，图3-20的左边是项目树形结构窗口。第一层为项目，第二层为站点，站点是组态硬件的起点。站点的下面是CPU，“S7程序”文件夹是编写程序的起点，所有的用户程序均存放在该文件夹中。

单击“块”，右侧可显示OB1，双击OB1，就会显示如图3-21所示的“属性”对话框，在“创建语言”下拉列表框中选择“LAD”（梯形图），经确定后就可进入编程状态，如图3-22所示。

5.编写梯形图程序

4组抢答器控制程序如图3-23所示。

6.程序的下载与上传

程序的下载是将计算机中设计好的程序写入PLC，程序的上传是将PLC中的程序读入编程计算机。不管是程序的下载还是上传，均需要将计算机与PLC间建立通信。下载方式有MPI、DP总线和以太网三种。MPI方式适用于所有的S7-300／400 PLC，所有的PLC都带有MPI接口；DP方式适用于带有DP接口的PLC，如CPU315-2DP；以太网方式适用于带有以太网接口的PLC，如CPU315-2PN／DP，或者PLC上面带有以太网模块（如CP341-1）也可以。

（1）计算机与PLC的通信

计算机与PLC通信有如下三种连接方式。

1）在计算机中安装通信卡（如CP5611、CP5612、CP5613等）。

CP5511：PCMOA TYPEⅡ卡，用于笔记本电脑编程和通信，具有网络诊断功能，通信速率最高可达12 Mbit／s。

CP5512：PCMOA TYPEⅡCardBus（32位）卡，用于笔记本电脑编程和通信，具有网络诊断功能，通信速率最高可达12 Mbit／s，上面两种通信卡价格相对较高。

CP5611：PCI卡，用于台式计算机的编程和通信，具有网络诊断功能，通信速率最高可达12Mbit／s，价格适中。

计算机通过通信卡与PLC通信，可对硬件和网络进行自动检测。该方式成本高，不推荐使用。

2）使用PC／MPI通信方式。

如计算机带有串口（RS232C接口，或称为COM口），则可使用PC／MPI适配器与PLC通信。

3）使用PC Adapter（PC适配器）。

一端连接到计算机的USB接口，另一端连接到CPU的MPI接口，它没有网络诊断功能，通信速率最高为1.5 Mbit／s，价格较低。

现在计算机大多不带RS232C接口，而用USB口作为基本接口，故目前常用该方式进行计算机与PLC通信。

目前很多的笔记本电脑不再提供串口，但是如果手里只有RS232 PC-Adapter适配器，应该怎么办？建议购买USB PC-Adapter适配器，也可以使用从市场上购买的USB转RS232的转换器来连接RS232 PC-Adapter适配器。如图3-24所示。

①要使用USB／MPI适配器与PLC连接，必须在计算机中安装该适配器的驱动程序（PC Adapter USB）。

②驱动程序安装好后，用USB／MPI适配器将计算机的USB接口与CPU模块的MPI接口连接起来，如图3-25所示。

③通信设置。在STEP 7中进行通信设置，在SIMATIC Manager窗口中执行菜单命令“选项”→“设置PG／PC接口”，打开“设置PG／PC接口”对话框，选择其中的“PC Adapter（MPI）”选项，再单击“属性”按钮，弹出如图3-26所示的对话框，这里保持默认设置，单击“本地连接”选项卡，如图3-26所示，将连接端口设为USB，按“确定”按钮后设置生效。

注意：①如果选择与CPU相连的是PROFIBUS接口，此时设置S7ONLINE（STEP 7）指向“PC Adater（PROFIBUS）”，然后单击按钮设置PROFIBUS和串口的属性。

②如果在使用PC-Adapter连接CPU的MPI接口或DP接口时不知道CPU接口的波特率，此时不能按照前面的介绍设置MPI接口或DP接口的波特率，可以在“设置PG／PC接口”中选择S7ONLINE（STEP 7）指向“PC Adapter（Auto）”，界面如图3-27所示。

（2）下载硬件组态与程序

下载方式有如下几种。

①选择菜单命令“选项”→“设置PG／PC接口”，在对话框中选 择“PC Adapter（MPI）／（Auto）”或“CP5611（MPI）／（Auto）”，因为PLC的DP接口没有初始化，而MPI接口默认地址2，波特率187.5 Kbit／s。

②如果是通过DP接口，则选择“PC Adapter（Profibus）”，不过“PC Adapter（Au-to）”也是通用的，同时是自动的，最保险。如果计算机上安装了CP5611等网卡的话就选择相对应的选项“CP5611（DP）”即可。

③通过以太网或PN接口下载。直接通过TCP／IP或ISO的方式即可，具体做法是通过STEP 7的菜单命令“编辑”→“编辑以太网结点”→“搜索”来搜索CP或CPU的集成PN接口，在线分配IP地址后就可以直接以TCP／IP的方式进行下载。在STEP 7的“选项”→“设置PG／PC接口”中将S7ONLINE（STEP 7）指向“ISO Ind.Ethernet→本机网卡”。

设置好PC／PG接口后就可以下载硬件组态和程序。

①下载整个站点。如果要将整个STEP 7的某个S7-300 PLC站点内容（程序块OB和硬件组态信息等系统数据）下载到CPU，应选中项目窗口中的某个站点，然后执行菜单命令“PLC”→“下载”，如图3-28所示；也可在某站点上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“PLC”→“下载”，如图3-29所示；还可以在选中某个站点后直接单击工具栏上的 工具，同样也可将整个站点内容下载到CPU中，如图3-30所示。

②下载程序块。如果仅下载项目中的某个（或某些）程序块，可选中该程序块，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“PLC”→“下载”，如图3-31所示，即可将选中的程序块下载到CPU中，下载程序块也可使用前面介绍的菜单命令或工具栏工具。

（3）程序的上传

如果要编辑某站点CPU中的程序，可以先将CPU中的程序读入STEP 7中，然后进行编辑，再重新下载到CPU；将CPU模块中的程序读入STEP 7中的方法是：在SIMATIC Manager窗口执行菜单命令“PLC”→“将站点上传到PG”，如图3-32所示，弹出“选择节点地址”对话框，选择目标站点为“本地”，单击“显示”按钮，选择CPU后再确定，就会将该CPU中的内容上传到STEP 7中，在SIMATIC Manager窗口会自动插入一个站点名称，并且包含硬件组态和程序目录，选择该站点的硬件或程序，即可更改硬件或程序。

7.程序调试

程序下载到机架的CPU后，将CPU模块的工作模式开关切换到RUN模式，然后操作各个按钮，观察是否满足控制要求，如不满足，可对硬件系统和程序进行检查、修改。