2.4.1 STEP 7硬件配置介绍

1.组态

组态是制作自动化项目不可缺少的一个环节，它是在STEP 7软件窗口中对机架、模块、分布式I/O（DP）机架以及接口子模块等进行排列。使用组态表表示机架，就像实际的机架一样，可在其中插入特定数目的模块。

在组态表中，STEP 7自动给每个模块分配一个地址。如果站中的CPU可自由寻址（意思是可为模块的每个通道自由分配一个地址，而与其插槽无关），就可随意改变站中模块的地址。

在实际操作中，可将组态任意多次复制给其他STEP 7项目，并进行必要的修改，然后将其下载到一个或多个现有的设备中去。在可编程序控制器启动时，CPU将比较STEP 7中创建的预置组态与设备的实际组态，从而可立即识别出它们之间的任何差异，并进行。

2.分配参数

分配参数即为本地组态中和网络中的可编程模块设置属性。例如，CPU是一个可编程模块。其监视狗时间是可设置的一个参数。对主站系统（PROFIBUS）的总线参数、主站与从站参数等进行设置或对组件之间的数据交换进行设置。

参数将下载给CPU并由CPU在启动期间传送给各自的模块。可方便地对模块进行替换，因为在启动期间，自动将使用STEP 7所设置的参数下载给新的模块。

3.硬件组态

S7系列PLC和模块的属性均可预先设置为默认值，这样，在许多情况下，都不需要对其进行组态。而在下列情况下，组态是必需的：

1）如果希望改变模块的默认参数（例如启用模块的硬件中断）；

2）如果希望组态通信连接；

3）对于具有分布式I/O的站（PROFIBUS DP或PROFINET IO）；

4）对于具有多个CPU（多值计算）或扩展机架的S7-400站；

5）对于容错（H）型可编程控制系统。

4.S7-300硬件组态实例

图2-33所示为S7-300典型的硬件示意图。使用编程设备（PG）对S7-300 PLC编程，并使用PG电缆将PG和CPU互连在一起。如要对带有PROFINET接口的CPU进行调试或编程，还要使用以太网电缆将PG和CPU的PROFINET连接器互连在一起。多个S7-300 CPU通过PROFIBUS电缆彼此之间通信及与其他SIMATIC S7 PLC通信。

图2-34所示为S7-300典型的硬件组态示意。

以下是具体的硬件组态步骤：

1）用鼠标左键双击Windows桌面上的SIMATIC管理器图标，打开STEP 7软件，默认自动启动向导，如图2-35所示。如果向导没有启动，可以选择菜单“文件”下的“新建项目向导”。单击“预览”，可以看到将要建立的项目结构的视图。

2）用鼠标左键单击“下一个”按钮，进入选择CPU的界面，如图2-36所示，在此可以选择跟用户硬件相对应的CPU类型。在本案例中，选择CPU313-2 DP，MPI地址默认为2，当然MPI地址也可以更改为“2”以上的其他值，注意该值只是为了使CPU与编程设备PC之间进行通信，因此必须设置地址。

3）用鼠标左键单击“下一个”按钮，进入用户程序选择界面，如图2-37所示。用户程序必须选择OB1，可以选择指令表STL、梯形图LAD或功能块图FBD任何一种合适的编程语言。

4）用鼠标左键单击“下一个”按钮，进入项目名称命名界面，如图2-38所示。在项目名称中可以输入用户想要设置的名称，在此输入“硬件配置1”，最后单击“完成”按钮，系统将按照刚才的设置生成项目，如图2-39所示。

5）在图2-39中，用鼠标左键双击“硬件”，弹出配置的画面，如图2-40所示。其中机架（UR）已经自动配置，如果没有没有机架，可以依次选择硬件目录中的“SIMATIC300”→“RACK-300”双击，并将其“拖”至机架位置区，默认的机架为（0）UR。

在机架UR的第一格中，放入的是电源PS，也可以不选择；本案例选择的CPU313C-2DP放在第2格，包含了内置DP口、DI16/DO16和计数模块；第3格为了扩展机架而设计的，如不扩展机架，置空即可。从第4格开始即为SM模块，如本案例中的AI和AO等，单击“SM-300”将会出现模拟量模块、数字量模块和其他信号模块，根据型号将其放入到适当的槽号中，如果选中某个模块，并且这个模块和相应的槽号对应，也就是说可以插入这个槽号，那么这个槽号将显示“绿色”，下面与机架相对应的信息表也会显示为“绿色”，如图2-41所示。

6）操作完毕之后，可以通过菜单命令进行保存和编译，同时会在管理画面的“块”文件夹中出现 的符号。

7）至于PROFIBUS主站与从站的设置可以参考本书相关章节。

2.4.2 模块的寻址

1.模块的插槽特定寻址

如果组态数据尚未载入CPU中，使用插槽特定寻址，即每个插槽号被分配一个模块起始地址。根据模块的类型，它可以是数字量地址，也可以是模拟量地址。图2-42所示为一个安装在四个机架上的S7-300装配，以及带有各自模块的可选插槽。起始地址I/O模块的输入和输出地址从相同的模块起始地址开始。

（1）中央机架CR和扩展机架ER

S7-300 PLC由一个中央单元（CU）和一个或多个扩展模块组成。包含CPU的机架是中央单元（CU），配有模块并连接到CU的机架形成了系统的扩展模块（EM）。

（2）扩展模块（EM）的使用

如果对于用户的工程应用，CU如果已经用完了所有插槽，则可以使用EM。使用EM时，除额外的机架和接口模块（IM）之外，可能还需要更多的电源模块。使用接口模块时，必须确保与其他机架相兼容。

需要说明的是，在CPU 31xC系统上，不能将任何模块插入机架3插槽11中。该地址范围为集成I/O保留。

2.模块的用户指定寻址

用户指定寻址的含义是可以将所选的一个地址分配给任何一个模块（SM/FM/CP）。地址将在STEP 7中进行分配。在STEP 7中，用户可指定形成模块的所有其他地址的基础的模块起始地址。

用户指定寻址的优点是优化可用地址空间，使模块之间不存在“地址间隙”；同时在标准的软件组态中，用户可以定义独立于相关S7-300/400组态的地址。

3.S7-400模块地址举例

S7-400的信号模块地址是在STEP 7中自动生成的。用户可以修改。S7-400的模拟量模块起始地址从512开始，同类模块的地址按顺序连续排列，见表2-8。

2.4.3 S7系列PLC硬件更新

硬件显示黄色问号，表示当前版本的STEP 7不支持该硬件，需要进行硬件更新，如果硬件更至最新后仍未解决，可能需要升级STEP 7软件，具体参见西门子公司硬件的供货发布说明。

图2-43所示为HW Config配置硬件中的选项“安装HW更新”，图2-44所示为安装硬件升级版，图2-45所示为安装步骤。用户可以选择在线更新，也可以选择从磁盘中复制。一旦它自动从网上或磁盘下载硬件最新版本，等下载完之后，然后会提示选择“全选（Select All）”，用鼠标左键单击“安装（Install）”，它会提示关闭S7软件，点击确定后自动安装下载的硬件最新版本，等安装完后重新启动S7即可。