第5章 S7-200技术开发软件使用指南

STEP7-Micro/WIN 4.0是西门子公司专为SIMATIC系列S7-200研制开发的编程软件，它是基于Windows平台的应用软件。STEP7-Micro/WIN4.0可以使用个人计算机作为图形编辑器，用于联机或脱机开发用户程序，并可在线实时监控用户程序的执行状态。本章主要介绍的是STEP7-Micro/WIN 4.0 SP4的使用方法。熟练地使用编程软件是熟练进行PLC编程开发的基础，所以在本章的学习过程中尤其需要注重上机练习。

本章要点：

● STEP7-Micro/WIN 4.0软件的功能特点

● STEP7-Micro/WIN 4.0软件的界面定置

● 计算机与PLC的通信原理

● 开发软件的功能设置技巧与方法

5.1 软件概述

STEP7-Micro/WIN 4.0是西门子公司专为SIMATIC S7-200系列可编程序控制器研制开发的编程软件，目前最新版本为SP6。它是基于Windows的应用软件，功能强大，既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序的执行状态。

1. 基本功能

STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的SIMATIC S7-200 PLC编程软件，简单、易学，能够解决复杂的自动化任务。它适用于所有SIMATIC S7-200 PLC机型软件编程，支持IL、LAD、FBD三种编程语言，可以在三者之间随时切换。值得注意的是，此软件具有密码保护功能，可以有效地保护用户的商业机密。

STEP 7-Micro/WIN提供软件工具帮助用户调试和测试用户的程序。这些特征包括：监视S7-200正在执行的用户程序状态，为S7-200指定运行程序的扫描次数，强制变量值等。

对于一些复杂的功能指令，STEP 7-Micro/WIN软件还有指令向导功能：PID自整定界面；PLC内置脉冲串输出（PTO）和脉宽调制（PWM）指令向导；数据记录向导；配方向导。支持TD 200和TD 200C文本显示界面 （TD 200向导）。

2. 高级功能

STEP7-Micro/WIN 4.0软件的高级功能较多，主要有位置控制功能、PID自整定和PID整定控制面板功能，并提供了对USS协议库、Modbus从站协议指令的支持功能，这些功能的添加大大丰富了软件的开发功能能力。

（1） 位置控制功能

S7-200提供的开环运动控制的三种方式：

● 脉宽调制（PWM）

内置于S7-200，用于速度、位置或占空比控制。

● 脉冲串输出（PTO）

内置于S7-200，用于速度和位置控制。

● EM253位控模块

用于速度和位置控制的附加模块。

为了简化用户应用程序中位控功能的使用，STEP7-Micro/WIN提供的位控向导可以帮助用户在几分钟内全部完成PWM、PTO或位控模块的组态。该向导可以生成位控指令，用户可以用这些指令在用户的应用程序中对速度和位置进行动态控制。对于位控模块， STEP 7-Micro/WIN还提供了一个控制面板，可以控制、监视和测试用户的运动操作。

（2） USS协议库

USS协议库是STEP 7-Micro/WIN指令库，该指令库包括预先组态好的子程序和中断程序，这些子程序和中断程序都是专门为通过USS协议与驱动通信而设计的。通过USS指令，用户可以控制这个物理驱动，并读/写驱动参数。

可以在STEP 7-Micro/WIN指令树的库文件夹中找到这些指令。当用户选择一个USS指令时，系统会自动增加一个或多个相关的子程序（USS1到USS7）。

西门子指令库是在一张单独的CD上出售的STEP 7-Micro/WIN附加件：指令库，订货号是6ES7830-2BC00-0YX0。在定购和安装了1.1版本的西门子库后，任何后续STEP 7-Micro/WIN V3.2x和V4.0升级都会在不需要附加费用的情况下自动升级用户的库（当增加或修改库时）。

（3） Modbus从站协议指令

STEP 7-Micro/WIN指令库包含有专门为Modbus通信设计的预先定义的子程序和中断服务程序，使得与Modbus主站的通信简单易行。使用Modbus从站协议指令，用户可以将S7-200组态作为Modbus RTU从站，与Modbus主站通信。

可以在STEP 7-Micro/WIN指令树的库文件夹中找到这些指令。通过这些新指令，可以将S7-200作为Modbus从站。当选择一个Modbus从站指令时，会有一个或多个相关的子程序自动添加到用户的项目中。

（4） PID自整定和PID整定控制面板

S7-200PLC已经支持PID自整定功能，STEP 7-Micro/WIN中也添加了PID整定控制面板。这就大大增强了S7-200PLC的功能，并且使这一功能的使用变得更加容易。

可以使用操作员面板中的用户程序或者PID整定控制面板来启动自整定功能。在同一时间，不仅仅只有一个PID回路可以进行自整定，如果需要的话，所有8个PID回路可以同时进行自整定。PID自整定算法向用户推荐增益值、积分时间值和微分时间值。用户也可以为用户的调节回路选择快速响应、中速响应、慢速响应或者极慢速响应等调节类型。

用PID整定控制面板，用户可以启动自整定过程，取消自整定过程和在图表中监视结果。控制面板会显示所有可能发生的错误和警告信息。它也允许用户将自整定后得到的增益值、积分时间值和微分时间值应用到实际控制中去。

3. 安装条件及界面转换

系统的安装需要一定的硬件、软件扶持，具体要求如下。

操作系统：Windows 95、Windows 98、Windows ME、Windows 2000、Windows XP。

硬件配置：IBM 486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间，鼠标。

通信电缆：PC/PPI电缆（或使用一个通信处理器卡），用于计算机与PLC的连接。在使用STEP7-Micro/WIN4.0之前应该确保相应的通信电缆与PLC已经正确地连接，其简单方式如图5-1所示。

在软件安装完成后，打开软件进入STEP7-Micro/WIN软件英文界面，如图5-2（a）所示。此时需要将英文界面转换成我们常用的中文界面，在菜单中选择Tools|Options命令，打开Options对话框，如图5-2（b）所示。

在Options文本框中选择“General”选项，在“Language”选项框中选择“Chinese”选项，并重新启动软件，软件将变成如图5-3所示的中文界面。

5.2 编程软件介绍

STEP 7-Micro/WIN编程软件，是S7-200系统强大的工控编程组态软件，在Windows平台上运行的SIMATIC S7-200软件简单、易学，能够解决复杂的自动化任务 ，可以快速进入，节省编程时间，具有扩展功能，基于标准的Windows软件STEP 7-Micro/WIN编程软件为用户开发、编辑和监控自己的应用程序提供了良好的编程环境。

5.2.1 软件界面介绍

STEP 7-Micro/WIN的窗口界面一般可以分成以下几个区：标题栏、菜单条（包含8个主菜单项）、工具条（快捷按钮）、浏览条（快捷操作窗口）、指令树（快捷操作窗口）、输出窗口、状态条和用户窗口（可同时或分别打开5个用户窗口）。软件界面分区情况如图5-4所示。

（1） 菜单条

在菜单条中共有8个主菜单选项，各主菜单项的功能如下。

● 文件（File）菜单项

可完成如新建、打开、关闭、保存文件、导入和导出、上载和下载程序、文件的页面设置、打印预览和打印设置等操作。

● 编辑（Edit）菜单项

提供编辑程序用的各种工具，如选择、剪切、复制、粘贴程序块或数据块的操作，以及查找、替换、插入、删除和快速光标定位等功能。

● 检视（View）菜单项

检视菜单项即查看菜单项，可以设置编程软件的开发环境，如打开和关闭其他辅助窗口（如引导窗口、指令树窗口、工具条按钮区），执行引导条窗口的所有操作项目，选择不同语言的编程器（LAD、STL或FBD），设置3种程序编辑器的风格（如字体、指令盒的大小等）。

● PLC菜单项

用于实现与PLC联机时的操作，如改变PLC的工作方式、在线编译、清除程序和数据、查看PLC的信息，以及PLC的类型选择和通信设置等。

● 调试（Debug）菜单项

用于联机调试。

● 工具（Tools）菜单项

可以调用复杂指令（如PID指令、NETR/NETW指令和HSC指令），安装文本显示器TD200，改变用户界面风格（如设置按钮及按钮样式、添加菜单项），用“选项”子菜单可以设置三种程序编辑器的风格（如语言模式、颜色等）。

● 窗口（Windows）菜单项

此菜单项的功能是打开一个或多个窗口，并进行窗口间的切换。可以设置窗口的排放方式（如水平、垂直或层叠）。

● 帮助（Help）菜单项

帮助菜单项可以方便地检索各种帮助信息，还提供网上查询功能。在软件操作过程中，可随时按F1键来显示在线帮助。

（2） 工具条

将STEP7-Micro/WIN4.0编程软件最常用的操作以按钮形式设定到工具条，提供简便的鼠标操作。可以用“检视（查看）”菜单中的“工具条”命令来显示或隐藏3种按钮：标准、调试和指令。

（3） 浏览条

在编程过程中，引导条提供窗口快速切换的功能，可用“查看”菜单中的“帧”命令来选择是否打开浏览条。

浏览条中有以下七种组件。

● 程序块

由可执行的程序代码和注释组成。程序代码由主程序（OB1）、可选的子程序（SBR0）和中断程序（INT0）组成。单击每一项，都可以得到相关程序的具体内容。

● 符号表

用来建立自定义符号与直接地址间的对应关系，并可附加注释，使得用户可以使用具有实际意义的符号作为编程元件，增加程序的可读性。例如，系统的停止按钮的输入地址是I0.0，则可以在符号表中将I0.0的地址定义为stop，这样梯形图所有地址为I0.0的编程元件都由stop代替。

当编译后，将程序下载到PLC中时，所有的符号地址都将被转换成绝对地址。

● 状态图

用于联机调试时监视各变量的状态和当前值。只需要在地址栏中写入变量地址，在数据格式栏中标明变量的类型，就可以在运行时监视这些变量的状态和当前值。

● 数据块

可以对变量寄存器V进行初始数据的赋值或修改，并可附加必要的注释。

● 系统块

主要用于系统组态。系统组态主要包括设置数字量或模拟量输入滤波、设置脉冲捕捉、配置输出表、定义存储器保持范围、设置密码和通信参数等。

● 交叉索引

可以提供交叉索引信息、字节使用情况和位使用情况信息，使得PLC资源的使用情况一目了然。只有在程序编辑完成后，才能看到交叉索引表的内容。在交叉索引表中双击某个操作数时，可以显示含有该操作数的那部分程序。

● 通信

可用来建立计算机与PLC之间的通信连接，以及通信参数的设置和修改。

（4） 指令树

指令树提供编程所用到的所有命令和PLC指令的快捷操作。可以用查看菜单的“指令树”命令来决定其是否打开。

（5） 输出窗口

该窗口用来显示程序编译的结果信息。如各程序块的信息、编译结果有无错误以及错误代码和位置等。

（6） 状态条

状态条也称任务栏，用来显示软件执行情况，编辑程序时显示光标所在的网络号、行号和列号，运行程序时显示运行的状态、通信波特率、远程地址等信息。

（7） 程序编辑器

可以用梯形图、指令表或功能表图程序编辑器编写和修改用户程序。

（8） 局部变量表

每个程序块都对应一个局部变量表。在带参数的子程序调用中，参数的传递就是通过局部变量表进行的。

5.2.2 项目及组件

在S7-200PLC系统的编程是以项目作为文件的管理形式的。一个项目所包括的组件内容非常丰富，包括PLC所使用的CPU型号、子程序、中断程序等。

新建项目的方法有三个：新建一个程序项目文件、打开已有的程序文件和从PLC上载程序文件。

1. 新建项目

可以用选择“文件”|“新建”命令，或者单击工具条中的“新建” 按钮新建一个程序项目文件，在一个项目中，所包括的内容比较多，有项目的程序、交叉引用表等。如图5-5所示为一个项目文件的指令树。

在新建程序文件的初始设置中，文件以“项目1”命名，CPU221是系统默认的PLC的CPU型号。在指令树中可见一个程序文件包含7个相关的块（程序块、符号表、状态图、数据块、系统块、交叉索引及通信），其中程序块包含一个主程序（OB1）、一个可选的子程序（SBR 0）和一个中断服务程序（INT 0）。

用户可以根据实际编程的需要修改项目组件的初始设置。

（1） 确定PLC的CPU型号

右击“CPU”图标，在弹出的右键菜单中选择“类型”命令，CPU类型对话框如图5-6所示。

在此对话框中，可以选择实际的PLC型号。也可选择“PLC”菜单中的“类型”命令来激活相同的对话框来选择PLC型号。之所以要在进程编程之前确定项目中所使用的PLC的型号，是因为不同型号的PLC的硬件，包括I/O点数是不尽相同的，根据不同的型号软件可以方便地使用相对应PLC型号的硬件和软件资源，如密码的等级、I/O的点数。

（2） 项目更名

如果要更改项目的文件名，可以选择“文件”|“另存为”命令，在弹出的对话框中键入新的文件名，如图5-7所示。

程序块中主程序的名称一般用默认名称“OB1”，任何程序文件都只有一个主程序。

对子程序和中断程序的更名可在指令树窗口中右击需要更名的子程序或中断程序名，在弹出的右键菜单中选择按钮中选择“重新命名”命令，然后键入新名称，如图5-8所示。

（3） 添加子程序或中断程序

一个程序的项目组件中可以包括多个子程序和中断程序，中断程序和子程序的作用是根据用户在程序设计时所使用的程序数目而定的，这种子程序和中断程序的添加方法也可以称为组态增加法，即不需要在编程时增加相应程序，而是在软件中通过鼠标操作来增加程序，在STEP 7-Micro/WIN编程软件中可以通过如下操作进行添加。

方法1：在指令树窗口中右键单击“程序块”图标，在弹出的右键菜单中选择“插入”命令，可以插入“子例行程序”或“中断”程序，如图5-9所示。

方法2：选择菜单中的“编辑”|“插入”|“子程序” 或“中断”命令来实现。

方法3：在程序编辑器窗口中单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择“插入”|“子例行程序” 或“中断”命令，如图5-10所示。

新生成的子程序或中断程序会根据已有的子程序或中断程序的数目自动递增编号，用户可将其更名。

2. 打开程序文件

要打开磁盘中已有的程序文件，可以在菜单中选择“文件”|“打开”命令，或单击工具条中的“打开”按钮，弹出“打开”对话框，打开相应文件即可。

3. 上载程序文件

在与PLC建立通信的情况下，可以将存储在PLC中的程序和数据传送给计算机。可以在菜单中选择“文件”|“上载”命令，或者单击工具条中的“上载” 按钮来完成文件的上载，上载程序的过程即是STEP 7-Micro/WIN编程软件软件从PLC内部的程序存储器中读取用户程序的过程。

在项目的“上载”过程中，需要选择上载的内容，如程序块、数据块和系统块，如图5-11所示。

在程序块、数据块和系统块复选框中核实希望上载的块复选框，并取消选择不希望上载的任何块，然后单击“确认”按钮，将弹出如图5-12所示的确认对话框，来确认上载操作。

用户可以根据需要进行选择上载的块。

5.2.3 定制STEP 7-Micro/WIN软件

STEP 7-Micro/WIN同其他通用软件一样，可以提供软件的功能，通过功能可以使相关开发人员可以根据自己的使用习惯及行业背景来熟练地使用此软件。定制软件包括工具菜单和工作区外观的定制。

1. 工具菜单定制

工具菜单的“定制”功能可以选择菜单中的工具| 定制菜单命令来实现，将弹出如图5-13所示的自定义对话框。对话框中包括了“命令”和“附件工具”两个选项卡。

（1） 命令选项卡

在此选项卡中可以重新排列STEP 7-Micro/WIN工具条。主要是通过拖动的方式添加和移动按钮。

从“类别”列表框选择控制所属的类别后，在类别右侧的“按钮”栏中将显示从属于此类的按钮。使用鼠标左键单击需要移动的按钮图标不放，将此按钮拖出“定制”对话框的“按钮”区域，并将其放入所需的STEP 7-Micro/WIN工具条中，如图5-14所示。

如果希望从STEP 7-Micro/WIN工具条移除按钮，将按钮拖出STEP 7-Micro/WIN工具条，放入“定制”对话框的“按钮”栏中。

如果用户希望当鼠标指针停留在该按钮上时，按钮显示解释工具提示，选择“显示工具提示”复选框。

如果希望按钮显示平面外观而不是三维外观，选择“显示扁平按钮”复选框。

（2） 附件工具选项卡

为了简化程序设计，STEP 7-Micro/WIN支持不用浏览电脑磁盘条和输出窗口就可以启动某些程序，如记事本、绘图等程序。这样可以节省浏览和启动常用工具的时间。如果希望在“工具”菜单栏中增加“自定义”的工具菜单命令，可以选择“附件工具”选项卡，如图5-15所示。

在此选项卡中填写下列各域。

菜单文字：选择一个名称，用于识别“工具”菜单中的工具。

命令：提供工具程序或批文件的文件名。可以使用“浏览” 按钮查找文件和目录，并弹出如图5-16所示的选择程序对话框。

变元：提供*.exe文件使用的命令行变元。

初始目录：提供工具的开启目录。

成功地增加工具后，工具会作为“工具”菜单的一个项目出现在STEP 7-Micro/WIN中，如图5-17所示。

2. 工作区外观定制

为了简化程序设计，用户可能希望不用浏览条和输出窗口。用户可以将在程序设计时不需要的窗口盖住或最小化，例如局部变量表和符号表，仅在必要时调出。这样可为以下主要项目腾出最大的空间：指令树（供LAD和FBD程序员使用）和程序编辑器窗口（供STL、LAD和FBD程序员使用）。

以下是一些STEP 7-Micro/WIN工作区不同组件的定制操作。

（1） 查看或隐藏各种窗口组件

从菜单条选择“（检视）查看”，并选择一个对象，将其标选符号在打开和关闭之间切换。带标选符号的对象是当前在STEP 7-Micro/WIN环境中打开的对象。

（2） 多窗口显示

如果在工作区域内同时需要使用多个窗口时，可以选择菜单“窗口”|“级联”|“水平”或“垂直”命令。工作区内的窗口会呈现不同的显示样式，如图5-18（a）至（c）所示。

对于工作区内的窗口都可以进行“最小化”、“恢复”和“最大化”或“关闭窗口”操作。当最大化窗口时，窗口会盖住用户已经打开的任何其他窗口显示，但最大化窗口不会关闭其他窗口。

5.2.4 使用帮助

STEP 7-Micro/WIN软件提供了丰富的帮助功能，可以通过以下两种方法来使用帮助功能。

（1） 在线帮助

对于希望获得帮助的标题，选择菜单项目或打开对话框，直接按“F1”键将获得关于此项目标题的上下文相关帮助。

（2） 从菜单获得帮助

可以使用以下方法从菜单获得帮助：选择菜单中的“帮助”|“目录与索引”命令，打开帮助窗口，借助目录浏览器可以寻找帮助相关的主题，窗口中的索引部分提供了按字母顺序排列的主题词，可以查找与某一关键词有关的帮助。

选择菜单中的“帮助”|“这是什么”命令，出现带问号的光标，用它单击画面上用户对象，将进入相关的帮助窗口。

还可以选择菜单中的“帮助”|“网上S7-200”命令，直接访问为S7-200提供技术支持和产品信息的西门子网站。

5.3 计算机与PLC的通信

PLC应用程序的开发往往是在计算机中完成的，而程序的运行却是在PLC内部程序存储区中完成的，所以PLC系统的开发必须将开发好的应用程序下载到PLC硬件中去执行，同时PLC硬件中的相应参数与状态信息也必须上传到计算机当中去显示与记录，所以计算机与PLC之间必须建立起良好的通信关系。建立通信的方式与方法根据所使用的硬件、协议不同而不同。

5.3.1 通信原理介绍

利用一根PC/PPI（个人计算机/点对点接口）电缆可建立个人计算机与PLC之间的通信。这是一种单主站通信方式，不需要其他硬件，如调制解调器和编程设备等。

典型的单主站连接如图5-1所示。把PC/PPI电缆的PC端与计算机的RS-232通信口（COM1或COM2）连接，把PC/PPI电缆的PPI端与PLC的RS-485通信口连接即可。

现在的一些计算机并没有安装串口，在这种情况下可以通过一根USB转串口的数据线来解决同S7-200的通信问题，PC/PPI电缆和USB转串口电缆外形如图5-19及5-20所示。

5.3.2 通信设置

设置连接好硬件并且软件安装完成之后，可以按下面的步骤进行在线连接调试，通过此操作可以建立起PLC和上软件机软件STEP 7-Micro/WIN编程软件的通信连接。

（1）在STEP 7-Micro/WIN 4.0运行时，单击浏览条中的“通信”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“通信”命令。选择“通信”命令后，会弹出如图5-21所示通信对话框。

（2） 双击对话框中的“刷新”图标，STEP7-Micro/WIN4.0编程软件将检查所连接的所有S7-200CPU站。

（4） 单击浏览条中的“系统块”图标，选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，将出现系统块对话框，如图5-22所示。

（5） 单击“通信端口”选项卡，检查各参数，确认无误后单击“确定”按钮。系统正常联机后，将会自动设置相应的通信参数，如PLC地址、波特率等，若需要修改某些参数，可以先进行有关的修改，再单击“确认”。

（6） 单击工具条的“下载” 按钮，将修改后的参数下载到可编程控制器。

5.3.3 PLC信息

选择菜单中的“PLC”|“信息”命令，将显示出PLC的RUN/STOP状态，以ms为单位的扫描周期、CPU的型号和版本、错误信息、I/O模块的配置和状态。“刷新扫描周期”按钮用来读取扫描周期的最新数据。

5.3.4 在线联调

在PLC与计算机建立好通信联接后，PLC在线联调的控制基础是各个变量的数值，所以在线联调的关键是控制与观察PLC内部的各个数值。使用STEP7-Micro/WIN4.0软件的状态图可以实现控制程序运行的过程中对过程变量的值进行监视和修改。可以跟踪程序的输入、输出或者变量，显示它们的当前值。状态表还允许用户去强制或改变过程变量的值，如图5-23所示。

为了监控应用程序中不同部分的元素，可以创建多个状态图。

5.4 开发软件的功能设置

在进行正式编程之前，需要了解STEP7-Micro/WIN4.0软件的一些相关设置操作，只有了解这些操作才能设计出符合工程要求的成熟PLC程序。

5.4.1 数据保持区设置

在S7-200中，可以用编程软件来设置需要保持数据的存储器，以防止出现电源掉电时，可能丢失一些重要参数。

1. S7-200数据保持的工作原理

当电源掉电后，由于CPU具有超级电容，可在CPU断电后保存RAM数据。有些CPU型号支持延长可保留RAM数据时间的选用电池盒。电池盒只有在超级电容完全放电后才提供电源。断电时：M内存的前14个字节（MB0至MB13），如果被配置为保留，在CPU模块失去电源时被永久性保存在EEPROM中。

系统断电后，S7-200的CPU检查RAM内存，核实超级电容或电池已成功地保存存储在RAM中的数据。如果RAM数据被成功保存，RAM内存的保留区不变。永久V内存（在EEPROM中）的相应区域被复制至CPU RAM中的非保留区。用户程序和CPU配置也从EEPROM恢复。CPU RAM的所有其他非保留区均被设为零。

系统上电后，如果未保存RAM的内容（例如长时间断电后），CPU清除RAM（包括保留和非保留范围），并为通电后的首次扫描设置保留数据丢失内存位（SM 0.2）。然后，用户程序和CPU配置从EEPROM复制到CPU RAM。此外，EEPROM中的V内存永久区域和M内存永久区域（如果被定义为保留）从EEPROM复制至CPU RAM。CPU RAM的所有其他区域均被设为零。

在存储器V、M、C和T中，最多可定义6个需要保持的存储器区。对于M，系统的默认值是MB0～MB13不保持；对于定时器T，只有TONR可以保持；对于定时器T和计数器C，只有当前值可以保持，而定时器位和计数器位是不能保持的。保持区范围（保留性范围）如图5-24所示。

2. 设置保持区方法

在STEP 7-Micro/WIN 4.0运行时，单击浏览条中的“系统块”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，弹出如图5-24所示的系统块对话框。

在对话框中选择“保留性范围”选项，一共有6个范围可以供用户进行选择。单击相应的下拉菜单可以选择数据区域的类型，在“偏移量”文本框中可以输入需要保存的数据的起始地址，“元素数目”文本框中定义了需要保存的数据的数目。以上配置参数需要与PLC联机后下载参数才能生效。

5.4.2 CPU密码保护设置

CPU的密码保护的作用是限制某些存取功能。S7-200的所有型号都提供密码保护功能，用以限制对特殊功能的访问。对CPU功能及存储器的访问权限是通过密码来实现的。不设定密码保护，对S7-200的访问没有限制；设置了密码保护，根据安装密码时的设置， CPU禁止所有的受限操作。

1. 密码的级别

在S7-200中，一般情况下对存取功能提供了3个等级的限制，系统的默认状态是1级（不受任何限制）。STEP 7-Micro/WIN 4.0 SP3以上版本在配合PLC固件版本REL2.01以上的CPU可以设置使用4级密码。在第4级密码的保护下，即使有正确的密码也不能上载程序。在没有源程序的情况下，被第4级密码保护的CPU不支持程序状态监控、运行模式程序编辑和项目比较，其他功能同3级密码相同，如图5-25所示。

此外，如果PLC组成了网络，在网络中输入密码是不会危及PLC的CPU的密码保护的，因为只允许一个用户使用授权的CPU功能就会禁止其他用户使用该功能。在同一时刻，只允许一个用户不受限制的存取。密码的级别如表5-1所示。

2. PLC设置密码

在STEP 7-Micro/WIN 4.0运行时，单击浏览条中的“系统块”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，在弹出的系统块对话框中选择密码选项，如图5-25所示。

首先选择限制级别，然后单击“确认”按钮，完成密码设置。

3. 程序组织单元（POU）加密

程序组织单元包括项目中使用的组件，如主程序、中断程序、子程序等。下面以对主程序进行加密说明对程序组织单元的加密方法。

鼠标右键单击指令树中的“主程程序”图标，如图5-26所示。

在弹出的右键菜单中选择“属性”命令，弹出主程序对话框，如图5-27所示。

在主程序对话框中选择“保护”选项卡，选中“用密码保护本POU”选项，如图5-28所示。在“密码”文本框中输入密码，在“验证”文本框中验证刚才输入的密码。单击“确定”按钮完成密码保护。

4. 文件的加密

除了对PLC的操作及程序组织单元进行密码的保护外，还可以对整个项目进行密码的保护。在菜单中选择“文件”|“设置密码”菜单命令，弹出如图5-29所示的项目密码设置对话框。

选择“密码保护此项目”选项，并在密码文本框中输入密码。

在设置了项目密码后，未经授权的用户无法查看或编辑Micro/WIN项目的任何部分。

5. 清除密码

如果在设置密码后又忘记了密码，只有清除CPU存储器的程序，重新装入用户程序。当进入PLC程序进行下载操作时，弹出请输入密码对话框，输入“clearplc”后确认，PLC密码清除，同时清除PLC中的程序。

5.4.3 输出表设置

S7-200在运行过程中可能遇到由RUN模式转到STOP模式，在已经配置了数字输出表功能时，就可以将数字输出表复制到各个输出点，使各个输出点的状态变为由数字输出表规定的状态，或者保持转换前的状态。

单击浏览条中的“系统块”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，在弹出的系统块对话框中选择“输出表”选项，如图5-30所示。在图示的对话框中包括了“数字量”和“模拟量”两个选项卡。其中的数字量和模拟量是PLC硬件控制的主要手段，根据不同型号的PLC，其数量和地址不尽相同，但它们的作用是相似的：PLC运行开始时赋初值，作为PLC运行的基础。

1. 数字量选项

在“数字量”选项卡中，选中“将输出冻结在最后的状态”选项，从RUN模式变为STOP模式时，所有的数字量输出点将保持在CPU由RUN模式进行到STOP模式时的状态。

如果未选择“将输出冻结在最后的状态”选项，CPU在从RUN模式变为STOP模式时各输出点的状态用输出表来设置。希望进入STOP模式之后某一位出现1的状态，则单击此位，使之被选择中，如图5-30（a）中Q0.0所示。RUN至STOP模式转换时，所有输出的默认状态为“关断”（0）状态。

2. 模拟量输出表的设置

“模拟量”输出表只能应用在CPU224和CPU226上，其选项卡中的“将输出冻结在最后的状态”选项使用方法与“数字量”是相同的。如果未选“冻结”模式，可以设置从RUN模式到STOP模式后模拟量输出值（-32767到32767之间）。

5.4.4 输入滤波器设置

由于PLC外接的触点在开关时会产生抖动，有时模拟量也会对输入信号生产生脉冲干扰，所以需要使用输入滤波器滤除输入线路上的干扰噪声。S7-200为某些或全部局部数字量输入点选择一个定义时延（可从0.2 ms至12.8 ms之间选择）的输入滤波器。该延迟帮助过滤输入接线上可能对输入状态造成不良改动的噪音。

单击浏览条中的“系统块”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，在弹出的系统块对话框中选择“输入滤波器”选项，如图5-31所示。在图示的对话框中包括了“数字量”和“模拟量”两个选项卡。

1. 数字量滤波选项卡

通过设置输入时延，可以过滤数字量输入信号。输入状态改变时，输入必须在时延期限内保持在新状态，才能被认为有效。滤波器会消除噪音脉冲，并强制输入线在数据被接受之前必须先稳定下来。

系统默认滤波器时间是6.4 ms。各种类型CPU支持的滤波时间如表5-2所示。

表5-2 CPU支持滤波时间表

2. 模拟量滤波选项卡

由于PLC在使用外设传感器采集外界信号时，信号的响应时间和传送模拟量信号至模拟量输入模块EM的信号线的长度可能会引起模拟输入值的波动。在这种情况下，波动值可能变化太快，导致程序逻辑无法有效响应。通过模拟量滤波可在CPU中进行组态滤波，以平滑模拟输入信号，从而将一个平均值传送给程序逻辑。

对于CPU 22x，可在单个模拟输入上选择软件滤波器。过滤值是预选数目的模拟输入采样的平均值。对于所有启用过滤的模拟输入，滤波器采用相同的规范（采样数目和死区）进行滤波。即在模拟量滤波选项卡中需要设置的两个重要的参数为“死区”和“采样数”

（1） 死区

滤波器具有快速响应特性，使得较大的变化可以在过滤值中得到快速反映。当输入相对于平均值超出指定的变化值时，滤波器将使一个阶跃函数改变为最新的模拟输入值。该变化值即为死区，它在模拟输入数字值的计数器中指定。当模拟量输入相对于平均值超出设置的死区值时，则不进行平均值计算，而是立即将平均值设置为新的模拟量输入值，如图5-32所示。这样可以使滤波器对于在幅改变的模拟量输入值也能产生快速响应，滤波器的输出值将产生一个阶跃变化。可以将死区值设置为0来禁用死区。死区值是用模拟量输入的数字值来表示。

模拟量滤波不能用于那些用来传送数字量信号或者是报警信息的模块，所以应该禁止AS-i主站模块、热电偶模块及热电阻模块对应模拟量输入点的滤波功能。

（2） 采样数

当CPU的模拟滤波器打开时，模拟值将在每次CPU扫描时自动读入。在AI字（用于程序逻辑）中报告的实际值通过对这些测量到的模拟值求平均值而得出。在系统块编辑器的输入滤波器分支的“模拟”标签的“采样数目”域中，指定用于计算平均值的数值的数目。采样数目可以设置为下列数值：2、4、8、16、32、64、128和256。采样数目多将使结果稳定但响应较慢，采样数目少将使结果不稳定但响应较快。

5.4.5 脉冲捕捉功能设置

S7-200为CPU本体上的某些或全部数字量输入点提供脉冲捕捉功能。脉冲捕捉功能允许捕捉高电平脉冲或低电平脉冲。此类脉冲出现的时间极短，以至于小于PLC的扫描周期。当PLC在扫描周期开始读取数字量输入时，这种快速出现的脉冲已经结束了，所以CPU可能无法始终看到此类脉冲。

单击浏览条中的“系统块”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，在弹出的系统块对话框中选择“脉冲捕捉位”选项，如图5-33所示。该对话框中包括了“脉冲捕捉位”一个选项卡。

当为某一输入点启用脉冲捕捉时，输入状态的改变被锁定，并保持至下一次输入循环更新。这样可确保延续时间很短的脉冲被捕捉，并保持至S7-200读取输入。脉冲捕捉功能的说明如图5-34所示。

该功能可使用的最大数字量输入数目取决于PLC的型号，如表5-3所示。

可为每个局部输入数字量分别启用1个脉冲捕捉操作。 值得注意的是，脉冲捕捉功能在对输入信号进行滤波后，必须调整输入滤波时间，这样可以防止滤波器过滤掉脉冲。

5.4.6 后台通信时间设置

S7-200可以配置专门用于处理与RUN（运行）模式编辑编译或执行状态监控有关的通信处理所占的扫描周期的时间百分比。增加专门用于处理通信的时间百分比时，亦会增加扫描时间，减慢控制过程的运行速度。

此功能专门用于处理通信请求的默认扫描时间百分比被设为10%。该设置为处理编译/状态监控操作同时尽量减小对控制过程的影响进行了合理的折衷。用户可以调整该设置，每次增加5%，最大为50%。

单击浏览条中的“系统块”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，在弹出的系统块对话框中选择“背景时间”选项，如图5-35所示。

5.4.7 用户自定义LED灯设置

单击浏览条中的“系统块”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，在弹出的系统块对话框中选择“LED配置”选项，弹出LED配置对话框，如图5-36所示。用户LED的设置的作用是用来定义灯光的显示颜色，以方便用户进行PLC状态定义。

使用有关复选框配置标签为“SF/DIAG”的CPU LED，从而用发黄光表示：

● 在CPU中有一个强制的点或数值。

● 存在I/O错误

配置LED只有CPU 224和CPU226支持。

5.4.8 增加程序存储区

当用户编写的用户程序内容过多时，可以通过禁止RUN模式编辑，可以增加用于程序块的存储区，数据区不可以被增加。

单击浏览条中的“系统块”图标，或选择菜单中的“检视”|“元件”|“系统块”命令，在弹出的系统块对话框中选择“增加存储区”选项，弹出增加存储区对话框，如图5-37所示。

5.5 课后习题

1. 填空题

（1） STEP7-Micro/WIN 4.0软件的目前最新版本为________。

（2） STEP 7-Micro/WIN是在________平台上运行的SIMATIC S7-200 PLC编程软件，支持________、________、________三种编程语言。

（3） STEP 7-Micro/WIN软件提供的指令向导功能有：________、________、________。

（4） S7-200提供的开环运动控制的三种方式为：________、________、________。

（5） PC/PPI电缆的作用是：________。

（6） S7-200的指令库是利用STEP 7-Micro/WIN项目的________生成的。

（7） 把PC/PPI电缆的PC端与计算机的________通信口连接，把PC/PPI电缆的PPI端与PLC的________通信口连接即可通信。。

（8） S7-200的扫描周期以________为单位。

（9） 由于CPU具有________，可在CPU断电后保存RAM数据。

2. 选择题

（1） 在存储器V，M，C和T中，最多可定义________个需要保持的存储器区。

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

（2） 在S7-200中，一般情况下对存取功能提供了________个等级的限制，系统的默认状态是________级。

A. 3，1

B. 4，1

C. 3，2

D. 4，2

（3） 程序组织单元包括项目中使用的组件，如：________

A. 主程序、中断程序、子程序

B. 源程序、中断程序、子程序

C. 循环程序、中断程序、子程序

D. 主程序、中断程序、嵌套程序

（4）在设置了________密码后，未经授权的用户无法查看或编辑Micro/WIN项目的任何部分。

A. 项目

B. 文件

C. 1级别

D. 3级别

（5） “模拟量”输出表只能应用在________上。

A. CPU214和CPU226

B. CPU224和CPU223

C. CPU221和CPU222

D. CPU224和CPU226

（6） 梯形图每一个网络必须从________开始。

A. 触点

B. FDB

C. STL

D. 功能图

（7） 在完成一赋值行后按________键组合，会令地址自动增加至下一个可用地址。

A. CTRL+ENTER

B. CTRL+INSERT

C. SHFIT+INSERT

D. SHFIT+ENTER

（8） 系统默认滤波器时间是________ms。

A. 6.4

B. 5.4

C. 3.2

D. 1.8

3. 上机题

（1） 在两台计算机上安装STEP7-Micro/WIN软件，并将其改换成中文界面。

（2） 设置系统的1级密码为：PLC

（3） 利用仿真软件实现如下功能：当I0.0接通时，Q0.0亮1 s，灭1 s，如此循环反复直至I0.0关断时，Q0.0变为OFF。

（4） STEP7-Micro/WIN软件中打开一个交叉引用表,并说明交叉引用表的作用是什么？

（5） 在仿真软件中利用数模转换功能实现如下的锯齿波。