西门子CPU*处理器ST20 上海湘驰自动化设备有限公司

上海湘驰自动化设备有限公司砥砺奋斗十五载，积极推动“工业4.0”和“中国制造2025”，为工业企业自动化、数字化、智能化提供整体智能制造解决方案，并成功研发出自主数网星工业云平台，帮助客户优化管理、提升效率和产品品质，推动企业数字化工厂建设进程，为企业提供智能制造咨询规划、智能制造解决方案实施和工业大数据应用服务。
　　这段路注定是艰辛而坎坷的，但也是必须经历的，坚持到更后的玩家也必定会收获丰厚的成果。德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。
　　西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
存储类型 
CPU 提供了多种功能来确保用户程序和数据能够被正确保留。
● 保持性存储器：在一次上电循环中保持不变的可选择存储区。可在系统数据块中组态
保持性存储器。在所有存储区中，只有 V、M 和定时器与计数器的当前值存储区能组
态为保持性存储区。
● 存储器：用于存储程序块、数据块、系统块、强制值以及组态为保持性的值的存
储器。
● 存储卡：用于标准 CPU 的可拆卸 microSDHC 卡，可用于以下用途：
– 用于作为程序传送卡 (页 99)存储项目块
– 作为恢复为出厂默认设置的卡 (页 176)完全擦除 PLC
– 作为固件更新卡 (页 96)更新 PLC 和扩展模块固件
使用存储卡 
使用存储卡 
标准 S7-200 SMART CPU 支持使用 microSDHC 卡进行以下操作：
● 用户程序传送 (页 99) ● 将 CPU 重置为出厂默认状态 (页 176) ● 支持 CPU 和连接的扩展模块的固件更新
可使用任何容量为 4GB 到 16GB 的标准型商业 microSDHC 卡。
以下 CPU 行为是共同的，而无论存储卡的用法：
1. 在 RUN 模式下将存储卡插入 CPU 导致 CPU 自动转换到 STOP 模式。
2. 如果插入了存储卡，则 CPU 不可前进到 RUN 模式。
3. 仅在 CPU 上电或暖启动后执行存储卡评估。因此，只能在 CPU 上电或暖启动后进行
程序传送和固件更新。
4. 存储卡可用于存储与程序传送和固件更新使用不相关的文件和文件夹，只要其名称不
与用于程序传送和固件更新使用的文件和文件夹名称冲突。
警告 
安装存储卡之前，请验证 CPU 当前并未运行任何进程。 
安装存储卡将导致 CPU 进入 STOP 模式，这可能会影响在线过程或机器的操作。意
外的过程操作或机器操作可能会导致、人身伤害和/或财产损失。
在插入存储卡前，请务必确保 CPU 处于离线模式且处于安全状态。
程序传送卡 
存储卡可用于将用户程序内容传送到 CPU 存储器中，完全或部分替换已在装载存储
器中的内容。
CPU 检查 FWUPDATE.S7S 文件夹中的每个更新文件 (.upd)，如果更新文件文件名中包
含的顺序 ID 与连接的设备（CPU、扩展模块或信号板）的顺序 ID (MLFB) 匹配，则
CPU 会用更新文件内包含的固件内容更新该设备的固件。
说明 
通过 STEP 7-Micro/WIN SMART 执行固件更新 
还可以通过 STEP 7-Micro/WIN SMART 使用 RS485 端口来执行固件更新。对于无存储
卡的 CPU 型号，此方法尤为适用。相关说明，请参见 STEP 7-Micro/WIN SMART 在线
帮助中的 PLC 菜单部分。

与 CPU 建立以太信 在 STEP 7-Micro/WIN SMART 中，使用以下方法之一显示以太网“通 信”(Communications) 对话框，从而组态与 CPU 的通信。
● 在项目树中，双击“通信”(Communications) 节点。
● 单击导航栏中的“通信”(Communications) 按钮 。 ● 在“视图”(View) 菜单功能区的“窗口”(Windows) 区域内，从“组件”(Component) 下拉列
表中选择“通信”(Communications)。 “通信”(Communication) 对话框提供了两种方法选择需要访问的 CPU： ● 单击“查找 CPU”(Find CPU) 按钮以使 STEP 7-Micro/WIN SMART 在本地网络中搜索
CPU。在网络上找到的各个 CPU 的 IP 地址将在“找到 CPU”(Found CPU) 下列出。
● 单击“添加 CPU”(Add CPU) 按钮以手动输入所要访问的 CPU 的访问信息（IP 地址
等）。通过此方法手动添加的各 CPU 的 IP 地址将在“添加 CPU”(Added CPU) 中列出
并保留。
对于“已发现 CPU”（CPU 位于本地网
络），可使用“通信”(Communications) 对话
框与您的 CPU 建立连接：
• 为通信接口选择 TCP/IP。 • 单击“查找 CPU”(Find CPU) 按钮，将显
示本地以太网网络中所有可操作 CPU
（“已发现 CPU”）。所有 CPU 都有默认
IP 地址。请参见下方的“注”。 • 高亮显示 CPU，然后单击“确认”(OK)。
对于“已添加 CPU”（CPU 位于本地网络或
远程网络），可使用“通 信”(Communications) 对话框与您的 CPU 
建立连接：
• 为通信接口选择 TCP/IP。 • 单击“添加 CPU”(Add CPU) 按钮，执行
以下任意一项操作：
– 输入编程设备可访问但不属于本地网络的
CPU 的 IP 地址。
– 直接输入位于本地网络中的 CPU 的 IP 地
址。
所有 CPU 都有默认 IP 地址。请参见下方的
“注”。 • 高亮显示 CPU，然后单击“确认”(OK)。
说明 
CPU 列表将显示所有 CPU，而不管以太网网络类别和子网。
要建立与 CPU 的连接，通信接口（用于以太网和网络接口卡 (NIC)）和 CPU 的网络类别
和子网必须相同。可以设置网络接口卡与 CPU 的默认 IP 地址匹配，也可以更改 CPU 的
IP 地址与网络接口卡的网络类别和子网匹配。
建立 RS485 硬件通信连接 
RS485 接口可在编程设备与 CPU 之间建立物理连接。
要在编程设备和 CPU 之间创建硬件连接，请按以下步骤操作：
1. 安装 CPU。
2. 将 USB/PPI 电缆插入 CPU 左下部的 RS485 端口，如下所示。
3. 将 USB/PPI 电缆连接至编程设备。

使用指针进行间接寻址 
间接寻址使用指针访问存储器中的数据。 指针是包含另一个存储单元地址的双字存储单
元。 只能将 V 存储单元、L 存储单元或累加器寄存器（AC1、AC2、AC3）用作指针。
要创建指针，必须使用“移动双字”指令，将间接寻址的存储单元地址移至指针位置。 指针
还可以作为参数传递至子例程。
S7-200 SMART CPU 允许指针访问下列存储区： I、Q、V、M、S、AI、AQ、SM、T
（当前值）和 C（当前值）。 您不能使用间接寻址访问单个位或访问 HC、L 或
累加器存储区。
要间接访问存储器地址中的数据，通过输入一个“和”符号 (&) 和要寻址的存储单元的
个字节，创建一个该位置的指针。 指令的输入操作数前必须有一个“和”符号 (&)，表示存
储单元的地址（而非其内容）将被移到在指令输出操作数中标识的位置（指针）。
在指令操作数前面输入一个星号 (*) 可该操作数是一个指针。 如下图所示，输入
*AC1 表示 AC1 存储指向“移动字”(MOVW) 指令引用的字长度值的指针。 在该示例中，
在 VB200 和 VB201 中存储的值被移至累加器 AC0。
指针示例 
使用指针访问表中数据 
该示例使用 LD14 作为指向存储在配方表中的配方的指针，配方表的起始地址为
VB100。 在本例中，VW1008 用于存储特定配方在表中的索引。 如果表中每一个配方的
长度都是 50 字节，将该索引乘以 50 即可得到该特定配方的起始地址偏移量。 用指针加
上该偏移量，即可访问表中的单配方。 在本例中，配方会被复制到从 VB1500 开始的
50 个字节中。
使用偏移量访问数据 
该示例将 LD10 用作指向地址 VB0 的指针。 然后，将指针 VD1004 中存储的偏移
量。 LD10 随后将指向 V 存储器中的另一地址（VB0 + 偏移量）。 之后，LD10 指向的 V 
存储器地址中的值将被复制到 VB1900。 通过更改 VD1004 中的值，您可以访问任意 V 
存储单元。
上传项目组件 
要将项目组件从 PLC 上传到 STEP 7-Micro/WIN SMART 程序编辑器，请按以下步骤操
作：
1. 确保网络硬件和 PLC 连接器电缆（以太网 (页 33)或 RS485 (页 36)）运行正常，并确
保 PLC 通信运行正常 (页 727)。
2. 要上传所有项目组件，在“文件”(File) 或 PLC 菜单功能区的“传输”(Transfer) 部分单击
“上传”(Upload) 按钮，或按快捷键组合 CTRL+U。
3. 要上传所选项目组件，单击“上传”(Upload) 按钮下的向下箭头，然后选择具体要上传的
项目组件（程序块、数据块或系统块）。
4. 如果弹出“通信”(Communications) 对话框，请选择要上传的 PLC 通信接口和以太网 IP 
地址或 RS485 网络地址。
5. 在“上传”(Upload) 对话框中，可改选要上传的块（如果已选择）。
6. （可选）如果想要对话框在成功上传后自动关闭，单击“成功后关闭对话框”(Close 
dialog on success) 复选框。
7. 单击“上传”(Upload) 按钮以开始上传。

C（计数器存储器） 
CPU 提供三种类型的计数器，对计数器输入上的每一个由低到高的跳变事件进行计数：
一种类型仅向上计数，一种仅向下计数，还有一种可向上和向下计数。 有两个与计数器
相关的变量：
● 当前值： 该 16 位有符号整数用于存储累加的计数值。
● 计数器位： 比较当前值和预设值后，可置位或清除该位。 预设值是计数器指令的一
部分。
可以使用计数器地址（C + 计数器编号）访问这两个变量。 访问计数器位还是当前值取决
于所使用的指令： 带位操作数的指令会访问计数器位，而带字操作数的指令则访问当前
值。 如下图所示，“常开触点”指令访问的是计数器位，而“移动字”指令访问的是计数器的
当前值
HC（高速计数器） 
高速计数器立于 CPU 的扫描周期对高速事件进行计数。 高速计数器有一个有符号 32 
位整数计数值（或当前值）。 要访问高速计数器的计数值，您需要利用存储器类型 (HC) 
和计数器编号高速计数器的地址。 高速计数器的当前值是只读值，仅可作为双字
（32 位）来寻址。
AC（累加器） 
累加器是可以像存储器一样使用的读/写器件。 例如，可以使用累加器向子例程传递参数
或从子例程返回参数，并可存储计算中使用的中间值。 CPU 提供了四个 32 位累加器
（AC0、AC1、AC2 和 AC3）。 可以按位、字节、字或双字访问累加器中的数据。
被访问的数据大小取决于访问累加器时所使用的指令。 如下图所示，当以字节或字的形
式访问累加器时，使用的是数值的低 8 位或低 16 位。 当以双字的形式访问累加器时，使
用全部 32 位。
SM（存储器） 
SM 位提供了在 CPU 和用户程序之间传递信息的一种方法。 可以使用这些位来选择和控
制 CPU 的某些功能，例如： 在个扫描周期接通的位、以固定速率切换的位或显
示数学或运算指令状态的位。 可以按位、字节、字或双字访问 SM 位：
L（局部存储区） 
在局部存储器栈中，CPU 为每个 POU （program organizational unit，程序组织单元）
提供 64 个字节的 L 存储器。POU 相关的 L 存储器地址仅可由当前执行的 POU（主程
序、子例程或中断例程）进行访问。当使用中断例程和子例程时，L 存储器栈用于保留暂
停执行的 POU 的 L 存储器值，这样另一个 POU 就可以执行。之后，暂停的 POU 可通
过在为其它 POU 提供执行控制之前就存在的 L 存储器的值恢复执行。
L 存储器栈大嵌套层数限制：
● 当从主程序开始时为八个子例程嵌套层
● 当从中断例程开始时为四个子例程嵌套层
嵌套限制允许在程序中有 14 层的执行栈。例如，主程序（* 1 层）有八个嵌套子例程
（* 2 层到* 9 层）。在执行* 9 层的子例程时，会发生中断（* 10 层）。中断例程包
括四个嵌套的子例程（* 11 层到* 14 层）。
L 存储器规则：
● 可将 L 存储器用于所有类型 POU（主程序、子例程和中断例程）中的局部临时
“TEMP”变量。
● 只有子例程可将 L 存储器用于传递到子例程或从子例程中传出的“IN”、“IN_OUT”和
“OUT”类型的变量。
● 无论是以 LAD 还是以 FBD 编写子例程，TEMP、IN、IN_OUT 和 OUT 变量只能占
60 个字节。STEP 7-Micro/WIN SMART 会使用局部存储器的后四个字节。
局部存储器符号、变量类型和数据类型会在“变量”表中进行分配，当在程序编辑器中打开
相关的 POU 时此表可用。当成功编译了 POU 时会自动分配 L 存储器的地址。
在大多数情况下，在程序逻辑中使用 L 存储器符号名称引用，因为在成功编译整个 POU 
之前，L 存储器的所有地址均未知。然而，可以使用下表中列出的 L 存储器的地
址。
操作员站 
根据功能规范的要求创建操作站的组态图。 包括以下几项：
● 显示与过程或者机器有关的每个操作站的位置总览图
● 操作站中设备（如显示器、开关和灯）的机械布局
● 包含 CPU 或扩展模块中相关 I/O 的电气图
创建组态图 
根据功能规范的要求创建控制设备的组态图。 包括以下几项：
● 显示与过程或机器相关的每个 CPU 的位置总览图
● CPU 和扩展 I/O 模块的机械布局（包括机柜和其它设备）
● 每个 CPU 和扩展 I/O 模块的电气图（包括设备模型号、通信地址和 I/O 地址）
创建符号名称列表（可选） 
如果选择使用符号名称进行寻址，需要对地址创建一个符号名称列表。 不仅要包含
物理 I/O 信号，也要包含程序中要用到的其它元素。