4 系统的软件设计
4.1软件总体方案设计
4.1.1 S7-200的简介
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。 S7-200系列出色表现在以下几个方面： 1）极高的可靠性。 2）极丰富的指令集。 3）易于掌握。 4）便捷的操作。 5）丰富的内置集成功能。 6） 实时特性。 7） 强劲的通讯能力。
8） 丰富的扩展模块。 适用范围
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。 4.1.2 STEP7 Micro/Win32编程软件的使用
STEP7-Micro/WIN32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，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。下面将介绍该软件的安装、基本功能以及如何应用编程软件进行编程等内容。
一、安装STEP7-Micro/WIN32编程软件 1、系统要求
运行STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机系统要求如表4-1所示 表4-1 系统要求 CPU 内存 硬盘 操作系统 80486以上的微处理器 8MB以上 50MB以上 Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows 2000 计算机 2、硬件连接
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A-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。
图4-1 PLC与计算机间的连接 3、软件安装
STEP7-Micro/WIN32编程软件可以从西门子公司的网站上下载，也可以用光盘安装，安装步骤如下：
1）双击STEP7-Micro/WIN32的安装程序setup.exe，则系统自动进入安装向导。
IBMPC及兼容机 2）在安装向导的帮助下完成软件的安装。软件安装路径可以使用默认的子目录，也可以用“浏览”按钮，在弹出的对话框中任意选择或新建一个子目录。 3）在安装过程中，如果出现PG/PC接口对话框，可点击“取消”进行下一步。 4）在安装结束时，会出现下面的选项：
是，我现在要重新启动计算机（默认选项）； 否，我以后再启动计算机。
建议用户选择默认项，单击“完成”按钮，结束安装。 5）软件安装结束后，会出现两个选项：
是，我现在浏览Readme文件（默认选项）； 是，我现在进入STEP7-Micro/WIN32
如果选择默认选项，可以使用德语、英语、法语、西班牙语和意大利语阅读Readme文件，浏览有关STEP7-Micro/WIN32编程软件的信息。 二、STEP7-Micro/WIN32编程软件的主要功能 1、基本功能
STEP7-Micro/WIN32编程软件的基本功能是协助用户完成应用软件的开发，其主要实现以下功能。
1）在脱机（离线）方式下创建用户程序，修改和编辑原有的用户程序。在脱机方式时，计算机与PLC断开连接，此时能完成大部分的基本功能，如编程、编译、调试和系统组态等，但所有的程序和参数都只能存放在计算机的磁盘上。 2）在联机（在线）方式下可以对与计算机建立通信关系的PLC直接进行各种操作，如上载、下载用户程序和组态数据等。
3）在编辑程序的过程中进行语法检查，可以避免一些语法错误和数据类型方面的错误。经语法检查后，梯形图中错误处的下方自动加红色波浪线，语句表的错误行前自动画上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。 4）对用户程序进行文档管理，加密处理等。 5）设置PLC的工作方式、参数和运行监控等。 2、主界面各部分功能
STEP7-Micro/WIN32编程软件的主界面外观如图A-2所示。
图4-2 STEP7-Micro/WIN32编程软件界面
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）、引导条（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）。除菜单条外，用户可以根据需要决定其他窗口的取舍和样式。
（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。 1）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。
2）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。 3）视图（View）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）。
4）可编程控制器（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。
5）调试（Debug）菜单项用于联机调试。
6）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）。
7）窗口（Windows）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）。
8）帮助（Help）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。而且在软件操作过程中，可随时按F1键来显示在线帮助。
（2）工具条 将STEP7-Micro/WIN32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“视图”菜单中的“工具”选项来显示或隐藏3种按钮：标准、调试和指令。
（3）引导条 在编程过程中，引导条提供窗口快速切换的功能，可用“视图”菜单中的“引导条”选项来选择是否打开引导条。引导条中有以下七种组件。
1）程序块（Program Block）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。
2）符号表（Symbol Table）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。 3）状态图（Status Chart）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。
4）数据块（Data Block）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。