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在S7 PLC的STEP 7编程软件中，如果程序块没有错误，并且被正确地划分为网络，则在梯形图、功能块图和语句表之间可以转换。用语句表编写的程序不一定能转换为梯形图。不能转换的网络仍然保留语句表的形式，但是并不表示该网络有错误。

    语句表(STL)可供习惯用汇编语言编程的用户使用，在运行时间和要求的存储空间方面较优。语句表的输入方便快捷，还可以在每条语句的后面加上注释，便于复杂程序的阅读和理解。在设计通信、数学运算等高级应用程序时，建议使用语句表。

    梯形图(LAD)与继电器电路图的表达方式较为相似，适合于熟悉继电器电路的用户使用。语句表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，在设计和阅读有复杂触点电路的程序时较好使用梯形图语言。

    功能块图(FBD)适合于熟悉数字电路的用户使用。

    结构化控制语言(SCL)适合于熟悉高级语言（如Pascal或者C语言）的用户使用，适合于数据处理程序。

    1．梯形图( LAD)

    梯形图(LAD)编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。PLC的梯形图与继电器控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别。梯形图是使用较多的PLC图形编程语言，梯形图具有直观易懂的优点，很*被工厂熟悉继电器控制的人员掌握，特别适合于数字量逻辑控制。

    梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令框组成。触点代表逻辑输入条件，例如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑运算的结果，常用来控制外部的指示灯、交流接触器和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或者数学运算等附加指令。使用编程软件可以直接生成和编辑梯形图，并将它下载到PLC。

图2-2语句表

    梯形图的一个关键概念是“能流”(Power Flow)，这仅是概念上的“能流”。如图2-1所示，把左边的母线假想为电源的“火线”，而把右边的母线假想为电源的“零线”。如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励；如果没有“能流”，则线圈未被激励。

    “能流”可以通过激励(ON)的常开触点和未被激励(OFF)的常闭触点自左向右流动。“能流”在任何时候都不会通过触点自右向左流动。如图2-1中所示，当IO.O和IO.1或者Q4.0和IO.1触点都接通后，线圈Q4.0才能接通（被激励），只要其中一个触点不接通，线圈就不会接通。

    要强调指出的是，引入“能流”的概念，仅仅是为了和继电接触器控制系统相比较，可以对梯形图有一个深入的认识，其实“能流”在梯形图中是不存在的。

    梯形图中的触点和线圈可以使用物理地址，如IO.1、Q4.0等。如果在符号表中对某些地址定义了符号，例如，令IO.O的符号为“启动”，在程序中可用符号地址“启动”来代替物理地址IO.1，使程序便以阅读和理解。

    用户可以在网络号的右边加上网络的标题，在网络号的下面为网络加上注释。还可以选择在梯形图下面自动加上该网络中使用符号的信息( Symbol Information)。

    如果将两块独立电路放在同一个网络内将会出错。如果没有跳转指令，网络中程序的逻辑运算按从左到右的方向执行，与“能流”的方向一致。网络之间按从上到下的顺序执行，执行完所有的网络后，下一次循环返回较上面的网络（网络1）重新开始执行。

    2．语句表(STL)

语句表(STL)编程语言类似于计算机中的助记符语言，它是PLC较基础的编程语言。所谓语句表编程，使用一个或者几个*记忆的字符来代表PLC的某种操作功能。它是一种类似于微机的汇编语言中的文本语言，多条语句组成一个程序段。语句表比较适合经验丰富的程序员使用，可以实现某些不能用梯形图或者功能块图表示的功能。

    图2-2所示为与图2-1梯形图所对应的语句表。

    3．功能块图(FBD)

    功能块图(FBD)使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑。一些复杂的功能（例如数学运算功能等）用指令框来表示，有数字电路基础的人很*掌握。功能块图用类似于与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号自左向右流动。

    利用FBD可以查看到像普通逻辑门图形的逻辑盒指令。它没有梯形图编程器中的触点和线圈，但有与之等价的指令，这些指令是作为盒指令出现的，程序逻辑由这些盒指令之间的连接决定。也就说，一个指令（如AND盒）的输出可以用来允许另一个指令（如定时器），这样可以建立所需要的控制逻辑。这样的连接思想可以解决范围广泛的逻辑问题。FBD编程语言有利于程序流的跟踪，但在目前使用较少。

与图2-1梯形图相对应的功能块图如图2-3所示。

   1．CPU模块的性能概述

    S7-400系列PLC的CPU模块种类有CPU412-1、CPU413-1/413-2DP、CPU414-1/414-2DP、CPU416-2DP适用于中等性能的较大系统；CPU414-1和CPU414-2DP适用于中等性能，对程序规模、指令处理速度及通信要求较高的场合；CPU416-1适用于高性能要求的复杂场合，具有集成DP接口的CPU可作为PROFIBUS DP的主站。

    部分*处理单元

    S7-300有CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU314 IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等多种不同的*处理单元模块可供选择。CPU312 IFM、CPU314 IFM是带有集成的数字量和模拟量输入／输出的紧凑型CPU模块，用于要求响应快速并具有许多特殊功能的装备。CPU313、CPU314、CPU315模块上不带集成的I/O端口，其存储容量、指令执行速度、可扩展的I/O点数、计数器／定时器数量、软件块数量等随序号的递增而增加。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP模块都具有现场总线扩展功能。CPU模块以梯形图(LAD)、功能块(FBD)或者语句表(STL)进行编程。

    1．CPU模块的性能概述

    *处理单元( CPU)模块的主要性能指标如表1-7所示，包括存储器容量、指令执行时间、较大I/O点数、位存储器、计数器、定时器数量等。( CPU)的主要性能指标如表1-11所示，包括存储器容量、指令执行时间、I/O点数、位存储器、计数器、定时器数量和通信接口等。

 SCALANCE X005是非网络管理型交换机，有5个RJ - 45接口，价格低廉。

    2)  SCALANCE X-100系列是非网络管理型交换机，带有冗余电源和信号触点。

    3)  SCALANCE X-200系列是网络管理型交换机，可以用于环形冗余网。

    4)  SCALANCE X- 2001RT是网络管理型交换机，可以用于具有严格的实时要求的网络。

    5)  SCALANCE X-300是网络管理增强型千兆交换机。

    6)  SCALANCE X-400是高性能模块化的千兆交换机，可扩展。

    如果在系统的快速性和冗余控制方面没有什么要求，现场环境较好，工业以太网可以使用普通的交换机和普通的网卡，反之则应选用西门子公司的交换机和网卡。

程序采用模块化设计，分为主程序、子程序和中断程序3大部分。主程序根据不同的条件随时调用不同的子程序，例如采样子程序、温度控制子程序、PID调用子程序等。在具体调用这些子程序时，只需赋予子程序接口的具体参数和存储地址，这样可大大提高代码的使用效率，并减少代码的编写量，提高程序的可移值性。由于本生产线对实时性要求较强，所以中断采用了优先级较高的硬件中断( OB40)，即当印刷信号、糊口信号、色标信号、定位信号中任何一个到来时，立即产生硬件中断并调用高速定时器定时，以计算2个信号之间的时间差，调用同步调速控制算法，实现印刷与糊口部、底贴色标与糊口部传动电动机的同步。其算法如图7-22所示。

由于该包装机生产线比较复杂，切刀、凸轮等不规则器件比较多。所以每次停车这些器件所处的位置都不一样。从而导致再次开车时的负载不尽相同。例如停机停在切刀的刀口处时，开机时的负载就比平时大，反之则小。而通常的PID控制算法针对恒负载对象，其参数一旦整定好就固定不变。对于这条生产线，若采用传统PID控制器就难以满足工艺要求，而且整定出的参数只能是针对包装机某次停车时的负载较优，并不能使得全局较优。为此，通过反复摸索和试验，采用模糊控制技术与PID控制相结合的控制思想（即所谓的模糊PID控制算法），用于对电动机转速的准确控制，收到比较满意的控制效果。

模糊PID控制器是一种在常规PID控制器的基础上，应用模糊集合理论建立参数并通过查表的方法，以实现对于不同的误差和误差变化率在线调整比例、积分和微分系数，使其根据对象的变化而变化以满足工业控制的要求。由于模糊PID可以根据实际被控对象的变化，通过其规则库不断地自动整定PID参数，因此可以解决本套设备负载变化较大的问题。为此选用增量式旋转编码器与变频器形成闭环控制，PLC通过PROFIBUS-DP总线从变频器速度通信口上读取实际转速，并与给定转速比较产生误差|e|，误差变化率|ec|，模糊推理机通过误差和误差变化率得出新的比例、积分和微分系数，再经过PROFIBUS-DP修改变频器的PID参数以实现模糊PID控制。

    对于模糊控制规则的制定，需要以实际的工程经验为依据，对于不同的|e|和|ec|，被控对象对参数Kp、Ki和Kd有不同的要求。

根据实际的工程经验得出的、不同负载下较优的PID参数为依据，建立数据块(DBl)，PLC通过查表的方式，根据模糊化后的不同的误差和误差变化率：按照规则If |e| is A and|ec| is B，then Kpis c，Kiis D，Kd isE（其中A和B为实际转速与给定转速的比较值，C、D、E为新的PID参数）。从DB1中找出新负载下的PID参数。通过西门子专用功能块SFC 15 DPWR-DAT（写参数功能块），将整定后的PID参数写入到变频器中，达到优化控制，满足工业要求。其流程如图7-21所示。

 在该系统中，由于控制精度要求较高。因此电动机速度必须从通信口给定，这样控制精度可以达到两万分之一，选用PROFIBUS-DP作为通信媒介。

    以糊口操作台为主站，印刷操作台、5台变频器为从站，分别设置不同的站地址，使得PLC和变频器、操作台之间建立主、从关系。由于CPU313C-2DP有自带的DP通信口，因此触摸面板可以通过PROFIBUS-DP与PLC进行通信，即从触摸面板输入工艺参数，由TP270B经过MPI口传递给PLC，PLC经过数据运算处理，通过PROFIBUS-DP将数据发送给各个变频器来控制各电动机转速。PLC再从变频器、温度变送器等采集有关数据，通过计算传给TP270B进行显示。