博图1200硬件组态与启保停程序编写步骤详解

 一、前言

在工业自动化控制领域，西门子S7-1200 PLC因其性能稳定、编程灵活而广受欢迎。本文将详细介绍使用TIA Portal（博图）软件进行S7-1200 PLC硬件组态以及编写基本启保停程序的完整步骤，帮助初学者快速掌握这一基础而重要的技能。

二、准备工作

1. 软件准备
- 安装TIA Portal V15或更高版本（本文以V20为例）
- 确保已安装S7-1200的硬件支持和相关驱动

2. 硬件准备
- 西门子S7-1200 PLC（如CPU 1214C DC/DC/DC）
- 24V直流电源
- 编程电缆（以太网线或USB-PPI电缆）
- 按钮、接触器等外围设备（用于启保停电路）

3. 知识准备
- 了解PLC基本工作原理
- 熟悉梯形图(LAD)编程语言
- 理解启保停电路的基本原理

三、硬件组态步骤

1. 创建新项目
1.1 打开TIA Portal软件
1.2 点击"创建新项目"
1.3  输入项目名称（如"博途1200中梯形图、顺序功能图及SCL语言实现启保停电路"）
1.4 选择保存路径F盘博图学习

1.5 点击"创建"按钮

1.6 打开项目试图

 2. 添加设备
2.1 在项目导航中右键点击"项目名称"
2.2 选择"添加新设备"

2.3 在弹出窗口中选择"控制器"→"SIMATIC S7-1200"
2.4 选择具体的CPU型号（如CPU 1214C DC/DC/DC）
2.5 确认版本号与硬件一致
2.6 点击"确定"

3. 硬件配置
双击项目树中的"设备配置"
在硬件配置界面可看到已添加的CPU模块

3.1 添加信号模块
 在硬件目录中找到所需信号模块（如数字量输入/输出模块）
 拖拽到CPU右侧的插槽中
 系统自动分配I/O地址（可手动修改）

   3.2 配置CPU属性
   双击CPU模块打开属性窗口
   常规设置：
   修改PLC名称（默认"PLC_1"）
   设置IP地址（如192.168.0.1）

系统和时钟存储器：
- 勾选"启用系统存储器字节"和"启用时钟存储器字节"

4. 通信设置：
   - 配置PROFINET接口参数（如波特率、站名等）

3.3 配置I/O模块
1. 双击添加的I/O模块
2. 设置输入滤波时间（通常默认值即可）
3. 配置输出保持特性（上电后保持上次状态或设为默认值）

4. 网络配置
1. 点击"网络视图"选项卡
2. 可添加HMI或其他PLC设备
3. 配置设备间通信连接

5. 编译和保存
1. 点击工具栏上的"编译"按钮
2. 检查错误消息并修正
3. 无错误后保存硬件配置

四、启保停程序设计

 1. 创建程序块
在项目树中展开"PLC_1"→"程序块"
右键点击"添加新块"
选择"OB"组织块（通常使用OB1主循环组织块，如已存在则不需添加）
创建FC或FB功能块（本文以FB1为例）
   - 命名（如"启保停"）
   - 选择编程语言（梯形图LAD）
   - 点击"确定"

也可再修改

2. 定义变量表
1. 打开项目树中的"PLC变量"→"默认变量表"
2. 添加以下变量：
   - 启动按钮：Start_Button (I0.0，Bool)
   - 停止按钮：Stop_Button (I0.1，Bool)
   - 电机接触器：Motor_Contactor (Q0.0，Bool)
   - 运行指示灯：Run_Light (Q0.1，Bool)
   - 故障信号：Fault (I0.2，Bool)

为每个变量添加注释说明

 保存变量表

 3. 编写启保停程序

3.1 基本启保停电路
打开FB1功能块
在梯形图中插入以下元素：
   - 第一行：常开触点(Start_Button)与常闭触点(Stop_Button)并联
   - 第二行：串联常闭触点(Fault)
   - 第三行：输出线圈(Motor_Contactor)
   - 第四行：并联自锁触点(Motor_Contactor)
网络1：
|---| |----|/|----( )---|
|   Start  Stop   Motor |
|   按钮   按钮   接触器 |
|                       |
|---| |-----------------|
    Motor
   接触器
```

#### 3.2 添加指示灯控制
1. 在网络2中添加：
   - 用Motor_Contactor控制Run_Light
```
网络2：
|---| |----( )---|
|   Motor  Run   |
| 接触器  指示灯 |
```

#### 3.3 添加保护功能
1. 在网络1中串联故障信号常闭触点
```
网络1（修改后）：
|---| |----|/|----|/|----( )---|
|   Start  Stop Fault   Motor  |
|   按钮   按钮        接触器  |
|                              |
|---| |------------------------|
    Motor
   接触器
```

 4. 程序优化

4.1 添加边沿检测
为防止按钮信号抖动，可添加边沿检测：
在变量表中添加：
   - Start_Button_Pressed (M0.0，Bool)
   - Stop_Button_Pressed (M0.1，Bool)
在OB1中调用"沿检测"指令：
   - 对Start_Button使用P触点
   - 对Stop_Button使用N触点

 4.2 添加时间延迟
1. 添加TON定时器
2. 设置启动延时或停止延时

5. 程序注释
为每个网络添加详细注释
 说明程序逻辑和设计意图
 标注重要信号和特殊处理

五、下载与调试

1. 连接PLC
 使用编程电缆连接PC和PLC
确保物理连接正确
 在TIA Portal中点击"在线"→"可访问设备"
4. 扫描网络并选择目标PLC

2. 编译项目
点击"编译"→"全部重新编译"
 检查并修正所有错误和警告

 3. 下载到PLC
点击"在线"→"下载到设备"
选择PG/PC接口类型（如PN/IE）
选择正确的接口和IP地址
点击"开始搜索"并选择目标PLC
勾选"硬件配置"和"软件"选项
点击"下载"按钮
下载完成后选择"启动模块"

4. 在线监控
点击"在线"→"监控"
观察程序运行状态
强制或修改输入信号测试程序逻辑
检查输出响应是否符合预期

 5. 调试技巧
使用"修改变量"功能模拟输入信号
利用"强制"功能锁定关键信号
查看诊断缓冲区解决运行问题
使用Trace功能记录信号变化

六、常见问题与解决方案

 1. 硬件组态问题
- **问题**：无法识别PLC
  - **解决**：检查IP设置、物理连接、防火墙设置

- **问题**：I/O地址冲突
  - **解决**：检查硬件配置中的地址分配

 2. 程序下载问题
- **问题**：下载失败
  - **解决**：检查PLC运行模式（需在STOP模式）、存储卡空间

 3. 程序运行问题
- **问题**：启保停电路不自锁
  - **解决**：检查自锁触点地址是否正确、输出线圈是否重复使用

- **问题**：按钮响应不灵敏
  - **解决**：添加去抖动逻辑或调整输入滤波时间

七、进阶建议

1. 将启保停电路封装为FB功能块，提高重用性
2. 添加报警和故障处理功能
3. 结合HMI设计操作界面
4. 增加安全回路设计（如急停功能）
5. 学习使用SCL语言实现更复杂的控制逻辑

八、总结

本文详细介绍了S7-1200 PLC在TIA Portal环境下的硬件组态流程和启保停程序设计方法。通过按照上述步骤操作，读者可以掌握PLC项目开发的基本流程。启保停电路作为最基础的控制电路，其原理和实现方式是PLC编程的基石，熟练掌握后可为更复杂的控制系统开发打下坚实基础。

实际应用中，还需根据具体需求和安全标准对程序进行优化和完善。建议初学者在掌握基本方法后，进一步学习结构化编程、故障诊断和高级功能指令的使用，以提升PLC编程能力和项目开发效率。