O documento apresenta um curso de treinamento para o sistema de automação SIMATIC S7 da Siemens. O curso abrange tópicos como introdução ao S7, hardware, programação, operações lógicas e temporizadores, contadores, dados, blocos de função e programação.
2. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.2
SIMATIC S7
Siemens AG 1999. All rights reserved.
Conhecimento em Automação
Training Center
O que você já sabe?
O Sistema Família S7
Unidades de Treinamento
Instalação / Manutenção de um PLC
O Gerenciador SIMATIC
Comissionamento de Hardware
Configuração de Hardware
Edição de Blocos
Operações Binárias
Operações Digitais
Símbolos
Blocos de Dados
Processamento de Valor Analógico
Documentação, Salvando, Arquivando
3. Data: 22.04.14
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Configuração da Unidade de Treinamento S7-300
PS
1
CPU
2
DI 16
4
0
DI 16
5
4
DO 16
6
8
DO 16
7
12
DI 16
8
16
DO 16
9
20
AI/AO4
10
352
Módulo -->
No. do Slot -->
Endereço I/O -->
Versão A
(módulos de I/O
de 16 canais)
PS
1
CPU
2
DI 32
4
0
DO 32
5
4
DI8/DO8
6
8
AI 2
7
304
Módulo -->
No. do Slot -->
Endereço I/O -->
Versão B
(módulos de I/O
de 32 canais)
4. Data: 22.04.14
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Sensor de garrafa
I16.5 (I 8.5)
Sensor de garrafa
I 16.7 (I 8.7)
Sensor de
garrafa
I 16.6 (I 8.6)
Descrição Funcional de uma Planta de Engarrafamento
Recipiente
principal
Q9.0 (Q5.0)
Funil de enchimento
I 0.0 = Partir (chave contato NA)
I 0.1 = Parar (contato NF)
I 0.4 = Manual /Automático
I 0.5 = Adotar modo
I 0.2 = Jog p/ frente
I 0.3 = Jog p/ trás
Q 20.5 (Q 8.5) Transportador p/ frente
Q 20.6 (Q 8.6) Transportador p/ trás
M
6. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.6
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Configuração de Hardware e Atribuição de Parâmetros
Configuração Atual Configuração atual e atribuição de parâmetros
de um hardware existente.
Atribuição Parâmetros Estabelecimento de características dos
parâmetros atribuíveis do bloco, p.ex.: características de startup,áreas
retentivas,etc.)
Pré-ajuste configuração Configuração planejada de hardware e
atribuição de parâmetros.
Configuração Atribuição de bastidores, blocos e I/O
distribuído na janela Station da Config. de HW.
Você pode selecionar os componentes do
catálogo de hardware.
7. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.7
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Componentes do Editor LAD/STL/FBD
Browser
Tabela de
Declaração
Sessão de
Código
8. Data: 22.04.14
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L1
(Q 8.0)
S1 (I 0.0)
S2 (I 0.1)
L2
(Q 8.1)
Circuit Diag.
Operações Lógicas Binárias: AND, OR
I 0.2
I 0.3
>=1
=
Q 8.2 O I0.2
O I0.3
= Q 8.2
I0.0 I0.1 Q 8.0
Q 8.1
LAD
=
Q 8.0
&I 0.0
I 0.1
=
Q 8.1
FBD
A I0.0
A I0.1
= Q 8.0
= Q 8.1
STL
I0.2
I0.3
Q 8.2
L3 (Q 8.2)
S3
(I 0.2)
S4
(I 0.3)
OR
AND
9. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.9
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Temporizadores: Atraso na ligação (SD - ON Delay)
LAD
T4
S_ODT
TV
S Q
BCD
BI
R
I0.7
I0.5
S5T#35s
Q8.5
MW0
QW12
FBD
S_ODT
TV
Q
BI
R
I0.7
I0.5
S5T#35s
MW0
QW12
T4
BCD
=
Q8.5
S
STL
A I0.7
L S5T#35s
SD T4
A I0.5
R T4
L T4
T MW0
LC T4
T QW12
A T4
= Q8.5
Exemplo
RLO do S
RLO do R
Operação
Temporizador
Q
Valor de Tempo: 0 . . . 999
0,01s <--
0,1s <--
1s <--
10s <--
0 0
0 1
1 0
1 1
Tipo
Dado
“S5TIME”
10. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.10
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Contadores S5 no STEP 7
STL
A I0.4
CU C5
A I0.5
CD C5
A I0.3
L C#20
S C5
A I0.7
R C5
L C5
T MW4
LC C5
T QW12
A C5
= Q8.3
LAD
Q
I 0.4
I 0.5
CU
I 0.7
C#20
S_CUD
CD
S
I 0.3
PV
R
Q 8.3
CV
CV_BCD
MW 4
QW 12
C5
Q
FBD
Q
I 0.4
I 0.5
CU
I 0.7
C#20
S_CUD
CD
SI 0.3
PV
R
Q 8.3
CV
CV_BCD
MW 4
QW 12
C5
=Q
11. Data: 22.04.14
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Dados Locais do Bloco: Parte de Declaração do Editor de Programa
- Parâmetros de Blocos bloco
- Dados locais / temporários
Saltos p/rótulos Sessão de Código do Editor de Programa
bloco
Endereçamento Simbólico – Vista Geral
Onde símbolos são usados? Onde são guardados? Com o que eles criados?
Dados Globais : Tabela de Símbolos Editor de Símbolos
- Entradas
- Saídas
- Mem.Bit, temporiz., contad.
- Periféricos I/O
Componentes Bloco Dados Parte de Declaração do DB Editor de Programa
Nomes Blocos: Tabela de Símbolos Editor de Símbolos
- OB
- FB
- FC
- DB
- VAT
- UDT
12. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.12
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Blocos de Dados (DBs)
Função
FC10
Função
FC20
Bloco de
Função
FB1
OB1
Dados Globais
DB20
Acessível para todos os blocos
Dados Instance
DB5
DB Instance para FB1
13. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.13
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Uso dos Módulos Analógicos
Processo
Quantidade
física
Sinal analó-
gico padrão
Sensor Transdutor
• Pressão
• Temperatura
• Fluxo
• Velocidade
• Valor pH
• Viscosidade
• etc.
± 500mV
± 1V
± 5V
± 10V
± 20mA
4...20mA
etc.
DAC
PQW ...
PQW ...
:::
PQW ...
Módulo de saída analógica
Módulo
MR
ADC
Resultado na
memória
PIW ...
PIW ...
:::
PIW ...
Módulo de entrada analógica CPU
:
:
:
:
:
:
L PIW 352
T PQW 368
:
Atuador
Analógico
Quantidade
física
......................................
14. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.14
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Exercício: Criando um Projeto
Inserir o nome
do projeto aqui
e confirmar
com "OK"
16. Data: 22.04.14
Arquivo: STOE_01P.16
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Exercício: Lendo e Adaptando a Configuração Atual
Iniciar o gerenciador SIMATIC
Passo O que fazer Resultado
1 A ferramenta é iniciada
2 Abrir o projeto "My Project" A estrutura de projeto é mostrada
3 Transfira a configuração atual com
PLC -> Upload
Uma nova estação de HW é criada
4
Verifique se os módulos corretos
(código de encomenda) foram inseridos
???
5 Insira o código de encomenda correto
dos módulos
Os parâmetros dos blocos da CPU
são mostrados
6
Salve a configuração como
"My Station" e transfira a
configuração
7 Se você tiver uma unidade de treinamento
S7-400, adapte os endereços (ver texto)
Os endereços são os mesmos da unidade
de treinamento S7-300, versão B
SumárioPágina
O que você já conhece? .....................................................................................................................2
Configuração da Unidade de Treinamento S7-300 ............................................................................3
Descrição Funcional de uma Planta de Engarrafamento ...................................................................4
Estrutura de Projeto STEP 7 ...............................................................................................................5
Configuração de Hardware e Atribuição de Parâmetros .....................................................................6
Componentes do Editor LAD/STL/FBD ...............................................................................................7
Operações Lógicas Binárias: AND, OR ...............................................................................................8
Temporizadores: Atraso na ligação (SD - ON Delay) .........................................................................9
Contadores S5 no STEP 7 ..................................................................................................................10
Endereçamento Simbólico – Vista Geral .............................................................................................11
Blocos de Dados (DBs) ........................................................................................................................12
Uso dos Módulos Analógicos ...............................................................................................................13
Exercício: Criando um Projeto ..............................................................................................................14
Exercício: Inserindo um Programa S7 …..............................................................................................15
Exercício: Lendo e Adaptando a Configuração Atual ...........................................................................16
Exercício: Copiando um Programa S7 .................................................................................................17
Pré-requisitosComo pré-requisitos para este curso, você deve ter participado no curso ST-7SYH (Manipulação do Sistema). O slide relembra a você os tópicos abordados.
AquecimentoNas páginas seguintes você irá encontrar um breve aquecimento em cada um dos tópicos.
ConfiguraçãoO controlador programável é configurado com os seguintes módulos:
da Versão ASlot 1:Fonte de alimentação 24V/5ASlot 2:CPU 314 ou CPU 315-2 DPSlot 4:Entrada digital 16x24VEntradas do simuladorSlot 5:Entrada digital 16x24V Chaves ThumbwheelSlot 6:Saída digital 16x24V 0.5ASaídas do simuladorSlot 7:Saída digital 16x24V 0.5ADisplay digital Slot 8:Entrada digital 16x24VEntradas modelo Transportador Slot 9:Saída digital 16x24V 0.5ASaídas modelo Transportador Slot 10:Módulo analógico 4 AI/4 AOAjustável do simulador
Configuração O controlador programável é configurado com os seguintes módulos :
da Versão BSlot 1:Fonte de alimentação 24V/5ASlot 2:CPU 314 ou CPU 315-2 DP Slot 4:Entrada digital 32x24VEntradas do simuladore chaves Thumbwheel Slot 5:Saída digital 32x24V/0.5ASaídas do simulador e display digital Slot 6:Entrada e saída digital módulo 8X24V/ 8x24V 0.5AModelo Transportador Slot 7:Entrada analógica 2 AISessão analógica do simulador
EndereçosEndereçamento fixo de slots é usado para o S7-300 (CPU 312-314). Os endereços dos módulos são mostrados no slide.Os endereços de partida dos módulos podem ser ajustados pela atribuição de parâmetros na CPU 315-2DP e para S7-400.
Planta Liga/DesligaVocê liga a planta com a chave I 0.0 (contato NA) e a desliga com a chave I 0.1 (contato NF). A saída Q 8.1 (Q4.1) indica &quot;Planta Ligada&quot;.Quando a planta é ligada, você pode então selecionar os modos manual ou automático.
Modo Manual Modo Manual é selecionado com estado de sinal &quot;0&quot; na I 0.4 e adotado com I 0.5.Em modo manual, uma peça pode ser transportada em direção a barreira de luz pressionando-se o botão de pulso I 0.2 ou na outra direção pressionando-se o botão de pulso I 0.3.
Modo Automático Modo Automático é selecionado com estado de sinal &quot;1&quot; na I 0.4 e adotado com
I 0.5.Em modo automático, o motor de acionamento do transportador (Q20.5 / Q8.5) é ligado e mantido ligado até ser desligado quando o botão Parar for pressionado
(I 0.1) ou até o sensor (I 16.6 / I 8.6) detectar uma garrafa. Após a garrafa ser enchida, o transportador deve reiniciar automaticamente e mantido ligado até outra garrafa ser detectada ou o botão Parar ser pressionado.Quando uma garrafa é localizada sobre a estação de enchimento (I 16.6 / I 8.6=1), o procedimento de enchimento começa. O procedimento de enchimento é simulado para um período de 3 segundos e é mostrada na saída Q9.0 (Q5.0).Dois outros sensores detectam as garrafas vazias e cheias. O sensor de garrafaI 16.5 (I 8.5) detecta as garrafas vazias e o sensor de garrafa I 16.7 (I 8.7) as garrafas cheias.As garrafas cheias e vazias são contadas a partir do momento em que a planta é ligada. O número de unidades empacotadas (garrafas cheias divididas por 6) são mostradas no display digital QW12 (QW6).Se o nível no recipiente cair abaixo do nível mínimo (50 litros), a saída Q 9.2 /
Q 5.2 pisca. O nível é simulado pelo uso do valor analógico que é presetado usando o potenciômetro &quot;AI1&quot; no módulo simulador.
Estrutura de Projeto Dados são guardados em um projeto na forma de objetos. Os objetos em um projeto são arranjados em uma estrutura tipo árvore (hierarquia de projeto). A estrutura tipo árvore mostrada na janela projeto é similar ao Explorer do sistema operacional Windows. Somente os ícones dos objetos são diferentes.
Hierarquia de Projeto Primeiro Nível: O primeiro nível contem o ícone projeto. Cada projeto representa uma base de dados onde todos os dados relevantes do projeto são armazenados.
Segundo Nível:•Estações (p.ex. estação S7-300) são onde as informações sobre a configuração de hardware e atribuição de parâmetros dos módulos são armazenadas. Estações são o ponto de partida para a configuração de hardware.
•Pastas de programa S7 são o ponto de partida para escrita de programas. Todos os softwares para um módulo com parâmetros atribuíveis da família S7 são armazenados em uma pasta “S7 Program”. Esta contem as demais pastas para os blocos de programa e arquivos fontes de programas.
•Subredes (MPI,Profibus, Ethernet Industrial) são parte de uma rede de comunicação superior.
Terceiro e níveis subseqüentes:Depende do tipo de objeto do próximo nível mais alto.
Configuração de HW Os módulos são fornecidos de fábrica com parâmetros pré-ajustados. Se estes ajustes padrões estiverem OK, uma configuração de hardware não é necessária.
Uma configuração é necessária:•se você deseja modificar os parâmetros pré-ajustados ou endereços de um módulo (p.ex. habilitação de interrupção de um módulo)•se você deseja configurar conexões de comunicação•com estações com periferia distribuída (PROFIBUS DP)•com estações S7-400 com diversas CPUs (multicomputação) ou bastidores de expansão.
•com controladores lógicos programáveis tolerantes a falhas (pacote opcional).
Configuração Quando você configura um sistema, uma chamada configuração pré-ajustada é
Pré-ajustada criada. Ela contem uma estação de hardware com os módulos planejados e os parâmetros associados. O sistema PLC é assemblado de acordo com a configuração pré-ajustada e durante o comissionamento, a configuração pré-ajustada é transferida para a CPU.
Configuração Atual Em um sistema assemblado, a configuração existente atual e os parâmetros atribuídos aos módulos podem ser lidos pela CPU. Uma nova estação de HW é desta forma setada no projeto.
Isto é necessário, por exemplo, se a estrutura de projeto não existe localmente na PG. Após a configuração atual ser lida, os parâmetros ajustados podem ser verificados e então armazenados em um projeto.
NotasCom o S7-400, a CPU pode ter parâmetros atribuídos do mesmo modo que quando existiam diferenças entre a configuração pré-ajustada e a configuração atual, a reinicialização da CPU é interrompida.
Para chamar a ferramenta de configuração, uma estação de hardware deve existir no gerenciador SIMATIC.
ComponentesQuando você abre o Editor LAD/STL/FBD, duas janelas são automaticamente abertas: a tabela de declarações e a sessão de códigos. O usuário pode também abrir uma terceira janela &quot;Elementos de Programa&quot;.
Tabela de A tabela de declarações pertence ao bloco. Ela é usada para declaração de
Declarações variáveis e parâmetros do bloco.
A tabela de declarações é discutida em detalhes no capítulo ”Funções e Blocos de Funções&quot;.
Sessão de Código A sessão de código contem o programa em si, dividido em segmentos chamados networks.
As instruções digitadas são verificadas em sua correta sintaxe.
Elementos deO conteúdo da janela &quot;Elementos de Programa&quot; depende da linguagem de
Programaprogramação selecionada.
Você pode inserir elementos desta lista (&quot;browser&quot;) com um duplo clique sobre o elemento desejado tendo previamente marcada a posição onde ele irá entrar através do cursor.
Você pode também inserir elementos marcando&arrastando.
Start (partida)O temporizador inicia quando o RLO na entrada &quot;S&quot; mudar de “0” para “1”. O temporizador inicia com o valor de tempo especificado na entrada TV enquanto durar o estado do sinal na entrada S =1.
ResetQuando o RLO na entrada Reset &quot;R&quot; for &quot;1&quot;, o valor de tempo corrente e a base de tempo são apagadas e a saída Q é resetada.
Saídas DigitaisO valor de tempo corrente pode ser lido como um número binário na saída BI e como um número BCD na saída BCD.
O valor de tempo corrente é igual ao valor de tempo da entrada TV menos o valor de tempo transcorrido desde que o temporizador foi inicializado.
Saídas BináriasO sinal na saída &quot;Q&quot; muda para &quot;1&quot; quando o temporizador tiver terminado sem erro e o estado do sinal na entrada &quot;S&quot; esteja em &quot;1&quot;.
Se o estado do sinal na entrada &quot;S&quot; mudar de &quot;1&quot; para &quot;0&quot; antes do temporizador ter expirado, o temporizador para de operar. Neste caso a saída “Q” fica em nível lógico &quot;0&quot;.
Valor do ContadorUma palavra de 16 bits é reservada para cada contador na memória de dados do sistema. Esta é usada para armazenar o valor do contador em um código binário (0…999).
Contagem CrescenteQuando o RLO na entrada “CU” mudar de “0” para “1” o contador é incrementado de 1 (limite superior = 999).
Contagem Quando o RLO na entrada “CD” mudar de “0” para “1” o contador é decrementado
Decrescente de 1 (limite inferior = 0).
Seta ContadorQuando o RLO na entrada &quot;S&quot; mudar de “0” para “1” o contador é setado com o valor da entrada “CV”.
Reset Contador Quando RLO = 1 o contador é zerado. Se a condição de Reset for preenchida, o contador não pode ser setado e a contagem não é possível.
PVO valor pré-ajustado (0...999) é especificado em BCD na entrada “PV“:
•como uma constante (C#...)
•em formato BCD através de uma interface de dados.
CV / CV_BCDO valor do contador pode ser carregado como um número binário ou um número BCD no acumulador e transferrido de lá para outro endereço.
QO estado do sinal do contador pode ser verificado na saída “Q”:
•Contador = 0 -&gt; Q = 0
•Contador 0 -&gt; Q = 1
Tipos de Contadores•S_CU= Contador crescente (conta só crescente).
•S_CD= Contador decrescente (conta só decrescente).
•S_CUD= Contador crescente / decrescente.
Símbolos GlobaisSímbolos Globais declarados na tabela de simbólicos (símbolos) podem ser usados em todos os blocos de um programa.
O nome na tabela de símbolos deve ser único, isto é, um nome simbólico somente deve aparecer uma única vez na tabela.
Símbolos LocaisSímbolos Locais são declarados na parte de declaração de um bloco. Eles podem somente ser usados naquele bloco.
O mesmo nome simbólico pode ser usado novamente na parte de declaração de outro bloco.
Vista GeralBlocos de Dados são usados para armazenamento de dados do usuário. Como os blocos lógicos, os blocos de dados tomam espaço na memória do usuário. Os blocos de dados contem dados variáveis (p.ex. valores numéricos) os quais são utilizados no programa do usuário.
O programa do usuário pode acessar dados em blocos de dados com operações de bit, byte, palavra ou palavra dupla. Endereços simbólicos ou absolutos podem ser usados.
UsosVocê pode usar blocos de dados de diferentes modos, dependendo de seu conteúdo. Você pode diferencia-los entre:
•Blocos de Dados Globais: Estes contem informações que podem ser acessadas por todos os blocos lógicos no programa do usuário.
•Blocos de Dados Instance: Estes estão sempre atrelados a um FB em particular FB. Os dados destes DBs somente devem ser usados pelo FB atribuído. Blocos de Dados Instance são descritos em mais detalhes no capítulo &quot;Funções e Blocos de Funções“.
Criando DBsVocê pode criar DBs globais utilizando o Editor de Programas ou com um “tipo de dado definido pelo usuário&quot; que você já tenha criado.
Blocos de Dados Instance são criados quando um bloco FB é chamado.
PrincípioEm um processo de produção, existe uma variedade de quantidades físicas (pressão, temperatura, velocidade, velocidade rotacional, valor de pH, viscosidade, etc.) que necessitam ser processadas pelo PLC para finalidade de automação.
SensorSensores de medição respondem a mudanças na quantidade a ser medida pela expansão linear, variação angular, alteração da condutividade elétrica, etc.
TransdutorOs transdutores de medição convertem estas grandezas acima mencionadas em sinais analógicos padrão, tais como: ± 500mV, ± 10V, ± 20mA, 4...20mA.
Estes sinais são alimentados nos módulos analógicos de entrada.
ADCAntes destes sinais analógicos poderem ser processados na CPU, eles devem ser convertidos para o formato digital. Isto é feito pelo ADC (Analog-to-Digital Converter) no módulo de entrada analógica.
A conversão analógica-digital é realizada seqüencialmente, isto é, os sinais são convertidos para cada canal de entrada analógica por vez.
Resultado na O resultado da conversão é armazenado como resultado na memória e é
Memória mantido lá até que seja sobreescrito por um novo valor.
O valor analógico convertido pode ser lido com a instrução carga (Load)
“L PIW...”.
Saída AnalógicaA instrução transferência (Transfer) “T PQW...” é usada para escrever valores analógicos calculados pelo programa do usuário para um módulo de saída analógica, onde um DAC (Digital-to-Analog Converter) converte-o para sinais analógicos padrões.
Atuador Analógico Com sinais analógicos de entrada padrão pode ser conectado a um módulo analógico de saída direta.
Relembre!Um projeto contem todos os programas e dados para as tarefa de automação total. Ela pode conter um ou mais programas os quais podem ser usados em uma ou mais CPUs.
ObjetivoApagar um projeto existente e criar um novo.
O que fazer1. Abra o gerenciador SIMATIC.
2. Selecione a opção de menu File -&gt; Delete -&gt; Projects.
3. Selecione “My Project“ da lista de projetos e confirme com OK.
4. Após o projeto ter sido apagado, selecione a opção de menu File -&gt; New -&gt; New Project.
5. Na caixa fornecida insira o nome do projeto &quot;My Project&quot;.
Relembre!Um programa S7 é uma combinação de blocos de programa, blocos de dados, comentários e simbólicos os quais estão todos conectados com uma aplicação. Quando você cria um programa você cria uma estrutura que inclui todas estas sessões de programa.
O que fazer1.No projeto &quot;My Project“, selecione a opção de menu
Insert -&gt; Program -&gt; S7 Program.ou (no lugar do item 1.):
1a.Clique com o botão direito do mouse. No menu que aparece, selecione a opção
Insert New Object -&gt; S7 Program para inserir um novo programa.
2.Um novo programa S7 com o nome &quot;S7 Program 1“ é criado.
3.Altere o nome do programa para “My Program“.
4.Na pasta “My Program“ você encontrará os programas S7 com os objetos:Blocks (programa do usuário)
Source Files (programas fonte)
e Symbols (tabela de simbólicos).
ResultadoUm novo programa S7 é criado dentro do projeto &quot;My Project“. No gerenciador SIMATIC você pode ver o subdiretório “My Program“ no diretório &quot;My Project&quot;. Um bloco OB1 vazio é automaticamente criado no programa do usuário.
TarefaDesde que uma estação de hardware ainda não existe no projeto &quot;My Project&quot;, você lerá a configuração atual, verifique-a e a salve no projeto.
Step 7Ajuste os seguintes endereços:MóduloSlotEndereçoDI80DI98DO104DO118AI12304
ObjetivoVocê utilizará um programa S7 existente de um certo processo. Para este propósito, você copiará o programa S7 &quot;FILL&quot;, o qual foi criado no curso &quot;System Handling&quot;, para dentro de seu próprio projeto.
O que fazer•No gerenciador SIMATIC, abra o projeto &quot;STOE_16&quot; ou &quot;STOE_32“;•Alinhe as duas janelas horizontalmente pela seleção da opção de menu Window -&gt; Align -&gt; Horizontal,•Usando marcar&arrastar, copie o programa S7 &quot;FILL&quot; do projeto &quot;STOE_16&quot; ou &quot;STOE_32&quot; para dentro de seu projeto &quot;My Project&quot;.
ResultadoO programa S7 &quot;FILL&quot; existe em seu projeto para processamentos futuros.