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6ES7313-6CG04-0AB0
PLC現(xiàn)場(chǎng)硬件模塊的組態(tài)和軟件調(diào)試
對(duì)于各種PLC的現(xiàn)場(chǎng)硬件組態(tài)和軟件調(diào)試，通常有經(jīng)驗(yàn)的工程師應(yīng)該先花一些時(shí)間對(duì)自己的現(xiàn)場(chǎng)工作進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)劃，通常應(yīng)當(dāng)采取如下的步驟：
（1） 系統(tǒng)的規(guī)劃
首先，必須深入了解系統(tǒng)所需求的功能，并調(diào)查可能的控制方法，同時(shí)與用戶或設(shè)計(jì)院共同探I/O模塊型式。
（2） I/O模塊選擇與地址設(shè)定
當(dāng)I/O模塊選妥后，依據(jù)所規(guī)劃之I/O點(diǎn)使用情形，由PLC的CPU系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定I/O地址，或由使用者自定I/O模塊的地址。
（3） 梯形圖程序的編寫與系統(tǒng)配線
在確定好實(shí)際的I/O地址之后，依據(jù)系統(tǒng)需求的功能，開始著手梯形圖程序的編寫。同時(shí)，I/O之地址已設(shè)定妥當(dāng)，故系統(tǒng)之配線亦可著手進(jìn)行。
（4） 梯形圖程序的仿真與修改
在梯形圖程序撰寫完成后，將程序?qū)懭隤LC，便可先行在PC與OpenPLC系統(tǒng)做在線連接，以執(zhí)行在線仿真作業(yè)。倘若程序執(zhí)行功能有誤，則必須進(jìn)行除錯(cuò)，并修改梯形圖程序。
（5） 系統(tǒng)試車與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)
在線上程序仿真作業(yè)下，若梯形圖程序執(zhí)行功能正確無誤，且系統(tǒng)配線亦完成后，便可使系統(tǒng)納入實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，項(xiàng)目計(jì)劃亦告完成。
（6）程序注釋和歸檔
為確保日后維修的便利，要將試車無誤可供實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的梯形圖程序做批注，并加以整理歸檔，方能縮短日后維修與查閱程序之時(shí)間。這是職業(yè)工程師的良好習(xí)慣，無論對(duì)今后自己進(jìn)行維護(hù)，或者移交用戶，這都會(huì)帶來的便利，而且是你的職業(yè)水準(zhǔn)的一個(gè)體現(xiàn)。
以上工作中，復(fù)雜的系統(tǒng)規(guī)劃可能需要幾天甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，但一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)規(guī)劃在一個(gè)具有良好的職業(yè)習(xí)慣的編程工程師手中，可能只需要幾個(gè)小時(shí)
然后將所需的值送入初始值和預(yù)置值控制寄存器。執(zhí)行HSC指令。使用PTO/PWM發(fā)生器的功能應(yīng)使用什么類型的CPU。
形成以現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)基礎(chǔ)的，以智能I/O模塊構(gòu)成的分布式控制站。也就是說，將過去DCS中集中式的I/O控制站變成分布式的控制站。采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)技術(shù)只有在I/O控制站這一層進(jìn)一步分散化是明確的在傳統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)的下一層再引入一層現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，形成設(shè)備級(jí)網(wǎng)絡(luò)，控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)和管理級(jí)網(wǎng)絡(luò)這樣三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以此來滿足不斷提高的應(yīng)用需求。
輕故障都有哪些?輕故障包括：變壓器超溫報(bào)警、柜溫超溫報(bào)警、柜門打開、單元旁路，系統(tǒng)對(duì)輕故障不作記憶處理，僅有故障指示，故障消失后報(bào)警自動(dòng)。變頻器運(yùn)行中出現(xiàn)輕故障報(bào)警，系統(tǒng)不會(huì)停機(jī)。停機(jī)時(shí)出現(xiàn)輕故障報(bào)警，變頻器可以繼續(xù)啟動(dòng)運(yùn)行。失壓保護(hù)與緊急停車措施PLC外部負(fù)載的供電線路應(yīng)具有失壓保護(hù)措施，當(dāng)臨時(shí)停電再恢復(fù)供電時(shí)，不按下“啟動(dòng)"按鈕PLC的外部負(fù)載就不能自行啟動(dòng)。這種接線方法的另一個(gè)作用是，當(dāng)特殊情況下需要緊急停機(jī)時(shí)，按下“停止"按鈕就可以切斷負(fù)載電源，而與PLC毫無關(guān)系。
重故障具體都有哪些?
系統(tǒng)發(fā)生下列故障時(shí),按照重故障處理，并在監(jiān)視器左上角顯示重故障類型：外部故障、變壓器過熱、柜溫過熱、單元故障、變頻器過流、高壓失電、接口板故障、控制器不通訊、接口板不通訊、電機(jī)過載、參數(shù)錯(cuò)誤、主控板故障。單元故障包括：熔斷器故障、單元過熱、驅(qū)動(dòng)故障、光纖故障、單元過壓。新動(dòng)向：西門子模塊6ES7 417-4HT14-0AB0外部故障必須先解除高壓分?jǐn)?柜門按鈕或外部接點(diǎn))狀態(tài)再系統(tǒng)復(fù)位，才能使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài);除外部故障以外的重故障發(fā)生后，直接系統(tǒng)復(fù)位即可使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，但在再次上電前一定要找出故障原因。單元故障發(fā)生后，只有再次上高壓電源方能檢測(cè)到單元狀態(tài)。若故障較難分析且無法確定能否二次上高壓時(shí)，請(qǐng)向廠商咨詢。注意：切忌在未查明故障原因前貿(mào)然二次上電，否則可能嚴(yán)重?fù)p壞變頻器!有些PLC通過里邊的電池保持?jǐn)?shù)據(jù)，電池電壓低于某個(gè)閥值的時(shí)候，會(huì)有電池報(bào)警提示燈亮，這時(shí)候需要更換電池，而且需要帶電來更換，如果電池*沒有電了，或者更換電池的時(shí)候沒有帶電操作，往往會(huì)造成RAM的數(shù)據(jù)丟失，這時(shí)候需要重新刷新程序和數(shù)據(jù)，所以PLC平時(shí)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)候，要有程序和數(shù)據(jù)備份的慣，否則到了關(guān)鍵時(shí)候沒有了，只有重新編程和調(diào)試了。
SIMATIC S7-300，CPU 313C-2 DP帶MPI的緊湊型CPU，16DE/16DA，3個(gè)快速計(jì)數(shù)器(30 kHz)，集成DP接口，集成電源24VDC，工作存儲(chǔ)器128KB，前連接器（1x40極）和需要微型存儲(chǔ)卡。
西門子CPU6ES7313-6CG04-0AB0是緊湊型 CPU，可用于具有分布式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。集成數(shù)字量 I/O，支持與過程的直接連接；PROFIBUS DP主站/從站接口支持與分布式 I/O 的連接。因此，CPU 313C-2 DP 既可以用作分布式單元進(jìn)行快速預(yù)處理，也可以用作帶下位現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的上位控制器。
問：兩臺(tái)314-2DP,怎么把主站的REAL數(shù)據(jù)傳到從站去？例如，主站MD100里數(shù)據(jù)我通過觸摸屏輸入是1.5，把MD100通過MOVE傳送到QD50,主站QD50對(duì)應(yīng)從站ID50，怎么在從站里完整的讀到1.5，放到從站MD80里面？
問題補(bǔ)充：還有一問題，我主站上帶觸摸屏，從站也帶觸摸屏，主站與從站配置都*一樣，包括觸摸屏，目的就是控制一臺(tái)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，來控制閘門上升下降，那我在從站那里可以輸入預(yù)置高度1.5米，動(dòng)了以后再在主站里預(yù)置1.9米，也動(dòng)。當(dāng)我再在從站輸入預(yù)置高度時(shí)一直是主站給的數(shù)據(jù)了，請(qǐng)問，怎么來規(guī)避這個(gè)問題呢？就是對(duì)同一個(gè)MD120通過兩個(gè)觸摸屏都能設(shè)置，而又不相互影響，再怎么輸入都是后一次在觸摸屏上輸入有效，不管哪個(gè)觸摸屏。
答：實(shí)現(xiàn)Profibus主從站之間的MS通訊
通過圖解，說明2個(gè)CPU之間通過Profibus實(shí)現(xiàn)主從站之間的MS通訊。這個(gè)例子是結(jié)合某現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來的，實(shí)際情況是在2套300系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，由于每個(gè)CPU300都帶有ET200M從站，所以317的主DP口和315的DP口都只能是主站而不能配置為從站。并且2套系統(tǒng)之間距離較遠(yuǎn)，MPI不行，于是就利用了317的MPI/DP口配置成DP口來和315通訊。
1.首先，在STEP7中新建一個(gè)Project，分別插入2個(gè)S7-300站。
這里我們插入的一個(gè)CPU315-2DP，作為主站；一個(gè)CUP317-2作為從站，并且使用317-2的個(gè)端口MPI/DP端口配置成DP口來實(shí)現(xiàn)和315-2DP的通訊。然后分別對(duì)每個(gè)站進(jìn)行硬件組態(tài)：首先對(duì)從站CPU317-2進(jìn)行組態(tài)：將317的個(gè)端口MPI/DP端口組態(tài)為PROFIBUS類型，并且創(chuàng)建一個(gè)不同于CPU自帶DP口的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，設(shè)定地址。在操作模式頁(yè)面中，將其設(shè)置為DPSLAVE模式，并且選擇“Test,commissioning,routing"，是將此端口設(shè)置為可以通過PG/PC在這個(gè)端口上對(duì)CPU進(jìn)行監(jiān)控，以便于我們?cè)谕ㄓ嶆溌飞线M(jìn)行程序監(jiān)控。下面的地址用默認(rèn)值即可。
然后選擇Configuration頁(yè)面，創(chuàng)建數(shù)據(jù)交換映射區(qū)。這里我們創(chuàng)建了2個(gè)映射區(qū)，圖中的紅色框選區(qū)域在創(chuàng)建時(shí)是灰色的，包括上面的圖中的Partner部分創(chuàng)建時(shí)也是空的，在主站組態(tài)完畢并編譯后，才會(huì)出現(xiàn)圖中所示的狀態(tài)。由于我們這里只是演示程序，所以創(chuàng)建的交換區(qū)域較小。組態(tài)從站之后，再組態(tài)主站。插入CPU時(shí)，不需要?jiǎng)?chuàng)建新的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，選擇從站建立的第二條（也就是準(zhǔn)備用來進(jìn)行通訊的MPI/DP端口創(chuàng)建的那條）PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)即可。組態(tài)好其它硬件，確認(rèn)CPU的DP口處于主站模式，從窗口右側(cè)的硬件列表中的已組態(tài)的站點(diǎn)中選擇CPU31X，拖放到主站的PROFIBUS總線上，
這時(shí)會(huì)彈出鏈接窗口，選擇以組態(tài)的從站，點(diǎn)擊Connect按鈕，然后進(jìn)入Configuration頁(yè)面，可以看到前面在從站中設(shè)定的映射區(qū)域，逐條進(jìn)行編輯（Edit…），確認(rèn)主從站之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。主站的輸入對(duì)應(yīng)從站的輸出，主站的輸出對(duì)應(yīng)從站的輸入。至此，硬件的組態(tài)完成，將各個(gè)站的組態(tài)信息下載到各自的CPU中。通過NetPro可以看到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖。
2.編寫程序。
硬件組態(tài)完畢，下載，PLC運(yùn)行之后，數(shù)據(jù)并不會(huì)自動(dòng)交換。需要通過程序來執(zhí)行。在組態(tài)中，input和output區(qū)域，也并不是實(shí)際硬件組態(tài)中的硬件地址，也就是說，input和output并不代表I/O模塊的地址和數(shù)據(jù)。但是映射區(qū)域組態(tài)用到的input和output地址，同時(shí)也占用了I/O模塊的組態(tài)地址，就是說，映射區(qū)的地址和I/O地址是并行的，不能重復(fù)使用。所以在硬件的I/O模塊全部組態(tài)完畢之后再組態(tài)映射區(qū)。
西門子CPU6ES7313-6CG04-0AB0映射區(qū)的數(shù)據(jù)交換是通過系統(tǒng)功能塊SFC14（DPRD_DAT——ReadConsistentDataofaStandardDPSlave）和SFC15（DPWR_DAT——WriteConsistentDatatoaStandardDPSlave）實(shí)現(xiàn)的。SFC14和SFC15是成對(duì)使用的，一個(gè)發(fā)送一個(gè)接收，缺一不可。數(shù)據(jù)的通訊也是交互的，可以相互交換數(shù)據(jù)。本例中，我們通過簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證通訊結(jié)果。
首先，我們?cè)诔绦蛑胁迦霐?shù)據(jù)區(qū)DB1，前面我們只建立了2個(gè)字（2Word）的映射區(qū)，于是我們建立如下內(nèi)容的DB1，為了查看的方便，DB1的前半部分作為接收數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)，后半部分用作發(fā)送數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)。在317和315中我們插入同樣的DB1，然后分別在OB1中編寫通訊程序。其中，程序的LADDR地址，對(duì)應(yīng)的是硬件的映射區(qū)組態(tài)時(shí)本站的LocalAddr中的地址，從站的LocalAddr我們組態(tài)的是0，對(duì)應(yīng)的PartnerAddr也就是主站的地址是4。需要注意的是這里的地址是需要用16進(jìn)制的格式來表示的，我們組態(tài)時(shí)是用10進(jìn)制表示的。
完成之后，我們?cè)诟髡局胁迦隣B82、OB86、OB122等程序塊，這些是為了保證當(dāng)通訊的一方掉電時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致另一方的停機(jī)。完成之后，將所有的程序分別下載到各自的CPU中，個(gè)站切換到運(yùn)行狀態(tài)，通過PLC監(jiān)控功能，設(shè)定數(shù)據(jù)之后，我們監(jiān)控的結(jié)果如下：上面的表格內(nèi)容為主站315的數(shù)據(jù)，下面的是從站317的數(shù)據(jù)?？梢钥吹?，兩個(gè)站都分別將各自的DBB4—DBB7數(shù)據(jù)發(fā)送出去并被另一方成功接收后存儲(chǔ)在各自的DBB0—DBB3中。驗(yàn)證中，我們將一個(gè)站的CPU切換到STOP狀態(tài)，可以看到，另一個(gè)站的CPU硬件SF指示燈報(bào)警，但PLC正常運(yùn)行不停機(jī)。待該站恢復(fù)之后，報(bào)警自動(dòng)消失。
擴(kuò)展問題：在一個(gè)站的CPU掉站之后，另一個(gè)站的接收數(shù)據(jù)區(qū)顯示的仍然是后一次接收到的數(shù)據(jù)，并且，即使在這種狀態(tài)下，居然仍然無法修改該數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)容。這樣就存在一個(gè)問題，當(dāng)前站需要知道當(dāng)前接收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)容是否是實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。如何判斷。
大概思路：
方法1，用以前的方法，在每個(gè)數(shù)據(jù)接收周期開始前，將已接收數(shù)據(jù)清空。這樣當(dāng)接收周期內(nèi)接收不到新的數(shù)據(jù)時(shí)，就可以察覺到。但是問題是，SFC14和SFC15沒有接收是否完成、是否成功等標(biāo)識(shí)位，并且，在接收不到新的數(shù)據(jù)時(shí)，原有數(shù)據(jù)不能修改。此方法不通。
方法2，通過別的方式方法檢測(cè)兩個(gè)站之間的通訊狀態(tài)。在SIEMENS的文檔中，有這樣的描述：主站：主站掌握總線中數(shù)據(jù)流的控制權(quán)。只要它擁有訪問總線權(quán)（令牌），主站就可在沒有外部請(qǐng)求的情況下發(fā)送信息。在PROFIBUS協(xié)議中，主站也被稱作主動(dòng)節(jié)點(diǎn)。從站：從站是簡(jiǎn)單的輸入、輸出設(shè)備。典型的從站為傳感器，執(zhí)行器以及變頻器。從站也可為智能從站，入S7-300/400帶集成口的CPU等。從站不會(huì)擁有總線的訪問授權(quán)。從站只能確認(rèn)收到的信息或者在主站的請(qǐng)求下發(fā)送信息。從站也被稱作被動(dòng)節(jié)點(diǎn)。另外，SIEMENS對(duì)SFC14/15的描述也分別是：用于讀取Profibus從站的數(shù)據(jù)/用于將數(shù)據(jù)寫入Profibus從站。
根據(jù)這些描述，通過CPU集成口通訊這種方式下，作為從站的CPU應(yīng)該屬于“智能從站"，但是SIEMENS的描述中，卻沒有說智能從站和普通的從站之間有什么區(qū)別。那么根據(jù)上面的主從站的描述，主站可以主動(dòng)的獲取到從站的數(shù)據(jù)，并可以自主的將數(shù)據(jù)寫入從站；而從站必須在主站的指令下獲取或者發(fā)送數(shù)據(jù)。而在本例中，這些說法似乎無法成立。
本例中，SFC14、SFC15是成對(duì)使用的，不論在主站上還是從站上，主從站之間的SFC14和SFC15必然是需要成對(duì)出現(xiàn)的。也就是說，任何一方?jīng)]有SFC15運(yùn)行的的話，另一方的SFC14都讀不到數(shù)據(jù)。而任何一方?jīng)]有SFC14的話，另一方的SFC15發(fā)送出來的數(shù)據(jù)也無人接收。至少?gòu)倪@點(diǎn)看來，看不出主從站有什么區(qū)別。不過，聯(lián)想到以前曾經(jīng)做過S7－300和MM430的Profibus通訊，該通訊方式中，顯然MM440是作為從站出現(xiàn)的，所以在正確組態(tài)之后，只需要在主站(CPU)中寫好SFC14/15即可，當(dāng)然，MM440中我們也寫不進(jìn)去程序。那么在這種方式中，可以說是*的遵守了SIEMENS文檔中的說法。同時(shí)也說明，在“智能從站"這種方式下，并不遵守SIEMENS文檔中對(duì)從站的描述。再次研究SFC14/15的收發(fā)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)，可能是因?yàn)閿?shù)據(jù)的存在是過程映像中，所以只要SFC15發(fā)送過一次，數(shù)據(jù)即存在于過程映射中，SFC14隨時(shí)都從映像中讀取數(shù)據(jù)，所以存在前面說的，SFC14運(yùn)行過程中，是無法修改接收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)的。脫離SFC14/15，而使用MOVE方法的研究：不使用SFC14/15，而是利用組態(tài)的時(shí)候產(chǎn)生的I/O地址來傳數(shù)據(jù)。根據(jù)創(chuàng)建過程映射區(qū)時(shí)的組態(tài)信息，我們寫寫出了如下的程序：在主站315-2DP中：在從站317中：其中，M位的使用是測(cè)試程序的不同情況下使用的臨時(shí)點(diǎn)，和本程序功能無關(guān)。由此可見，在這種方式下，因?yàn)榻M態(tài)時(shí)組態(tài)的地址是系統(tǒng)的I區(qū)和Q區(qū)，所以是可以用MOVE來實(shí)現(xiàn)通訊的，但是同時(shí)也存在的問題是，這種方式下，通訊所用的I/Q區(qū)占用了S7-300的系統(tǒng)區(qū)，而S7-300的系統(tǒng)區(qū)可使用范圍是有限的，所以在系統(tǒng)的實(shí)際I/O模塊較多時(shí)，通訊的數(shù)據(jù)量將會(huì)變得更加有限