西門子模塊6ES7455-0VS00-0AE0

• S7-300 PLC通訊功能

  SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊接口：

• 多種通訊處理器用來(lái)連接AS-i接口、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)

• 通訊處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)

• 多點(diǎn)接口(MPI)集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這是一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案；方便用戶的step7的用戶界面提供了通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。

•  

  • 人機(jī)界面 (HMI)：方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300 操作系統(tǒng)內(nèi)。因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面(HMI)從S7-300中要求數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送。

  • 診斷功能：CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件 
    (例如：超時(shí)，模塊更換，等等)。

  • 口令保護(hù)：多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。

  • 操作方式選擇開(kāi)關(guān) ：操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。

    CPU至少配有一個(gè)DP X2接口。315-2PN/DP和317 CPU配有一個(gè)MPI/DP X1接口。帶有MPI/DP接口的CPU帶有缺省的MPI組態(tài)。如果要使用DP接口，則需要在STEP7中設(shè)置DP模式。

    PROFIBUS DP接口主要用于連接分布式I/O。例如，PROFIBUS DP允許您創(chuàng)建大型子網(wǎng)?？蓪ROFIBUS DP接口設(shè)置為在主站或從站模式下運(yùn)行，支持的傳輸率可達(dá)12Mbps。

    　

    

    能進(jìn)行PROFIBUS DP通訊的設(shè)備

  • PG/PC

  • OP/TP

  • DP從站

  • DP主站

  • 執(zhí)行器/傳感器

  • 帶有PROFIBUS DP接口的S7-300/S7-400

  • 帶有“PN”名稱后綴的CPU配有一個(gè)PN X2接口。連接到工業(yè)以太網(wǎng)可以使用CPU的集成PROFINET接口與“工業(yè)以太網(wǎng)”建立連接?？赏ㄟ^(guò)MPI或PROFINET組態(tài)CPU的集成PROFINET接口。

    　

    2、過(guò)程中斷

    通過(guò)過(guò)程中斷，可以對(duì)過(guò)程信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和響應(yīng)。

    （1）數(shù)字量輸入模板

    根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，模板可以對(duì)每個(gè)通道組進(jìn)行過(guò)程中斷，可以選擇信號(hào)變化的上升沿、下降沿或兩個(gè)沿均可。CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)的中斷，來(lái)處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB40)。信號(hào)模板可以對(duì)每個(gè)通道的一個(gè)中斷進(jìn)行暫存。

    （2）模擬量輸入模板

    通過(guò)上限值和下限值定義一個(gè)工作范圍。模板將對(duì)測(cè)量值與這些限制值進(jìn)行比較。如果超限，則執(zhí)行過(guò)程中斷。CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)的中斷，來(lái)處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB40)。

    六、S7-300PLC編程軟件和工具軟件

    在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，很多儀表和設(shè)備僅支持Modbus RTU的通訊協(xié)議，第三方儀表可以做Modbus主站或從站，西門子的通訊模塊CP341 / CP441-2 通過(guò)Dongle（硬件狗）可以擴(kuò)展該協(xié)議，S7-200 集成的口可以支持自由口通訊，通過(guò)指令庫(kù)也可以方便的實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊。本文以S7-200作為Modbus 主站，CP341作為Modbus 從站，實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊，闡述兩者在通訊方面的設(shè)置和注意事項(xiàng)。

    
    2. 軟件環(huán)境

    2.1 STEP7 V5.4 SP4
    用于編寫(xiě) S7-300/400程序，此軟件需要從西門子購(gòu)買，本文檔中的300的程序是使用Step7 V5.4 SP4的軟件編寫(xiě)。

    2.2 CP PTP Param V5.1 SP11
    串行通訊模板的驅(qū)動(dòng)程序，安裝此驅(qū)動(dòng)后才能對(duì)PtP模板進(jìn)行參數(shù)配置，并在Step7中集成通訊編程需要使用的功能塊。此驅(qū)動(dòng)隨購(gòu)買模板一起提供，也可以從以下的鏈接

    2.3 CP PTP Modbus Slave V3.1 SP7
    CP341或CP441-2用于Modbus從站時(shí)，需要安裝此驅(qū)動(dòng)協(xié)議，但安裝之前必須先安裝PtP Driver，此驅(qū)動(dòng)可以在購(gòu)買Modbus Dongle時(shí)選擇購(gòu)買，也可以從以下的鏈接

    2.4 STEP7 Micro/WIN V4.0 SP6
    用于S7-200編程的軟件，本文檔中的200的程序是使用Step7 Micro/win 的軟件編寫(xiě)。此軟件可以從西門子中心免費(fèi)下也可以從以下的鏈接
    http://www.ad.siemens.com.cn/download  自動(dòng)化系統(tǒng)>>S7-200>>軟件，文檔編號(hào)S0002。

    使用基本的STEP7或STEP7-Lite軟件包，以及高級(jí)的集成軟件包STEP7 Professional便可對(duì)S7-300進(jìn)行編程，并能以簡(jiǎn)單，用戶友好的方式利用S7-300的全部功能。該工程軟件還包含自動(dòng)化項(xiàng)目中所有階段(從項(xiàng)目組態(tài)到調(diào)試，測(cè)試以及服務(wù))的功能。

    能進(jìn)行PROFINET(PN)通訊的設(shè)備

  • PROFINET IO組件（如，ET 200S中的接口模塊IM 151-3 PN）

  • 帶有PROFINET接口的S7-300/S7-400（如，CPU 317-2PN/DP或CPU 343-1 PN）

  • 激活的網(wǎng)絡(luò)組件（如開(kāi)關(guān)）

  • 帶有網(wǎng)卡的PG/PC

  • （4）通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PtP）通訊

    （3）通過(guò)PROFINET（PN）通訊

    帶有“PtP”名稱后綴的CPU配有一個(gè)PtP X2接口。使用CPU的PtP接口，可使用串行接口連接外部設(shè)備?？梢栽谌p工模式下以高達(dá)19.2kbps的傳輸率(RS 422)，或半雙工模式下以高達(dá)38.4kbps的傳輸率(RS 485)來(lái)運(yùn)行此類系統(tǒng)。

    使用PtP通訊可以通過(guò)串行端交換數(shù)據(jù)。PtP通訊可用于自動(dòng)化設(shè)備、計(jì)算機(jī)或由其它廠商提供的具有通訊功能的系統(tǒng)之間的互連。該功能還允許使用通訊伙伴的協(xié)議。

    可連接下列設(shè)備：

  • S7 PLC和S5 PLC及第三方系統(tǒng)

  • 打印機(jī)

  • 機(jī)器人控制

  • 掃描儀、條碼閱讀器等

  • 五、模板的診斷及過(guò)程監(jiān)視

    S7-300有多種輸入/輸出模板具有智能功能：

  • 對(duì)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視(診斷)

  • 對(duì)過(guò)程信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視(過(guò)程中斷)

  • 通過(guò)診斷可以確定模板所獲取的信號(hào)(例如數(shù)字量模板)或模擬量處理(例如模擬量模板)是否正確。在診斷評(píng)估中，可參數(shù)化的診斷信息與不可參數(shù)化的診斷信息有區(qū)別。

  • 可參數(shù)化的診斷信息：通過(guò)相應(yīng)的參數(shù)始能診斷信息的發(fā)送

  • 不可參數(shù)化的診斷信息：不管是否參數(shù)化均可發(fā)送診斷信息

  • 如果發(fā)送診斷信息(例如無(wú)編碼器電源)，則模板執(zhí)行一個(gè)診斷中斷。此時(shí)CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)的中斷，來(lái)處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB82)。

    模塊的類型決定了診斷信息的種類：

    1、診斷

    2.5 Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN 32 Instruction Library
    S7-200實(shí)現(xiàn)Modbus RTU功能，可以使用Modbus的指令庫(kù)，要使用西門子的標(biāo)準(zhǔn)指令庫(kù)，必須先安裝指令庫(kù)的軟件包 Instruction Library，安裝后，可以在Step 7-Micro/WIN軟件的庫(kù)中找到Modbus相關(guān)的指令，該軟件包可以從以下的鏈接://www.ad.siemens.com.cn/download  自動(dòng)化系統(tǒng)>>S7-200>>軟件，文檔編號(hào)S0010。

    
    3. 硬件列表和接線

    3.1 硬件列表

    S7-300從站	CPU315-2DP	6ES7 315-2AG10-0AB0
    	CP341 RS422/485	6ES7 341-1CH01-0AE0
    	Dongle	6ES7 870-1AB01-0YA0
    	PC 適配器（USB）	6ES7 972-0CB20-0XA0
    S7-200主站	CPU 224XP	6ES7 214-2BD23-0XB0

    表1 硬件設(shè)備

 西門子模塊6ES7455-0VS00-0AE0

2.2配置S7-300站點(diǎn)

S7-300站點(diǎn)配置參見(jiàn)表3。

序號(hào)	說(shuō)明	圖示
1.	創(chuàng)建新項(xiàng)目并在項(xiàng)目中插入S7-300站點(diǎn)
2.	打開(kāi)硬件組態(tài)，組態(tài) S7-300 站點(diǎn)
3.	在硬件目錄SIMATIC-300，RACK-300下雙擊Rail，插入S7-300導(dǎo)軌
4.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的2號(hào)槽，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出DP接口屬性對(duì)話框
5.	參考表2序號(hào)6~8步驟，將CPU的 PROFIBUS DP地址設(shè)置為3，傳輸速率設(shè)置為1.5Mbps，Profile中選為Standard。編譯保存完成S7-300站點(diǎn)組態(tài)，并下載到S7-300 CPU中

表 3

3 通信連接
如圖3-1示意圖，使用RS485總線連接器通過(guò)PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)電纜分別連接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2 接口。

圖3-1 CPU之間DP通信連接示意圖

4 通信編程
由于配置的是S7單邊通信，只需在配置S7網(wǎng)絡(luò)連接的一方進(jìn)行編程，所以本例中只在CPU414-3中編程調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB14/SFB15，如圖4-1和圖4-2。

圖4-1 調(diào)用功能塊SFB14

圖4-2 調(diào)用功能塊SFB15

Overview

• 用于 S7-400H 和 S7-400F/FH 的 CPU
• 可在 S7-400H 容錯(cuò)自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
• 可通過(guò) F 運(yùn)行版授權(quán)作為具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相關(guān)系統(tǒng)中使用
• 組合了 MPI/PROFIBUS DP-主接口，
• 帶有 2 個(gè)用于同步模塊的連接插槽

Area of application

CPU 412–3H 可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH。 它可建立故障容錯(cuò) S7-400H 系統(tǒng)。 也可結(jié)合 F 運(yùn)行授權(quán)一起用于 S7-400F/FH 故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)。 內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口使它能夠作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。

Design

CPU 412-5H 擁有：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間小于 31.25 ns。
• 1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ) S7-400H F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶程序和參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)；高速 RAM 用于用戶程序的順控相關(guān)部分
• 存儲(chǔ)卡：
  用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲(chǔ)器。除程序本身之外，裝載存儲(chǔ)器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲(chǔ)器中占據(jù)雙倍空間的原因。其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開(kāi)電源時(shí)保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴(kuò)展選件：
  多達(dá) 131,072 點(diǎn)數(shù)字量和 81,932 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
• 組合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
  MPI 可用來(lái)建立一個(gè) 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點(diǎn)和 MPI 上的節(jié)點(diǎn)建立最多 64 個(gè)連接。 
  PROFIBUS-DP主站接口能夠被用來(lái)建立一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFIBUS DP 接口：
  通過(guò) PROFIBUS DP 接口，可以實(shí)現(xiàn)冗余、分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個(gè)端（交換機(jī)）：
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）
• 模式選擇開(kāi)關(guān)：
  撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)：
  最后的 120 個(gè)報(bào)警和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：
  CPU 提供帶日期和時(shí)間的診斷報(bào)告。