西門子PLC有源導(dǎo)軌

SIMATIC S7-300, 邏輯輸入 SM 331, 光隔離, 8AI, 分辨率 9/12/14 位, U/I/熱電偶/電阻 干擾, 診斷; 1X20針 移除/插入 W. 背板總線
 

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上海非俗自動(dòng)化科技有限公司

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SIEMENS西門子上海非俗自動(dòng)化科技有限公司

一.SIEMENS   PLC控制系統(tǒng)關(guān)于熱插拔功能的定義：
    1．帶電插拔模塊時(shí)，確保不造成模塊的硬件損壞；
    2．帶電插拔模塊時(shí)，CPU不停機(jī)，并產(chǎn)生報(bào)警；
    3．帶電插拔模塊時(shí)，該模塊I/O通道的數(shù)值保持不變，而其他模塊的運(yùn)行不受影響；
    4．帶電插拔模塊時(shí)，CPU中觸發(fā)中斷組織塊或通過DP診斷程序塊，得到模塊拔出或插入的事件信息，在用戶程序或中斷組織塊OB**中進(jìn)行相應(yīng)控制邏輯和I/O通道的處理；
二.SIEMENS的PLC控制系統(tǒng)中：
   1. S7-200系列PLC不支持熱插拔功能；
   2. S7-300 CPU直接帶I/O模塊的方式不支持熱插拔；
   3. S7-300作為PROFIBUS DP主站下掛DP從站ET200M、ET200S、ET200iS，支持熱插拔功能；（ET200M作從站時(shí)需要使用有源總線底板，如下說明）
   注：采用S7-300作為主站的軟冗余系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱插拔全部功能，不具備以上所列第3，4條目中的功能。當(dāng)您將ET200M從站上的模塊拔出時(shí)，CPU 不停機(jī)，主CPU、備用CPU上的SF燈亮，BUSF燈閃爍，ET200M從站上的2塊IM153-2模塊的SF燈亮，BF燈閃爍，該ET200M從站上所有模塊的I/O值被清0，S7-300主站失去對(duì)該ET200M從站的控制能力。當(dāng)您再次將模塊插入到ET200M站上時(shí)，系統(tǒng)從主CPU切換到備用 CPU，SF、BUSF、BF燈熄滅，軟冗余系統(tǒng)重新回到正常運(yùn)行狀態(tài)。
   若要在軟冗余系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)熱插拔的4項(xiàng)功能，必須使用S7-400作為軟冗余系統(tǒng)的主站。
   4. S7-400作為PROFIBUS DP主站下掛DP從站ET200M、ET200S、ET200iS，支持熱插拔功能；（ET200M作從站時(shí)需要使用有源總線底板，如下說明）
   5.S7-400 CPU直接帶I/O模塊的方式支持熱插拔。
    S7-400系統(tǒng)由于很好的電磁兼容性和抗沖擊、耐震動(dòng)性能，因而能zui大限度的滿足各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，模板能夠帶電插、拔，當(dāng)S7-400機(jī)架上插入或取出模板時(shí)，都會(huì)在CPU中產(chǎn)生一個(gè)中斷信息，供客戶在用戶程序中對(duì)模板更換的動(dòng)作進(jìn)行相應(yīng)的處理。
三. ET200M的有源總線底板配置與說明：
    ET200M是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常使用的PROFIBUS DP分布式從站，一個(gè)ET200M從站一般由導(dǎo)軌（S7-300系列通用導(dǎo)軌）、IM153接口模塊、若干塊S7-300系列的模塊（PS電源模塊、I/O模塊、CP通訊模塊、FM功能模塊）組成：

    這樣的ET200M從站是不支持熱插拔功能的。為了實(shí)現(xiàn)ET200M從站的熱插拔功能，我們需要對(duì)ET200M的硬件配置進(jìn)行一些調(diào)整，通用導(dǎo)軌更換成帶有有源總線模板的導(dǎo)軌，下圖向您展示了1個(gè)有源總線導(dǎo)軌和5個(gè)有源總線模板組裝后的情形：
 

下圖比對(duì)了有源總線導(dǎo)軌與S7-300通用導(dǎo)軌的區(qū)別
 

下圖展示有源總線導(dǎo)軌、有源總線模板和2個(gè)IM153-2接口模塊組裝后的情形：
 

"Module change during operation" (or "Insert/Remove module") 功能使得你能夠在系統(tǒng)下運(yùn)行過程中，在ET200M站上帶電拔出或插入模板，即熱插拔功能。
硬件要求:
     使用普通的S7-300導(dǎo)軌和U型總線連接器是不能實(shí)現(xiàn)熱插拔功能的，您必須購(gòu)買有源總線底板，才能實(shí)現(xiàn)該功能。另外，您在配置時(shí)，必須使用MLFB 6ES7 153-1AA02-0XB0版本以上的接口模塊，因?yàn)樗С諨P協(xié)議的DPV1版本，而MLFB IM153-1AA00-0XB0模塊是不支持該功能的。目前您能夠購(gòu)買到的IM153接口模塊都支持熱插拔，只有2-3年以前的IM153接口模塊不支持熱插拔。
注意:
    如果想知道你的模塊是否支持熱插拔功能，你可以在STEP7的HW Config硬件組態(tài)窗口中的產(chǎn)品目錄里選擇對(duì)應(yīng)模塊，閱讀窗口右下角對(duì)該模塊功能的描述.
軟件要求：必須在STEP7 5.1版本以上進(jìn)行配置；
     如果您采用S7-400 CPU或S7-400 CP作為DP主站，那么您可以直接在IM153的屬性窗口的"Operating Parameters"標(biāo)簽頁(yè)里配置熱插拔功能。 如下圖所示：
 

關(guān)于ET200M站 target=_self>

關(guān)于ET200M站"Module change during operation"（運(yùn)行中更換模塊）功能實(shí)現(xiàn)的說明： 
 

STEP1：在STEP7的硬件組態(tài)窗口的PROFIBUS DP目錄中選擇相應(yīng)IM153模塊，可以看出該模塊支持“module exchange in opration”（熱插拔）；
STEP2：將IM153模塊拖到PROFIBUS總線上；
STEP3：選擇I/O模塊，插入到ET200M站的各個(gè)槽位中；
STEP4：雙擊ET200M站，打開屬性窗口，選中“Replace modules during operation“(熱插拔)選項(xiàng)；
STEP5：屬性窗口中提供了ET200M站熱插拔功能所需的有源總線導(dǎo)軌的訂貨號(hào)；
STEP6：屬性窗口中提供了該型號(hào)IM153，插入的I/O模塊對(duì)應(yīng)使用的有源總線底板的訂貨號(hào)；
除了以上的硬件組態(tài)之外，還要向S7-400中下載OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等組織塊。當(dāng)ET200M從站上進(jìn)行模塊的熱插拔時(shí)，中斷組織塊OB83 ，OB85，OB122被調(diào)用。
    如果你采用S7-300 CPU 或 CP 342-5作為DP主站，那么您只能夠通過安裝GSD文件的方式將IM153模塊組態(tài)成DP從站，并雙擊IM153，打開它的屬性窗口，進(jìn)行設(shè)置。否則您在STEP7的硬件組態(tài)窗口中直接將PROFIBUS DP目錄ET200M文件夾下IM153模塊掛在PROFIBUS總線上，如下圖：
 

     從上圖可以看出，當(dāng)你從右側(cè)的PROFIBUS DP樹型目錄中將IM153-2模塊拖到PROFIBUS總線上后，雙擊點(diǎn)開IM153的屬性，“Repalce modules during operation”(熱插拔功能)選項(xiàng)為灰色，所以在這種方式下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱插拔的全部功能，只能實(shí)現(xiàn)第1、2兩條，不能實(shí)現(xiàn)第3、4條功能。
 

添加IM153-2模塊到PROFIBUS總線上，設(shè)置熱插拔選項(xiàng)
 

設(shè)置IM153-1模塊的熱插拔功能選項(xiàng)
除了以上的硬件配置之外，還要向S7-300的CPU中下載OB82、OB86、OB121、OB122等組織塊,才能保證當(dāng)您在ET200M站上進(jìn)行模塊熱插拔時(shí)，S7-300的CPU保持運(yùn)行，而ET200M站上其他模塊的工作不受影響。同時(shí)，當(dāng)您進(jìn)行ET200M站上模塊的拔出或插入，系統(tǒng)都會(huì)調(diào)用 OB82、OB86，您可以獲取OB86和OB82中的參數(shù)返回值，得知什么時(shí)間是哪一個(gè)主站下的哪一個(gè)從站上的模塊被插拔, 您可以根據(jù)系統(tǒng)控制邏輯的需要，在組織塊OB82，OB86中編寫用戶程序，調(diào)整I、O的數(shù)值，確保進(jìn)行模塊熱插拔時(shí)，生產(chǎn)機(jī)構(gòu)處于安全運(yùn)行狀態(tài)。
您可以在S7-300的用戶程序中循環(huán)調(diào)用SFC13（DP總線診斷功能塊），不斷獲取DP網(wǎng)絡(luò)的診斷信息，當(dāng)ET200M從站上進(jìn)行模塊的熱插拔時(shí)，可以從SFC13的返回?cái)?shù)據(jù)（在DB塊中）獲取插拔模塊的信息，在用戶程序中對(duì)返回的診斷信息進(jìn)行判斷、評(píng)估后，進(jìn)行相應(yīng)的邏輯控制和I/O處理，使生產(chǎn)機(jī)構(gòu)處于安全運(yùn)行狀態(tài)；
如果您在ET200M站中使用了參數(shù)化的模塊（如FM354，CP340等非輸入輸出的模塊），在DP主站通電初始化過程中會(huì)對(duì)這些模板進(jìn)行參數(shù)化和配置。當(dāng)您帶電拔掉可參數(shù)化的模塊，再插入后，模塊原有的參數(shù)就會(huì)丟失。除非重新啟動(dòng)DP主站，在主站進(jìn)行初始化過程中，對(duì)這些模塊在進(jìn)行一次參數(shù)化和配置，否則這類模塊在被拔掉，再插入后，只能夠以它的默認(rèn)參數(shù)運(yùn)行。

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FB塊接口類型大不同

   對(duì)于工控新人來說，使用STEP7編程時(shí)，首先需了解OB/FC/FB/DB等塊的功能和作用，待掌握這些塊后再進(jìn)行編程就“輕而易舉”了。
    在上經(jīng)常遇到用戶咨詢FB的接口變量類型IN_OUT、STAT、TEMP在使用上有何區(qū)別，以下通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子進(jìn)行說明。運(yùn)用FB塊編程計(jì)算公式：(A+B) * C = D，在程序中需要通過一個(gè)中間變量（例如其變量名定義為“TEMP_value”）傳遞“A”和“B”相加的結(jié)果，然后再乘以“C”得到zui終結(jié)果“D”；將中間變量“TEMP_value”分別定義為IN_OUT、STAT或TEMP類型后做如下測(cè)試。
    首先創(chuàng)建FB1，在IN接口類型中新建A、B、C 三個(gè)變量，數(shù)據(jù)類型INT；在OUT接口類型中新建D 變量，數(shù)據(jù)類型INT；在OB1中調(diào)用FB1，并生成對(duì)應(yīng)的背景DB塊DB1。
    情形一，將中間變量“TEMP_value”定義為IN_OUT類型時(shí)，接口定義及程序如圖1：

                                           圖1  中間變量“TEMP_value”定義為IN_OUT類型

    下載到CPU中執(zhí)行程序監(jiān)控，在調(diào)用FB1的接口參數(shù)處和背景DB塊中都可以監(jiān)控到變量“A”和“B”相加的中間結(jié)果“TEMP_value”，如圖2所示。

                                     圖2  中間變量“TEMP_value”定義為IN_OUT時(shí)的在線數(shù)據(jù)

    情形二，將中間變量“TEMP_value”定義為STAT類型時(shí)，接口定義及程序如圖3：

                                           圖3  中間變量“TEMP_value”定義為STAT類型

    下載到CPU中執(zhí)行程序監(jiān)控，僅能在其背景DB塊中監(jiān)控到變量“A”和“B”相加的中間結(jié)果“TEMP_value”的值，而在調(diào)用FB1的接口參數(shù)處無(wú)該中間變量，如圖4所示。

                                   圖4  中間變量“TEMP_value”定義為STAT時(shí)的在線數(shù)據(jù)

    情形三，將中間變量“TEMP_value”定義為TEMP類型時(shí)，接口定義及程序如圖5：

                                           圖5  中間變量“TEMP_value”定義為TEMP類型

    下載到CPU中執(zhí)行程序監(jiān)控，既不能在其背景DB塊中監(jiān)控到變量“A”和“B”相加的中間結(jié)果“TEMP_value”的值，也不能在調(diào)用FB1的接口參數(shù)處看到該中間變量，如圖6所示。
 
                                      圖6  中間變量“TEMP_value”定義為TEMP時(shí)的在線數(shù)據(jù)

    對(duì)于同一個(gè)中間變量，在FB中定義為不同的參數(shù)類型時(shí)，其接口參數(shù)和對(duì)應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊的顯示都不盡相同。所以在不同的需求下可自行定義中間變量的類型，以滿足不同的需求。西門子創(chuàng)新工業(yè)之道是“知其道，用其妙”，編程也不例外，知“FB接口類型”之道，用其妙。

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CP 343-1 Lean：也可將小應(yīng)用程序與工業(yè)以太網(wǎng)相連接

節(jié)省編程設(shè)備和 HMI 操作與監(jiān)控設(shè)備以及 S7 控制器之間的通訊連接成本。

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CP 343-1： 久經(jīng)考驗(yàn)的堅(jiān)固而安全的標(biāo)準(zhǔn)型

性能強(qiáng)大且安全堅(jiān)固的通訊處理器，通過工業(yè)以太網(wǎng)連接 S7-300，同時(shí)作為 PN IO 控制器用于連接 PROFINET。

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CP 343-1 Advanced：從 PROFINET 到 IT 通訊

此外，對(duì)于CP 343-1 功能，CP 343-1 Advanced 通過 和可自行建立的網(wǎng)頁(yè)提供理想的維護(hù)和質(zhì)量保證支持。 諸如 FTP 的互聯(lián)網(wǎng)功能甚至能夠連接于 PC 的不同系統(tǒng)。 由此，S7-300 的這種 CP 形成了現(xiàn)場(chǎng)層面和引導(dǎo)層面之間的橋。

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CP 343-1 ERPC： 連接 SIMATIC S7-300 控制器和 ERP/MES 系統(tǒng)

結(jié)合可加載的固件擴(kuò)展裝置，該通訊處理器通過工業(yè)以太網(wǎng)有效訪問涉及所有企業(yè)層的數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)需編程控制器。

訂貨號(hào)：

6ES7 331-7KF02-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，多種信號(hào))
6ES7 331-7KB02-0AB0 模擬量輸入模塊(2路，多種信號(hào))
6ES7 331-7NF00-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，15位精度)
6ES7 331-7NF10-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，15位精度)4通道模式
6ES7 331-7HF01-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，14位精度，快速)
6ES7 331-1KF01-0AB0 模擬量輸入模塊(8路, 13位精度)

描述

信號(hào)模塊是 SIMATIC S7-300 進(jìn)行過程操作的接口。S7-300 模塊范圍的多面性允許模塊化自定義，以滿足zui多變的任務(wù)。

S7-300 支持多面性技術(shù)任務(wù)，并提供詳盡的通訊選項(xiàng)。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 設(shè)計(jì)中還有各種針對(duì)技術(shù)和通訊的特殊模塊。

西門子6ES7331-7KF02-0AB0