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上海非俗工控自动化设备有限公司
主营产品: 西门子电缆,西门子电机,西门子变频器,西门子触摸屏,西门子PLC,西门子模块,西门子s7-200,西门子s7-300,西门子s7-400,西门子s7-1200,西门子通讯模块 |

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更新时间:2015-11-17 14:12:43浏览次数:760
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西门子EM223数字量32输入32输出继电器
:刘香()
:
传真 :
工作:
西门子S7-300系列PLC控制器 详细介绍
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
一、问题描述
本说明介绍了西门子S7系列PLC在MCGS中使用PROFIBUS通讯方式较常遇到的问题,并提供了详细的问题处理方案。
二、适应对象
1、硬件条件
PROFIBUS-DP主站可以是带有集成DP口的CPU(例如S7-300 315-2DP),或者用CP342-5扩展的S7-300站、IM467、CP443-5Extend扩展的S7-400站。上位机中插有通信卡CP5411、CP5511、CP5611、CP5611-A2、CP5412、CP5613,也作为PROFIBUS-DP主站。
PROFIBUS-DP从站有ET200系列、调速装置、S7-200/300/400站及第三方设备等(例如S7200 PLC扩展EM277通信模块)。通讯电缆一条,也可以自己制作。若有多个PLC,则可以把所有的3对3,4对4,5对5,8对8接线。
2、软件条件
(1)操作系统
要求是Windows2000 Professional SP4版本或Windows98 SE操作系统
*使用Windows2000 Professional SP4操作系统。
(2)支持软件
必须安装西门子SoftNet软件,SoftNet版本为V5.3 Build 1381。
西门子安装光盘为:SIMATIC NET CD: 05/2000。要安装的内容:
光盘目录下:\sw \sn_pb_s7\ disk1\ Setup.exe
光盘目录下:\sw \VBasic\ S7\disk1\ Setup.exe。
(3)PLC编程软件
若PROFIBUS-DP主站使用的是S7-300 PLC或S7-400 PLC,必须装有Step7 5.0以上的编程软件,*使用Step7 V5.2。
注:MCGS ProfibusDP驱动是调用SoftNet来实现通讯的,所使用SoftNet(V5.3 Build 1381)版本对操作系统有要求,只能在Window 2000 Pro或Windows98 SE系统上使用,而无法用于Windows2000 Server、WindowsXP或更新的操作系统上。
下面以S7-300 PLC为主站,S7-200PLC扩展EM277模块为从站,上位机插CP5611通信卡为例介绍MCGS中PROFIBUS-S7通信步骤。
三、通讯步骤
1 、S7-300 PROFIBUS参数设置
*步:将硬件连接好,包括把网卡安全插入计算机中,用电缆将PLC MPI口与网卡连接。具体如图3-1所示。
图3-1
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
西门子CPU222
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
西门子CPU224
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块,zui大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
西门子CPU224XP
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点,2输入/1输出共3个模拟量I/O点,可连接7个扩展模块,zui大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间,6个独立的高速计数器(100KHz),2个100KHz的高速脉冲输出,2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能,如内置模拟量I/O,位控特性,自整定PID功能,线性斜坡脉冲指令,诊断LED,数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。
西门子CPU226
本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块,zui大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可*适应于一些复杂的中小型控制系统。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
出于性能原因,每条线路上连接的主站不得超过 2 个。
以下设备可作为从站连接:
虽然带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,但是只使用 MPI 功能,另外通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通过 PROFINET IO 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
通过 AS-Interface 进行过程通信
S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备(AS-Interface 从站)。
更多信息,请参见通信处理器。
通过 CP 或集成接口(点对点)进行数据通信
通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口,可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议:
可以连接以下设备:
特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。
使用多点接口 (MPI) 进行数据通信
MPI(多点接口)是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。
通过 CP 进行数据通信
SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。
可以连接以下设备:
S7-300F
S7-300F 能够以两种 I/O 设计的方式运行:
西门子S7-300系列PLC控制器 功能
S7-300
提供有大量功能,支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。
SIMATIC S7-300符合的国家标准和标准有:
通讯
SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信类型:
STEP 7的操作界面极为友好,显著地简化了用户的通信功能组态工作。
数据通讯
SIMATIC S7-300拥有不同的数据通信机制:
全局数据
借助“全局数据通信"服务,联网CPU彼此之间可以循环地交换数据(zui多可达8 GD 数据包,每周期22个字节)。据此,可以实现,例如,某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。只能通过 MPI 进行全局数据交换。组态通过STEP 7的GD表完成。
通讯功能
使用系统已经集成的块,可以建立S7/C7伙伴之间的通信服务。
这些服务是:
使用reloadable块,可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信服务。
这些服务是:
与全局数据不同的是,对于通信功能,必须为其建立通信连接。
集成到 IT 领域中
借助自动化工程组态,使用S7-300,可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用CP 343-1 Advanced,可以实现以下信息技术功能:
S7-300 PROFINET CPU集成有Web服务器。因此,标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息:
等时模式
使用系统功能“同步模式",可以同步耦合
总线周期时间的程序运行。
创建了自动化解决方案,可以以固定间隔时间(常量总线周期时间)捕捉并处理输入和输出信号。同时创建了前后*的部分过程图像。
借助常量总线周期时间和分布式I/O同步信号处理技术,S7-300确保可以精确地重现规定的过程响应时间。
为同步模式系统功能提供了极为丰富的支持组件,可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。
在分布式自动化解决方案中,目前的SIMATIC S7-300开始涉足重要的高速加工处理应用领域,并确保可以获得zui高的精度和可重现性。这意味着可以以稳定的优质产品不断地扩大生产数量。
模块的诊断和过程监视
SIMATIC S7-300的大量输入/输出模块都具有智能功能:
诊断
诊断功能可以用来判断模块的信号采集(针对数字量模块)或者模拟量处理(针对模拟模块)是否工作于*状态。在诊断分析中,必须区分可参数化和非参数化诊断消息:
如果某个诊断消息处于激活状态(例如“无传感器输入"),则模块会发起一个诊断中断(若已经为该诊断消息设置了参数,则仅在相应的参数化过程之后才会产生中断)。CPU会中断用户程序或较低优先级任务的执行,并接下来执行相关的诊断中断块(OB 82)。
数字量输入/输出模块 | |
诊断报文 | 可能的故障原因 |
无传感器输入 |
|
无外部辅助电压 |
|
无内部辅助电压 |
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保险丝烧断 |
|
模块中的参数不正确 |
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时间监控功能已经编址(看门狗) |
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EPROM 故障 |
|
RAM 故障 |
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硬件中断丢失 |
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模拟量输入模块 | |
诊断报文 | 可能的故障原因 |
无外部负载电压 |
|
组态/参数化错误 |
|
共模错误 |
|
断路 |
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低于测量范围的下限 |
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高于测量范围的上限 |
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模拟量输出模块 | |
诊断报文 | 可能的故障原因 |
无外部负载电压 |
|
组态/参数化错误 |
|
M 短路 |
|
断路 |
|
硬件中断
通过硬件中断可以监控过程信号,并且,可以触发针对信号变化的响应。
S7-300F
运行模式
S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中,并且位于故障安全信号模块之内。
信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术实现输出和输入信号的监控。
借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法,CPU可以检测控制器是否工作正常。此外,通过“活跃标志(sign-of-life)"请求,还可以对I/O进行检测。
若判定系统中存在故障,则将该系统切换至安全状态。
编程
CPU 315F与安全有关的程序采用STEP 7语言的梯形图(LAD)和功能图(FBD)编制。与运行有关的功能范围和数据类型均限于在此处设置。编译时使用特定的格式和参数,可以创建安全相关程序。在单个CPU中,标准程序可以同时与故障安全程序一起运行(共存),无任何限制。
该软件包的另一个组件是F库,配有TUV认可的安全相关功能的编程实例。这些编程实例可以更改,但更改必须再次认证。
S7 F分布式安全选项软件包
编制安全相关的程序段时,必须使用选项软件包“S7 F Distributed Safety"。该软件包含有创建F程序所需要的全部功能和块。运行S7 F Distributed Safety必须安装不低于V5.1SP3版的STEP 7。
通用技术数据 | |
防护等级 | IP20,符合 IEC 60 529 |
环境温度 | |
| 0 … 60 °C |
| 0 … 40 °C |
相对湿度 | 10 … 95%,无冷凝 |
大气压 | 1080 - 795 至 1080 hPa(相当于海拔 -1000 - +2000 m) |
绝缘 | |
| 500 VDC 测试电压 |
| 1460 V 交流测试电压 |
电磁兼容性 | EMC 指令要求 |
抗扰度符合 IEC 61000-6-2,测试符合:IEC 61000-4-2,61000-4-3,IEC 61000-4-4,IEC 61000-4-5,IEC 61000-4-6 | |
干扰辐射符合 EN 50081-2,测试符合 EN 55011、Class A、Group 1 | |
机械强度 | |
| IEC 60068,Part 2-6/10 - 58 Hz; |
| IEC 60068,Part 2-27/半正弦波: |
第二步:到计算机的“控制面板”中找到“Set PG/PC interface”,如图3-2所示,并打开:
图3-2
选择“CP5611(MPI)”方式,若网卡没有出现在列表中,则点击“Interfaces—Select”,来安装网卡。然后返回,点击“Diagnostics”按“test”,若返回“OK”则按“Read”可以检测到总线上所挂的PLC个数,下面表示有一个PLC,网卡的地址是0, S7-300 PLC MPI的地址是2。如图3-3所示:
图3-3
然后退出,用Step7编程软件设置PROFIBUS参数。
第三步:在开始菜单或桌面上打开“SIMATIC Manage”,弹出建立新工程的向导对话框。如图3-4所示:
图3-4
单击“Next”:如图3-5所示:
图3-5
选择当前连接的PLC型号,和测试出来的PLC的MPI地址,单击“Next”:如图3-6所示:
图3-6
单击“Next”:如图3-7所示:
图3-7
填写上工程的名字,单击“Finish”。如图3-8所示:
图3-8
在300 Station中双击“Hardware”,配置PLC硬件:如图3-9所示:
图3-9
由于S7315-2DP有一个MPI口和一个ProfiBus-DP口,所以上图列出了两项,用鼠标选中DP项双击:如图3-10所示:
图3-10
点击“Properties”选项:如图3-11所示:
图3-11
点击“New”新建Profibus网络:如图3-12所示:
图3-12
在Network Settings项目中选择Profibus网络的传输速率和行规,然后点击ok退出Profibus网络组态。这是在硬件组态窗口中就出现了一条DP-Master通信线:如图3-13所示:
图3-13
设置完成后把硬件组态下载到PLC中,退出“SIMATIC Manage”。
注意:若PLC中有电池,则这些设置能掉电保存,若PLC中没有电池则掉电后设置就会丢失,建议给PLC安装电池。
下载成功后,请把电缆连接到PLC DP通信口上。若没有电池则只能带电插拔,很容易烧坏DP口,一般不要这样做。
2、S7-200 PROFIBUS参数设置
S7200PLC由于本身不支持PROFIBUS通讯方式,所以必须扩展一个DP模块EM277,不需要设置任何特殊的参数。
3、COM S7配置
*步:在开始菜单中找到SIMATIC NET打开“COML S7”应用程序:
图3-14
“Node Name”:任意名字都可以;
“Network type”:选择PROFIBUS;
“Name”:必须*;
“VFD Name”:任意命名,多个NAME可以共用一个VFD Name ,但不能超过8个;
“Remote Addr”:为PLC地址名必须*(对于S7300为Hardware中设置的Profibus地址;对于S7200,为EM277的拨码地址。);
“Local TSAP”:不需要设置;
“Remote TSAP”:四位16进制数,中间以"."隔开。
第二位数字表示远程站点的类型:0-PS, 1-PG,2-OS;第三位数字表示PLC的CPU的RACK号,第四位数字表示CPU的SLOT号。若是S7200,则不需要更改,若是S7300一般设置成01.02或者02.02;
第二步:设置完成后点击“Insert”插入。
图3-15
若是多个PLC则继续设置,每设置一个则点击一次“Insert”
图3-16
第三步:所有PLC添加完成后在File菜单中,选择Generate Binary DB As生成二进制数据库*.ldb文件。
图3-17
4、Set PG/PC Iterface 配置
进入控制面板,选择并打开Set PG/PC Iterface ,配置通讯卡PROFIBUS,访问点选择“CP_L2_1――>CP5611(PROFIBUS)”:
图3-18
点击Properties设置Properties属性:
图3-19
在SAPI S7项中搜索并选择COM S7配置中生成的*.ldb文件:
图3-20
点击“diagnostics”按钮进行诊断:
图3-21
按“test”,若返回“OK”则点击“Read”可以检测到总线上所挂的PLC个数,下面表示有2个PLC,一个为S7300,ProfiBus地址为2,1个是S7200,ProfiBus地址为4,0是CP5611网卡的地址。
5、MCGS设备构件设置步骤
5.1 选择通信设备构件
在设备工具箱中将“ProfiBus-S7父设备”,“ProfiBus-S7子设备”从设备工具箱“PLC设备\西门子\ ProfiBusNT设备\Profibus-S7父设备和\Profibus-S7子设备目录下装载到选定设备窗口中,然后按确定,并将父设备和子设备添加到设备窗口,若是多个PLC则添加多个子设备。
图3-22
注:驱动列表“ProfiBusNT设备”目录中驱动是用在操作系统Windows2000上的, “ProfiBus98设备”目录中驱动是用在操作系统98上的。请根据情况进行正确选择。
5.2 Profibus-S7子设备属性设置:
图3-23
(1)设备名称:可根据需要来对设备进行重新命名,但不能和设备窗口中已有的其它设备构件同名。
(2)初始工作状态:用于设置设备的起始工作状态,设置为启动时,在进入MCGS运行环境时,MCGS即自动开始对设备进行操作,设置为停止时,MCGS不对设备进行操作,但可以用MCGS的设备操作函数和策略在MCGS运行环境中启动或停止设备。
(3)zui小采集周期:为运行时,MCGS对设备进行操作的时间周期,单位为毫秒,由于通讯一般在静态测量时设为1000ms,在快速测量时设为10ms。
(4)PLC地址:在S7200中PLC的地址为EM277的地址,在S7300中,地址为PLC的ProfiBus地址。
(5)VFD名:必须与在COM S7组态时相对应,写错或不存在都导致通讯失败。
(6)连接点名:必须与您在COM S7组态时相对应,写错或不存在都导致通讯失败。
5.3 内部属性
点击设备基本属性页内的“设置设备的内部属性”,可以设置PLC的读写通道,以便后面进行设备通道连接,从而把设备中的数据送入实时数据库中的数据对象或把数据对象的值送入设备的通道输出。
西门子PROFIBUS-S7协议PLC设备构件把PLC的通道分为只读,只写和读写三种,读通道用于把PLC中的数据读入到MCGS的实时数据库中,写通道用于把MCGS实时数据库中的数据写入到PLC中,读写则有既读又写的功能,一般*次先读,之后,若MCGS变量要求改变,则写,若MCGS变量没有变,则从PLC中读回来,并且更新当前MCGS变量值,本设备构件可操作PLC的寄存器有:
(1) 输入、输出、中间寄存器。
图3-24
图3-25
(2) PLC中定义的任何数据块:如DB1,DB2,DB3但zui大数据块号不能超过512,即DB512等。在S7200中只有DB1,DB1对应V数据区。
图3-26
四、常见问题解答
1、下位机西门子300,想用DP口通讯,电缆线如何制作?
答:DP通讯接线方式如下:
CP5611 DP口 西门子300 DP口
3 -------------------- 3
4 -------------------- 4
5 -------------------- 5
8 -------------------- 8
2、打开“ProfiBus-S7子设备”进行属性设置或设备调试时,会弹出“部件’SinecMsg.ocx’或其附件之一不能正确注册: 一个文件丢失或无效”的错误提示。是什么原因?
图4-1
答:弹出的错误提示如上图所示,这是因为没有安装MCGS驱动构件所必须的西门子SoftNet支持软件,或SoftNet安装不正确导致。请按本文前边软件条件中说明,安装SoftNet(V5.3 Build 1381)即可。西门子安装光盘为:SIMATIC NET CD: 05/2000。要安装的内容:
光盘目录下:\sw \sn_pb_s7\ disk1\ Setup.exe,和\sw \VBasic\ S7\disk1\ Setup.exe。
如果没有相关安装光盘或安装文件包,可以与我们MCGS技术。
3、McgsTPC触摸屏是否支持ProfibusDP方式的通讯?
答:McgsTPC触摸屏目前不支持ProfibusDP方式通讯,与S7300/400通讯,只能通过MPI适配器器,以MPI方式通讯。 用MCGS通用版或网络版软件可以走DP方式,实现方式为西门子CP5611卡+SoftNet。具体设置请参见本文说明。
4、使用CP5611卡走ProfibusDP方式,需要安装什么软件和*?有什么要注意的?
答:需要安装Step7(V5.2)编程软件、SoftNet(V5.3 Build 1381)支持软件,SoftNet的Profibus SoftNet-S7*需同西门子购买(连接多于8个PLC设备须用*)。CP5611及CP5611-A2卡只能支持zui多8个PLC设备,如果连接多于8个设备,只能换用CP5613卡。每台PC只能用1块CP5611卡。此为西门子设备限制,相关问题建议咨询西门子技术人员。
根据要求,也可使用下列模块:
设计