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一.SIEMENS PLC控制系統關于熱插拔功能的定義:
1.帶電插拔模塊時,確保不造成模塊的硬件損壞;
2.帶電插拔模塊時,CPU不停機,并產生報警;
3.帶電插拔模塊時,該模塊I/O通道的數值保持不變,而其他模塊的運行不受影響;
4.帶電插拔模塊時,CPU中觸發中斷組織塊或通過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**中進行相應控制邏輯和I/O通道的處理;
二.SIEMENS的PLC控制系統中:
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無法實現熱插拔全部功能,不具備以上所列第3,4條目中的功能。當您將ET200M從站上的模塊拔出時,CPU 不停機,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主站失去對該ET200M從站的控制能力。當您再次將模塊插入到ET200M站上時,系統從主CPU切換到備用 CPU,SF、BUSF、BF燈熄滅,軟冗余系統重新回到正常運行狀態。
若要在軟冗余系統中實現熱插拔的4項功能,必須使用S7-400作為軟冗余系統的主站。
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系統由于很好的電磁兼容性和抗沖擊、耐震動性能,因而能最大限度的滿足各種工業標準,模板能夠帶電插、拔,當S7-400機架上插入或取出模板時,都會在CPU中產生一個中斷信息,供客戶在用戶程序中對模板更換的動作進行相應的處理。
三. ET200M的有源總線底板配置與說明:
ET200M是在工業現場經常使用的PROFIBUS DP分布式從站,一個ET200M從站一般由導軌(S7-300系列通用導軌)、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。為了實現ET200M從站的熱插拔功能,我們需要對ET200M的硬件配置進行一些調整,通用導軌更換成帶有有源總線模板的導軌,下圖向您展示了1個有源總線導軌和5個有源總線模板組裝后的情形:
下圖比對了有源總線導軌與S7-300通用導軌的區別
下圖展示有源總線導軌、有源總線模板和2個IM153-2接口模塊組裝后的情形:
關于ET200M站 target=_blank>
關于ET200M站"Module change during operation"(運行中更換模塊)功能實現的說明:
STEP1:在STEP7的硬件組態窗口的PROFIBUS DP目錄中選擇相應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;
STEP5:屬性窗口中提供了ET200M站熱插拔功能所需的有源總線導軌的訂貨號;
STEP6:屬性窗口中提供了該型號IM153,插入的I/O模塊對應使用的有源總線底板的訂貨號;
除了以上的硬件組態之外,還要向S7-400中下載OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等組織塊。當ET200M從站上進行模塊的熱插拔時,中斷組織塊OB83 ,OB85,OB122被調用。
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模塊組態成DP從站,并雙擊IM153,打開它的屬性窗口,進行設置。否則您在STEP7的硬件組態窗口中直接將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,當你從右側的PROFIBUS DP樹型目錄中將IM153-2模塊拖到PROFIBUS總線上后,雙擊點開IM153的屬性,“Repalce modules during operation”(熱插拔功能)選項為灰色,所以在這種方式下,無法實現熱插拔的全部功能,只能實現第1、2兩條,不能實現第3、4條功能。
添加IM153-2模塊到PROFIBUS總線上,設置熱插拔選項
設置IM153-1模塊的熱插拔功能選項
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,才能保證當您在ET200M站上進行模塊熱插拔時,S7-300的CPU保持運行,而ET200M站上其他模塊的工作不受影響。同時,當您進行ET200M站上模塊的拔出或插入,系統都會調用 OB82、OB86,您可以獲取OB86和OB82中的參數返回值,得知什么時間是哪一個主站下的哪一個從站上的模塊被插拔, 您可以根據系統控制邏輯的需要,在組織塊OB82,OB86中編寫用戶程序,調整I、O的數值,確保進行模塊熱插拔時,生產機構處于安全運行狀態。
您可以在S7-300的用戶程序中循環調用SFC13(DP總線診斷功能塊),不斷獲取DP網絡的診斷信息,當ET200M從站上進行模塊的熱插拔時,可以從SFC13的返回數據(在DB塊中)獲取插拔模塊的信息,在用戶程序中對返回的診斷信息進行判斷、評估后,進行相應的邏輯控制和I/O處理,使生產機構處于安全運行狀態;
如果您在ET200M站中使用了參數化的模塊(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對這些模板進行參數化和配置。當您帶電拔掉可參數化的模塊,再插入后,模塊原有的參數就會丟失。除非重新啟動DP主站,在主站進行初始化過程中,對這些模塊在進行一次參數化和配置,否則這類模塊在被拔掉,再插入后,只能夠以它的默認參數運行。
概述
S7-300是模塊化小型PlC系統,能滿足中等性能要求的應用。其模塊化結構設計使得各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合以用于擴展。
系統組成
中央處理單元(CPU):各種CPU有不同的性能,例如,有的CPU上集成有PROFIBUS—DP通訊接口等。
信號模塊(SM):用于數字量和模擬量輸入/輸出。
通訊處理器(CP):用于連接網絡和點對點連接。
功能模塊(FM):用于高速計數,定位操作(開環或閉環定位)和閉環控制。
負載電源模塊(PS):用于將SIMATICS7—300連接到120/230V交流電源,或24/48/60/110V直流電源。
接口模塊(1M):用于多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架(ER)。S7—300通過分布式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER),可以操作多達32個模塊。運行時無需風扇。
SIMATICS7—300適用于通用領域:高電磁兼容性和強抗振動,沖擊性,使其具有最高的工業環境適應性。
功能
SIMATICS7—300的大量功能能夠支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護,其主要功能如下:
高速的指令處理:0.1—0.6u s的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內開辟了全新的應用領域。
浮點數運算:用此功能可以有效地實現更為復雜的算術運算。
方便用戶的參數賦值:一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行參數賦值。
人機界面(HMl):方便的人機界面服務已經集成在S7—300操作系統內、因此人機對話的編程要求大大減少。
SIMATIC人機界面(HMl)從S7—300中取得數據,S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送。
診斷功能:CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件(例如:超時、模塊更換等)。
口令保護:多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密,防止未經允許的復制和修改,操作方式選擇開關:操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出,當鑰匙拔出時,就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程序。
通訊
這是一個經濟而有效的解決方案;方便用戶的STEP7的用戶界面提供了通訊組態功能,這使得組態非常容易、簡單。
SIMATICS7—300具有多種不同的通訊接口:多種通訊處理器用來連接AS—I接口和工業以太網總線系統;串行通訊處理器用來連接點到點的通訊系統;多點接口(MPl)集成在CPU中,用于同時連接編程
器、PC機、人機界面系統及其他SIMATICS7/M7/C7等自動化控制系統。CPU支持下列通訊類型:
過程通訊:通過總線(AS—I或Pronbus)對I/O模塊周期尋址(過程映象交換)。
數據通訊:在自動控制系統之間、人機界面(HMl)和幾個自動化功能塊間相互調用。
S7—300新模塊
S1MATIC S7—300產品系列又推出了幾種新的模塊,這些模塊擴大了用戶的選擇范圍,為更多的應用帶來了便利和可能。新推出的模塊有以下幾種:
▲PS305電源模塊:24—110V DC輸入、24VDC/2A輸出,環境條件擴展型。
▲CPU3141FM中央處理單元新增一種可外插存儲器卡的模塊、該模塊需STEP7V5.OSP3以上版本支持。
▲SM321數字量輸入模塊:48—125VDC,環境條件擴展型。
▲SM322數字量輸出模塊:48—125VDC/1.5A、環境條件擴展型。
▲SM331熱電阻/電阻輸入模塊,分辨率24位。
▲SM331熱點偶輸入模塊,分辨率24位。
▲SM3354人/4出模擬輸入/輸出模塊,背板總線隔離,診斷與中斷功能。
▲SM338超聲波位置解碼器,可連4個超聲波位置傳感器,最多8個測量點。
▲CM35計數器模塊,8通道計數,最大10KHz,
▲CP343—lIT通訊模塊,10/100Mbps工業以太網,Web服務器,WWW網頁,E—mail發送功能。
S7-200的仿真軟件不是西門子公司編寫的,國內有人將它漢化,其V2.0版可以對S7-200編程軟件V4.0 編寫的程序仿真。該仿真軟件不能對S7-200的全部指令和全部功能仿真。但是它仍然不失為一個很好的學習S7-200的工具軟件。
該軟件不需要安裝,執行其中的“S7-200仿真.EXE”文件,就可以打開它。點擊屏幕中間出現的畫面,輸入密碼6596后按回車鍵,開始仿真。
軟件自動打開的是老型號的CPU 214,應執行菜單命令“配置”→“CPU型號”,用打開的對話框設置CPU的型號為CPU 22x。
下圖左邊是CPU 224,CPU模塊下面是用于輸入數字量信號的小開關板。開關板下面的直線電位器用來設置SMB28和SMB29的值。
雙擊CPU模塊右邊空的方框,用出現的對話框添加擴展模塊。
仿真軟件不能直接接收S7-200的程序代碼,必須用編程軟件的“導出”功能將S7-200的用戶程序轉換為擴展名為“awl”的ASCII文本文件,然后再下載到仿真PLC中去。
在編程軟件中打開主程序OB1,執行菜單命令“文件”→“導出”,導出ASCII文本文件。
在仿真軟件中執行菜單命令“文件”→“裝載程序”,在出現的對話框中選擇下載什么塊,點擊“確定”按鈕后,在出現的“打開”對話框中雙擊要下載的*.awl文件,開始下載。下載成功后,CPU模塊上出現下載的ASCII文件的名稱,同時會出現下載的程序代碼文本框和梯形圖(見下圖)。
執行菜單命令“PLC”→“運行”,開始執行用戶程序。 如果用戶程序中有仿真軟件不支持的指令或功能,執行菜單命令“PLC”→“運行”后,出現的對話框顯示出仿真軟件不能識別的指令。點擊“確定”按鈕,不能切換到RUN模式,CPU模塊左側的“RUN”LED的狀態不會變化。
可以用鼠標點擊CPU模塊下面的開關板上的小開關來模擬輸入信號,通過模塊上的LED觀察PLC輸出點的狀態變化,來檢查程序執行的結果是否正確。
在RUN模式點擊工具欄上的
按鈕,可以用程序狀態功能監視梯形圖中觸點和線圈的狀態。
執行菜單命令“查看”→“內存監控”,可以用出現的對話框監控V、M、T、C等內部變量的值。