西门子6ES74174XT070AB0全面介绍
西门子6ES74174XT070AB0全面介绍
SIMATIC S7-400, CPU 417-4 CENTRAL PROCESSING UNIT WITH: 32 MB WORKING MEMORY, (16 MB CODE; 16 MB DATA) 1. INTERFACE MPI 12 MBIT/S, 2. INTERFACE PROFIBUS DP, 3./4. IF IFM MODULES PLUGGABLE |
SIEMENS西门子上海朕锌电气设备有限公司
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销售西门子S7- 200/300/400/1200/1500PLC，ET200分布式I/O:ET200S、ET200M、ET200SP、ET200PRO
解决方案 1.1 项目介绍 图 1 PROFINET IO网络拓扑，用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交换机和ET200S, ET200Eco作为IO设备进行连接。 ......
1 解决方案
1.1 项目介绍
图 1 PROFINET IO网络拓扑，用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交换机和ET200S, ET200Eco作为IO设备进行连接。
图 1 PROFINET IO网络拓扑
本例中使用到的主要硬件和软件如下：
| 名称 | 数量 | 版本 | 订货号 |
| CPU319-3PN/DP | 1 | V2.8 | 6ES7 318-3EL00-0AB0 |
| SCALANCE X208 | 1 | V4.0 | 6GK5 208-0BA10-2AA3 |
| SCALANCE X201-3P IRT | 1 | V4.1 | 6GK5 201-3BH00-2BA3 |
| IM151-3 PN | 1 | V6.1 | 6ES7 151-3BA23-0AB0 |
| IM151-3 PN FOC | 1 | V4.0 | 6ES7 151-3BB21-0AB0 |
| PM-E | 2 | 6ES7 138-4CA01-0AA0 | |
| 2DO HF | 2 | 6ES7 132-4BB01-0AB0 | |
| ET200 eco PN | 1 | 6ES7 142-6BG00-0AB0 | |
| Step7 | 1 | V5.4+SP5 |
1.2 硬件组态
按照1.1中的硬件在Step7中进行组态。然后分配设备名，下载组态数据到CPU319中，具体设置设备名以及完成PROFINET通讯，请参考网站下载中心《S7-300 PROFINET IO 通讯快速入门》72325620
图 2 Step7的硬件组态
其中，“Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线的100表示PROFINET总线的序号。IO设备例如SCALACNE X和ET200上从1到5，表示PROFINET IO的设备号。
2 SFC51诊断
2.1 介绍
系统状态列表(SSL)用于描述可编程逻辑控制器的当前状态。SSL的内容只能通过系统功能进行读取，而不能修改。换言之，部分列表是虚拟列表，只是在有特殊请求时由CPU的操作系统所创建。
SFC 51 “RDSYSST” 系统功能用于读取 “系统状态列表” (简写为SSL)，部分列表或 CPU 的 SSL 列表摘录。对于 PROFINET IO，这些 SSL包含了 I/O 模块，PROFINET IO 主站系统或实际控制器的状态信息。当选择所用的、特别是在一个中断或启动 OB 中使用的 SSL ID 时，必须注意的是 SFC 仅能同步执行。如果执行 SFC 之后，Busy 位激活表明几个循环执行一次 SFC，数据还没有完全读出，因此数据是无效的。接收到的系统状态列表数据记录包括了诊断 PROFINET IO 设备上的信息概览。
PN通信部分列表是虚拟列表，只是在有请求时由CPU的操作系统所创建。虚拟列表来自 CPU 内部的PN IO控制器的缓冲区，缓冲区由控制器的启动和ALARM信息进行维护和刷新。
可以使用在PROFINET IO诊断的SSL_ID:
| SSL_ID (W#16#...) | 部分列表（PROFINET） | INDEX (W#16#...) |
| 0C91 | PROFINET接口模块(集成的或外部的)上的模块的模块状态信息 | 逻辑基地址，输出模块 bit15=1 |
| 0D91 | PROFINET中的所有模块的模块状态信息 | bits 0到10: 站号,bits 11到 14: PN IO系统总线号的后两位, Bit 15: 1 |
| 0094 | PROFINET接口模块(集成的或外部的)上站的预期状态 | 100-115: PN IO系统总线号 |
| 0294 | 读取实际的站点是否存在 | 同上 |
| 0694 | 读取实际的站点是否出错 | 同上 |
| 0794 | 读取实际的站点维护状态 | 同上 |
| 0C96 | PROFINET中的所有模块的模块状态信息 | 逻辑基地址，输出模块 bit15=1 |
通过SFC51只能获取站或模块的状态信息，例如，丢站，或者该模块有错误，并不能获取模板的故障的详细信息，例如哪一个模板的通道发生断线，短路等。
2.2 编程
这里使用SFC51来读取每一个站点的实际状态，判断该站是否发生丢站故障。在PLC中添加并下载空的OB86，防止测试丢站时，发生CPU停机现象。当然也可以使用OB86来读取每一个IO设备的实际状态，但需要更多的编写程序，关于使用OB86来获取IO站点的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
在OB1中加入SFC51，关于参数设置，点击“F1”参考SFC51在线帮助。程序示例如下：
CALL "RDSYSST"
REQ :=M0.0
SZL_ID :=MW2
INDEX :=MW4
RET_VAL :=MW6
BUSY :=M0.1
SZL_HEADER:=DB1.SSL_HEADER
DR :=DB1.RECORD
按照上表在变量表中设置SSL_ID=0294 (MW2)和INDEX=16#64 (MW4)，其中16进制64的十进制为100，表示PROFINET总线的序号，请参考图 2 Step7的硬件组态。添加要查看的变量，并使能M0.0为1。其中读取到的数据记录个数为1 (DB1.DBW2)，该数据记录的长度为258bytes (DB1.DBW0)。DB1.DBW4表示PROFINET总线的序号，这里为100 (64H) 。对于DB1.DBB6为2#0011_1111，其中bit0表示组信息，如果为1，表示至少有一个IO设备与IO控制器进行通讯，如果为0，表示IO站点全部丢失。Bit1~Bit5表示设备号1~5的IO设备的状态，1表示IO设备存在，0表示IO设备丢站。至于其它Bit和高字节中的Bit依次类推，表示对应IO设备的状态。
图 3 根据变量表查看设备状态
根据这些位Bit1~5，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
3 SFB52诊断
3.1 介绍
SIMATIC S7 诊断数据记录提供了附加的详细信息的诊断性能。系统功能块SFB 52 “RDREC” 用于读取这些数据记录。
调用时，系统功能块对要诊断的站ID进行寻址，并以 INDEX 参数标明要读出的数据记录。这可能是中央机架或分布式组件(PROFIBUS DP或PROFINET IO)中的一个模块。如果没有诊断信息，则系统功能块执行后没有输出。由于 SFB 52 “RDREC” 是一个异步执行的 SFB，即执行过程横跨几个 SFB调用，因此该块只能在循环操作中使用。不能在诊断 OB 或定时中断 OB 中使用。除了出错的位置外，SFB 52 诊断数据记录还包含发生错误的类型信息。为了进一步分析，可对该信息进行评估。
在MLEN中要读取的多字节数。目标区域RECORD的选定长度至少应等于
MLEN字节的长度。输出参数VALID如为TRUE，则表明已将数据记录传送到目标区域RECORD中。此时，输出参数LEN包含所取得的数据的长度(以字节计)。输出参数ERROR用以指示是否发生数据记录传送错误。如果发生错误，则输出参数STATUS包含错误信息。
该功能块属于状态驱动类型，可以在OB1或者其它循环OB块中调用，用于读取诊断记录或者组态记录等数据记录。
PROFINET IO 设备模型说明了模块化和紧凑型现场设备的结构。 它根据 PROFIBUS DP 的基本特性构建。子模块和 API 的定义已添加至设备模型，以增加 IO 设备的灵活性。
一个 PROFINET IO 设备包括一个或多个“逻辑设备”， 这些设备依次包含一个或多个 API（应用程序进程标识符），至少包含 API 0。
设备的特性通过IO设备的基于XML的GSD(General Station De
涉及到分级的概念，AP，API，SLOT，SUBSLOT。每个寻址级别都有一组可用的诊断记录和组态记录。 通过记录编号的首字母来区别各记录组的诊断级别，如下图 4 诊断级别。关于PROFINET IO设备模型和诊断的数据记录结构请参考 19289930
图 4 诊断级别
3.2 编程
这里使用SFB52来读取ET200S IM151-3PN FOC站点输出模块的状态，例如断线等，参考图 5 ET200S FOC的硬件组态列表。在PLC中添加并下载空的OB82，防止测试断线故障时，发生CPU停机现象。当然也可以使用OB82来读取IO设备的模块状态信息，但需要更多的编写程序，关于使用OB82来获取IO站点的模块的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
图 5 ET200S FOC的硬件组态列表
双击该站的2DO DC24V/0.5AHF模板，设置使能通道0相关的诊断“断线”，参考图 6 ET200S 2DO模块的参数设置。
图 6 ET200S 2DO模块的参数设置
在OB1中加入SFB52，关于参数设置，点击“F1”参考SFB52在线帮助。程序示例如下：
CALL "RDREC" , DB52
REQ :=M0.2
ID :=MD8
INDEX :=MW12
MLEN :=MW14
VALID :=M0.3
BUSY :=M0.4
ERROR :=M0.5
STATUS:=MD18
LEN :=MW22
RECORD:=DB2.DB_RECORD
按照需要上表在变量表中设置ID=16#00008002 (MD8)和INDEX=16#800A (MW12)，其中8002表示该输出模板的逻辑地址，请参考图 4 ET200S FOC的硬件组态列表。添加要查看的变量，并使能Q2.0为1，此时激活断线故障，DO模板、ET200S FOC接口模板以及CPU的SF灯亮。设置MLEN (MW14) 的数据长度为100，需要大于或等于实际读取到的数据记录的长度，否则无法读到相关的诊断的信息。然后使能M0.2为1，读取到的数据记录如下图 7 诊断数据记录。其中后一个字DB2.DBW24为16#0006，表示在该站的2 (DB2.DBW10) 号槽，1 (DB2.DB12) 号子槽的通道0 (DB2.DBW20) 发生“断路”故障，参考图 8 ChannelErrorType编码。更多详细的通道故障类型信息，请参考 19289930
也可以更高一级的诊断级别，例如AR级，设置ID=16#00001FDF (MD8) 接口模板的诊断地址和INDEX=16#E00A (MW12) 也可以读取到相同的诊断数据记录，不过由于该级别高，那么可以获得该站的各个模板和各个通道的详细诊断信息。
根据故障类型的编码，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上设置诊断信息并进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
需要注意在Step7中调用SFB52时，不要一直触发REQ，也就是说REQ不要一直为1，好在需要的时候调用该功能块，因为一味的触发会占用PLC更多的资源和占用更多的带宽。
图 7 诊断数据记录
图 8 ChannelErrorType编码
4 SFB54诊断
4.1 介绍
SFB "RALRM" 从外围设备模块(集中结构)或从DP从站或PROFINET IO设备组件
接收中断及其所有相应信息。然后将此信息提供给输出参数。
带有附加详细输出参数中的信息包含被调用OB的启动信息以及中断源的信息。由于要检查外围设备中断，故只能在由CPU操作系统启动的中断OB中调用SFB 54。中断 OB 外的 SFB 54“RALARM” 调用是不的，因为此时不能获取诊断状态的重要信息。
在TINFO和AINFO数据缓存中，AINFO中的USI=16#8000 (WORD 26) 时快速获得诊断的一些重要信息如下：
TINFO 的 WORD 20 站号.
AINFO 的 WORD 4 中断类型
WORD 12 插槽号（SLOT）
WORD 28 通道号（CHANNEL）
WORD 32 出错类型
4.2 编程
这里使用SFB54来捕获ET200S IM151-3PN FOC站点输出模块的中断状态，例如断线等，参考图 5 ET200S FOC的硬件组态列表。在OB82中添加SFB54，用于捕获断线故障。当然也可以使用OB82来读取IO设备的模块状态信息，但需要更多的编写程序，关于使用OB82来获取IO站点的模块的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
双击该站的2DO DC24V/0.5AHF模板，设置使能通道0相关的诊断“断线”，参考图 6 ET200S 2DO模块的参数设置。
在OB82中加入SFB54，关于参数设置，点击“F1”参考SFB54在线帮助。程序示例如下：
L #OB82_MDL_ADDR
T MD 30
CALL "RALRM" , DB54
MODE :=1
F_ID :=MD30
MLEN :=1000
NEW :=M1.0
STATUS:=MD36
ID :=MD40
LEN :=MW44
TINFO :="TINFO".TINFO
AINFO :="AINFO".AINFO
在变量表中添加TINFO和AINFO的数据记录。其中TINFO的WORD20为8005，表示PROFINET总线序号为100的系统中站号5发生故障。根据图 9 AINFO变量表，可知AINFO中的DB4.DBW32为16#0006，表示在该站的2 (DB4.DBW12) 号槽，1 (DB4.DB14) 号子槽的通道0 (DB2.DBW28) 发生“断路”故障，参考图 8 ChannelErrorType编码。更多详细的通道故障类型信息，请参考 19289930
图 9 AINFO变量表
根据故障类型的编码，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上设置诊断信息并进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
关键词
PROFINET IO, 诊断, 系统功能块, SFC51/SFB52/SFB54
西门子6ES74174XT070AB0全面介绍
亮点
可扩展性强、灵活度高的设计
信号模块：
大的 CPU 多可连接八个信号模块，以便支持其它数字量和模拟量 I/O。
信号板：
可将一个信号板连接至所有的 CPU，让您通过在控制器上添加数字量或模拟量 I/O 来自定义 CPU，同时不影响其实际大小。SIMATIC S7-1200 提供的模块化概念可让您设计控制器系统，以完全满足您应用的需求。
内存
为用户程序和用户数据之间的浮动边界提供多达 50 KB 的集成工作内存。同时提供多达 2 MB 的集成加载内存和 2 KB 的集成记忆内存。可选的 SIMATIC 存储卡可轻松转移程序供多个 CPU 使用。该存储卡也可用于存储其它文件或更新控制器系统固件。
集成的 PROFINET 接口
集成的 PROFINET 接口用于进行编程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，该接口支持使用开放以太网协议的第三方设备。该接口具有自动纠错功能的 RJ45 连接器，并提供 10/100 兆比特/秒的数据传输速率。它支持多达 16 个以太网连接以及以下协议：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。
SIMATIC S7-1200 集成技术
SIMATIC S7-1200 具有用于进行计算和测量、闭环回路控制和运动控制的集成技术，是一个功能非常强大的系统，可以实现多种类型的自动化任务。
用于速度、位置或占空比控制的高速输出
SIMATIC S7-1200 控制器集成了两个高速输出，可用作脉冲序列输出或调谐脉冲宽度的输出。当作为 PTO 进行组态时，以高达 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脉冲序列，用于控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用其中两个高速计数器在内部提供对脉冲序列输出的反馈。当作为 PWM 输出进行组态时，将提供带有可变占空比的固定周期数输出，用于控制马达的速度、阀门的位置或发热组件的占空比。
PLCopen 运动功能块
SIMATIC S7-1200 支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和国际认可的 PLCopen 运动功能块，在工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中可轻松组态该功能。除了“home”和“jog”功能，也支持移动、相对移动和速度移动。
驱动调试控制面板
工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的驱动调试控制面板，简化了步进马达和伺服驱动器的启动和调试操作。
它提供了单个运动轴的自动控制和手动控制，以及在线诊断信息。
用于闭环回路控制的 PID 功能
SIMATIC S7-1200 多可支持 16 个 PID 控制回路，用于简单的过程控制应用。借助 PID 控制器技术对象和工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器，可轻松组态这些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自动调整功能，可自动为节省时间、积分时间和微分时间计算佳调整值。
PID 调试控制面板
SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID 调试控制面板，简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动调整和手动控制功能，同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。
S7-1200信号模块
综述
描述
描述
S7-1200信号模块
信号模块可以连接到CPU的右侧，进一步扩展数字或模拟输入/输出能力。CPU 1212C接受两个，CPU1214C接受八个信号模块。
大量不同的数字量和模拟量模块可提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
S7-1200 信号板
信号模块可以连接到CPU的右侧，进一步扩展数字或模拟输入/输出能力。CPU 1212C接受两个，CPU1214C接受八个信号模块。
大量不同的数字量和模拟量模块可提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中
一、S7 Open IE通讯概述
可以通过S7-300/400 PLC集成的 PROFINET 接口使用基于工业以太网的开放式通信与Simotion设备进行数据交换，下列通信协议支持开放式通讯：
? TCP
? UDP
PLC 通过工业以太网 OPEN IE 通信方式下的 TCP IP 协议进行数据交换，需要使用以下程序块：
? FB65 "TCON" 建立连接
? FB66 "TDISCON" 中止连接
? FB63 "TSEND" 发送数据
? FB64 "TRCV" 接收数据
这些通信功能块可以在函数库 Standard Library -> Communication Blocks 中找到。 用于连接 TCP IP 端点的参数存储于一个数据结构体中。在本程序示例中，使用数据结构体 UDT65 "TCON_PAR"，用户将对这个数据结构体进行参数化。不需要在 NetPro 中配置通信连接。UDT65的创建需要使用 Open IE向导来完成。
创建开放式 TCP/IP 通信所需的连接数据的向导 (Open Communication Wizard)请从下述链接中下载
第8章 S7-1200PLC的串口通信291
8.1 背景知识介绍：串口通信与以太网通信292
8.1.1 RS232C串口和RS485串口292
8.1.2 CM1241RS232和RS485模块293
8.2 技能训练一：S7-1200PLC与PC级终端的串口通信294
8.2.1 案例介绍294
8.2.2 级终端的设置295
8.2.3 S7-1200PLC的硬件组态296
8.2.4 S7-1200PLC的软件编程300
8.3 工程案例：S7-1200PLC与PAC3200的MODBUS通信306
8.3.1 案例介绍306
8.3.2 指令介绍306
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8.3.3 S7-1200PLC与PAC3200进行MODBUSRTU的通信组态311
8.3.4 PLC的通信编程312
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8.3.5 测试与结316
第9章 S7-1200PLC的OPC组态319
9.1 背景知识介绍：OPC标准及其应用320
9.1.1 OPC的产生320
9.1.2 OPC的工作原理及规范320
9.1.3 OPC的服务器与客户机321
9.1.4 OPC数据访问322
9.2 技能训练一：使用SIMATICNET建立OPC数据链322
9.2.1 SIMATICNET软件介绍322
9.2.2 S7-1200PLC与SIMATICNET通信的建立322
9.3 技能训练二：WinCC案例332
9.3.1 WinCC介绍332
9.3.2 WinCC与S7-1200CPU通信332
9.4 工程案例：IFIX在变频器监控中的应用338
9.4.1 案例介绍338
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6ES7-1200型号
6ES72111BE400XB0 CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES72111AE400XB0 CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI
6ES72111HE400XB0 CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES72121BE400XB0 CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES72121AE400XB0 CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES72121HE400XB0 CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES72141BG400XB0 CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES72141AG400XB0 CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
6ES72141HG400XB0 CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES72151BG400XB0 CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES72151AG400XB0
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