西门子6ES72213AD300XB0全面介绍
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2.S7-200分类
S7-200PLC是小型模块式的PLC,整机1/O点数从10-40点，
中央处理单元
PLC
s7-200系列PLC zx-plc.com
一，S7家族
西门子可编程控制器系列产品包括小型PLC （S7-200)系列。中低性系列（S7-300)和中高性能系列
（S7-400).西门子S7家族产品PLC的1/O点数，运算速度，程序容量及网络功能 CPU 模块功能来看。S1MAT1C S7-200系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代
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1 PROFINET 等时模式介绍
1.1 简介
标准的PROFINET IO分布式自动化结构中包含多数处理周期，参考图 1 标准的PROFINET IO分布式结构，且这些处理周期不同步：
图 1 标准的PROFINET IO分布式结构
这些处理周期包括：
读取输入信号的 I/O 子模块的周期 (T1)
ET 200 背板总线的周期（T2、T6）
PROFINET IO周期（T3 和 T5）
CPU 上的程序执行周期 (T4)
I/O 子模块的信号输出周期 (T7)
输入信号在该过程中被检测并在用户程序中进行处理；相应的响应与输出组件互连。各个周期形成了一个顺序，而过程响应时间在非同步周期中可能会产生巨大波动。
周期 T2 到 T6 的长度主要取决于中断、诊断服务等非周期性元素以及用户程序的非周期性数据（数据记录）。不带等时属性的异步元素致使过程响应时间的不确定。
循环中断（例如 OB35）处于激活状态时，将始终以相同的时间间隔来执行用户程序。因此，用户程序和 I/O 数据采集只能在某些条件下进行同步。
PROFINET系统提供了一个可靠的基本时钟。“Isochronous mode”（等时模式）系统属性在 SIMATIC 系统中启用了恒定的周期时间，SIMATIC 系统在总线系统上进行了严格地确定。“Isochronous mode”（等时模式）系统属性将 SIMATIC 自动化解决方案与等距离 PROFINET IRT相结合。也就是说：
读取输入数据时与 IRT 周期保持同步；同时读取所有的输入数据。
处理 I/O 数据的用户程序通过同步周期中断 OB（即 OB61 到 OB64）与 IRT的周期TDC同步。
数据输出与IRT周期保持同步；所有的输出数据同时生效。
传输所有输入和输出数据时保持一致性。也就是说，过程映像的所有数据在逻辑上相关联，并且均基于相同的定时。
将 I/O读取周期的开头提前（提前的时间为偏移时间 Ti），以使所有的输入数据可供在下一个IRT周期开始时在 PN子网中传输。该偏移时间 Ti可由用户进行组态，也可在 STEP 7中自动确定。
PROFINET通过PN子网将输入数据传输至 IO控制器。调用同步周期中断 OB（OB61、OB62、OB63 或 OB64）。同步周期中断 OB中的用户程序决定过程响应，并及时提供输出数据供下一个 IRT周期开始时使用。IRT周期的长度可在 STEP 7 中自动定义，也可由用户进行定义。
即时提供输出数据供下一个 IRT周期开始时使用。在等时运行（即与时间 To同步）的方式下，通过PN子网将数据传输至IO设备并传送至过程。
结果结果过程响应时间：从“Ti + TDC + To”至“Ti + (2 x TDC) + To”，即对应从输入终端到输出终端的传输。具有典型响应时间的等时模式时序图，参考图 2 等时模式处理。
图 2 等时模式处理
Step7系统会自动设置相同的Ti和To，这样可以同时捕获输入信号和输出一致性的输出信号。等时模式具有如下优点：
当检测值的获取需要同步时，运动必须协调，处理响应必须定义和同时发生
同时获取信号用于过程处理，检测和运动控制
对于PROFINET IO，分布式同步等时模式，可以与非同步模式的I / O可以混合在一个IO控制器上使用。
对于IRT high performance的详细信息，请参考西门子网站下载中心的相关文档《PROFINET IRT High performance使用入门》，具体链接如下：
79573556。
对于支持等时模式的IO控制器和IO设备，请参考西门子网站相关的FAQ:
44383954。
2 PROFINET IRT High Performance组态
2.1 示例组态
使用一个例子来描述PROFINET IRT等时模式，如图 3 PROFINET IO系统网络组态。
图 3 PROFINET IO系统网络组态
IO控制器使用CPU319-3PN/DP v3.2，其中端口1连接SCALANCE X204IRT v4交换机端口1，交换机的两个端口2和端口3分别连接ET200S IM151-3PN HS v3.0 (6ES7 151-3BA60-0AB0)的端口1上，其中ET200S IM151-3PNHS的端口2连接另外一台ET200S IM151-3PN v7.0(6ES7 151-3BA23-0AB0)。在同步域内，所有设备都必须支持IRT，即集成ERTEC控制器。同步域内的设备采用IRT的等时模式，同步域外的设备采用RT通讯方式。
在Step7中对其进行硬件组态，图 4 硬件组态。根据实际的设备名称设置设备名，参考图 3 PROFINET IO系统网络组态。
图 4 硬件组态
点击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线，右键弹出菜单选择“PROFINET IO Topology…”，弹出拓扑编辑器对话框。点击“Graphic View”标签页，根据实际的端口连接对PROFINET IO网络进行组态。参考图 5 编辑拓扑信息。
图 5 编辑拓扑信息
然后再次点击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线，右键弹出菜单选择“PROFINET IO Domain Management…”，弹出同步域管理对话框，双击“SIMATIC 300(1)/PN-IO”，即IO控制器CPU319-3PN/DP，弹出设备属性对话框，在同步角色中选择“Sync master”，设置为同步时钟主站。参考图 6 设置同步时钟主站。
图 6 设置同步时钟主站
然后配合“Ctrl”键，通过鼠标选中除了IM151-3PN的其它IO设备，点击“Device Properties”按钮，设置所选中的IM151-3PNHS以及SCALANCE X204IRT交换机设置同步时钟从站，并选择IRT Option为“High performance”。参考图 7 设置同步时钟从站和high performance。
图 7 设置同步时钟从站和high performance
设置完毕后的同步域管理对话框，参考图 8 同步域管理对话框。设置发送时钟Send clock为1.0ms，该时间就是等距的通信周期TDC。
图 8 同步域管理对话框
点击对话框中的“Details…”按钮，弹出同步域详细信息，其中黄色部分为CPU端口（发送或接收）的IRT预留带宽部分，IRT high performance数据在这部分预留的时间段内进行传输，亮绿色为CPU端口（发送或接收）的RT预留带宽部分。其它暗绿色部分为开放的带宽，允许TCP/IP等或其它的RT数据通信。点击OK结束设置。参考图 9 同步域详细信息。
图 9 同步域详细信息
双击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线，弹出PROFINET IO系统属性对话框，在Update Time页，对于RT设备可以根据实际的需求设置刷新时间，而对于IRT设备在等时模式时需要与发送时钟的周期一致，即1.0ms。如下图 10 PROFINET IO系统属性。
图 10 PROFINET IO系统属性
然后双击CPU，弹出CPU319属性对话框，选择“Synchronous Cycle Interrupts”标签页，点击“IO system no.”选择PROFINET IO总线的标号100。参考图 11 同步周期中断。
图 11 同步周期中断
点击该页面中的“Details”按钮，设置过程映像分区为“1”。注：CPU319只支持过程映像分区1。参考图 12 OB61的详细设置。
图 12 OB61的详细设置
对于参与等时同步的分布式IO，例如ET200s IM151-3PN HS，双击该设备硬件组态的PN-IO插槽，弹出该槽PN-IO属性。分配IO设备的等时模式为OB61。参考图 13 PN-IO的详细设置。ET200s IM151-3PN HS1也采用同样的设置，其它选项保持默认即可。其中可见Ti和To的时间已被自动计算。
图 13 PN-IO的详细设置
点击该页面的“Isochronous Mode Modules/Submodules”按钮，可以查看和设置使用等时模式的模块。参考图 14 等时模式模块。
图 14 等时模式模块
此时在硬件组态中双击模块，例如4DI DC24v HF，参考图 14 等时模式模块，可以看见相应的参数已经被自动修改以适应等时模式。参考图 15 过程映像区，该模块的过程映像区已经被设置为PIP1，即分区1。参考图 16 模块参数，输入延迟为0.1ms。
图 15 过程映像区
图 16 模块参数
对于模块的地址区应在CPU的过程映像区内，如果等时的模块出了CPU的过程映像区的范围，那么可以修改模块的地址区到CPU的过程影响区内，参考图 15 过程映像区。也可以增加CPU的过程映像区的范围以包含出的地址区间，参考图 17 CPU的属性。
图 17 CPU的属性
后右键点击CPU，弹出菜单选择“PROFINET IO Isochronous mode”，弹出等时模式对话框，其中详细说明等时模式相关的时间。其中Application cycle =Data cycle=send clock=1.0ms，OB61的延迟时间delay time=30us，以及模块的 Ti和To时间全部自动计算。参考图 18 等时模式。
图 18 等时模式
保存编译项目下载到PLC中进行PROFINET IO通讯，具体组态PROFINET IO通讯的详细信息请参考网上课堂的下载中心的链接 72325620。
然后，在Step7的SIMATIC Manager中插入并打开OB61，编写如下程序。
CALL "UPDAT_PI" //SFC26
PART :=B#16#1
RET_VAL:=MW0
FLADDR :=MW2A I 0.0
= Q 0.0
= Q 1.0CALL "UPDAT_PO" //SFC27
PART :=B#16#1
RET_VAL:=MW3
FLADDR :=MW4
首先调用SFC26，刷新过程映像分区1的输入地址区，即读入输入信息。然后，是同步程序，如果I0.0为1，那么Q0.0和Q0.1为1。后调用SFC27，刷新为过程映像分区1的输出地址区，即同步输出Q0.0和Q0.1。
关键词
PROFINET IO, IRT, 性能，等时模式
订货号 注释
HMI 6AV6643-0CD01-1AX1
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6AV6 640-0CA11-0AX1 TP177 micro 触摸式 s7-200系列用
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6AV6641-0BA11-0AX0 OP 77A 单色 4.5英寸
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6AV6644-0AA01-2AX0 SIMATIC MP 377 12" TOUCH
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本书是西门子公司推出的创新系统解决方案——模块化控制器SIMATICS7-1200PLC项目工具书，
本书不仅可以锻炼读者的编程技巧，更是以创新性的写作方式叙述了项目从简单到复杂、
从入门到实践的过程。全书共分为9章，涵盖了S7-1200应用的大部分场合，包括电机控制、
生产线流程控制、TIA集成控制、PID、PWM、HSC、运动控制、串口和以太网OPC控制。
这些案例通过在OEM用户中近一年的使用，已经具有可以推广的价值，通过作者创造性地归纳和结，
使读者只需要一个CPU1214C和KTP触摸屏就能完整地进行模拟和使用书中介绍的所有项目[1]
。
本书深入浅出、图文并茂，既适合自动化技术人员作为工程应用案例，也适合高职校的电气自动化、
机电一体化、应用电子技术等相关的学生作为教材使用。
第1章 S7-1200PLC入门1
1.1 背景知识介绍：PLC的产生与原理2
1.1.1 PLC的产生2
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1.1.2 PLC的控制原理2
1.1.3 PLC的定义4
1.1.4 PLC开关量控制的应用4
1.2 知识讲座：S7-1200PLC的组成5
1.2.1 S7-1200PLC的硬件组成5
1.2.2 以S7-1200PLC为核心的控制系统7
1.2.3 IEC611313标准8
1.3 技能训练一：STEP7Basic软件的安装11
1.3.1 STEP7BasicV10.5 软件11
1.3.2 STEP7BasicV10.5 软件安装步骤12
1.3.3 TIA软件的界面特点16
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1.4 技能训练二：电动机起停PLC控制程序的创建17
1.4.1 三相电动机的直接起动控制17
1.4.2 电动机正反转PLC控制37
1.4.3 三相电动机的星三角启动PLC控制39
1.5 工程案例：自动分拣装置的PLC控制46
1.5.1 案例介绍46
1.5.2 硬件部分接线49
第2章 S7-1200PLC扩展模块的应用55
2.1 背景知识介绍：S7-1200PLC的扩展模块56
2.1.1 扩展模块介绍56
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