西门子6ES7211-0BA23-0XB0功能介绍

西门子6ES7211-0BA23-0XB0功能介绍

系统架构

　　本过程控制系统用于模拟对工业现场液位、温度等信息的采集、处理，PID控制和控制工艺流程的实时监控。系统通过西门子DP总线进行数据传输和交换，采用MPI通信方式与上位机进行通信和远程控制，从而使整个控制系统实现网络化和数字化。控制系统结构图如图1所示。

　　系统主要包含上位监控机、CPU、以太网通信模块、DP链路、分布式I/O和变频器DP从站、温度和压力变送器、阀门定位器、电磁流量计等。CPU采用Siemens 的S7300 315-2 DP,既具有多点通信功能的MPI接口，又具有ProfiBus-DP通信功能[6].

　　3 系统组态

　　3.1 硬件组态

　　针对西门子S7-300 PLC 来说，其硬件组态是通过Step7 软件来实现的。组态过程主要包括以下几个步骤。

　　（1）新建项目

　　新建项目时需选择好存储路径和项目名称。

　　（2）添加工作站

　　右键点击新建的站点名字，选择插入SIMATIC300 Station.

　　（3）硬件配置[7]

　　双击Hardware进入硬件配置界面，从右侧硬件列表中拖入机架，并按实际机架上模块的顺序依次添加电源、CPU（315-2DP）、AI/AO模块。DP/PAlink等。根据每个测试系统的不同，有选择的在PA层挂入变频器、流量计、变送器和电磁阀等对象。图2是组态完的结果

SIMATIC 操作员面板正面的防护等级为 IP65/NEMA 4，具有较高的电磁兼容性 (EMC)和的抗振性，适合在条件恶劣的工业环境中的机器设备级使用。由于其安装深度浅，设计紧凑，固定的人机界面设备可以安装在任何地方，在空间有限的地方也可照常安装。对于分布式组态，还可以提供防护等级为IP65/NEMA 4 的设备。

移动型面板以其坚固、耐冲击的设计和防护等级 IP65，尤其适用于工业应用。它们重量轻，具有人机工程学设计，操作简便、容易。

只需一套工程工具，即可胜任所有应用

移动面板
170 系列
- SIMATIC 移动面板 177

SIMATIC WinCC（TIA 博途）是一种工具，用于统一组态所有 SIMATIC 人机界面面板以及基于 PC的系统。如有要求可提供其它型号。使用 ProTool 进行组态，简单而又高效。无需编程知识。

一旦生成了组态，可以简便地将它们用于整个产品系列

*集成的自动化的元件

西门子通过全集成自动化理念，“一站式"提供全面、模块化且相互匹配的自动化解决方案组件，而全集成自动化是世界上zui为成功的自动化解决方案之一。SIMATICWinCC (TIA Portal)是全集成自动化概念不可分隔的一部分。这提供了性的优势。由于组态/编程、数据管理与通信具有上的统一性，对自动化解决方案进行组态的成本被大大降低。

各种自动化系统的开放性

面板可被统一地集成到 SIMATIC 系统中，但它们也可用于连接到众多不同厂商的PLC。标准供货范围内包含有综合系列驱动程序。

创新性的操作员控制和监视

SIMATIC人机界面面板方便创新的操作员控制和监视，坚固耐用、稳定、简单。尤其是在舒适型面板上，标准硬件和软件接口（例如，MMC/SD卡、USB、以太网、PROFIBUS DP、Visual Basic 脚本或客户特定的 ActiveX控件）为办公环境提供了更大的灵活性和开放性

户宏指令

(1)变量的赋值与运算

格式：＃i= ＃j+＃k;FANUC系统中以“＃"作为变量名，“＃"后的数值为变量的下标，用来区分各变量。“＝"表示变量的赋值，“＃i"为被赋值的变量，“＝"右边可以是实际值或表达式。表达式中可包含“＋"、“－"、“×"、“/"运算符以及三角函数运算。

(2)无条件转移指令 GOTO
格式：GOTO n ；n表示转移到目的程序段的行号。该指令将无条件转移到程序段。

(3)条件转移指令IF
格式：IF [conditional expression] GOTO n ；“[]"中是一个逻辑运算式，逻辑运算功能指令有：EQ：“＝"；NE：“≠"；GT：“>"；GE：“≥"；LT：“<"；LE：“≤"。

在逻辑运算式中，实际值、变量、表达式均可参与逻辑运算。n是转移目标程序段的行号。当“[]"中逻辑运算式成立时，程序将转移到n所的程序段，否则，继续执行下一程序段

 

SIMBTIC S7-1500 自动化系统，高复杂性和高系统性能要求的工佳选择。SIMBTIC S7-1500 控制器中包含有SIMBTIC S7-1200 基本型控制器的诸多简单功能，可*满足系统性能、灵活性和功能等各种严格要求。● SIMBTIC ET200SP 分布式控制器集 S7-1500 的优势与 ET 200SP的设计紧凑的高密度通道于一身。该款控制器凭借其智能的分布式功能，可极大节省控制柜中的安装空间与应用成本。CPU 1516pro-2PN 采用 ET 200pro 设计形式且防护等级高达 IP65/IP67，支持强大的SIMBTIC S7-1500功能，尤其适用于室外控制柜中。● 如果需要基于 PC 的自动化，则使用 SIMBTIC S7-1500软件控制器。在运行过程中，这一款基于 PC 的控制器可独立于操作系统自主运行

西门子CPU模块6ES7511-1UK01-0AB0参数详细

RS485总线连接器
用于将 PROFIBUS 节点连接到 PROFIBUS 总线电缆
安装方便
FastConnect 插头采用绝缘刺破连接技术，可确保极短的组装时间
集成端接电阻 (6ES7 972-0BA30-0XA0 中不具有)
通过带 Sub-D 接口的连接器可以连接编程器，无需额外安装网络节点

用于 PROFIBUS 的 RS485 总线连接器，可用于连接 PROFIBUS 节点或 PROFIBUS 网络部件到PROFIBUS 总线电缆。

提供有各种类型的总线连接器，可优化用于连接的设备：

总线连接器具有轴向电缆引出线（180°），可用于如 PC 和 SIMATIC HMI OP，传输速率高达 12Mbit/s，带集成的总线端接电阻
带垂直电缆引出线的总线连接器（90°）；
这种接头采用垂直电缆引出线（有或没有编程器接口），数据传输速率高达 12 Mbit/s，带集成的终端电阻。传输速率为 3、6 或12Mbit/s 时，在带编程器接口的总线接头和编程器之间，需要使用 SIMATIC S5/S7 连接电缆。

有 30°电缆引出线的总线接头（经济型），无编程器接口，数据传输速率zui大为 1.5Mbit/s，无集成的总线端接电阻。
PROFIBUS 快速连接 RS485 总线接头（90°或 180°电缆引出线），传输速率zui大为12Mbit/s，采用绝缘刺破技术可实现快速简单安装（用于硬线和软线）。

总线连接器可直接插入到 PROFIBUS 站或 PROFIBUS 网络组件的 PROFIBUS 接口（9 针 Sub-D接口）中。

可使用 4 个端子在插头中连接进入和离开的 PROFIBUS 电缆。

通过从外部清晰可见的便于接触的开关，可以连接总线连接器中集成的总线端接器（不适用于 6ES7972-0BA30-0XA0）。在此过程中，连接器中的进线和出线总线电缆是分开的（隔离功能）。

必须在 PROFIBUS 网段的两端进行这种连接

通过MPI实现PLC到PLC之间通讯有三种方式：全局数据包通信方式、无组态连接
通信方式、组态连接通信方式
①    全局数据包通信方式：配置PLC硬件过程中，组态所要通讯的PLC站之间的发送和接收区，不需要任何程序处理。这种方式只适合S7-300/400之间相互通讯
②    无组态连接通信方式（数据包大76字节）有两种：双边通信方式、单边通信方式
ⅰ双边通信方式：一方调用数据发送块SFC65（X-SEND），另一方调用数据接收块SFC66（X-RCV），双方均需要编程。
ⅱ单边通信方式：只在一方编写程序，即客户机与服务器的访问模式。编写程序的一方做为客户机，不编写程序的一方作为服务器。S7-300/400既可作客户机又可作服务器。S7-200只能作服务器。
   SFC67（X-GET）用来将服务器数据区的数据读回并存放到本地数据区
   SFC68（X-PUT）用来将本地数据区中的数据写到服务器中的数据区
③    组态连接方式：只适合S7-300与S7-400或S7-400与S7-400之间的通信；数据包大长度为160字节

西门子CPU模块6ES7518-4TP00-0AB0参数详细

通讯处理器用于把 S7-300 连接到不同的总线系统/通讯网络上，以及进行点到点连接。根据应用情况和模块的不同协议，可以提供不同的总线系统，如PROFIBUSDP 或工业以太网。

点到点连接

通过处理器（CP）进行点到点连接是一种强大而低成本的中线系统替代方案。相对于总线系统，点到点链接的优点在只有较少(RS485) 设备需要连

应用接到SIMATIC S7 上时非常明显。
CP 可以方便的把第三方系统连接到SIMATICS7 上。由于CP 具有*的灵活性，可以实现多种不同的物理传输介质、传输速率，甚至可以自定义传输协议。
对于每个 CP，我们用 CD 光盘提供了组态软件包和电子手册，以及用于实现CPU 和 CP 之间通讯的参数化屏幕形式和标准的功能块。
组态的数据会存储到CPU 的系统块中，并备份。更换模块时新模块可以立即投入使用。
S7-300 的接口模块现有三种版本，每个都带有用于不同物理传输介质的接口。

通讯模块使 SIMATICS7-300 可以连接到如：

SIMATIC S7 和SIMATICS5 可编程控制器，以及许多其它制造商提供的系统

PC、可编程装置、HMI装置

现场设备

打印机

机器人控制

调制解调器

效益扫描仪、条码读取器等

由于可以使用 STEP 7 方便的进行组态，缩短了启动时间
通过 LED 指示缩短了发生故障时的停机和维修时间

设计和功能

S7-300系列PLC 结构

4、CPU 31x-2 PN/DP

数字表示以下CPU元素作用①总线错误指示器总线错误指示器②状态和错误显示CPU31x的常规状态和错误显示③微型存储卡(MMC) 的插槽，包括弹出器SIMATIC 微型存储卡 (MMC)被用作存储器模块。可以将 MMC 用作装载存储器和便携式存储介质。

MMC卡

④模式选择器开关用于设置CPU 操作模式。

RUN：RUN 模式，CPU 执行用户程序。
STOP：STOP 模式，CPU 不执行用户程序。
MRES：CPU 存储器复位，

带有用于CPU 存储器复位的按钮功能的模式选择器开关位置。采用模式选择器开关方式的 CPU存储器复位需要特定操作顺序。

⑤第 2 个接口 (X2)的状态显示
⑥接口 X2(PN)带有 “PtP" 名称后缀的 CPU 配有一个 PtP X2接口。

可以使用 CPU 的集成 PROFINET 接口与“工业以太网"建立连接。
可通过 MPI 或 PROFINET 组态 CPU 的集成 PROFINET 接口。

⑦电源连接每个CPU都配有一个双孔电源插座。CPU出厂时，带有螺丝接线端子的连接器即插在此插座中。⑧接口X1 (MPI/DP)所有CPU都配有一个MPI接口X1。用于PG/OP连接或用于在 MPI子网中进行通讯的 CPU 接口。

五、CPU 31x-2 PN/DP

数字表示以下CPU元素作用①总线错误指示器
②状态和错误显示CPU31x的常规状态和错误显示③微型存储卡(MMC) 的插槽，包括弹出器SIMATIC 微型存储卡 (MMC)被用作存储器模块。可以将 MMC 用作装载存储器和便携式存储介质。

MMC卡

④CPU集成I/O模块CPU本机集成数字I/O⑤模式选择器开关用于设置CPU 操作模式。

RUN：RUN 模式，CPU 执行用户程序。
STOP：STOP 模式，CPU 不执行用户程序。
MRES：CPU 存储器复位，

⑥电源连接每个CPU都配有一个双孔电源插座。CPU出厂时，带有螺丝接线端子的连接器即插在此插座中。⑦接地端子板接地端子板⑧接口X1 (MPI/DP)所有CPU都配有一个MPI接口X1。用于PG/OP连接或用于在 MPI子网中进行通讯的 CPU接口。⑨接口 X3(DP/DRIVE)带有 “PtP" 名称后缀的 CPU 配有一个 PtP X2接口。

可以使用 CPU 的集成 PROFINET 接口与“工业以太网"建立连接。
可通过 MPI 或 PROFINET 组态 CPU 的集成 PROFINET 接口。

　

表 CPU 31x 的常规状态和错误显示

LED 标志

颜色

含义

SF

红色

硬件或软件错误。。DC5V

绿色

为 CPU 和 S7-300 总线提供 5 V电源FRCE

黄色

LED 亮起：已激活的强制作业

LED以2Hz的频率闪烁：节点闪烁测试功能（仅用于具有 V2.2.0 或更高版本固件的CPU）

RUN

绿色

RUN 状态下的 CPU

STARTUP 期间 LED 以2Hz的频率闪烁，在HOLD状态下以 0.5Hz的频率闪烁。

STOP

黄色

STOP 或 HOLD 或 STARTUP 状态下的 CPU
当CPU请求存储器复位时，LED 以0.5Hz的频率闪烁，在复位期间以2Hz的频率闪烁。

表 CPU 31x 的总线错误显示（X1和X2接口的显示） 

CPU

LED 标志

颜色

含义

315-2 DP

BF

红色

DP 接口 (X2) 处的总线错误317-2DP

BF1

红色

接口 1 (X1) 处的总线错误

BF2

红色

接口 2 (X1) 处的总线错误

31x-2 PN/DP

BF1

红色

接口 1 (X1) 处的总线错误

BF2

红色

接口 2 (X1) 处的总线错误

LINK

绿色

接口 2 (X2) 处的通讯激活

RX/TX

黄色

在接口 2 (X2) 处接收/传输数据

西门子6ES7322-1HF01-0AA0S7-300SM322模块，西门子S7-300模块供应商
SIMATIC S7-300，数字输出 SM 322，电位隔离， 8 个数字输出（继电器），1个 20针， 24V DC，2A 或者230V AC，2A

数据通讯

SIMATIC S7-300拥有不同的数据通信机制：

使用MPI，通过全局数据通信，实现联网CPU之间的数据包循环交换。

借助通信功能，与其它伙伴完成事件驱动型通信。网络连接通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现。

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（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：

通过 MPI 进行 S7 基本通讯。

通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
S7-300 可以用于：

用作服务器时，使用MPI、C总线和PROFIBUS

用作服务器或客户端时，使用集成式PROFINET接口

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：

通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。

通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（非西门子系统）。

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 343-1Advanced，可以实现以下信息技术功能：

IP 路由；
借助IP访问列表，将IP V4报文以不低于Gigabit的速度转发至受控PROFINET接口。

WEB 服务器；
使用标准浏览器，可以浏览大至30MB可自由定义的HTML网页；通过FTP处理自己的文件系统中的数据

标准诊断页；
无需额外工具，就可以在工厂内完成插装在安装机架上的所有模块的快速诊断工作。

直接从用户程序中发送认证电子邮件。电子邮件客户端设计有通知功能，可以在控制程序中直接通知用户。

通过 FTP 进行通讯；
大多数操作系统平台都可以使用的开放协议

设计有30 MB RAM文件系统，可以用作动态数据的中间存储器。

S7-300 PROFINETCPU集成有Web服务器。标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息：

CPU 一般信息

诊断缓冲区的内容

变量表

标签状态

模块的状态

报文

工业以太网的相关信息

PROFINET 节点的拓扑结构

序包CD