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描述
此條目給出了S7 通信的系統(tǒng)限制概覽。
下圖給出了在 F CPU 之間通過以太網(wǎng)進行 S7 通信的基本組態(tài)。通過一個 S7 連接建立雙邊通信。
圖. 01
另一種方式，雙邊數(shù)據(jù)通信通過兩個獨立的 S7 通信。采用這種方式， 可以在結(jié)構(gòu)上區(qū)分發(fā)送和接收通道。
圖. 02
S7 通信的系統(tǒng)限制由下列參數(shù)決定：
- CPU 支持的大連接數(shù)。
- 每個接口能夠組態(tài)的大 S7 連接數(shù)。
- CPU 所支持的大背景數(shù)。
CPU 所支持的大連接數(shù)
下表給出了F CPU 所支持的大連接數(shù)。
| F CPU | 大連 接數(shù) |
| IM151-8F PN/DP CPU | 12 |
| IM154-8F PN/DP CPU | 16 |
| IM154-8FX PN/DP CPU | 16 |
| CPU 315F-2 PN/DP | 16 |
| CPU 317F-2 PN/DP | 32 |
| CPU 319F-3 PN/DP | 32 |
| CPU 414F-3 PN/DP V6 | 64 |
| CPU 416F-2 DP | 64 |
| CPU 416F-3 PN/DP V5 | 64 |
| CPU 416F-3 PN/DP V6 | 96 |
| WinAC RTX F 2009 | 64 |
| WinAC RTX F 2010 | 96 |
能夠組態(tài)的大的 S7 連接數(shù)
下表給出了 F CPU 所支持大組態(tài)的 S7 連接數(shù)。
| F CPU | 能夠組 態(tài)的大 S7 連接數(shù) |
| IM151-8F PN/DP CPU | 10 |
| IM154-8F PN/DP CPU | 14 |
| IM154-8FX PN/DP CPU | 14 |
| CPU 315F-2 PN/DP | 14 |
| CPU 317F-2 PN/DP | 16 |
| CPU 319F-3 PN/DP | 16 |
| CPU 414F-3 PN/DP V6 | 62 |
| CPU 416F-2 DP with CP443-1 Adv. | 62 |
| CPU 416F-3 PN/DP V5 | 62 |
| CPU 416F-3 PN/DP V6 | 94 |
| WinAC RTX F 2009 | 通過 CP5611: 6 通過 CP5613: 48 通過 CP1616: 30 通過 IE general: 14 |
| WinAC RTX F 2010 | 通過 CP5611: 6 通過 CP5613: 48 通過 CP1616: 30 通過 IE general: 14 |
大背景數(shù)
下表給出了 F CPU 支持的大背景數(shù)。
| F CPU | 大背景數(shù) |
| IM151-8F PN/DP CPU | 32 |
| IM154-8F PN/DP CPU | 32 |
| IM154-8FX PN/DP CPU | 32 |
| CPU 315F-2 PN/DP | 32 |
| CPU 317F-2 PN/DP | 32 |
| CPU 319F-3 PN/DP | 32 |
| CPU 414F-3 PN/DP | 300 (內(nèi)部接口) |
| CPU 414F-3 PN/DP with CP443-1 Adv. | 能夠配置 1200 個 (預設 300) |
| CPU 416F-2 DP with CP443-1 Adv. | 固件版本 < V5.2：能夠組態(tài) 1800 (預設 600) 固件版本 V5.2 之后：能夠組態(tài) 4000 (預設 600) |
| CPU 416F-3 PN/DP | 600 (內(nèi)部接口) |
| CPU 416F-3 PN/DP with CP443-1 Adv. | 固件版本 < V5.2：能夠組態(tài) 1800 (預設 600) 固件版本 V5.2 之后：能夠組態(tài) 4000 (預設 600 ) |
| WinAC RTX F 2009 | 能夠組態(tài) 600 (預設 300) |
| WinAC RTX F 2010 | 能夠組態(tài) 4000 (預設 600 ) |
例子
一個319F-3 PN/DP CPU，通過 TCP/IP 建立雙邊的 S7 安全數(shù)據(jù)通信。根據(jù)數(shù)據(jù)通信是通過一個或者兩個組態(tài)的 S7 連接，可以組態(tài)另外15個或者14個 S7 連接。
CPU 程序中調(diào)用故障安全通信塊“F_SENDS7”和“F_RCVS7”用于雙邊的 S7 數(shù)據(jù)通信，這些程序塊內(nèi)部分別調(diào)用了系統(tǒng)功能塊 SFB8 "USEND" 和 SFB9 "URCV"。這樣，用戶數(shù)據(jù)和相關的應答被發(fā)送和接收。每一個系統(tǒng)功能塊 SFB8 "USEND" 和 SFB9 "URCV" 都被分配一個背景數(shù)據(jù)塊。結(jié)果，背景數(shù)據(jù)塊的個數(shù)（＝背景）與通信任務數(shù)是相同的。
這意味著在雙邊數(shù)據(jù)安全通信的情況下，至少需要執(zhí)行 4 個通訊任務和需要 4 個背景。這樣，CPU 319F-3 PN/DP 剩余 28 個背景。
在 CPU 319F-3 PN/DP 用戶程序中，由于大的背景數(shù)限制為 32，那么多調(diào)用 16 個故障安全通信塊 "F_SENDS7" 或 F_RCVS7"，因為大的背景數(shù)量是不能多于 32。
對于安全雙邊通信，CPU 319F-3 PN/DP 能夠與多 8 個 F CPU 通信。
CPU 319F-3 PN/DP 的安全雙邊數(shù)據(jù)通信計算公式
8 "F_SENDS7" + 8 "F_RCVS7" = 16 故障安全通信塊
8*("USEND" + "URCV") + 8*("USEND" + "URCV")
= 16 "USEND" + 16 "URCV" = 32 通信任務或背景
注意
對于 F CPU 而言，安全功能是重要的。因此，S7 通信的系統(tǒng)限制不僅由通信連接的數(shù)量決定，還與要達到的響應時間有關。如果由于連接數(shù)量過多而導致無法滿足所需要的響應時間，補救措施如下：
- 減少通信連接數(shù) 。
- 使用性能更好的 CPU。
題1：S7-200 CPU內(nèi)部存儲區(qū)類型？西門子遼寧省代理商
回答：S7-200 CPU內(nèi)部存儲區(qū)分為易失性的RAM存儲區(qū)和保持的EEPROM兩種，其中RAM包含CPU工作存儲區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)域中的V數(shù)據(jù)存儲區(qū)、M數(shù)據(jù)存儲區(qū)、T(定時器)區(qū)和C(計數(shù)器)區(qū)，EEPROM包含程序存儲區(qū)、V數(shù)據(jù)存儲區(qū)的全部和M數(shù)據(jù)存儲區(qū)的前14個字節(jié)。
也就是說V區(qū)和MB0-MB13這些區(qū)域都有對應的EEPROM保持區(qū)域。
EEPROM的寫操作次數(shù)是有限制的(少10萬次，典型值為100萬次)，所以請注意只在必要時才進行保存操作。否則，EEPROM可能會失效，從而引起CPU故障。
EEPROM的寫入次數(shù)如果超過限制之后，該CPU即不能使用了，需要整體更換CPU，不能夠只更換CPU內(nèi)EEPROM，西門子不提供這項服務。
問題2：S7-200 CPU的存儲卡的作用？
回答：S7-200還提供三種類型的存儲卡用于存儲程序，數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)塊，數(shù)據(jù)記錄（歸檔）、配方數(shù)據(jù)，以及一些其他文件等，這些存儲卡不能用于實時存儲數(shù)據(jù)，只能通過PLC—存儲卡編程的方法將程序塊/數(shù)據(jù)塊/系統(tǒng)塊的初始設置存于存儲卡內(nèi)。
存儲卡分為兩種，根據(jù)大小共有三個型號。
32K存儲卡：僅用于儲存和傳遞程序、數(shù)據(jù)塊和強制值。32K存儲卡只可以用于向新版（23版）CPU傳遞程序，新版CPU不能向32K存儲卡中寫入任何數(shù)據(jù)。而且32K存儲卡不支持存儲程序以外的其他功能。訂貨號：6ES7 291-8GE20-0XA0。
64K/256K存儲卡：可用于新版CPU（23版）保存程序、數(shù)據(jù)塊和強制值、配方、數(shù)據(jù)記錄和其他文件（如項目文件、圖片等）。64K/256K新存儲卡只能用于新版CPU（23版）。64K存儲卡訂貨號： 6ES7 291-8GF23-0XA0；256K存儲卡訂貨號：6ES7 291-8GH23-0XA0。
為了把存儲卡中的程序送到CPU中，必須先插入存儲卡，然后給CPU上電，程序和數(shù)據(jù)將自動復制到RAM及EEPROM中。
存儲卡的使用完整限制條件，請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》附錄A 技術(shù)規(guī)范—可選卡件一節(jié)。
S7-200的外部存儲卡有哪些功能？
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問題3：S7-200 CPU內(nèi)的程序是否具有掉電保持特性？
回答：S7-200 CPU內(nèi)的程序塊下載時，會同時下載到EEPROM中，也就是說程序下載后，將保持。同樣，系統(tǒng)塊和數(shù)據(jù)塊下載時，也會同時下載到EEPROM中。
問題4：S7-200 CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)的掉電保持特性？
回答：S7-200系統(tǒng)手冊第四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存儲數(shù)據(jù)”一節(jié)詳細介紹了S7-200 CPU內(nèi)數(shù)據(jù)的掉電保持特性，建議用戶仔細閱讀。
S7-200 CPU內(nèi)的數(shù)據(jù)分為RAM區(qū)和EEPROM區(qū)。
其中，RAM區(qū)數(shù)據(jù)需要CPU內(nèi)置的超級電容或者外插電池卡才能實現(xiàn)掉電保持特性。
對于CPU221和CPU222的內(nèi)置超級電容，能提供典型值約50小時的數(shù)據(jù)保持。
對于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226的內(nèi)置超級電容，能提供典型值約100小時的數(shù)據(jù)保持。
超級電容需要在CPU上電時充電。為達到上述指標的數(shù)據(jù)保持時間，需要連續(xù)充電至少24小時。
當該時間不夠時，可以購買電池卡，以獲得更長時間的數(shù)據(jù)保持時間。
EEPROM區(qū)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)保持，不依靠超級電容或者電池就可以保持數(shù)據(jù)。
問題5：S7-200 CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)的工作順序？
回答：S7-200 CPU一上電后，CPU先去檢查RAM區(qū)域中的數(shù)據(jù)，如果在超級電容或者電池有電的情況下，數(shù)據(jù)并未丟失，則使用該RAM區(qū)的數(shù)據(jù)；如果超級電容或者電池沒電了，導致數(shù)據(jù)丟失，則CPU去讀EEPROM中相應的區(qū)域(包含數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)定義內(nèi)容)，如果在EEPROM中存有保持的數(shù)據(jù)，則CPU將EEPROM中的數(shù)據(jù)寫回到RAM區(qū)中，再進行下面的工作。
如果EEPROM中也沒有對應存儲區(qū)的數(shù)據(jù)了，則該存儲區(qū)的數(shù)據(jù)將變成0。
問題6：S7-200 CPU電池卡的使用注意事項？
回答：新版S7-200 CPU電池卡有兩種型號。
對于CPU221和CPU222，由于其中沒有實時時鐘，則對應的為時鐘電池卡，訂貨號為：6ES7297--1AA23--0XA0。
對于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226，電池卡僅提供電池功能，訂貨號為：6ES7 291--8BA20--0XA0，該款電池卡型號又叫做BC293。
電池卡的壽命典型值約為200天，當插上電池卡后，如果CPU處于工作狀態(tài)或者超級電容有電的情況下，并不消耗電池卡的電量。當電池卡的電量消耗完畢之后，該電池卡就報廢了。
S7-200電池卡不能充電，使用完畢就不能再用了，只能購買新的電池卡了。
S7-200沒有檢測電池卡內(nèi)剩余電量的狀態(tài)位和這種功能。
新版S7-200 CPU電池卡不能用于老CPU，即訂貨號為6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。
圖1
以上為兩種電池卡以及所在插槽位置。
電池卡的使用完整限制條件，請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》附錄A 技術(shù)規(guī)范—可選卡件一節(jié)。
問題7：S7-200 CPU內(nèi)EEPROM的使用方法？
回答：EEPROM的寫入分為如下幾種情況：
1、MB0—MB13的設置，只需要在系統(tǒng)塊—斷電數(shù)據(jù)保持中設置即可。
默認情況下，系統(tǒng)塊設置如下圖藍框中所示，即MB14—MB31，這些區(qū)域沒有對應的EEPROM區(qū)域，無須考慮EEPROM寫入次數(shù)限制。
圖2
MB0—MB13如果在系統(tǒng)塊中設置成掉電保持區(qū)域，如圖2紅框中所示，并將系統(tǒng)塊下載到CPU之后，則這14個字節(jié)的數(shù)據(jù)在掉電的瞬間會將數(shù)值寫入EEPROM中，如果掉電時間超過超級電容和電池的保持時間之后，再上電時，CPU會將EEPROM中存儲的數(shù)據(jù)數(shù)值寫回到RAM中對應的存儲區(qū)，實現(xiàn)保持數(shù)據(jù)的目的。
注意：實現(xiàn)該功能一定要將修改過的系統(tǒng)塊下載到CPU中。
2、數(shù)據(jù)塊中定義的數(shù)據(jù)，如圖3所示，當下載數(shù)據(jù)塊的時候，同時會將定義的數(shù)據(jù)下載到EEPROM中，這樣，當?shù)綦姇r間超過超級電容和電池的保持時間之后，再上電時，CPU會將EEPROM中存儲的數(shù)據(jù)塊中定義的數(shù)據(jù)數(shù)值寫回到RAM中對應的存儲區(qū)，實現(xiàn)保持數(shù)據(jù)的目的。也就是恢復成數(shù)據(jù)的初始設置值。
注意：實現(xiàn)該功能一定要將定義好數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊下載到CPU中。
圖3
3、使用SMB31和SMW32控制字來實現(xiàn)將V區(qū)的數(shù)據(jù)存到EEPROM中
特殊存儲器字節(jié)31 (SMB31)命令S7-200將V存儲區(qū)中的某個值復制到存儲器的V存儲區(qū)，置位SM31.7提供了初始化存儲操作的命令。特殊存儲器字32 (SMW32)中存儲所要復制數(shù)據(jù)的地址。如圖4為S7-200系統(tǒng)手冊內(nèi)關于SMB31和SMW32的使用說明。
圖4
采用下列步驟來保存或者寫入V存儲區(qū)中的一個特定數(shù)值：
1. 將要保存的V存儲器的地址裝載到SMW32中。
2. 將數(shù)據(jù)長度裝載入SM31.0和SM31.1。具體含義如圖4所示。
3. 將SM31.7置為1。
圖5
注意：如果在數(shù)據(jù)塊中定義了某地址的數(shù)據(jù)，而又使用這種辦法存儲同樣地址的數(shù)據(jù)，則當CPU內(nèi)超級電容或電池沒電時，CPU再上電時將采用SMB31和SMW32存儲的數(shù)據(jù)。
問題8：EEPROM寫入次數(shù)的統(tǒng)計？
回答：每次下載程序塊/數(shù)據(jù)塊/系統(tǒng)塊或者執(zhí)行一次SMB31.7置位的操作都算作對EEPROM的一次寫操作，所以請注意在程序中一定不要每周期都調(diào)用SMB31/SMW32用于將數(shù)據(jù)寫入EEPROM內(nèi)，否則CPU將很快報廢。
問題9：不使用數(shù)據(jù)塊的方法，如何在程序中實現(xiàn)不止一個V區(qū)數(shù)據(jù)的存儲？
回答：由于SMB31/SMW32一次多只能送入一個V區(qū)雙字給EEPROM區(qū)域，因而當有超過一個雙字的數(shù)據(jù)需要送入EEPROM中時，需要程序配合實現(xiàn)。具體操作方法可參照如下的例子，即使用SMB31/SMW32送完一個數(shù)據(jù)（字節(jié)/字/雙字）之后，通過一個標志位（如M0.0）來觸發(fā)下一個SMB31/SMW32操作，之后需要將上一個標志位清零，以用于下一次的存儲數(shù)據(jù)的操作。
由于SM31.7在每次操作結(jié)束之后都自動復位，因而不能使用它作為第二次觸發(fā)操作的條件。
以上程序僅供參考。
或者可以參考如下FAQ，多次調(diào)用指令庫用以存儲多個V區(qū)變量到EEPROM存儲區(qū)中：
如何在 CPU 內(nèi)部 EEPROM 存儲空間中保存變量區(qū)域？
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問題10：定時器和計數(shù)器以及MB14-MB31的掉電保持性能？
回答：計數(shù)器和TONR型的定時器（T0-T31，T64-T95）能夠?qū)崿F(xiàn)掉電保持。這些區(qū)域只能由超級電容和電池來進行數(shù)據(jù)的掉電保持，他們并沒有對應的EEPROM保持存儲區(qū)。當超過超級電容和電池供電的時間之后，這些計數(shù)器和TONR定時器的數(shù)據(jù)全部清零。
TON和TOF型的定時器（T32-T63，T96-T255）沒有掉電保持數(shù)據(jù)的功能。請不要在系統(tǒng)塊中設置這些區(qū)域為掉電保持，如圖6所示為錯誤做法：
圖6
按上述做法設置之后，下載系統(tǒng)塊時會導致如下錯誤發(fā)生：
圖7
所以請不要將T32-T63，T96-T255的定時器設為掉電保持區(qū)域。
問題11：CPU內(nèi)具備斷電保持性的數(shù)據(jù)區(qū)為何會丟失？
以下情況會導致CPU內(nèi)數(shù)據(jù)清零：
1. 沒有插入電池卡的CPU斷電時間過長，內(nèi)部超級電容放電完畢，TONR區(qū)/C區(qū)/MB14-MB31區(qū)數(shù)據(jù)丟失，V區(qū)和MB0-MB13區(qū)的對應EEPROM內(nèi)沒有數(shù)據(jù)導致數(shù)據(jù)丟失，
2. 電池卡使用時間過長，使之沒電了， TONR區(qū)/C區(qū)/MB14-MB31區(qū)數(shù)據(jù)丟失，V區(qū)和MB0-MB13區(qū)的對應EEPROM內(nèi)沒有數(shù)據(jù)導致數(shù)據(jù)丟失，
3. 插在CPU上的存儲卡內(nèi)程序/數(shù)據(jù)與CPU內(nèi)部RAM中運行的程序/數(shù)據(jù)不符，一上電時會導致原有數(shù)據(jù)/程序的丟失。
4. CPU損壞。
描述
S7-PLCSIM 支持以下通訊塊來實現(xiàn)兩個S7-400 CPU模塊間的通信：
- SFB8 "USEND"
- SFB9 "URCV"
- SFB12 "BSEND"
- SFB13 "BRCV"
- SFB15 "PUT"
- SFB14 "GET"
- SFB19 "START"
- SFB 20 "STOP"
- SFB 22 "STATUS"
- SFB 23 "USTATUS"
要求
- 需要S7-PLCSIM V5.4 SP3（或更高版本）。
- 在STEP 7（TIA Portal）中建立一個項目，對兩個S7-400 CPU進行硬件組態(tài)和網(wǎng)絡組態(tài)。
- 在模塊之間已經(jīng)組態(tài)了S7連接和通信連接。
- 在主動站S7-400 CPU的用戶程序中，調(diào)用“BSEND”指令來給被動站CPU發(fā)送數(shù)據(jù)。
- 在被動站S7-400CPU中調(diào)用“BRCV”指令來接收來自主動站S7-400 CPU的數(shù)據(jù)。
注意
本條目提供的項目包含兩個S7-400 CPU的組態(tài)和連接組態(tài)以及用戶程序。
以下步驟列出了如何使用PLCSIM仿真通訊。下載附件中的STEP 7（TIA Portal）項目包含了兩個S7-400站通過工業(yè)以太網(wǎng)通信 。
Station_1中的OB1包含計數(shù)器的程序，將其輸出值傳送到Station_2。
- 在項目導航中選中“Station_1”并打開S7-PLCSIM，可以通過菜單命令“Online > Simulation > Start”或者菜單欄的“Start simulation” 圖標打開。實例編號為“S7-PLCSIM1”的*個仿真CPU的對話框被打開。
- 如果是*仿真這個項目，就會打開“Extended download to device”對話框。在“PG/PC Interface”中選擇如圖1所示的設置，并單擊“Start search”。
圖. 1
- 當在線連接已經(jīng)建立時，單擊“Load”按鈕。
- 然后，在打開的“Load preview”對話框中，繼續(xù)單擊“Load”按鈕。
- 在S7-PLCSIM 中使用“Add”菜單來加載子窗口“Input”和“Counter”，用來監(jiān)視和控制程序。對于“Station_1”需要“EB2”和“Z1”。
- 在S7-PLCSIM1的“CPU”子窗口中，將運行模式從“STOP”切換到“RUN-P”。
圖. 2
- 選中項目導航中的“Station_2”并重復步驟1來打開第二個“S7-PLCSIM2”實例。
- 在“Load preview”對話框中單擊“Load”按鈕。
- 與步驟5相同，給實例“S7-PLCSIM2”添加“Output”。對于“Station_2”需要“AW1”。
- 在S7-PLCSIM2中的“CPU”子窗口中，將運行模式從“STOP”切換到“RUN-P”。
圖. 3
- 在S7-PLCSIM1（仿真Station 1）中，EB2控制計數(shù)器Z1并將計數(shù)值傳送到S7-PLCSIM2 （仿真Station 2）中的AW1。
- E2.0: 自動向上計數(shù)的時鐘標記
- E2.1:向上計數(shù)
- E2.2: 向下計數(shù)
- E2.3: 計數(shù)器的預設值
- E2.4: 復位計數(shù)器
。
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