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詳細介紹
那里有賣西門子EMAM03模塊
6ES7288-3AM03-0AA0
SIMATIC S7-200 SMART， 模擬 I/O SM AM06，2AI/1AO， 0..10V，0..5V，0/4..20mA，+/-5V， +/-2.5V，12 Bit 分辨率 或 4...20mA，+/-10V， 11 Bit 分辨率
說明
S7-300 CPU 的六個性能等級
現(xiàn)有性能范圍極寬的分級 CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。
產(chǎn)品范圍包括 7 種標準的 CPU、
7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。
現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm
SIMATICS7-300 是我們?nèi)勺詣踊O(shè)計的一部分，是銷量大的控制器。
應(yīng)用范圍
在*個實例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案，特別是用于汽車工業(yè)，一般機械工程，特別是特殊機械制造和機器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM)，以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程
作為一種多用的自動化系統(tǒng)，S7-300 是那些需要靈活的設(shè)計以實現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應(yīng)用的理想解決方案。
對于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅固性的應(yīng)用，我們可以提供SIPLUS 設(shè)備。
特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業(yè)：
汽車工業(yè)
通用機械工程
特殊機器制造
系列機械工程，OEM
塑料加工
包裝行業(yè)
食品和飲料工業(yè)
加工工程
快速計數(shù)/fairs，可以直接訪問硬件計數(shù)器
簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器
帶有集成功能塊的 PID-Regulation
優(yōu)點
由于具有高處理速度，CPU 可以實現(xiàn)非常短的機器循環(huán)時間。
S7-300 系列 CPU 可以為各種應(yīng)用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務(wù)實際需要的性能付款
S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則
現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實現(xiàn)分布式組態(tài)。
集成的 PROFINET 接口可以實現(xiàn)控制器的簡單網(wǎng)絡(luò)化，與其它運行管理等級方便的進行數(shù)據(jù)交換
模塊寬度窄，可以實現(xiàn)緊湊式的模塊設(shè)計或者小型控制柜。
能夠把強大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護設(shè)計集成在一起，從而避免附加投資。
設(shè)計和功能
桌面 CPU 創(chuàng)新
設(shè)計
S7-300 可以實現(xiàn)空間節(jié)省和模塊式組態(tài)。除了模塊，只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉(zhuǎn)到位。
這樣就實現(xiàn)了堅固而且具有 EMC 兼容性的設(shè)計。
隨用隨建式的背板總線可以通過簡單的插入附加的模塊和總線連接器進行擴展。S7-300 系列豐富的產(chǎn)品既可以用于集中擴展，也可用于構(gòu)建帶有 ET 200M 的分布式結(jié)構(gòu)；因此實現(xiàn)了經(jīng)濟高效的備件控制。
擴展選件
如果自動化任務(wù)需要超過 8 個模塊，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴展裝置 (EU) 擴展。中心架上多可以有 32 個模塊，每個擴展裝置上多 8 個。接口模塊 (IM) 可以同時處理各個機架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝（長 10m）。
在單層結(jié)構(gòu)中，這可以實現(xiàn) 256 個 I/O 的大組態(tài)，在多層結(jié)構(gòu)中多可以達到 1024 個 I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中，可以有 65536 個 I/O 連接（多 125 個站點，如通過 IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無需插槽規(guī)則。
S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動化解決方案中。
與 S7-300 具有相同結(jié)構(gòu)的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。
西門子MM4系列變頻器都集成了串行接口，支持USS通信協(xié)議，通過USS協(xié)議可以對變頻器進行控制和讀寫變頻器參數(shù)。使用S7-300PLC有以下兩種通訊方案：
1. 按照USS協(xié)議要求編寫通訊報文，計算BCC校驗，適用于從站數(shù)量比較少，較簡單的應(yīng)用；
2. 采用DriveES SIMATIC軟件提供的S7-300庫程序，自動生成從站輪詢表程序，適用于從站數(shù)量比較多，較復(fù)雜的應(yīng)用。
本文主要介紹通過*種方案實現(xiàn)CPU314-2PtP與MM440的USS通訊。使用S7-300編寫USS通訊程序分為以下幾個步驟：
1. 依據(jù)USS協(xié)議編寫報文；
2. 使用S7-300提供的串口數(shù)據(jù)發(fā)送程序發(fā)送USS報文；
3. 使用S7-300提供的串口數(shù)據(jù)接收程序接收USS報文；
4. 依據(jù)USS協(xié)議分析接收到的報文。
本文根據(jù)這4個步驟編寫了如下內(nèi)容：第1節(jié)簡單介紹USS協(xié)議內(nèi)容，了解USS協(xié)議報文格式；第2節(jié)根據(jù)USS協(xié)議列舉了4條報文；第3節(jié)介紹PLC和變頻器USS通訊的硬件組態(tài)；第4節(jié)介紹通過調(diào)用PLC中的發(fā)送和接收功能塊實現(xiàn)USS協(xié)議報文的發(fā)送和接收。
1 USS協(xié)議介紹
USS協(xié)議是西門子專為驅(qū)動裝置開發(fā)的通信協(xié)議。USS的工作機制是，通信是由主站發(fā)起，USS主站不斷循環(huán)輪詢各個從站，從站根據(jù)收到的指令，決定是否響應(yīng)主站。從站不會主動發(fā)送數(shù)據(jù)。從站在以下條件滿足時應(yīng)答主站：接收到主站報文沒有錯誤，并且本從站在接收到主站的報文中被尋址，上述條件不滿足或者主站發(fā)出的是廣播報文，從站不會做任何響應(yīng)。USS的字符傳輸格式為11位，其中1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1偶校驗、1位停止位。如下表所示：
| 起始位 | 數(shù)據(jù)位 | 校驗位 | 停止位 | |||||||
| 1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 偶X1 | 1 |
| LSB | MSB | |||||||||
USS字符幀結(jié)構(gòu)
USS協(xié)議的報文由一連串的字符組成，協(xié)議中定義了它們的功能，如下表所示：
| STX | LGE | ADR | 有效據(jù)區(qū) | BCC | ||||
| 1 | 2 | 3 | … | n | ||||
USS報文結(jié)構(gòu)
? STX：長度1個字節(jié)，總是為02（Hex），表示一條信息的開始；
? LGE：長度1個字節(jié)，表明在LGE后字節(jié)的數(shù)量，上表中黃色區(qū)域長度；
? ADR：長度1個字節(jié)，表明從站地址；
? BCC：長度1個字節(jié)，異或校驗和，USS報文中BCC前面所有字節(jié)異或運算的結(jié)果；
? 有效數(shù)據(jù)區(qū)：由PKW區(qū)和PZD區(qū)組成，如下表所示。
| PKW區(qū) | PZD區(qū) | ||||||||
| PKE | IND | PWE1 | PWE2 | … | PWEm | PZD1 | PZD2 | PZD1 | PZDn |
USS有效數(shù)據(jù)區(qū)
PKW區(qū)用于主站讀寫從站變頻器參數(shù)：那里有賣西門子EMAM03模塊
? PKE：長度一個字,結(jié)構(gòu)如下表，任務(wù)或應(yīng)答ID請參考《MM440使用大全》第13章。
Bit15- Bit 12 Bit 11 Bit 10-Bit 0
| Bit15- Bit 12 | Bit 11 | Bit 10-Bit 0 |
| 任務(wù)或應(yīng)答ID | 0 | 基本參數(shù)號PNU |
PKW結(jié)構(gòu)
變頻器參數(shù)號<2000時，基本參數(shù)號PNU=變頻器參數(shù)號，例如P700的基本參數(shù)號PNU=2BC（Hex）（700（Dec）=2BC（Hex））。
變頻器參數(shù)號>=2000時，基本參數(shù)號PNU=變頻器參數(shù)號-2000（Dec），例如P2155的基本參數(shù)號PNU=9B（Hex）（2155-2000=155（Dec）=9B（Hex））。
? IND：長度一個字，結(jié)構(gòu)如下表。
| Bit15- Bit 12 | Bit 11- Bit 8 | Bit 7 - Bit 0 |
| PNU擴展 | 0（Hex） | 參數(shù)下標 |
IND結(jié)構(gòu)
變頻器參數(shù)號<2000時，PNU擴展=0（Hex）。
變頻器參數(shù)號>=2000時，PNU擴展=8（Hex）。
參數(shù)下標，例如P2155[2]中括號中的2表示參數(shù)下標為2。
? PWE：讀取或?qū)懭雲(yún)?shù)的數(shù)值
PZD區(qū)用于主站與從站交換過程值數(shù)據(jù)：
? PZD1： 主站?從站 控制字
主站?從站 狀態(tài)字
? PZD2： 主站?從站 速度設(shè)定值
主站?從站 速度反饋值
? PZDn： MM430/440支持多8個PZD，MM420支持多4個PZD
根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和驅(qū)動裝置的不同，PKW和PZD區(qū)的數(shù)據(jù)長度不是固定的，可以通過P2012、P2013 設(shè)置。本例采用4PKW，2PZD報文格式。
2 USS協(xié)議報文定義
本文通過發(fā)送4個不同功能的報文來演示自定義USS報文的方法，USS協(xié)議詳細說明請參照《MM440使用大全》第13章。
例1．把參數(shù)P2155[2]的數(shù)值修改為40.00Hz
| 字節(jié)數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 發(fā)送報文 | 2 | 0E | 1 | 30 | 9B | 80 | 2 | 42 | 20 | 0 | 0 | 4 | 7E | 0 | 0 | 3C |
| 應(yīng)答報文 | 2 | 0E | 1 | 20 | 9B | 80 | 2 | 42 | 20 | 0 | 0 | FB | 31 | 0 | 0 | 9C |
報文解釋：
| STX | Byte1 | 起始字符 |
| LGE | Byte2 | 報文長度（字節(jié)3到字節(jié)16共14個字節(jié)） |
| ADR | Byte3 | 從站地址 |
| PKW | Byte4-5 | PKE內(nèi)容： |
| Bit15- Bit 12（任務(wù)ID） =3（Hex），修改參數(shù)數(shù)值雙字 | ||
| Bit15- Bit 12（應(yīng)答ID） =2（Hex），傳送參數(shù)數(shù)值雙字 | ||
| Bit10- Bit 0（基本參數(shù)號PUN）=2155-2000（Dec）=9B（Hex） | ||
| Byte6-7 | IND內(nèi)容： | |
| Bit15- Bit 12（PNU擴展） =8（Hex），參數(shù)號大于2000 | ||
| Bit7- Bit 0（參數(shù)下標）=2（Hex），P2155[2] | ||
| Byte8-11 | 參數(shù)值，42 20 00 00（Hex）=40.0（浮點數(shù)） | |
| PZD | Byte12-13 | PZD1 |
| Byte14-15 | PZD2 | |
| BCC | Byte16 | 異或校驗和 |
注：黃色標記表示應(yīng)答報文中的內(nèi)容
例2．讀取參數(shù)P0700[0]的數(shù)值
| 字節(jié)數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 發(fā)送報文 | 2 | 0E | 1 | 12 | BC | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 7E | 0 | 0 | D9 |
| 應(yīng)答報文 | 2 | 0E | 1 | 12 | BC | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | FB | 31 | 0 | 0 | 6C |
報文解釋：
| STX | Byte1 | 起始字符 |
| LGE | Byte2 | 報文長度（字節(jié)3到字節(jié)16共14個字節(jié)） |
| ADR | Byte3 | 從站地址 |
| PKW | Byte4-5 | PKE內(nèi)容： |
| Bit15- Bit 12（任務(wù)ID） =1（Hex），讀取參數(shù)數(shù)值 | ||
| Bit15- Bit 12（應(yīng)答ID） =1（Hex），傳送參數(shù)數(shù)值單字 | ||
| Bit10- Bit 0（基本參數(shù)號PUN）=700（Dec）=2BC（Hex） | ||
| Byte6-7 | IND內(nèi)容： | |
| Bit15- Bit 12（PNU擴展） =0（Hex），參數(shù)號小于2000 | ||
| Bit7- Bit 0（參數(shù)下標）=0（Hex），P700[0] | ||
| Byte8-11 | 參數(shù)值，5（Hex）=5（Dec） | |
| PZD | Byte12-13 | PZD1 |
| Byte14-15 | PZD2 | |
| BCC | Byte16 | 異或校驗和 |
注：黃色標記表示應(yīng)答報文中的內(nèi)容
例3．不需要讀寫參數(shù)只發(fā)送停止變頻器報文
| 字節(jié)數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 發(fā)送報文 | 2 | 0E | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 7E | 0 | 0 | 77 |
| 應(yīng)答報文 | 2 | 0E | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | FB | 31 | 0 | 0 | C7 |
例4．不需要讀寫參數(shù)只送啟動變頻器、設(shè)定頻率50Hz報文
| 字節(jié)數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 發(fā)送報文 | 2 | 0E | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 7F | 40 | 0 | 36 |
| 應(yīng)答報文 | 2 | 0E | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | FF | 34 | 3F | FF | 6 |
例3、4報文比較簡單只需要定義PZD中的內(nèi)容，PKW區(qū)內(nèi)容可以設(shè)置為0。
請注意：如果按照以上4個例子發(fā)送報文可能會收到與例子中不一樣的應(yīng)答報文，這并不代表報文存在問題，可能由于變頻器狀態(tài)不同或參數(shù)設(shè)置不同造成。例子報文中已經(jīng)計算了BCC校驗的值，如果使用其他的報文需要自己計算BCC校驗。
3 硬件組態(tài)
MM4系列變頻器提供的串行接口為RS485接口，S7-300 PLC有3種通訊模塊支持RS485接口：
1. 采用帶有集成RS485接口的CPU例如CPU31X-2PtP；
2. RS485接口的CP340通訊模塊；
3. RS485接口的CP341通訊模塊；
以上三種模塊都可以通過下表中的接線方式與MM4變頻器連接，本文中采用1臺CPU314-2PtP與1臺MM440通訊。
| 信號 | CPU314-2PtP | MM430/MM440 | MM420 |
| RS485接口針腳 | 端子 | 端子 | |
| P+ | 11 | 29 | 14 |
| N- | 4 | 30 | 15 |
S7-300 RS485接口與MM440 USS接線
3.1 PLC硬件組態(tài)
1) 首先打開STEP7新建項目并插入CPU314-2PtP。
2) 雙擊CPU314-2PtP的X2端口PtP，打開PTP屬性對話框General欄，Protocol復(fù)選框中選擇“ASCII”協(xié)議。
3) Addresses欄中記錄起始地址“1023”，在后面的編程中使用。
4) Transfer欄中設(shè)置通訊速率“9600bps”，報文格式：“8”位數(shù)據(jù)位，“1”位停止位，“Even”偶校驗，數(shù)據(jù)流控制選擇“None”。
5) End Delimiter欄中設(shè)置接收報文結(jié)束方式“After character delay time elapses”利用兩個報文的間隔時間來判斷報文是否結(jié)束，并設(shè)置字符延時時間“4ms”（該時間可使用默認設(shè)置，默認設(shè)置時間隨通訊速率不同時間也不同）。
憑借全新版本的TIA博途V15，西門子擴展了其全集成自動化工程軟件平臺，納入一系列實用的全新數(shù)字化功能，以縮短工程時間。其創(chuàng)新成果的主要有增加應(yīng)用可能性、擴展數(shù)字化產(chǎn)品組合、實現(xiàn)標準化和提高工程效率。
TIA博途V15增加應(yīng)用可能性的亮點在于其集成了高級語言應(yīng)用及其它驅(qū)動系統(tǒng)的多功能平臺，其中包括安全驗收測試等；將操作功能和2D到4D運動學(xué)集成于Simatic S7-1500控制器，可連接并對機器人進行編程。Simatic S7-1500高級控制器產(chǎn)品系列中納入全新多功能平臺，目前能夠通過C/C++和Eclipse等商業(yè)編程工具輕松創(chuàng)建和重用高級語言應(yīng)用。Sinamics S120及其他驅(qū)動產(chǎn)品系列的集成有助于實現(xiàn)西門子全系列驅(qū)動技術(shù)在TIA博途中的組態(tài)、調(diào)試和診斷。另一個亮點是針對Sinamics G驅(qū)動產(chǎn)品系列的向?qū)е敢桶踩炇諟y試。結(jié)合支持Simatic S7-1500高級控制器的CPU新技術(shù)，采用2D到4D運動學(xué)的操作功能現(xiàn)在可以在TIA博途中輕松高效地進行編程、模擬和調(diào)試，譬如Cartesian龍門架、卷取機、Scara機器人和Delta拾取機器人等。TIA博途V15還提供機器人功能。庫卡和安川等機器人制造商已將其數(shù)據(jù)塊庫用于在TIA博途中進行機器人編程。日本電裝（Denso）和瑞士史陶比爾（St?ubli）等其他制造商計劃在不久的將來發(fā)布數(shù)據(jù)塊庫。這樣，控制和機器人技術(shù)的發(fā)展更加緊密，而TIA博途則能帶來從工程到機器人操作等各環(huán)節(jié)的整體解決方案。
TIA博途V15關(guān)于數(shù)字化產(chǎn)品組合的擴展方面聚焦OPC UA功能和虛擬調(diào)試。OPC UA功能已針對Simatic S7-1500高級控制器進行了擴展。這可以改進和簡化工廠中機器設(shè)備與MES/SCADA/IT層級（制造執(zhí)行系統(tǒng)/監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）之間的標準化垂直和水平通信。另外，它還有助于自動化解決方案按照行業(yè)特定標準進行實施，如OMAC PackML（機械自動化與控制組織）或Weihenstephan（唯森）等。虛擬調(diào)試支持對自動化解決方案的虛擬驗證，也就是說控制組件與機器或系統(tǒng)的機電系統(tǒng)之間進行交互。該西門子解決方案的核心是支持Simatic S7-1500的S7-PLCSIM Advanced高級仿真器。這可以實現(xiàn)許多控制器功能的模擬和對虛擬系統(tǒng)模型的仿真測試。因此，自動化和機械工程在產(chǎn)品生命周期的早期階段便實現(xiàn)了同步，從開發(fā)到實際調(diào)試的時間都得到縮短。
在標準化和更高工程效率方面，全新版本的TIA博途重視團隊合作和擴展對設(shè)備和系統(tǒng)的診斷功能。通過TIA博途多用戶工程（TIA Portal Multiuser Engi-neering），在團隊合作中添加了對變更對象的自動標記和離線模式。新版本下多用戶服務(wù)器中強化的變更管理功能，如用于變更歷史記錄和用戶評論等，可以改進團隊內(nèi)系統(tǒng)支持下的同步變更。對于設(shè)備和系統(tǒng)診斷，Simatic ProDiag診斷軟件包也進一步擴展，現(xiàn)已涵蓋對故障安全模塊的監(jiān)控和針對ProDiag報警的標準分析。借助同樣已經(jīng)得以擴展的Simatic HMI（人機界面）中的S7圖形控制顯示，直接改善了在系統(tǒng)的操作設(shè)備上對設(shè)備序列和應(yīng)用錯誤的診斷及可視化顯示。譬如，用戶*能夠回查操作設(shè)備的圖形代碼顯示故障的真實原因。
背景信息：
2010年推出的西門子TIA博途（全集成自動化工程軟件平臺）使用戶能夠通過高效配置快速、直觀地執(zhí)行自動化和驅(qū)動任務(wù)。其軟件平臺專為實現(xiàn)高效率和易用性而設(shè)計，同時適用于新老用戶。TIA博途為控制器、人機界面（HMI）和驅(qū)動器等提供了標準的工程理念，可分享統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲和*的操作方式——譬如，在配置、通信和診斷期間的操作，并針對所有自動化對象提供強大的庫功能。TIA博途中簡易的工程實現(xiàn)方式，有助于完整的數(shù)字自動化，如數(shù)字化規(guī)劃、集成化工程和透明化操作等。TIA博途與PLM（產(chǎn)品生命周期管理）和MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）軟件一起構(gòu)成了西門子完整的“數(shù)字化企業(yè)軟件套件”，為企業(yè)邁向“工業(yè)4.0”奠定基礎(chǔ)。
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