西門(mén)子模塊6ES7417-4HT14-0AB0

西門(mén)子模塊6ES7417-4HT14-0AB0            西門(mén)子模塊6ES7417-4HT14-0AB0

潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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S7-300集成DP口之間GSD文件方式的DP主從通信(Step7)

PROFIBUS-DP 是一種通訊標(biāo)準(zhǔn)，一些符合PROFIBUS-DP規(guī)約的第三方設(shè)備也可以加入到PROFIBUS網(wǎng)上作為SIMATIC主站的從站。支持PROFIBUS-DP的從站設(shè)備都會(huì)有GSD文件。GSD文件是對(duì)設(shè)備一般性的描述，通常以*.GSD或*. GSE文件名出現(xiàn)，將GSD文件導(dǎo)入到STEP7軟件中就可以在硬件配置界面的目錄中找到這個(gè)設(shè)備并組態(tài)從站的通訊接口。

如果是要實(shí)現(xiàn)不在一個(gè)STEP7項(xiàng)目中的兩個(gè)CPU集成DP接口之間的主從通信也需要導(dǎo)入從站CPU的GSD文件。

現(xiàn)以CPU314C-2DP集成的DP接口做主站，另一個(gè)CPU314C-2DP集成的DP接口做從站，兩個(gè)S7-300 CPU分別在兩個(gè)STEP7項(xiàng)目中進(jìn)行配置為例，詳細(xì)介紹怎樣導(dǎo)入GSD文件，組態(tài)從站通訊接口區(qū)進(jìn)而建立通訊。

1. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

圖 1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2.GSD文件導(dǎo)入

首先從西門(mén)子技術(shù)資源庫(kù)網(wǎng)站上下載相關(guān)產(chǎn)品的 GSD 文件，相關(guān)鏈接為：
選擇相關(guān)產(chǎn)品并下載到本地硬盤(pán)中并將文件解壓。

圖 2 GSD文件下載界面

打開(kāi)SIMATIC Manager，進(jìn)入硬件組態(tài)界面，選擇菜單欄的“Options”->“Install GSD File…”，如圖 3所示。

圖 3 安裝GSD文件

進(jìn)入GSD安裝界面后，選擇“Browse…”，選擇相關(guān)GSD文件的保存文件夾，選擇對(duì)應(yīng)的GSD文件（這里選擇語(yǔ)言為英文的“*.GSE”文件），點(diǎn)擊“Install”按鈕進(jìn)行安裝。

圖 4 選擇安裝GSD文件

安裝完成后可以在下面的路徑中找到CPU314C-2DP，如圖 5：

圖 5 硬件目錄中的位置路徑

2. 從站組態(tài)

之前介紹，兩個(gè)S7-300站是在兩個(gè)STEP7項(xiàng)目中進(jìn)行配置，打開(kāi)個(gè)STEP7項(xiàng)目，插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314C-2DP，雙擊DP接口，分配一個(gè)PROFIBUS地址，然后在“Operating Mode”中選擇“DP salve”模式。

圖 6 選擇從站操作模式

進(jìn)入“Configuration”標(biāo)簽頁(yè)，新建兩行通信接口區(qū)，如圖 7所示：

圖 7 從站通信接口區(qū)

注意：上述從站組態(tài)的通信接口區(qū)要與主站導(dǎo)入GSD從站后配置的通信接口區(qū)在順序、長(zhǎng)度和一致性上要保持匹配。

3. 主站組態(tài)

打開(kāi)第二個(gè)STEP7項(xiàng)目，新建S7-300站，添加CPU314C-2DP，雙擊DP接口，新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后在“Operating Mode”中選擇“DP master模式。

圖 8 選擇站操作模式

然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照?qǐng)D5），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與之前配置的從站地址一致。 然后為CPU314C-2DP從站組態(tài)通信接口區(qū)。

本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，必須和從站組態(tài)時(shí)通信接口區(qū)保持一致。如圖 9所示。

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　　(圖/)核能新聞(World-Nuclear-News)報(bào)導(dǎo)，在2017年的《核能績(jī)效報(bào)告》中，核能協(xié)會(huì)詳細(xì)列出了上一年的核能發(fā)電與建設(shè)成果，在2016年，有10座新的核能反應(yīng)爐正式運(yùn)轉(zhuǎn)，使核電裝置容量了9.1吉瓦，至于總體核能發(fā)電達(dá)到了350吉瓦以上。

斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器（TOF）在PLC梯形圖中的表示方法與上述兩種定時(shí)器基本相同，如圖3-14所示為斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器（TOF）的典型應(yīng)用。 該程序中所用定時(shí)器編號(hào)為T(mén)33，預(yù)設(shè)值PT為60，定時(shí)分辨率為10ms。 可以計(jì)算出，該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為60×10ms=600ms=0.6s；則該程序中，當(dāng)輸入繼電器I0.3閉合后，定時(shí)器T38得電，控制輸出繼電器Q0.0的延時(shí)斷開(kāi)的常開(kāi)觸點(diǎn)T38立即閉合，使輸出繼電器Q0.0線圈得電；當(dāng)輸入繼電器I0.3斷開(kāi)后，定時(shí)器T38失電，控制輸出繼電器Q0.0的延時(shí)斷開(kāi)的常開(kāi)觸點(diǎn)T38延時(shí)0.6 s后才斷開(kāi)，輸出繼電器Q0.0線圈失電。

（5）計(jì)數(shù)器（C）的標(biāo)注 在西門(mén)子PLC梯形圖中，計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和使用與定時(shí)器基本相似，也是應(yīng)用廣泛的一種編程元件，用來(lái)累計(jì)輸入脈沖的次數(shù)，經(jīng)常用來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。用“字母C+數(shù)字”進(jìn)行標(biāo)識(shí)，數(shù)字從0～255，共256個(gè)。 不同型號(hào)的PLC，其定時(shí)器的類型和具體功能也不相同。在西門(mén)子S7-200系列PLC中，計(jì)數(shù)器分為3種類型，即增計(jì)數(shù)器（CTU）、減計(jì)數(shù)器（CTD）、增減計(jì)數(shù)器（CTUD），一般情況下，計(jì)數(shù)器與定時(shí)器配合使用。 ①增計(jì)數(shù)器（CTU）的標(biāo)注。增計(jì)數(shù)器（CTU）是指在計(jì)數(shù)過(guò)程中，當(dāng)計(jì)數(shù)端輸入一個(gè)脈沖式時(shí)，當(dāng)前值加1，當(dāng)脈沖數(shù)累加到等于或大于計(jì)數(shù)器的預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器相應(yīng)觸點(diǎn)動(dòng)作（常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)）。 在西門(mén)子S7-200系列PLC梯形圖中，增計(jì)數(shù)器的圖形符號(hào)及文字標(biāo)識(shí)含義如圖3-17所示，其中方框上方的“???”為增計(jì)數(shù)器編號(hào)輸入位置，CU為計(jì)數(shù)脈沖輸入端，R為復(fù)位信號(hào)輸入端（復(fù)位信號(hào)為0時(shí)，計(jì)數(shù)器工作），PV為脈沖設(shè)定值輸入端。 例如，某段PLC梯形圖程序中計(jì)數(shù)器類型為CTU，增計(jì)數(shù)器，編號(hào)為C1，預(yù)設(shè)值PV為80，復(fù)位端由輸出繼電器

Q0.0的常閉觸點(diǎn)控制。 可以看到，該程序中，初始狀態(tài)下，輸出繼電器Q0.0的常閉觸點(diǎn)閉合，即計(jì)數(shù)器復(fù)位端為1，計(jì)數(shù)器不工作；當(dāng)PLC外部輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)使輸入繼電器I0.0閉合后，輸出繼電器Q0.0線圈得電，其常閉觸點(diǎn)Q0.0斷開(kāi)，計(jì)數(shù)器復(fù)位端信號(hào)為0，計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作；同時(shí)輸出繼電器Q0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器T37得電。 在定時(shí)器T37控制下，其常開(kāi)觸點(diǎn)T37每6min閉合一次，即每6min向計(jì)數(shù)器C1脈沖輸入端輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等于80時(shí)（歷時(shí)時(shí)間為8h），計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)動(dòng)作，即控制輸出繼電器Q0.0的常閉觸點(diǎn)在接通8h后自動(dòng)斷開(kāi)。 ②減計(jì)數(shù)器（CTD）的標(biāo)注。減計(jì)數(shù)器（CTD）是指在計(jì)數(shù)過(guò)程中，將預(yù)設(shè)值裝入計(jì)數(shù)器當(dāng)前值寄存器，當(dāng)計(jì)數(shù)端輸入一個(gè)脈沖式時(shí)，當(dāng)前值減1，當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值等于0時(shí)，計(jì)數(shù)器相應(yīng)觸點(diǎn)動(dòng)作（常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)），并停止計(jì)數(shù)。 在西門(mén)子S7-200系列PLC梯形圖中，減計(jì)數(shù)器的圖形符號(hào)及文字標(biāo)識(shí)含義，其中方框上方的“???”為減計(jì)數(shù)器編號(hào)輸入位置，CD為計(jì)數(shù)脈沖輸入端，LD為裝載信號(hào)輸入端，PV為脈沖設(shè)定值輸入端。 當(dāng)裝載信號(hào)輸入端LD信號(hào)為1時(shí)，其計(jì)數(shù)器的設(shè)定值PV被裝入計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值寄存器，此時(shí)當(dāng)前值為PV。只有裝載信號(hào)輸入端LD信號(hào)為0時(shí)，計(jì)數(shù)器才可以工作。 該程序中，由輸入繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)I0.1控制計(jì)數(shù)器C1的裝載信號(hào)輸入端；輸入繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)I0.0控制計(jì)數(shù)器C1的脈沖信號(hào)，I0.1閉合，將計(jì)數(shù)器的預(yù)設(shè)值3裝載到當(dāng)前值寄存器中，此時(shí)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值為3，當(dāng)I0.0閉合一次，計(jì)數(shù)器脈沖信號(hào)輸入端輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減為0時(shí)，

計(jì)數(shù)器常開(kāi)觸點(diǎn)C1閉合，控制輸出繼電器Q0.0線圈得電。 ③增減計(jì)數(shù)器（CTUD）的標(biāo)注。增減計(jì)數(shù)器（CTUD）有兩個(gè)脈沖信號(hào)輸入端，其在計(jì)數(shù)過(guò)程中，可進(jìn)行計(jì)數(shù)加1，也可進(jìn)行計(jì)數(shù)減1。 在西門(mén)子S7-200系列PLC梯形圖中，增減計(jì)數(shù)器的圖形符號(hào)及文字標(biāo)識(shí)含義如圖3-21所示，其中方框上方的“???”為增減計(jì)數(shù)器編號(hào)輸入位置，CU為增計(jì)數(shù)脈沖輸入端，CD為減計(jì)數(shù)脈沖輸入端，R為復(fù)位信號(hào)輸入端，PV為脈沖設(shè)定值輸入端。 當(dāng)CU端輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等于或大于預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器由OFF轉(zhuǎn)換為ON，其相應(yīng)觸點(diǎn)動(dòng)作；當(dāng)CD端輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值小于預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器由OFF轉(zhuǎn)換為ON，其相應(yīng)觸點(diǎn)動(dòng)作。 可以看到，當(dāng)輸入繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)I0.0閉合一次，為計(jì)數(shù)器CU輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)累加至4時(shí)，計(jì)數(shù)器C48動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)C48閉合，輸出繼電器Q0.0線圈得電；當(dāng)輸入繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)I0.1閉合一次，為計(jì)數(shù)器CD輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)減至4時(shí)，計(jì)數(shù)器C48動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)C48閉合，輸出繼電器Q0.0線圈得電。

　　后市場(chǎng)規(guī)模約有億元，但在輸送和消納上，顯然還存在一定的困難，風(fēng)電作為一種能源，要把送出去，把它消耗掉，、以及每個(gè)消費(fèi)者的責(zé)任。我們現(xiàn)在從開(kāi)始推的是購(gòu)買(mǎi)，總有會(huì)變成強(qiáng)制性的購(gòu)買(mǎi)，到那個(gè)時(shí)候每個(gè)消費(fèi)者都參與了可再生資源的消費(fèi)，發(fā)展才更加有后勁和前景。

西門(mén)子PLC的用戶裝載存儲(chǔ)區(qū)、用戶工作存儲(chǔ)區(qū)和用戶系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū) 裝載存儲(chǔ)區(qū)可能是CPU模塊中的部分RAM、內(nèi)置的E2PROM或選用的可拆卸FlashEPROM( FEPROM)卡，用于保存不包含符號(hào)地址和注釋的用戶程序和系統(tǒng)數(shù)據(jù)（組態(tài)、連接和模塊參數(shù)等）。 有的CPU有集成的裝載存儲(chǔ)器，有的可以使用微存儲(chǔ)器卡(MMC)來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展，CPU31XC的用戶程序只能裝入插入式的MMC。 斷電時(shí)數(shù)據(jù)保存在MMC存儲(chǔ)器中，因此，數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容基本上被*保留。 下載程序時(shí)，用戶程序（邏輯塊和數(shù)據(jù)塊）被下載到CPU的裝載存儲(chǔ)器，CPU把可執(zhí)行部分復(fù)制到工作存儲(chǔ)器，而符號(hào)表和注釋則保存在編程設(shè)備中。 工作存儲(chǔ)區(qū)占用CPU模塊中的部分RAM，它是集成的高速存取的RAM存儲(chǔ)器，用于存放CPU運(yùn)行時(shí)所執(zhí)行的用戶程序和數(shù)據(jù)。為了保證程序執(zhí)行的快速性和不過(guò)多地占用工作存儲(chǔ)器，在執(zhí)行時(shí)只把與程序執(zhí)行有關(guān)的塊裝人工作存儲(chǔ)區(qū)。 CPU工作存儲(chǔ)區(qū)也為程序塊的調(diào)用安排了一定數(shù)量的臨時(shí)本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)（或稱L堆棧），用來(lái)存儲(chǔ)程序塊被調(diào)用時(shí)的臨時(shí)數(shù)據(jù)，訪問(wèn)局域數(shù)據(jù)比訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)更快。用戶生成塊時(shí)，可以表明臨時(shí)變量( TEMP)，它們只在執(zhí)行該塊時(shí)有效，執(zhí)行完后就被覆蓋了。也就是說(shuō)，L堆棧中的數(shù)據(jù)在程序塊工作時(shí)有效，并一直保持，當(dāng)新的塊被調(diào)用時(shí)，L堆棧將進(jìn)行重新分配。 在FB、FC或OB運(yùn)行時(shí)設(shè)定，將塊變量聲明表中聲明的臨時(shí)變量存在臨時(shí)本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)（L堆棧）。L堆棧提供空間以傳送某些類型參數(shù)和存放梯形圖的中間結(jié)果。塊結(jié)束執(zhí)行

時(shí)，臨時(shí)本地存儲(chǔ)區(qū)再行分配，不同的CPU提供不同數(shù)量的臨時(shí)本地存儲(chǔ)區(qū)（L堆棧）。 語(yǔ)句表( STL)程序中的數(shù)據(jù)塊可以被標(biāo)識(shí)為“與執(zhí)行無(wú)關(guān)”(UNLINIKED)，它們只是存儲(chǔ)在裝載存儲(chǔ)器中。有必要時(shí)，可以用SFC 20“BLKMOV”將它們復(fù)制到工作存儲(chǔ)區(qū)。 復(fù)位CPU的存儲(chǔ)器時(shí)，RAM中的程序被清除。 系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)為不能擴(kuò)展的RAM，是CPU為用戶程序提供的存儲(chǔ)器組件，被劃分為若干個(gè)地址區(qū)域，分別用于存放不同的操作數(shù)據(jù)，如輸入過(guò)程映像、輸出過(guò)程映像、位存儲(chǔ)器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器、塊堆棧（B堆棧）、中斷堆棧（I堆棧）和診斷緩沖區(qū)等。 系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)可通過(guò)指令在相應(yīng)的地址區(qū)內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)直接進(jìn)行尋址。 (1)輸入／輸出(I/O)過(guò)程映像表 在每次掃描循環(huán)開(kāi)始時(shí)，CPU讀取數(shù)字量輸入模塊的外接輸入電路的狀態(tài)，并將它們的存放過(guò)程映像輸入表中。在掃描循環(huán)中，用戶程序計(jì)算輸出值，并將它們的存放過(guò)程映像輸出表。在掃描循環(huán)結(jié)束時(shí)，將過(guò)程映像輸出表的內(nèi)容寫(xiě)入數(shù)字量輸出模塊。 用戶程序訪問(wèn)plc的輸入(I)和輸出(O)地址區(qū)時(shí)，不是去讀／寫(xiě)數(shù)字信號(hào)模塊中的信號(hào)狀態(tài)，而是訪問(wèn)CPU中的過(guò)程映像區(qū)。

I和O均可以按位、字節(jié)、字和雙字來(lái)存取，如10.0、IBO、IWO和IDO。 與直接訪問(wèn)I/O模塊相比，訪問(wèn)過(guò)程映像表可以保證在整個(gè)程序周期內(nèi)，過(guò)程映像的狀態(tài)始終一致。在程序執(zhí)行過(guò)程中，即使接在輸入模塊的外接輸入電路的狀態(tài)發(fā)生了變化，過(guò)程映像表中的信號(hào)狀態(tài)仍然保持不變，直到下一個(gè)循環(huán)被刷新。由于過(guò)程映像保存在CPU的系統(tǒng)存儲(chǔ)器中，該問(wèn)速度比直接訪問(wèn)I/O模塊快得多。 在用戶程序中輸入過(guò)程映像的標(biāo)識(shí)符為I，是PLC接收外部輸入數(shù)字量信號(hào)的窗口。輸入端可以外接常開(kāi)觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)，也可以接多個(gè)觸點(diǎn)組成的串并聯(lián)電路。PLC將外部電路的通／斷狀態(tài)讀入并存儲(chǔ)在輸入過(guò)程映像中。外部輸入電路接通時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入過(guò)程映像為ON（1狀態(tài)）；反之為OF（0狀態(tài)）。在梯形圖中，可以多次使用輸入過(guò)程映像的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。 在用戶程序中輸出過(guò)程映像的標(biāo)識(shí)符為0，在循環(huán)周期結(jié)束時(shí)，CPU將輸出過(guò)程映像的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。如果梯形圖00.0的線圈“得電”，

繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使接在00.0對(duì)應(yīng)的輸出端子的外部負(fù)載工作。輸出模塊中的每一個(gè)硬件繼電器僅有一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)，但是在梯形圖中，每一個(gè)輸出位的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)都可以多次使用。 S7-300 CPU的過(guò)程映像區(qū)的大小是固定的，S7-400 CPU可以將過(guò)程映像劃分為*多15個(gè)區(qū)段，這意味著如果需要，可以獨(dú)立于循環(huán)來(lái)刷新過(guò)程映像表的某些區(qū)段。用STEP 7的過(guò)程映像區(qū)段中的每一個(gè)I/O地址不再屬于081過(guò)程映像I/O表。需要定義哪些I/O模塊地址屬于哪些過(guò)程映像區(qū)段。 可以在用戶程序中用SFC（系統(tǒng)功能）刷新過(guò)程映像。SFC26“UPDAT_PI”用來(lái)刷新整個(gè)或部分過(guò)程映像輸入表，SFC27“UPDAT_PO”用來(lái)刷新整個(gè)或部分過(guò)程映像輸出表。 某些CPU也可以調(diào)用OB（組織塊）由系統(tǒng)自動(dòng)地對(duì)的過(guò)程映像分區(qū)刷新。