西门子端子模块6ES7193-4CE10-0AA0
| | 6ES7193-4CE10-0AA0 SIMATIC DP,终端模块 TM-P15C22-01 用于 ET 200S 用于 Powermodule,15mm Baubr. 弹簧拉力钳(笼卡) 2x2 端子连接 无 端子访问 auf AUX1, AUX1 实线 |
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附加关键词
调查, 总结, 概括, 综述, 综合评述, 工程效率, 性能, 全集成自动化, 自动化解决方案, 工程平台1 解决方案 1.1 项目介绍 图 1 PROF IO网络拓扑，用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交换机和ET200S, ET200Eco作为IO设备进行连接。 ......
图 1 PROF IO网络拓扑，用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交换机和ET200S, ET200Eco作为IO设备进行连接。
图 1 PROF IO网络拓扑
名称 数量 版本 订货号 CPU319-3PN/DP 1 V2.8 6ES7 318-3EL00-0AB0 SCALANCE X208 1 V4.0 6GK5 208-0BA10-2AA3 SCALANCE X201-3P IRT 1 V4.1 6GK5 201-3BH00-2BA3 IM151-3 PN 1 V6.1 6ES7 151-3BA23-0AB0 IM151-3 PN FOC 1 V4.0 6ES7 151-3BB21-0AB0 PM-E 2 6ES7 138-4CA01-0AA0 2DO HF 2 6ES7 132-4BB01-0AB0 ET200 eco PN 1 6ES7 142-6BG00-0AB0 Step7 1 V5.4+SP5
按照1.1中的硬件在Step7中进行组态。然后分配设备名，下载组态数据到CPU319中，具体设置设备名以及完成PROF通讯，请参考网站下载中心《S7-300 PROF IO 通讯快速入门》72325620
图 2 Step7的硬件组态
2 SFC51诊断
系统状态列表(SSL)用于描述可编程逻辑控制器的当前状态。SSL的内容只能通过系统功能进行读取，而不能修改。换言之，部分列表是虚拟列表，只是在有特殊请求时由CPU的操作系统所创建。
SFC 51 “RDSYSST” 系统功能用于读取 “系统状态列表” (简写为SSL)，部分列表或 CPU 的 SSL 列表摘录。对于 PROF IO，这些 SSL包含了 I/O 模块，PROF IO 主站系统或实际控制器的状态信息。当选择所用的、特别是在一个中断或启动 OB 中使用的 SSL ID 时，必须注意的是 SFC 仅能同步执行。如果执行 SFC 之后，y 位激活表明几个循环执行一次 SFC，数据还没有完全读出，因此数据是无效的。接收到的系统状态列表数据记录包括了诊断 PROF IO 设备上的信息概览。
PN通信部分列表是虚拟列表，只是在有请求时由CPU的操作系统所创建。虚拟列表来自 CPU 内部的PN IO控制器的缓冲区，缓冲区由控制器的启动和ALARM信息进行维护和刷新。
可以使用在PROF IO诊断的SSL_ID:
SSL_ID (W#16#...) 部分列表（PROF） INDEX (W#16#...) 0C91 PROF接口模块(集成的或外部的)上的模块的模块状态信息 逻辑基地址，输出模块 bit15=1 0D91 PROF中的所有模块的模块状态信息 bits 0到10: 站号,bits 11到 14: PN IO系统总线号的后两位, Bit 15: 1 0094 PROF接口模块(集成的或外部的)上站的预期状态 100-115: PN IO系统总线号 0294 读取实际的站点是否存在 同上 0694 读取实际的站点是否出错 同上 0794 读取实际的站点维护状态 同上 0C96 PROF中的所有模块的模块状态信息 逻辑基地址，输出模块 bit15=1
这里使用SFC51来读取每一个站点的实际状态，判断该站是否发生丢站故障。在PLC中添加并下载空的OB86，防止测试丢站时，发生CPU停机现象。当然也可以使用OB86来读取每一个IO设备的实际状态，但需要更多的编写程序，关于使用OB86来获取IO站点的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
在OB1中加入SFC51，关于参数设置，点击“F1”参考SFC51在线帮助。程序示例如下：
REQ :=M0.0
SZL_ID :=MW2
INDEX :=MW4
RET_VAL :=MW6
Y :=M0.1
SZL_HEADER:=DB1.SSL_HEADER
DR :=DB1.RECORD
图 3 根据变量表查看设备状态
3 SFB52诊断
SIMATIC S7 诊断数据记录提供了附加的详细信息的诊断性能。系统功能块SFB 52 “RDREC” 用于读取这些数据记录。
调用时，系统功能块对要诊断的站ID进行寻址，并以 INDEX 参数标明要读出的数据记录。这可能是中央机架或分布式组件(PROFI DP或PROF IO)中的一个模块。如果没有诊断信息，则系统功能块执行后没有输出。由于 SFB 52 “RDREC” 是一个异步执行的 SFB，即执行过程横跨几个 SFB调用，因此该块只能在循环操作中使用。不能在诊断 OB 或定时中断 OB 中使用。除了出错的精确位置外，SFB 52 诊断数据记录还包含发生错误的类型信息。为了进一步分析，可对该信息进行评估。
在MLEN中指定要读取的 多字节数。目标区域RECORD的选定长度至少应等于
MLEN字节的长度。输出参数VALID如为TRUE，则表明已将数据记录成功传送到目标区域RECORD中。此时，输出参数LEN包含所取得的数据的长度(以字节计)。输出参数ERROR用以指示是否发生数据记录传送错误。如果发生错误，则输出参数STA包含错误信息。
该功能块属于状态驱动类型，可以在OB1或者其它循环OB块中调用，用于读取诊断记录或者组态记录等数据记录。
PROF IO 设备模型说明了模块化和紧凑型现场设备的结构。 它根据 PROFI DP 的基本特性构建。子模块和 API 的定义已添加至设备模型，以增加 IO 设备的灵活性。
一个 PROF IO 设备包括一个或多个“逻辑设备”， 这些设备依次包含一个或多个 API（应用程序进程标识符），至少包含 API 0。
设备的特性通过IO设备的基于XML的GSD(General Station Description)文件来描述。可以通过PROF XML Viewer来读取GSDXML文件。
涉及到分级的概念，AP，API，SLOT，SUBSLOT。每个寻址级别都有一组可用的诊断记录和组态记录。 通过记录编号的首字母来区别各记录组的诊断级别，如下图 4 诊断级别。关于PROF IO设备模型和诊断的数据记录结构请参考 19289930
图 4 诊断级别
这里使用SFB52来读取ET200S IM151-3PN FOC站点输出模块的状态，例如断线等，参考图 5 ET200S FOC的硬件组态列表。在PLC中添加并下载空的OB82，防止测试断线故障时，发生CPU停机现象。当然也可以使用OB82来读取IO设备的模块状态信息，但需要更多的编写程序，关于使用OB82来获取IO站点的模块的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
图 5 ET200S FOC的硬件组态列表
图 6 ET200S 2DO模块的参数设置
REQ :=M0.2
ID :=MD8
INDEX :=MW12
MLEN :=MW14
VALID :=M0.3
Y :=M0.4
ERROR :=M0.5
STA:=MD18
LEN :=MW22
RECORD:=DB2.DB_RECORD
也可以更高一级的诊断级别，例如AR级，设置ID=16#00001FDF (MD8) 接口模板的诊断地址和INDEX=16#E00A (MW12) 也可以读取到相同的诊断数据记录，不过由于该级别 ，那么可以获得该站的各个模板和各个通道的详细诊断信息。
根据故障类型的编码，可以很方便的在Wi/Wi Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上设置诊断信息并进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
需要注意在Step7中调用SFB52时，不要一直触发REQ，也就是说REQ不要一直为1， 在需要的时候调用该功能块，因为一味的触发会占用PLC更多的资源和占用更多的带宽。
图 7 诊断数据记录
图 8 ChannelErrorType编码
4 SFB54诊断
SFB "RALRM" 从外围设备模块(集中结构)或从DP从站或PROF IO设备组件
接收中断及其所有相应信息。然后将此信息提供给输出参数。
带有附加详细输出参数中的信息包含被调用OB的启动信息以及中断源的信息。由于要检查外围设备中断，故只能在由CPU操作系统启动的中断OB中调用SFB 54。中断 OB 外的 SFB 54“RALARM” 调用是不推荐的，因为此时不能获取诊断状态的重要信息。
TINFO 的 WORD 20 站号.
AINFO 的 WORD 4 中断类型
WORD 12 插槽号（SLOT）
WORD 28 通道号（CHANNEL）
WORD 32 出错类型
这里使用SFB54来捕获ET200S IM151-3PN FOC站点输出模块的中断状态，例如断线等，参考图 5 ET200S FOC的硬件组态列表。在OB82中添加SFB54，用于捕获断线故障。当然也可以使用OB82来读取IO设备的模块状态信息，但需要更多的编写程序，关于使用OB82来获取IO站点的模块的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
T MD 30
CALL "RALRM" , DB54
MODE :=1
F_ID :=MD30
MLEN :=1000
NEW :=M1.0
STA:=MD36
ID :=MD40
LEN :=MW44
TINFO :="TINFO".TINFO
AINFO :="AINFO".AINFO
图 9 AINFO变量表
PROF IO, 诊断, 系统功能块, SFC51/SFB52/SFB541. 概述
图1 触摸屏通过PLC与V20变频器通讯
图2 触摸屏直接与V20变频器通讯
下面用一个实例来介绍Smart Line触摸屏与一台V20变频器通过MOD通讯的实现方法。该例子中用到的主要硬件设备如表1所示，触摸屏组态软件为Wi Flexible 2008 SP4 China。
名称 订货号 数量 说明 触摸屏 6AV6648-0BE11-3AX0 1 Smart 1000 IE 24V电源 6EP1332-1SH51 1 DC24V/4A 变频器 6SL3210-5BE17-5UV0 1 V20 变频器 0.75kW 电机 1LA9060-4KA10-Z 1 1LA9 电机 0.12kW
1）将变频器、电机、触摸屏固定在安装工位上。
2）连接变频器到电机的动力电缆和接地电缆。
3）连接供电电源到变频器的动力电缆和接地电缆。
4）连接变频器和触摸屏的RS485通讯电缆。触摸屏RS485的9针接口与 V20端子对应关系：3对应P+，8对应N-。
5）连接24V直流电源的交流进线电缆和到触摸屏的直流供电电缆。
V20变频器要采用MOD通讯，可以做如下设置：
1）变频器恢复出厂参数：
P0010=30
P0970=21
2）变频器快速调试，选011-MOD通讯连接宏：
a)设置电网频率和功率单位
b)输入电机铭牌参数
c)选择连接011-MOD通讯
d)选择应用宏AP000
参数 描述 工厂缺省值 011默认值 备注 P0700[0] 选择命令源 1 5 RS485为命令源 P1000[0] 选择速度给定 1 5 RS485为速度设定值 P2023[0] RS485协议选择 1 2 MOD RTU协议 P2010[0] S/MOD波特率 8 6 波特率为9600bps P2021[0] MOD地址 1 1 变频器MOD地址为1 P2022[0] MOD应答超时时间 1000 1000 向主站发回应答的 大时间 P2014[0] S/MOD报文间断时间 2000 100 监控报文间断时间
P2014[0]=0 不监控报文间隔时间，否则可能会报F72故障
P2021[0]=3 MOD设备地址为3（与触摸屏组态软件中设置的从站地址一致）
在Wi Flexible 2008 SP4 China软件中组态Smart 1000 IE触摸屏。详细步骤如下：
1）创建项目。
创建一个空项目，如图3所示。
图3 创建空项目
图4 选择Smart 1000 IE触摸屏
在连接画面中新建一个连接，相关参数设置如下：
通讯驱动程序：Modicon MOD
类型：RS485
波特率：9600
奇偶校验：偶
数据位：8
停止位：1
组帧：RTU Standard
CPU类型：984
从站地址：3
连接设置如图5所示。
图5 连接设置
添加与变频器监控相关的10个变量，如表3所示。
变量名 MOD寄存器地址 说明 CtrlWord1 40100 控制字1 SetPoint 40101 速度设定值 StsWord1 40110 状态字1 Feedback 40111 速度实际值 ActFreq 40342 频率实际值 OutpVoltage 40343 输出电压 DCVol 40344 直流电压 OutpCurrent 40345 输出电流 OutpTorque 40346 输出转矩 OutpPower 40347 输出功率
图6 添加变量
图7 速度设定值变量线性转换
图8 速度设定值变量限制值
图9 速度反馈值变量线性转换
项目生成时已经有一个模板和一个画面，此例仅用到一个画面。修改画面的名字为V20_Monitor，如图10所示。
图10 编辑之前的画面V20_Monitor
模板中的对象在选择使用模板的画面中会显示出来，此处把西门子的LOGO和退出Runtime的按钮放置在模板中，如图11所示。
图11 编辑模板
图12 退出运行画面按钮事件设置
在V20_Monitor画面中放置IO域、文本域、按钮、棒图、圆形等对象。在文本域中输入相应的文本，设置字号、颜色等，将相关对象分类排列整齐，完成后的V20_Monitor画面如图13所示。
图13编辑完成的画面V20_Monitor
图14 控制字1对应IO域常规设置
图15 实际转速对应IO域常规设置
图16 输出电流对应IO域常规设置
图17 编辑完成的棒图外观
图18 棒图常规属性设置
图19 棒图外观属性设置
图20 棒图刻度属性设置
图21 运行指示及其外观动画设置
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