西门子PLC有源导轨

SIMATIC S7-300, 逻辑输入 SM 331, 光隔离, 8AI, 分辨率 9/12/14 位, U/I/热电偶/电阻 干扰, 诊断; 1X20针 移除/插入 W. 背板总线
 

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上海非俗自动化科技有限公司

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SIEMENS西门子上海非俗自动化科技有限公司

一.SIEMENS   PLC控制系统关于热插拔功能的定义：
    1．带电插拔模块时，确保不造成模块的硬件损坏；
    2．带电插拔模块时，CPU不停机，并产生报警；
    3．带电插拔模块时，该模块I/O通道的数值保持不变，而其他模块的运行不受影响；
    4．带电插拔模块时，CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程序块，得到模块拔出或插入的事件信息，在用户程序或中断组织块OB**中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理；
二.SIEMENS的PLC控制系统中：
   1. S7-200系列PLC不支持热插拔功能；
   2. S7-300 CPU直接带I/O模块的方式不支持热插拔；
   3. S7-300作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS，支持热插拔功能；（ET200M作从站时需要使用有源总线底板，如下说明）
   注：采用S7-300作为主站的软冗余系统无法实现热插拔全部功能，不具备以上所列第3，4条目中的功能。当您将ET200M从站上的模块拔出时，CPU 不停机，主CPU、备用CPU上的SF灯亮，BUSF灯闪烁，ET200M从站上的2块IM153-2模块的SF灯亮，BF灯闪烁，该ET200M从站上所有模块的I/O值被清0，S7-300主站失去对该ET200M从站的控制能力。当您再次将模块插入到ET200M站上时，系统从主CPU切换到备用 CPU，SF、BUSF、BF灯熄灭，软冗余系统重新回到正常运行状态。
   若要在软冗余系统中实现热插拔的4项功能，必须使用S7-400作为软冗余系统的主站。
   4. S7-400作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS，支持热插拔功能；（ET200M作从站时需要使用有源总线底板，如下说明）
   5.S7-400 CPU直接带I/O模块的方式支持热插拔。
    S7-400系统由于很好的电磁兼容性和抗冲击、耐震动性能，因而能zui大限度的满足各种工业标准，模板能够带电插、拔，当S7-400机架上插入或取出模板时，都会在CPU中产生一个中断信息，供客户在用户程序中对模板更换的动作进行相应的处理。
三. ET200M的有源总线底板配置与说明：
    ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUS DP分布式从站，一个ET200M从站一般由导轨（S7-300系列通用导轨）、IM153接口模块、若干块S7-300系列的模块（PS电源模块、I/O模块、CP通讯模块、FM功能模块）组成：

    这样的ET200M从站是不支持热插拔功能的。为了实现ET200M从站的热插拔功能，我们需要对ET200M的硬件配置进行一些调整，通用导轨更换成带有有源总线模板的导轨，下图向您展示了1个有源总线导轨和5个有源总线模板组装后的情形：
 

下图比对了有源总线导轨与S7-300通用导轨的区别
 

下图展示有源总线导轨、有源总线模板和2个IM153-2接口模块组装后的情形：
 

"Module change during operation" (or "Insert/Remove module") 功能使得你能够在系统下运行过程中，在ET200M站上带电拔出或插入模板，即热插拔功能。
硬件要求:
     使用普通的S7-300导轨和U型总线连接器是不能实现热插拔功能的，您必须购买有源总线底板，才能实现该功能。另外，您在配置时，必须使用MLFB 6ES7 153-1AA02-0XB0版本以上的接口模块，因为它支持DP协议的DPV1版本，而MLFB IM153-1AA00-0XB0模块是不支持该功能的。目前您能够购买到的IM153接口模块都支持热插拔，只有2-3年以前的IM153接口模块不支持热插拔。
注意:
    如果想知道你的模块是否支持热插拔功能，你可以在STEP7的HW Config硬件组态窗口中的产品目录里选择对应模块，阅读窗口右下角对该模块功能的描述.
软件要求：必须在STEP7 5.1版本以上进行配置；
     如果您采用S7-400 CPU或S7-400 CP作为DP主站，那么您可以直接在IM153的属性窗口的"Operating Parameters"标签页里配置热插拔功能。 如下图所示：
 

关于ET200M站 target=_self>

关于ET200M站"Module change during operation"（运行中更换模块）功能实现的说明： 
 

STEP1：在STEP7的硬件组态窗口的PROFIBUS DP目录中选择相应IM153模块，可以看出该模块支持“module exchange in opration”（热插拔）；
STEP2：将IM153模块拖到PROFIBUS总线上；
STEP3：选择I/O模块，插入到ET200M站的各个槽位中；
STEP4：双击ET200M站，打开属性窗口，选中“Replace modules during operation“(热插拔)选项；
STEP5：属性窗口中提供了ET200M站热插拔功能所需的有源总线导轨的订货号；
STEP6：属性窗口中提供了该型号IM153，插入的I/O模块对应使用的有源总线底板的订货号；
除了以上的硬件组态之外，还要向S7-400中下载OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等组织块。当ET200M从站上进行模块的热插拔时，中断组织块OB83 ，OB85，OB122被调用。
    如果你采用S7-300 CPU 或 CP 342-5作为DP主站，那么您只能够通过安装GSD文件的方式将IM153模块组态成DP从站，并双击IM153，打开它的属性窗口，进行设置。否则您在STEP7的硬件组态窗口中直接将PROFIBUS DP目录ET200M文件夹下IM153模块挂在PROFIBUS总线上，如下图：
 

     从上图可以看出，当你从右侧的PROFIBUS DP树型目录中将IM153-2模块拖到PROFIBUS总线上后，双击点开IM153的属性，“Repalce modules during operation”(热插拔功能)选项为灰色，所以在这种方式下，无法实现热插拔的全部功能，只能实现第1、2两条，不能实现第3、4条功能。
 

添加IM153-2模块到PROFIBUS总线上，设置热插拔选项
 

设置IM153-1模块的热插拔功能选项
除了以上的硬件配置之外，还要向S7-300的CPU中下载OB82、OB86、OB121、OB122等组织块,才能保证当您在ET200M站上进行模块热插拔时，S7-300的CPU保持运行，而ET200M站上其他模块的工作不受影响。同时，当您进行ET200M站上模块的拔出或插入，系统都会调用 OB82、OB86，您可以获取OB86和OB82中的参数返回值，得知什么时间是哪一个主站下的哪一个从站上的模块被插拔, 您可以根据系统控制逻辑的需要，在组织块OB82，OB86中编写用户程序，调整I、O的数值，确保进行模块热插拔时，生产机构处于安全运行状态。
您可以在S7-300的用户程序中循环调用SFC13（DP总线诊断功能块），不断获取DP网络的诊断信息，当ET200M从站上进行模块的热插拔时，可以从SFC13的返回数据（在DB块中）获取插拔模块的信息，在用户程序中对返回的诊断信息进行判断、评估后，进行相应的逻辑控制和I/O处理，使生产机构处于安全运行状态；
如果您在ET200M站中使用了参数化的模块（如FM354，CP340等非输入输出的模块），在DP主站通电初始化过程中会对这些模板进行参数化和配置。当您带电拔掉可参数化的模块，再插入后，模块原有的参数就会丢失。除非重新启动DP主站，在主站进行初始化过程中，对这些模块在进行一次参数化和配置，否则这类模块在被拔掉，再插入后，只能够以它的默认参数运行。

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FB块接口类型大不同

   对于工控新人来说，使用STEP7编程时，首先需了解OB/FC/FB/DB等块的功能和作用，待掌握这些块后再进行编程就“轻而易举”了。
    在上经常遇到用户咨询FB的接口变量类型IN_OUT、STAT、TEMP在使用上有何区别，以下通过一个简单的例子进行说明。运用FB块编程计算公式：(A+B) * C = D，在程序中需要通过一个中间变量（例如其变量名定义为“TEMP_value”）传递“A”和“B”相加的结果，然后再乘以“C”得到zui终结果“D”；将中间变量“TEMP_value”分别定义为IN_OUT、STAT或TEMP类型后做如下测试。
    首先创建FB1，在IN接口类型中新建A、B、C 三个变量，数据类型INT；在OUT接口类型中新建D 变量，数据类型INT；在OB1中调用FB1，并生成对应的背景DB块DB1。
    情形一，将中间变量“TEMP_value”定义为IN_OUT类型时，接口定义及程序如图1：

                                           图1  中间变量“TEMP_value”定义为IN_OUT类型

    下载到CPU中执行程序监控，在调用FB1的接口参数处和背景DB块中都可以监控到变量“A”和“B”相加的中间结果“TEMP_value”，如图2所示。

                                     图2  中间变量“TEMP_value”定义为IN_OUT时的在线数据

    情形二，将中间变量“TEMP_value”定义为STAT类型时，接口定义及程序如图3：

                                           图3  中间变量“TEMP_value”定义为STAT类型

    下载到CPU中执行程序监控，仅能在其背景DB块中监控到变量“A”和“B”相加的中间结果“TEMP_value”的值，而在调用FB1的接口参数处无该中间变量，如图4所示。

                                   图4  中间变量“TEMP_value”定义为STAT时的在线数据

    情形三，将中间变量“TEMP_value”定义为TEMP类型时，接口定义及程序如图5：

                                           图5  中间变量“TEMP_value”定义为TEMP类型

    下载到CPU中执行程序监控，既不能在其背景DB块中监控到变量“A”和“B”相加的中间结果“TEMP_value”的值，也不能在调用FB1的接口参数处看到该中间变量，如图6所示。
 
                                      图6  中间变量“TEMP_value”定义为TEMP时的在线数据

    对于同一个中间变量，在FB中定义为不同的参数类型时，其接口参数和对应的背景数据块的显示都不尽相同。所以在不同的需求下可自行定义中间变量的类型，以满足不同的需求。西门子创新工业之道是“知其道，用其妙”，编程也不例外，知“FB接口类型”之道，用其妙。

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CP 343-1 Lean：也可将小应用程序与工业以太网相连接

节省编程设备和 HMI 操作与监控设备以及 S7 控制器之间的通讯连接成本。

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CP 343-1： 久经考验的坚固而安全的标准型

性能强大且安全坚固的通讯处理器，通过工业以太网连接 S7-300，同时作为 PN IO 控制器用于连接 PROFINET。

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CP 343-1 Advanced：从 PROFINET 到 IT 通讯

此外，对于CP 343-1 功能，CP 343-1 Advanced 通过 和可自行建立的网页提供理想的维护和质量保证支持。 诸如 FTP 的互联网功能甚至能够连接于 PC 的不同系统。 由此，S7-300 的这种 CP 形成了现场层面和引导层面之间的桥。

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CP 343-1 ERPC： 连接 SIMATIC S7-300 控制器和 ERP/MES 系统

结合可加载的固件扩展装置，该通讯处理器通过工业以太网有效访问涉及所有企业层的数据库，无需编程控制器。

订货号：

6ES7 331-7KF02-0AB0 模拟量输入模块(8路，多种信号)
6ES7 331-7KB02-0AB0 模拟量输入模块(2路，多种信号)
6ES7 331-7NF00-0AB0 模拟量输入模块(8路，15位精度)
6ES7 331-7NF10-0AB0 模拟量输入模块(8路，15位精度)4通道模式
6ES7 331-7HF01-0AB0 模拟量输入模块(8路，14位精度，快速)
6ES7 331-1KF01-0AB0 模拟量输入模块(8路, 13位精度)

描述

信号模块是 SIMATIC S7-300 进行过程操作的接口。S7-300 模块范围的多面性允许模块化自定义，以满足zui多变的任务。

S7-300 支持多面性技术任务，并提供详尽的通讯选项。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 设计中还有各种针对技术和通讯的特殊模块。

西门子6ES7331-7KF02-0AB0