西門子6ES7314-6CH04-0AB0

用于故障安全 SIMATIC S7 系統(tǒng)的數(shù)字量輸入

• 可用于連接：開關(guān)和 2 線制接近開關(guān)，NAMUR 傳感器和機(jī)械觸點(diǎn)以及危險(xiǎn)區(qū)域信號(hào)

• 具有安全集成功能，用于故障安全運(yùn)行

• 用于故障安全操作：集中式， 用于 S7-31xF-2 DP；分布式 ET200M： 用于 SIMATIC IM151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH

• 在標(biāo)準(zhǔn)操作中，可以像 S7-300 模塊一樣使用

西門子6ES7314-6CH04-0AB0

• 帶集成數(shù)字量輸入和輸出的緊湊型CPU

• 用于具有提高過(guò)程性能需求的小型應(yīng)用

• 帶技術(shù)功能

CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)

Area of application

CPU 312C 是一種緊湊型 CPU，用于對(duì)處理速度要求很高的小型應(yīng)用。集成數(shù)字量輸入/輸出，支持直接連接過(guò)程。

集成技術(shù)工程的其他用途包括：

• 計(jì)數(shù)

• 頻率測(cè)量

• 周期測(cè)量

• 脈寬調(diào)制

Design

CPU 312C 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間可達(dá) 100 ns。

• 擴(kuò)展存儲(chǔ)器;
  64 KB 高速工作存儲(chǔ)器（相當(dāng)于大約 21 K 的指令），用于執(zhí)行相關(guān)的程序，為用戶程序提供充分的空間；
  SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（zui大 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）存儲(chǔ)在 CPU 中。

• 靈活的擴(kuò)展能力
  多達(dá) 8 個(gè)模塊，（1排結(jié)構(gòu)）

• MPI多點(diǎn)接口
  內(nèi)置 MPI 接口可以zui多同時(shí)建立 6 個(gè)與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。通過(guò)“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊"，MPI可以用來(lái)建立zui多16個(gè)CPU組成的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。

• 內(nèi)置輸入/輸出；
  10個(gè)數(shù)字量輸入(均可用于報(bào)警處理)和6個(gè)數(shù)字量輸出，用于將過(guò)程信號(hào)連接到 CPU 312C。

Functions

• 口令保護(hù);
  用戶程序使用密碼保護(hù)，可防止非法訪問(wèn)。

• 塊加密；
  函數(shù) (FC) 和功能塊 (FB) 可以通過(guò) S7-Block Privacy，加密存儲(chǔ)于 CPU 以保護(hù)專有技術(shù)。

• 診斷緩沖;
  診斷緩沖區(qū)中可存儲(chǔ)zui后 500 條錯(cuò)誤和中斷事件，其中的 100 條事件可以*存儲(chǔ)。

• 免維護(hù)的數(shù)據(jù)后備;
  如果發(fā)生斷電，則可通過(guò) CPU 將所有保持性數(shù)據(jù)自動(dòng)寫入到 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（MMC 卡）上，且將在再次通電時(shí)保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對(duì) S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

• 概述；
  定義名稱、上位名稱和位置 ID

• 啟動(dòng)；
  定義 CPU 的啟動(dòng)特性和監(jiān)視時(shí)間

• 循環(huán)/時(shí)鐘存儲(chǔ)器；
  zui大循環(huán)時(shí)間和負(fù)載，設(shè)定時(shí)鐘存儲(chǔ)器地址。

• 記憶性；
  設(shè)置保持區(qū)

• 日時(shí)鐘中斷；
  設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期

• 周期中斷；
  周期設(shè)定

• 系統(tǒng)診斷；
  確定診斷消息的處理和范圍

• 時(shí)鐘；
  設(shè)定AS內(nèi)或MPI上的同步類型

• 防護(hù)等級(jí)；
  定義程序和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限

• 通訊；
  保留連接源

• MPI多點(diǎn)接口;
  定義站地址

• 數(shù)字量輸入/輸出
  地址設(shè)定，輸入繼電器和過(guò)程中斷

• 集成功能“計(jì)數(shù)器"
  設(shè)定地址，以及 “連續(xù)計(jì)數(shù)"“單次計(jì)數(shù)"“周期計(jì)數(shù)"“頻率測(cè)量"和“脈寬調(diào)制"模式下的參數(shù)分配

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時(shí)器或I/O出錯(cuò)以及運(yùn)行模式，如RUN、STOP、Startup。

• 測(cè)試功能；
  使用編程器，可顯示用戶執(zhí)行過(guò)程中的信號(hào)狀態(tài)，獨(dú)立于用戶程序修改過(guò)程變量，并輸出堆棧存儲(chǔ)器的內(nèi)容。

• 信息功能；
  通過(guò)編程器以文本形式為用戶提供存儲(chǔ)能力信息、CPU的運(yùn)行模式，以及主存儲(chǔ)器和裝載存儲(chǔ)器當(dāng)前的使用情況、當(dāng)前的循環(huán)時(shí)間和診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容。

集成的通訊功能

• 編程器/OP 通訊

• 全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊

• S7 基本通訊

• S7 通訊(只是服務(wù)器)

集成功能

• 計(jì)數(shù)器；
  2個(gè)通道（zui高 10 kHz），具有獨(dú)立方向的比較器，可直接連接到 24V 增量型編碼器。

• 2通道頻率測(cè)量；
  允許進(jìn)行頻率測(cè)量（高達(dá) 10 kHz），例如，測(cè)量軸速或吞吐量（每個(gè)測(cè)量周期內(nèi)的件數(shù)）。

• 周期測(cè)量
  2個(gè)通道?？蓽y(cè)量計(jì)數(shù)信號(hào)的周期時(shí)間，計(jì)數(shù)頻率zui高為 1 KHz。

• 脈寬調(diào)制；
  2個(gè)輸出可直接連接控制閥、執(zhí)行器、開關(guān)設(shè)備、加熱裝置等，例如采樣頻率為 2.5 kHz。 可設(shè)置周期長(zhǎng)度并可在運(yùn)行時(shí)修改占空比。

• 報(bào)警輸入（所有數(shù)字量輸入）；
  報(bào)警輸入可以檢測(cè)過(guò)程事件，并在zui短的時(shí)間內(nèi)觸發(fā)響應(yīng)。

S7 協(xié)議是 SIEMENS S7系列產(chǎn)品之間通訊使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，其優(yōu)點(diǎn)是通信雙方無(wú)論是在同一 MPI 總線上、同一 PROFIBUS 總線上或同一工業(yè)以太網(wǎng)中，都可通過(guò) S7 協(xié)議建立通信連接，使用相同的編程方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而與使用何種總線或網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。S7 通信按組態(tài)方式可分為單邊通信和雙邊通信，單邊通信通常應(yīng)用于以下情況：

• 通信伙伴無(wú)法組態(tài) S7 連接

• 通信伙伴不允許停機(jī)

• 不希望在通訊伙伴側(cè)增加通信組態(tài)和程序

本文檔簡(jiǎn)要介紹在STEP7 V5.5環(huán)境下，S7-300 集成PN口的CPU基于工業(yè)以太網(wǎng)的S7單邊通信的組態(tài)步驟，用于實(shí)現(xiàn)與S7-300/400/1200/1500 CPU之間的S7 通信。

S7-connection fault-tolerant即S7容錯(cuò)連接，它是西門子公司S7連接的一種，顧名思義，這種連接通過(guò)采用冗余的通訊組件，在通訊的雙方之間建立兩個(gè)以上連接，在部分網(wǎng)絡(luò)組件的故障時(shí)，通過(guò)切換到備用連接來(lái)能夠保證通訊的正常。

S7容錯(cuò)連接是S7-400H（High available高可用性）系列CPU才能支持的冗余通訊方式?？梢詫?shí)現(xiàn)基于2/4個(gè)子鏈接的冗余通訊。在一個(gè)子鏈路中斷時(shí)，其伙伴鏈路能夠保證整體通訊不被中斷。目前支持S7容錯(cuò)連接的網(wǎng)絡(luò)主要為工業(yè)以太網(wǎng)，可以在H CPU之間、H CPU與上位機(jī)PC之間實(shí)現(xiàn)通訊冗余。

根據(jù)通訊伙伴的不同，需要為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備激活MAC地址或者IP地址：

S7-400H配置：

1.PN

2.CP443-1

注意：

1.CPU PNCP443-14CP443-1

2.IP S7CPU V4.5CP443-1 EX30

上位機(jī)PC配置：

1.CP1613CP1623+HARDNET IE S7 REDCONNECT

2.+SOFINET IE S7 REDCONNECT VM PCS 7 V8.1/WINCC V7.2

注意：

1.PCS 7 OSWINCCSIMATIC NET OPC

2.PC

3.CP1623

4.S7

PCS 7中使用容錯(cuò)S7連接實(shí)現(xiàn) OS和HCPU通訊

S7容錯(cuò)連接的組態(tài)與下載

S7容錯(cuò)連接的組態(tài)在Netpro中完成。選擇通訊伙伴一方（例如S7-400H），雙擊創(chuàng)建連接即可。

該連接需要下載到通訊伙伴雙方。

1、硬件與軟件條件

表 1主要硬件列表

表 2軟件環(huán)境

2、組態(tài)配置

2.1 通過(guò)如下的步驟配置編程電腦的IP地址:

選擇電腦的“ 控制面板 > 網(wǎng)絡(luò)和共享 > 本地連接>屬性"打開 Internet Protocol Version 4(TCP/IPv4)，設(shè)置PC的 IP 地址,本例中為192.168.0.131。

圖1.設(shè)置PC地址

2.2 在STEP7 中組態(tài)315-2PN/DP CPU，雙擊X2卡槽,再點(diǎn)擊屬性按鈕以設(shè)置IP地址。(具體步驟請(qǐng)參見(jiàn)文檔:CPU硬件組態(tài)入門)

圖2.S7-300硬件組態(tài)

圖3.PN-IO屬性

2.3 設(shè)置好IP地址后（本例中為192.168.0.1），點(diǎn)擊New按鈕添加一條子網(wǎng)Ethernet（1），如果已經(jīng)存在子網(wǎng)，也可選中該子網(wǎng)直接點(diǎn)OK按鈕即可。

圖4.添加IP地址和子網(wǎng)

2.4 點(diǎn)擊快捷菜單中的Configure Network按鈕進(jìn)入Netpro視圖。

圖5.點(diǎn)擊Configure Network按鈕

2.5 在Netpro視圖的CPU上點(diǎn)右鍵選擇Insert New Connection添加新連接。

圖6.添加新連接

2.6 通訊伙伴選擇非（Unspecified），通訊類型選擇S7 connection。

圖7.選擇通信伙伴和通信類型

2.7 點(diǎn)擊OK后在彈出的屬性窗口中勾選單端組態(tài)（Establish an active connection），并填寫通信伙伴的IP地址，注意Local ID編號(hào)，本例保持默認(rèn)值1。點(diǎn)擊詳細(xì)按鈕。

圖8.S7連接屬性

2.8 在地址詳細(xì)信息對(duì)話框中填寫通信伙伴CPU的機(jī)架號(hào)和槽號(hào)，如通信伙伴是S7-300/400 CPU則槽號(hào)為2，如通信伙伴是S7-1200/1500 CPU則槽號(hào)為1。點(diǎn)擊OK。

圖9.S7地址詳細(xì)

2.9 選中CPU，先編譯再下載

圖10.編譯下載

注：如不熟悉下載方法，可參考如下鏈接：

2.10 下載完成后，可點(diǎn)擊“激活連接狀態(tài)"按鈕，查看連接狀態(tài)，如下圖所示，則表示組態(tài)的連接已經(jīng)成功建立。

圖11.連接已建立

2.11 如果出現(xiàn)如下圖所示的情況，則說(shuō)明連接沒(méi)有建立，請(qǐng)檢查網(wǎng)線的連接、IP地址等。

圖12.連接未建立

3、編寫PLC程序，調(diào)用通訊塊

3.1 組態(tài)連接建立成功后，需要調(diào)用通訊功能塊PUT和GET進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。S7-300用于通訊連接的功能塊位于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，如下圖所示：

圖13.PUT GET指令位置

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3.2調(diào)用PUT指令，本例中本地S7-300 CPU將DB10.DBB0開始的10個(gè)字節(jié)寫入通信伙伴CPU 的DB11.DBB0開始的10個(gè)字節(jié)中。

圖14.PUT指令

表 3 PUT管腳說(shuō)明

3.3調(diào)用GET指令，本例中將通信伙伴CPU的DB20.DBB0開始的10個(gè)字節(jié)讀入到本地S7-300 CPU的DB21.DBB0開始的10個(gè)字節(jié)中。

圖15.GET指令

表 4 GET管腳說(shuō)明

3.4 S7-300 CPU做S7通訊的客戶端時(shí)，伙伴CPU無(wú)需組態(tài)編程，準(zhǔn)備好相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)即可，如本例中的DB10和DB20。如果伙伴方是S7-1200（固件版本V4.0以上）或是S7-1500 CPU，需要在CPU屬性的連接機(jī)制中勾選"允許來(lái)自遠(yuǎn)程對(duì)象的PUT/GET通信訪問(wèn)"，如下圖所示：

圖16.連接機(jī)制