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上海君俞自動化科技有限公司
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S7-300/400與SINAMICS S120 之間通過DP總線可進行周期性及非周期性數據通訊。使用標準S7功能塊SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通過PROFIBUS周期性通訊方式可將控制字1(CTW1)和主設定值(NSETP_B)發送至驅動器；使用標準S7功能塊SFC58 / SFC59，可以實現非周期性數據交換，讀取或寫入驅動器的參數。
二、S7-300/400與S120裝置的連接
三、驅動器站地址設置
1. 驅動裝置的PROFIBUS通訊地址設置有兩種方法：
(1) 通過CU控制單元上的撥碼開關實現地址設置，有效地址值為：1…126,本例中地址設置見下圖。
注意：通過撥碼開關改變地址時應斷掉變頻器電源
(2) 在撥碼開關全部撥到OFF或ON狀態時可以利用參數P918設置地址,否則
P918參數中設置的地址是無效的。
驅動裝置的PROFIBUS 通訊波特率默認為：1.5Mbps
2. 在S7-300/400的硬件組態中設定的驅動裝置站地址應與驅動裝置的站地址一致。
圖.1
四、通訊報文設置
對于不同的驅動裝置只有特定的報文結構能被選用，詳細描述請參考：SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1為常用報文。
表1.
報文格式999為用戶自定義報文，當用戶選擇此報文格式時，電機的起、停控制位等需自己做關聯。此時必須將PLC控制請求置1（P854=1）。
注意：用戶可在S7-300/400硬件配置時根據需要配置報文結構，配置結束后進行
編譯保存；之后打開Starter，核對報文結構是否一致，若不一致需在Starter
中打開“configuration”做調整后點擊“Transfer to HW config”按鈕。
圖.2
DC/AC 驅動裝置報文設定
圖.3
五、用DP總線對電機起、停及速度控制
S7-300/400PLC通過PROFIBUS周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設定值(NSETP_B)發送至驅動器。
(1) 控制字中Bit0做電機的起、停控制。
(2) 主設定值為速度設定值，頻率設定值和實際值要經過標準化，使得4000H(十六進制)對應于100%，發送的最高頻率(最大值)為7FFFH(200%)。可以在P2000中修改參考頻率(缺省值為50Hz)。
(3) 組態的報文結構 PZD=2或自由報文999時，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令進行數據傳送；當組態的報文結構 PZD〉2，在S7-300/400中需調用SFC14和SFC15系統功能塊。
? SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus 從站的過程數據
? SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數據寫入Profibus 從站
例子：SERVO_02 ”控制字、主設定值的發送及狀態字、實際頻率的讀取程序
(1) 控制驅動器運行：
通過先發送控制字(STW1)047E然后發送047F來啟動驅動器，該數據控制字在DB10.DBW8(見圖4)中指定，主設定值在DB10.DBD10中設定，運行信號為M1.0。這些值均通過變量表VAT_2設定及監控。控制程序見圖3。
（2）停止驅動器：
應發送控制字047E至驅動器。
（3）讀取驅動器狀態字及頻率實際值：
PLC接收狀態字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驅動器傳來的頻率實際值，存放在DB10.DBD2中。
圖3. 控制程序
圖4. DB10
六、驅動器參數的讀取及寫入
1.擴展PROFIBUS DP功能(DPV1)
非周期性數據傳送模式允許：
? 交換大量的用戶數據（最多240 bytes)
? 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以實現非周期性數據交換。傳輸數
據塊的內容應遵照 PROFIdrive參數通道(DPV1)數據集DS47（非周期參
數通道結構）。
2. 參數請求及參數應答的結構
參數請求包括三部分：請求標題、參數地址及參數值。
表2.參數請求格式
表3.參數應答格式
表4.參數請求及應答描述
表5.在DPV1參數應答中的錯誤值描述
3. S7-300/400PLC通過PROFIBUS非周期性通訊方式讀取驅動器參數。
請注意：PLC讀取驅動器參數時必須使用兩個功能塊SFC58 / SFC59 (程序參見圖5)
舉例如下：
(1) 使用標志位M10.0及功能SFC58塊將寫請求(數據集RECORD DB1) (圖6)發送至驅動器。
將M10.0設定為數值1啟動寫請求，當寫請求完成后必須將該請求置0，結束該請求。MW108 (RET_VAL)顯示錯誤代碼，用于表示功能處理時發生的錯誤。有關錯誤的描述參見“系統功能/功能塊幫助”。
(2) 之后，使用標志位M10.1及功能SFC59塊將讀請求發送至驅動器，驅動器返回參數值響應(響應塊DB2) (參見圖7) 。
將M10.1設定為數值1啟動讀請求，當讀請求完成后必須將該請求置0，結束該請求。MW110 (RET_VAL) 顯示包括錯誤代碼。
用于表示功能處理時發生的錯誤。有關錯誤的描述參見“系統功能/功能塊幫助”。
圖5. 讀取驅動器參數程序
圖6. “寫”請求數據塊DB1
圖7. 驅動器返回參數值數據塊DB2
4. S7-300/400PLC通過PROFIBUS非周期性通訊方式寫入驅動器參數P1217。
舉例如下：
PLC寫參數時只需使用SFC58，在本項目的Network 3中發送寫請求DB1 (參見圖9) 到驅動器； PLC讀“寫參數”響應時需使用SFC59，在本項目中讀取驅動器返回的參數值數據塊為DB2 (參見圖10) 。程序參見圖8。
(1) 將M10.0設定為數值1啟動寫請求，當寫請求完成后必須將該請求置0，結束該請求。MW108 (RET_VAL)顯示錯誤代碼，用于表示功能處理時發生的錯誤。有關所有錯誤的描述參見“系統功能/功能塊幫助”。
(2) 將M10.1設定為數值1啟動讀請求，當讀請求完成后必須將該請求置0，結束該請求。MW110 (RET_VAL) 顯示包括錯誤代碼。
用于表示功能處理時發生的錯誤。有關錯誤的描述參見“系統功能/功能塊幫助”。
圖8. 寫入驅動器參數程序
圖9. 寫請求DB1
圖10. 驅動器返回的數據塊DB2
SIMATIC S7-400 系列的工業以太網 CP 模塊在硬件接口和通信功能(包含數量框架)等方面有所不同。
下表列出了它們之間的區別：
15368142_IE_CP_S7400_e.pdf (13,0 KB)
有移植文檔描述了關于使用 CP443-1 (6GK7 443-1EX30-0XE0) 或 CP443-1 Advanced (6GK7 443-1GX30-0XE0) 替換早期模塊需要注意的事項，參考ID: 34894744.
描述標準區別:
ISO 傳輸協議:
ISO 傳輸連接用于在 S7 站之間的數據交換和與 PC 站、S5 站及第三方系統之間的通訊。
ISO 傳輸連接屬性：
- 站間的通信基于 MAC 地址。
- 用數據塊進行數據傳輸適合于最大到 8 K 字節的數據量。
- 數據的傳輸可以通過"SEND/RECEIVE"和"FETCH/WRITE" 功能實現。
- 通信伙伴通過 ISO 參考模型第4層上的確認消息來確認數據的接收。
- 數據傳輸不能通過路由器 (協議沒有路由能力，因為協議是基于 MAC 地址而不是 IP 地址)。
ISO-on-TCP 協議:
ISO-on-TCP 連接用于 S7 站之間的數據交換和 與PC 站、S5 站及第三方系統之間的通訊。
ISO-on-TCP 連接屬性：
- 站間的通信基于 IP 地址。
- 用數據塊進行數據傳輸適合于最大到 8 K 字節的數據量。
- 數據傳輸可以通過 "SEND/RECEIVE"和"FETCH/WRITE" 功能實現。
- 通信伙伴通過 ISO 參考模型第4層上的確認消息來確認數據的接收。
- 數據傳輸可以通過路由器 (協議具有路由能力)。
- 符合帶RFC1006 擴展的 TCP/IP 標準，它基于 ISO 參考模型的第4層，更多關于 RFC1006 協議擴展的信息請參考 ID:15048962 。
TCP 協議:
站間的數據交換(包括第三方站)通過 TCP 連接組態實現。
TCP 連接屬性：
- 符合 TCP/IP 標準
- 用數據塊進行數據傳輸適合最大到 8 K 字節的數據量。
- 數據的傳輸可以通過 "SEND/RECEIVE" 和 "FETCH/WRITE" 功能實現。
- 可以在 PC上使用操作系統已有的 TCP/IP 連接。
- 數據傳輸可以通過路由器 (協議具有路由能力)。
UDP 協議:
兩站間的數據交換通過 UDP 連接組態實現。
UDP 連接屬性：
- UDP 協議
- 兩個節點間相關數據塊的非可靠傳輸(一個 2048 字節的數據塊被分割成兩個包 (最大傳輸協議數據單元容量= 1496))
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支持組播
通過組播配置，可以使得組內各站共同接收和發送報文。 - 通過"SEND/RECEIVE" 服務進行數據傳輸。
- 數據傳輸可以通過路由器 (協議具有路由能力)。
S7 通信:
S7 站間與PC 站的數據交換通過組態 S7 連接實現。
S7 連接屬性：
- 在所有 S7/ M7 設備中都可連接。
- 可用于所有的子網(MPI，PROFIBUS，工業以太網)。
- 通過工業以太網的 S7 通信是基于 ISO 傳輸協議和 ISO-on-TCP 協議。
- SIMATIC S7/M7-300/400 站間可靠的數據傳輸(使用“BSEND/BRCV”或者“PUT/GET”系統功能塊)。
- 快速、不可靠數據傳輸取決于通信伙伴的與時間相關的數據處理(使用“USEND/URECV”系統功能塊)。
- 通過系統功能塊 "BSEND/BRCV" 和"PUT/GET"進行可靠傳輸的情況下，通信伙伴的數據傳輸在ISO參考模型的第七層被確認。
- 通過系統功能塊“USEND/URCV”進行高速、不可靠傳輸的情況下，數據傳輸是不被確認的。
IT 通信:
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E-mail 功能:
S7 站可以發送事件觸發 E-mail 。通常，e-mail 由發送方,接收方,對象和文本信息組成。二進制數據可以添加到文本信息的末端。 就定義的所有字段總的來說，一封 e-mail 的最大數據長度為8192字節。 -
HTTP / HTTPS:
CP 自帶 web 服務器。此外，還可利用 applets 或 Java beans 在 HTML 頁上 提供和顯示 S7 變量。JAVA 語言開發的應用程序通過遵循 HTTP 協議的 Java beans 就可以訪問 S7 變量。
使用CP443-1GX30 時，安全協議HTTPS可以被使能。 -
FTP 功能 (作為服務器和客戶端)/ FTPS:
FTP 服務器功能用于保存數據(HTML 頁，圖像文件，...)到 CP 的文件系統。經由一個文件，數值可以直接從數據塊中讀出，或者直接寫入數據塊。
作為 FTP 客戶端，IE CP建立與 FTP 服務器端的連接以便從 FTP 服務器保存或讀取文件數據。
使用CP443-1GX30 時，安全協議FTPS可以被使能。 -
Web 診斷
各種信息，例如診斷緩沖區和連接統計都可以通過 CP 的 HTTP / HTTPS讀出。
IP 訪問保護 (IP-ACL):
IP 訪問保護功能允許用戶限制本地 S7 站的 CP 與指定 IP 地址的通信方進行通信。
IP 配置:
用戶可以組態分配 CP 的 IP地址、子網掩碼及網關地址的路徑和過程。此外，通信連接的配置既可以通過STEP7 也可以在用戶程序中通過功能塊 （FB55: IP_CONFIG）。
注意: 不適用于 S7 連接。
PG/OP 通信:
通過進行工業以太網，用STEP7 對S7站點組態和編程。編程設備連接到以太網。
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S7 路由
從 STEP 7 V5.0 SP3 HF3 開始 PG/PC 在線訪問標準站可以通過或超越子網的限制，例如可以實現裝載用戶程序或者配置硬件或者執行測試和診斷功能。PG 可以在網絡中的任何一點接入，在線訪問通過網關的任何站點。當項目被編譯時， 路由數據由 S7 項目的網絡配置自動產生并保存在系統數據塊 SDB999。必須將所有位于起始站和目標站之間的站點配置在一個 STEP 7 項目中。
SNMP （簡單網絡管理協議）
SNMP 代理:
CP 支持 SNMP 版本 1 的數據查詢功能。這里，根據標準MIB II, LLDP MIB, 自動化系統 MIB 和 MRP 監控 MIB，它提供了特定MIB對象的內容。
當安全被使能時，CP443-1GX30 支持SNMPv3，可用于網絡分析信息的安全傳輸。
PROFINET:
PROFINET 是 PROFIBUS 用戶組織 (PNO) 使用的一種標準，它定義了 不同廠商的產品相互的通信和工程模型。
1. PROFINET IO
一個 PROFINET IO 系統具有下列設備的分布式配置：
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PROFINET IO 控制器:
PROFINET IO 控制器是一個控制系統 (PLC, PC) 可以控制自動化任務。 -
PROFINET IO 設備
PROFINET IO 設備是現場設備，受 PROFINET IO 控制器的監視和控制。PROFINET IO 設備 可以包含有多種模塊和子模塊 (例如 ET200S)。 -
I device
在一個 PROFINET 接口，一個 I device 除了作為一個 IO 設備外還可以作為一個 IO 控制器通過組態。
一個 I device 也可以作為一個共享設備。
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Shared device:
一個共享設備是一個把它的數據分配到多個 IO 控制器可用的 IO 設備。
2. PROFINET CBA:
PROFINET CBA 系統由各種不同的自動化組件組成。一個組件包含所有的機械，電子和 IT 變量。組件可以使用標準程序設計工具生成。 PROFINET 組件描述 (PCD) 文件由 XML 格式創建。規劃工具載入組件描述并許可建立單獨組件間的本地連接以創建整個項目。
適用于 S7 H 系統:
模塊可以作為通信伙伴在容錯系統 (H 系統) 中使用。模塊建立 S7 冗余的連接。這些連接帶有更嚴格的時間監控機制。如果通信出現問題，數據交換將自動切換到并行的連接上。
時鐘同步:
通過工業以太網進行時鐘同步可以按下列的過程配置：
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SIMATIC 方式:
CP 接收 MMS 時鐘報文并同步本地時鐘。用戶可以選擇模塊是否轉發時鐘信號，此外，也可以選擇轉發方向。 -
NTP 方式 (NTP: Network Time Protocol，網絡時鐘協議)
CP 會每隔一定間隔請求 NTP 服務器的時鐘信號并同步本地時鐘。
此外，時鐘信號將自動轉發到 S7 站點的CPU模塊，進而同步整個 S7 站點的時鐘信號。
當使能安全時，CP443-1GX30 支持用于安全時鐘同步和時鐘傳輸的NTP協議（安全）
對生產設備的遠程診斷和遠程維護已經成為當前自動化技術中一部分。尤其對于那些錯誤容易診斷且容易排除的情況，派一個服務工程師到現場解決，既增加工程師的工作負荷。又花費時間，而且相應的費用也增加。為了縮短故障的診斷與恢復時間，提高有經驗的高級工程師工作效率，那么遠程診斷與編程就是必備的部分。通過下面的方法，可以在移動的情況下對PLC站進行編程與調試。
1．系統結構
圖1:系統結構
2．硬件需求
1）PC/PG 編程器
2） 3G Modem(沃3G、天翼3G、移動3G都可以。通過USB接口連接到編程器)
3) Linksys 路由器
4) ADSL寬帶Modem
5）CPU317-2PN/DP （6ES7 317-2EJ10-0AB0）
3．軟件需求
1) 編程軟件 Step7 V5.4
4．組態
我們通過下述的實際操作來介紹如何遠程診斷與調試S7-300/400。
要對PLC進行遠程診斷與調試，在PLC端的ADSL路由器必須上網獲得公網固定IP地址。
在編程器安裝3G上網卡的撥號上網軟件（本例以天翼3G上網卡為例介紹），天翼3G上網卡的驅動撥號軟件安裝后如下圖（在安裝撥號軟件的同時安裝了USB網卡的驅動程序）
圖2:安裝3G上網卡
4.1 在本地組態CPU317-2PN/DP
在圖2的桌面上雙擊SIMATIC Manager圖標，打開SIMATIC Manager后新建項目，項目名為Remote_program。創建項目后，在該項目中插入一個S7-300的站，然后在此站中插入S7-300的機架及CPU。插入后如下圖
圖3:S7-300站的硬件配置
上面的硬件組態后設置PLC以太網接口的IP地址，因為路由器的IP地址為192.168.101.254，而PLC為路由器上內網的一臺設備，所以其IP地址可以為192.168.101.1到192.168.101.253中的一個，這里設置為192.168.101.25；子網掩碼為255.255.255.0；網關為：192.168.101.254（網關地址為路由器的IP地址，在此必須設置網關地址）。通過遠程的編程器對PLC編程，需要路由器的處理，所以網關的地址必須設置。下圖為PLC的以太網接口參數的設置：
