四川西門子S7-1200PLC模塊代理（歡迎您）

西門子S7-300/400 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)

    隨著生產(chǎn)的發(fā)展，控制系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，計算機(jī)控制得到了迅速的推廣和普及；相當(dāng)多的企業(yè)開始大量使用各種各樣的可編程控制設(shè)備，例如，工業(yè)控制計算機(jī)、PLC、變頻器、機(jī)器人、HMI（人機(jī)界面）等。當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備和系統(tǒng)在較大的范圍內(nèi)分布時，依靠單臺PLC來完成所有任務(wù)不僅不可能，也不合理，這就要求PLC具有分散控制的功能，PLC間能實(shí)現(xiàn)相互的連鎖和通信。另外，面向更高一級的系統(tǒng)和工廠自動化，面向更高級的控制技術(shù)，面向系統(tǒng)信息的集成，由PLC組成的多級分布式網(wǎng)絡(luò)，已成為CIMS系統(tǒng)*的組成部分。人們對PLC的聯(lián)網(wǎng)功能提出更高的要求，也促進(jìn)了PLC聯(lián)網(wǎng)能力的發(fā)展，通信功能已成為PLC基本性能之一。

    現(xiàn)場總線是自動化工廠的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，是連接一系列基于某種現(xiàn)場總線的嵌入式設(shè)備的開放系統(tǒng)，它能將不同廠家生產(chǎn)的可編程設(shè)備連接在單層或多層網(wǎng)絡(luò)上，相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中管理，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化、雙向、多變量控制。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，PLC的通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也將向高速、多層次、大信息吞吐量、高可靠性和現(xiàn)場總線技術(shù)的方向發(fā)展。

    PLC網(wǎng)絡(luò)通信就是將數(shù)據(jù)信息通過適當(dāng)?shù)膫魉途€路從一臺PLC傳送到另一臺PLC，或在PLC與計算機(jī)（或智能數(shù)字設(shè)備）之間交換信息。按照層次可以把連接的對象分成4類：

    ①計算機(jī)與PLC之間的連接（上位鏈接）；

    ②PLC與PLC之間的連接（同位鏈接）；

    ③PLC主機(jī)與它們的遠(yuǎn)程模塊之間的連接（下位鏈接）；

    ④PLC與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的連接（網(wǎng)絡(luò)連接）。

1．仿真PLC*的功能

    ①在S7-PLCSIM中可人為地觸發(fā)中斷。主要包括OB40～OB47（硬件中斷），OB70 (110冗余錯誤)，OB72（CPU冗余錯誤），0873（通信冗余錯誤），OB82（診斷中斷）及OB83（插入／移除模塊）等，但不支持功能模塊FMS。

    ②可以選擇讓定時器自動運(yùn)行或者人為地進(jìn)行置位／復(fù)位?？梢葬槍Ω鱾€定時器單獨(dú)復(fù)位，也可以同時復(fù)位所有定時器。

    ③可以把仿真CPU當(dāng)做真實(shí)的CPU那樣改變它的運(yùn)行模式（STOP/RUN/RUN-P）。此外S7-PLCSIM提供“暫停”功能，允許暫時把CPU掛起而不影響程序的狀態(tài)輸出。

    ④可以記錄一系列事件（復(fù)制l/O存儲區(qū)，位存儲區(qū)，定時器，計數(shù)器），并能重放記

錄，實(shí)現(xiàn)程序測試的自動化。

    ⑤可以選擇單次掃描或連續(xù)掃描。

    2．仿真PLC與實(shí)際PLC的區(qū)別

    ①PLCSIM不支持寫到診斷緩沖區(qū)的錯誤報文，例如，不能對電池失電和EEPROM故障進(jìn)行仿真，但是可以對大多數(shù)I/O錯誤和程序錯誤進(jìn)行仿真。

    ②不支持功能模塊和點(diǎn)對點(diǎn)通信。

    ③S7-300大多數(shù)CPU的I/O是自動組態(tài)的，模塊出入物理控制器后被CPU自動識別。仿真PLC沒有這種自動識別功能。如果將自動識別I/O的S7-300CPU的程序下載到仿真PLC，系統(tǒng)數(shù)據(jù)沒有包括I/O組態(tài)。因此在用PLCSIM仿真S7-300程序時，如果想定義CPU支持的模塊，首先必須下載硬件組態(tài)。

    ④在視圖對象中的變動會立即使對應(yīng)的存儲區(qū)中的內(nèi)容發(fā)生相應(yīng)的改變。實(shí)際的CPU要等到掃描結(jié)束時才會修改存儲區(qū)。

    總之，利用仿真PLC可以基本達(dá)到調(diào)試程序的目的。

控制要求：按啟動鍵IO.O，電動機(jī)以星形方式啟動30s后，以三角形方式全壓運(yùn)行；按停止鍵IO.1后，無論電動機(jī)處于何種方式運(yùn)行，都立即停止運(yùn)行。

    說明：Network 1中，IO.O得電使星形線圈QO.O得電并自鎖。Network2中，利用M20.0觸發(fā)T1啟動，當(dāng)定時時間到后，三角形線圈QO.1得電，同時星形線圈QO.O失電，使電動機(jī)全壓運(yùn)行。

    在STEP 7中保存程序并下載到S7-PLCSIM中，將S7-PLCSIM中CPU的操作模式置于RUN或RUN-P狀態(tài)。在S7-PLCSIM中插入輸入字節(jié)IBO、輸出字節(jié)QBO和定時器TO。

    用鼠標(biāo)單擊IO.O的單選框，在框中出現(xiàn)符號“√”，時觀察到QO.O的單選框出現(xiàn)符號“√”，說明電動機(jī)以星形

方式啟動，再單擊IO.O的單選框釋放這個信號（相當(dāng)于啟動按鈕是點(diǎn)動按鈕）。在啟動電動機(jī)的同時，定時器Tl開始計時，30s后電動機(jī)自動切換至三角形運(yùn)行方式。

圖5-56  S7-PLCSIM調(diào)試界面

模擬定時器時間的方法：打開S7-PLCSIM調(diào)試界面，單擊如圖5-56中所示的“T=O”按鈕可迅速達(dá)到計時時間。

 用各個視圖對象中的變量模擬實(shí)際PLC的I/O信號，用它來產(chǎn)生輸入信號，并觀察輸出信號和其他存儲區(qū)中內(nèi)容的變化情況。模擬輸入信號的方法是：用鼠標(biāo)單擊圖5-33中IBO的第3位（即I0.3）處的單選框中，則在框中出現(xiàn)符號“√”表示I0.3為ON，若再單擊這個位置，則“√”消失，表示I0.3為OFF。在“View object”中所做的改變會立即引起存儲區(qū)地址中內(nèi)容發(fā)生相應(yīng)變化，仿真CPU并不等待掃描開始或者結(jié)束后才更新變換了的數(shù)據(jù)。執(zhí)行用戶程序過程中，可以檢查并離線修改程序，保存后再下載，之后繼續(xù)調(diào)試。

通過生成視圖對象( View Objects)，可以訪問存儲區(qū)、累加器和被仿真CPU的配置。在視圖對象上可以強(qiáng)制和顯示所有數(shù)據(jù)。執(zhí)行菜單命令“Inset”或直接單擊圖5-53所示工具欄中的相應(yīng)按鈕，可以在PLCSIM窗口中插入以下視圖對象。

    ①Input Variable允許訪問輸入(I)存儲區(qū)。

②Output Variable允許訪問輸出(Q)存儲區(qū)。

    ③Bit Memory允許訪問位存儲區(qū)(M)中的數(shù)據(jù)。

    ④Timer允許訪問程序中用到的定時器。

    ⑤Counter允許訪問程序中用到的計數(shù)器。

    ⑥Generic允許訪問仿真CPU中所有的存儲區(qū)，包括程序使用到的數(shù)據(jù)塊(DB)。

    ⑦Vertical Bits，允許通過符號地址或者地址來監(jiān)視或者修改數(shù)據(jù)?？梢杂脕盹@示外部I/O變量(PI/PO)，I/O映像區(qū)變量(I/O)，位存儲區(qū)，數(shù)據(jù)塊等。

  對于插入的視圖對象，可以輸入需要仿真的變量地址，而且可以根據(jù)被監(jiān)視變量的情況選擇顯示格式：Bits、Binary、Hex、Decimal和Slider：Dec（滑動條控制功能）等。變量顯示“Slider: Dec”的視圖如圖5-54所示，可以用滑動條的控制仿真逐漸變化的值或者在一定范圍內(nèi)變化的值。有三個存儲區(qū)的仿真可以使用這個功能：Input Variable、Output Variable、Bit Memory.

圖5-54變量顯示“Slider: Dec

可以通過SIMATIC管理器中工具欄上按鈕打開／關(guān)閉仿真功能。單擊仿真按鈕，打開S7-PLCSIM軟件，如圖5-53所示，此時系統(tǒng)自動裝載仿真的CPU。當(dāng)S7-PLCSIM在運(yùn)行時，所有的操作（如下載程序）都會自動與仿真CPU相關(guān)聯(lián)。

圖5-53  S7-PLCSIM軟件的界面

STEP7專業(yè)版包含S7-PLCSIM，安裝STEP7的同時也安裝了S7-PLCSIM。對于標(biāo)準(zhǔn)版的STEP 7，在安裝好STEP 7后再安裝S7-PLCSIM，S7-PLCSIM將自動嵌入STEP 7。

    S7-PLCSIM可以在計算機(jī)上對S7-300/400 PLC的用戶程序進(jìn)行離線仿真與調(diào)試，因?yàn)?/span>S7-PLCSIM與STEP 7是集成在一起的，仿真時計算機(jī)不需要連接任何PLC的硬件。S7-PLCSIM提供了用于監(jiān)視和修改程序中使用的各種參數(shù)的簡單接口，例如使輸入變量變?yōu)?/span>ON或OFF。和實(shí)際PLC -樣，在運(yùn)行仿真PLC時可以使用變量表和程序狀態(tài)等方法來監(jiān)視和修改變量。

    S7-PLCSLM可以模擬PLC的I/O存儲器區(qū)，通過在仿真窗口中改變輸入變量的ON/OFF狀態(tài)，來控制程序的運(yùn)行，通過觀察有關(guān)輸出變量的狀態(tài)來監(jiān)視程序運(yùn)行的結(jié)果。

    S7-PLCSIM可以實(shí)現(xiàn)定時器和計數(shù)器的監(jiān)視和修改，通過程序使定時器自動運(yùn)行，或者手動對定時器復(fù)位。還可以模擬對下列地址的讀寫操作：位存儲器(M)、外設(shè)輸入(PI)變量區(qū)和外設(shè)輸出(PQ)變量區(qū)，以及存儲在數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。

    除了可以對數(shù)字量控制程序仿真外，還可以對大部分組織塊(OB)、系統(tǒng)功能塊(SFB)和系統(tǒng)功能(SFC)仿真，包括對許多中斷事件和錯誤事件仿真?？梢詫φZ句表、梯形圖、功能塊圖和S7 Graph（順序功能圖）、S7 HiGraph，S7-SCL和CFC等語言編寫的程序仿真。

    此外，S7-PLCSIM還可以在仿真PLC中使用中斷組織塊測試程序的特性，記錄一系列的操作事件（例如對I/O、位存儲器、定時器、計數(shù)器的操作等），并可以回放記錄，從而自動測試程序。

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