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西門子軸卡6SN1118-0DG23-0AA1

西門子數控系統(tǒng)基本構成
    一．西門子840D系統(tǒng)的組成
    SINUMERIK840D是由數控及驅動單元（CCU或NCU），MMC，PLC模塊三部分組成，由于在集成系統(tǒng)時，總是將SIMODRIVE611D驅動和數控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設備總線互相連接，因此在說明時將二者劃歸一處。
    1.人機界面
    人機交換界面負責NC數據的輸入和顯示,它由MMC和OP組成：
    MMC包括：
    - OP單元
    - MMC
    - MCP三部分。
    MMC實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅；OP單元正是這臺計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中。
    a.MMC
    我們常用的MMC有兩種：
    MMCC100.2
    MMC103
    其中MMC100.2的CPU為486，不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2，而為SINUMERIK840D配MMC103。
    PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、 OP15等而開發(fā)的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅。PCU50、PCU70對應于MMC103，可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI, HMI有分為兩種：嵌入式HMI和HMI。一般標準供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載HMI。
    b.OP
    OP單元一般包括一個10.4〞TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031為常用。
    c.MCP
    MCP是專門為數控機床而配置的，它也是OPI上的一個節(jié)點，根據應用場合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關設定。
    對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構成的網絡中的一個節(jié)點。為提高人機交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒。
    2.數控及驅動單元
    a.NCU數控單元
    SINUMERIK840D的數控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,負責NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成.
    根據選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分為NCU561.2,NCU571.2, NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI或Profibus借口，RS232借口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅動模塊均排列在其右側。
    b．數字驅動
    數字伺服：運動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅動和1FT6(1FK6)電機組成    SINUMERIK840D配置的驅動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅動模塊（功率模塊）。
    電源模塊：主要為NC和給驅動裝置提供控制和動力電源，產生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(tài)。根據容量不同，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模塊，通過模塊上的訂貨號或標記可識別。
    611D數字驅動:是新一代數字控制總線驅動的交流驅動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現(xiàn)全閉環(huán)控制

S7連接組態(tài) 
本例中使用S7-300作為樣例建立S7連接，對于S7-400的組態(tài)步驟是一樣的。
在STEP7中打開S7-300項目文件，通過Options--Configure Network或者是相對應的圖標打開NetPro對話框。

在NetPro中選中S7-300站的CPU并通過菜單命令，Insert--New Connection添加一個新連接。

選擇連接伙伴為“unspecified"及連接類型為“S7 connection"。點擊“Apply"按鈕，之后S7連接的屬性對話框將打開。

由于S7連接是由S7-300創(chuàng)建，因此在S7連接的屬性對話框中須激活“Establish an active connection“復選框。輸入通信伙伴CP243-1的IP地址，之后點擊“Address Details"按鈕。

在“Address Details"對話框中，本地的TSAP通常選用默認，輸入通信伙伴的TSAP，本例中S7-200的TSAP為12.00。
注意：分別組態(tài)S7-200和S7-300時，本地和遠程的TSAP號是必須*對應的。通常本地TSAP是默認的，所以在組態(tài)此步驟時，需要兩邊確認一下。

在NetPro中選中S7-300站，保存及編譯后下載到S7-300 中，此處注意需要下載網絡組態(tài)。

對于S7-400的組態(tài)步驟一樣，需要對應本地TSAP及伙伴S7-200的TSAP (例子中為13.00)。

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STEP7編寫PUT/GET程序

需要在S7-300程序中，調用功能塊FB14 “GET" 和 FB15 “PUT"?？梢栽赟tandard Library--Communication Blocks--Blocks下找到這些功能塊。
注意：
1. ID：為Netpro里組態(tài)S7連接屬性窗口中的Block paramters-Local ID。
2.ADDR_1為伙伴PLC的數據區(qū)域，由于通信伙伴是S7-200的V區(qū)，V區(qū)與S7-300的DB1地址相對應。
3.RD_1為本地PLC的數據接收區(qū)；SD_1為本地PLC的數據發(fā)送區(qū)。

如果通信無法建立，請查看“PUT"和“GET"指令的錯誤代碼，STATUS僅在一個周期內有效，需要在ERROR=1時捕捉錯誤狀態(tài)。如下圖所示：

對于FB14 “GET" 和 FB15 “PUT"的輸入參數'ID"，也可通過鼠標右擊功能塊ID引腳，可以自動插入本地ID連接。如下圖所示：


如果使用S7-400必須調用功能塊SFB14 “GET" 和 SFB15 “PUT"?？梢栽赟tandard Library--System Function Blocks--Blocks 找到這些功能塊.

S7-300中調用功能塊FB14 “GET" 和FB15 “PUT"的例子程序 
可以通過以下ID號找到S7-300中調用功能塊FB14 “GET" 和 FB15 “PUT"的例子程序: 18610307。
S7-400中調用功能塊SFB14 “GET"和SFB15 “PUT"的例子程序 
可以通過以下ID號找到S7-400中調用功能塊SFB14 “GET" 和 SFB15 “PUT"的例子程序:: 1819293。

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S7-200自由口通信簡介

S7-200 CPU的通信口可以設置為自由口模式。選擇自由口模式后，用戶程序就可以*控制通信端口的操作，通信協(xié)議也*受用戶程序控制。一般用于和第三方串行通信設備進行通信。

自由口模式可以靈活應用。Micro/WIN的兩個指令庫（USS和Modbus RTU）就是使用自由口模式編程實現(xiàn)的。

在進行自由口通信程序調試時，可以使用PC/PPI電纜（設置到自由口通信模式）連接PC和CPU，在PC上運行串口調試軟件（或者Windows的Hyper Terminal－超級終端）調試自由口程序。 
USB/PPI電纜和CP卡不支持自由口調試。

1自由口通信基本概念

1.1 自由口通信概述

S7-200PLC的通訊口支持RS485接口標準。采用正負兩根信號線作為傳輸線路。

工作模式采用串行半雙工形式，在任意時刻只允許由一方發(fā)送數據，另一方接收數據。

數據傳輸采用異步方式，傳輸的單位是字符，收發(fā)雙方以預先約定的傳輸速率，在時鐘的作用下，傳送這個字符中的每一位。

傳輸速率可以設置為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200。

字符幀格式為一個起始位、7或8個數據位、一個奇/偶校驗位或者無校驗位、一個停止位。

字符傳輸從低位開始，空閑線高電平、起始位低電平、停止位高電平。字符傳輸時間取決于波特率。

數據發(fā)送可以是連續(xù)的也可以是斷續(xù)的。所謂連續(xù)的數據發(fā)送，是指在一個字符格式的停止位之后，立即發(fā)送下一個字符的起始位，之間沒有空閑線時間。而斷續(xù)的數據發(fā)送，是指當一個字符幀發(fā)送后，總線維持空閑的狀態(tài)，新字符起始位可以在任意時刻開始發(fā)送，即上一個字符的停止位和下一個字符的起始位之間有空閑線狀態(tài)。

示例：用PLC連續(xù)的發(fā)送兩個字符（16#55和16#EE）(程序如圖3和圖4),通過示波器測量CPU通訊端口管腳3/8之間的電壓，波形如下圖1.：

圖1.兩個字符（16#55和16#EE）的波形圖

示例說明：

16進制的16#55換算成2進制等于2#01010101，16進制的16#EE換算成2進制等于2#11101110。如圖所示，當數據線上沒有字符發(fā)送時總線處于空閑狀態(tài)（高電平），當PLC發(fā)送*個字符16#55時，先發(fā)送該字符幀的起始位（低電平），再發(fā)送它的8個數據位，依次從數據位的低位開始發(fā)送（分別為1、0、1、0、1、0、1、0），接著發(fā)送校驗位（高電平或低電平或無）和停止位（高電平）。因為本例中PLC連續(xù)的發(fā)送兩個字符，所以*個字符幀的停止位結束后便立即發(fā)送下一個字符幀的起始位，之間數據線沒有空閑狀態(tài)。假如PLC斷續(xù)的發(fā)送這兩個字符，那么當PLC發(fā)送完*個字符幀的停止位后，數據線將維持一段時間空閑狀態(tài)，再發(fā)送下一個字符幀。

字符傳輸的時間取決于波特率，如果設置波特率為9.6k，那么傳輸一個字符幀中的一位用時等于1/9600*1000000=104us，如果這個字符幀有11位，那么這個字符幀的傳輸時間等于11/9600*1000=1.145ms.

自由口通信協(xié)議是什么？

顧名思義，沒有什么標準的自由口協(xié)議。用戶可以自己規(guī)定協(xié)議。

已知一個通信對象需要字符（字節(jié)）傳送格式有兩個停止位，S7-200是否支持？

字符格式是由基礎的硬件（芯片）決定的；S7-200使用的芯片不支持上述格式。

S7-200是否支持《S7-200系統(tǒng)手冊》上列明的通信波特率以外的其他特殊通信速率？

通信速率是由基礎的硬件（芯片）決定的；S7-200使用的芯片不支持沒有列明在手冊上的通信速率。

1.2 自由口通信要點

應用自由口通信首先要把通信口定義為自由口模式，同時設置相應的通信波特率和上述通信格式。用戶程序通過特殊存儲器SMB30（對端口0）、SMB130（對端口1）控制通信口的工作模式。

 CPU通信口工作在自由口模式時，通信口就不支持其他通信協(xié)議（比如PPI），此通信口不能再與編程軟件Micro/WIN通信。CPU停止時，自由口不能工作，Micro/WIN就可以與CPU通信。

通信口的工作模式，是可以在運行過程中由用戶程序重復定義的。

如果調試時需要在自由口模式與PPI模式之間切換，可以使用SM0.7的狀態(tài)決定通信口的模式；而SM0.7的狀態(tài)反映的是CPU運行狀態(tài)開關的位置（在RUN時SM0.7="1"，在STOP時SM0.7="0"） 自由口通信的核心指令是發(fā)送（XMT）和接收（RCV）指令。在自由口通信常用的中斷有"接收指令結束中斷"、"發(fā)送指令結束中斷"，以及通信端口緩沖區(qū)接收中斷。 與網絡讀寫指令（NetR/NetW）類似，用戶程序不能直接控制通信芯片而必須通過操作系統(tǒng)。用戶程序使用通信數據緩沖區(qū)和特殊存儲器與操作系統(tǒng)交換相關的信息。 XMT和RCV指令的數據緩沖區(qū)類似，起始字節(jié)為需要發(fā)送的或接收的字符個數，隨后是數據字節(jié)本身。如果接收的消息中包括了起始或結束字符，則它們也算數據字節(jié)。 調用XMT和RCV指令時只需要通信口和數據緩沖區(qū)的起始字節(jié)地址。

XMT和RCV指令與NetW/NetR指令不同的是，它們與網絡上通信對象的"地址"無關，而僅對本地的通信端口操作。如果網絡上有多個設備，消息中必然包含地址信息；這些包含地址信息的消息才是XMT和RCV指令的處理對象。

由于S7-200的通信端口是半雙工RS-485芯片，XMT指令和RCV指令不能同時有效