西門子6ES7193-6BP20-0DC0

工作原理

模塊化 ET 200M I/O 站的輸入和輸出可以通過(guò) PLC 中的用戶程序進(jìn)行訪問(wèn)，訪問(wèn)方式與訪問(wèn)中央控制器的輸入輸出的方式相同。

通過(guò)總線系統(tǒng)的通訊*由中央控制器中的主站接口模塊和 IM 153 接口模塊進(jìn)行處理。

ET 200M 的適當(dāng)操作通過(guò)診斷功能進(jìn)行校驗(yàn)。

ET 200M 診斷：

• 模塊故障
• 短路 (輸出)
• 總線出錯(cuò)，即：數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)
• 24 V DC 負(fù)載電源
• I/O 模塊的插拔

診斷數(shù)據(jù)的分析：

• 通過(guò) ET 200M 上的診斷 LED 遠(yuǎn)程進(jìn)行
• 通過(guò)可編程控制器中的 CPU 集中進(jìn)行。
•  檢修前準(zhǔn)備
  （1） 檢修前準(zhǔn)備好工具；
  （2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作；
  （3） 檢修前與調(diào)度和操作工好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；
  設(shè)備拆裝順序及方法
  （1） 停機(jī)檢修，必須兩個(gè)人以上監(jiān)護(hù)操作；
  （2） 把CPU前面板上的方式選擇開(kāi)關(guān)從“運(yùn)行”轉(zhuǎn)到“停”位置；
  （3） 關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；
  （4） 把與電源架相連的電源線記清線號(hào)及連接位置后拆下，然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲，電源機(jī)架就可拆下；
  （5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；
  （6） 安裝時(shí)以相反順序進(jìn)行；
  檢修工藝及技術(shù)要求
  （1） 測(cè)量電壓時(shí)，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的*表測(cè)量
  （2）電源機(jī)架，CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下；
  （3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開(kāi)PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；
  （4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；
  （5） 輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時(shí)I/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時(shí)取下，但CPU板上的QVZ（超時(shí)）燈亮；
  （6） 撥插模板時(shí)，要格外小心，輕拿輕放，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品；
  （7） 更換元件不得帶電操作；
  （8） 檢修后模板安裝一定要安插到位
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• 1. SIEMENS PLC控制系統(tǒng)關(guān)于熱插拔功能的定義：

  1．帶電插拔模塊時(shí)，確保不造成模塊的硬件損壞；

  2．帶電插拔模塊時(shí)，CPU不停機(jī)，并產(chǎn)生報(bào)警；

  3．帶電插拔模塊時(shí)，該模塊I/O通道的數(shù)值清零；該模塊所在站點(diǎn)不會(huì)掉站，而其他模塊的運(yùn)行不受影響；

  4．帶電插拔模塊時(shí)，CPU中觸發(fā)中斷組織塊或通過(guò)DP診斷程序塊，得到模塊拔出或插入的事件信息，在用戶程序或中斷組織塊OB**中進(jìn)行相應(yīng)控制邏輯和I/O通道的處理；

   

  2.SIEMENS的PLC控制系統(tǒng)對(duì)熱拔插的支持：

  √ S7-200系列PLC不支持熱插拔功能；

  √ S7-300 CPU直接帶I/O模塊的方式不支持熱插拔；

  √ S7-300作為PROFIBUS DP主站下掛DP從站ET200M、ET200S、ET200iS，支持熱插拔功能； （需要使用有源總線底板，如下說(shuō)明）

  注： 采用S7-300作為主站的軟冗余系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱插拔全部功能，不具備以上所列第3，4條目中的全部功能。當(dāng)您將ET200M從站上的模塊拔出時(shí)，CPU不停機(jī)，主CPU、備用CPU上的SF燈亮，BUSF燈閃爍，ET200M從站上的2塊IM153-2模塊的SF燈亮，BF燈閃爍，該ET200M從站上所有模塊的I/O值被清0，S7-300主站失去對(duì)該ET200M從站的控制能力。當(dāng)您再次將模塊插入到ET200M站上時(shí)，系統(tǒng)從主CPU切換到備用CPU，SF、BUSF、BF燈熄滅，軟冗余系統(tǒng)重新回到正常運(yùn)行狀態(tài)。（新CPU支持“Startup when expected/actual config. differ.”功能，功能見(jiàn)下文；軟冗余系統(tǒng)不支持使用GSD文件組態(tài)ET200M站點(diǎn)）
  若要在軟冗余系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)熱插拔的全部4項(xiàng)功能，您必須使用S7-400作為軟冗余系統(tǒng)的主站。

  √ S7-400作為PROFIBUS DP主站下掛DP從站ET200M、ET200S、ET200iS，支持熱插拔功能； （需要使用有源總線底板，如下說(shuō)明）

  √ S7-400 CPU直接帶I/O模塊的方式支持熱插拔。
  S7-400系統(tǒng)由于很好的電磁兼容性和抗沖擊、耐震動(dòng)性能，因而能最大限度的滿足各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，模板能夠帶電插、拔，當(dāng)S7-400機(jī)架上插入或取出模板時(shí)，都會(huì)在CPU中產(chǎn)生一個(gè)中斷信息，供客戶在用戶程序中對(duì)模板更換的動(dòng)作進(jìn)行相應(yīng)的處理。

  
  3.ET200M的有源總線底板配置與說(shuō)明：
  ET200M是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常使用的PROFIBUS DP分布式從站，一個(gè)ET200M從站一般由導(dǎo)軌（S7-300系列通用導(dǎo)軌）、IM153接口模塊、若干塊S7-300系列的模塊（PS電源模塊、I/O模塊、CP通訊模塊、FM功能模塊）組成：

  

  這樣的ET200M從站是不支持熱插拔功能的。為了實(shí)現(xiàn)ET200M從站的熱插拔功能，我們需要對(duì)ET200M的硬件配置進(jìn)行一些調(diào)整，通用導(dǎo)軌更換成帶有有源總線模板的導(dǎo)軌，下圖向您展示了1個(gè)有源總線導(dǎo)軌和5個(gè)有源總線模板組裝后的情形：

  

  如下是關(guān)于有源總線模板的訂貨信息和實(shí)物照片：

  名稱	訂貨號(hào)	注釋	圖片鏈接
  有源總線導(dǎo)軌	6ES7 195-1GA00-0XA0	長(zhǎng)度為482.6 mm	實(shí)物圖片
  		最多安裝5個(gè)有源總線模板
  	6ES7 195-1GF30-0XA0	長(zhǎng)度為530毫米   最多安裝5個(gè)有源總線模板
  	6ES7 195-1GG30-0XA0	長(zhǎng)度620毫米；
  	6ES7 195-1GC30-0XA0	長(zhǎng)度2000毫米；
  有源總線模板	6ES7 195-7HA00-0XA0	BMP S/IM 用于放置電源和IM153接口模塊，包括一個(gè)總線模板蓋板	實(shí)物圖片
  	6ES7 195-7HB00-0XA0	BM 2X40    用于2個(gè)寬40毫米的模塊	實(shí)物圖片
  	6ES7 195-7HC00-0XA0	BM 1X80    用于1個(gè)寬80毫米的模塊	實(shí)物圖片
  	6ES7 195-7HD00-0XA0	BM IM153/IM 153 用于放置2個(gè)基本型IM153-2接口模塊
  		(在軟冗余或400H硬冗余系統(tǒng)中使用)
  	6ES7 195-7HD10-0XA0	BM IM153/IM 153 用于放置2個(gè)高性能IM153-2接口模塊	實(shí)物圖片
  (在軟冗余或400H硬冗余系統(tǒng)中使用)
  附件	6ES7 195-1JA00-0XA0	端子蓋     一包有4個(gè)背板總線蓋板和1個(gè)總線模板蓋板
  	6ES7 195-1KA00-0XA0	防薄擋板     用于防爆環(huán)境的總線模板蓋板
  ET200M從站上的接口模塊	6ES7 153-1AA03-0XB0	IM153-1 普通接口模塊
  	6ES7 153-2AA02-0XB0	IM153-2  支持冗余功能的接口模塊，基本型	實(shí)物圖片
  	6ES7 153-2BA02-0XB0	IM153-2  支持冗余功能的接口模塊，
  		高性能型(支持PROFIBUS的等時(shí)功能)
  熱插拔冗余套件	6ES7 153-2AR00-0XA0	2個(gè)6ES7 153-2AA02-0XB0
  		1個(gè)6ES7 195-7HD00-0XA0
  	6ES7 153-2AR01-0XA0	2個(gè)6ES7 153-2BA00-0XB0
  		1個(gè)6ES7 195-7HD10-0XA0
  	6ES7 153-2AR03-0XA0	2個(gè)6ES7 153-2BA02-0XB0
  		1個(gè)6ES7195-7HD10-0XA0

   

  
  6ES7 195-1GA00-0XA0

  
      6ES7 195-7HA00-0XA0           6ES7 195-7HB00-0XA0         6ES7 195-7HC00-0XA0

  
  6ES7 195-7HD10-0XA0                                             6ES7 153-2BA02-0XB0

   

  下圖向您比對(duì)了有源總線導(dǎo)軌與S7-300通用導(dǎo)軌的區(qū)別：

  

  下圖向您展示有源總線導(dǎo)軌、有源總線模板和2個(gè)IM153-2接口模塊組裝后的情形：

  

  關(guān)于ET200M站"Module change during operation"（運(yùn)行中更換模塊）功能實(shí)現(xiàn)的說(shuō)明：
  "Module change during operation" (or "Insert/Remove module") 功能使得您能夠在系統(tǒng)下運(yùn)行過(guò)程中，在ET200M站上帶電拔出或插入模板，即熱插拔功能。

  硬件要求:
  使用普通的S7-300導(dǎo)軌和U型總線連接器是不能實(shí)現(xiàn)熱插拔功能的，您必須購(gòu)買有源總線底板，才能實(shí)現(xiàn)該功能。另外，您在配置時(shí)，必須使用MLFB 6ES7 153-1AA02-0XB0版本以上的接口模塊，因?yàn)樗С諨P協(xié)議的DPV1版本，而MLFB IM153-1AA00-0XB0模塊是不支持該功能的。目前您能夠購(gòu)買到的IM153接口模塊都支持熱插拔，只有2-3年以前的IM153接口模塊不支持熱插拔。

  注意:
  如果想知道您的模塊是否支持熱插拔功能，您可以在STEP7的HW Config硬件組態(tài)窗口中的產(chǎn)品目錄里選擇對(duì)應(yīng)模塊，閱讀窗口右下角對(duì)該模塊功能的描述，或直接閱讀"SIMATIC Distributed Peripheral Deviced ET 200M"手冊(cè)中第9章里的描述內(nèi)容，下載該手冊(cè)點(diǎn)擊：1142798

  軟件要求：您必須在STEP7 5.1版本以上進(jìn)行配置；
  如果您采用S7-400 CPU或S7-400 CP作為DP主站，那么您可以直接在IM153的屬性窗口的"Operating Parameters"標(biāo)簽頁(yè)里配置熱插拔功能。 如下圖所示：

  

  STEP1：在STEP7的硬件組態(tài)窗口的PROFIBUS DP目錄中選擇相應(yīng)IM153模塊，可以看出該模塊支持“module exchange in opration”（熱插拔）；
  STEP2：將IM153模塊拖到PROFIBUS總線上；
  STEP3：選擇I/O模塊，插入到ET200M站的各個(gè)槽位中；
  STEP4：雙擊ET200M站，打開(kāi)屬性窗口，選中“Replace modules during operation“(熱插拔)選項(xiàng)；
  STEP5：屬性窗口中提供了ET200M站熱插拔功能所需的有源總線導(dǎo)軌的訂貨號(hào)；
  STEP6：屬性窗口中提供了該型號(hào)IM153，插入的I/O模塊對(duì)應(yīng)使用的有源總線底板的訂貨號(hào)；
  除了以上的硬件組態(tài)之外，還要向S7-400中下載OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等組織塊。當(dāng)ET200M從站上進(jìn)行模塊的熱插拔時(shí)，中斷組織塊OB83 ，OB85，OB122被調(diào)用。
  如果您采用老款S7-300 CPU ，那么您只能夠通過(guò)安裝GSD文件的方式將IM153模塊組態(tài)成DP從站，并雙擊IM153，打開(kāi)它的屬性窗口，進(jìn)行設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)熱插拔的全部功能。否則您在STEP7的硬件組態(tài)窗口中直接將PROFIBUS DP目錄ET200M文件夾下IM153模塊掛在PROFIBUS總線上，如下圖：

  

  從上圖可以看出，當(dāng)你從右側(cè)的PROFIBUS DP樹(shù)型目錄中將IM153-2模塊拖到PROFIBUS總線上后，雙擊點(diǎn)開(kāi)IM153的屬性，“Repalce modules during operation”(熱插拔功能)選項(xiàng)為灰色，所以在這種方式下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱插拔的全部功能，只能實(shí)現(xiàn)第1、2兩條，不能實(shí)現(xiàn)第3、4條功能。
  新款的S7-300可以支持“Startup when expected/actual config. differ.”，如下圖：

  

  此功能表示，當(dāng)組態(tài)和實(shí)際不符時(shí)是否啟動(dòng)。如果選擇此選項(xiàng)，當(dāng)插拔模塊時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)熱插拔定義的第3條功能。但是，在插拔模塊時(shí)，其他模塊通道的I/O會(huì)有瞬間的清零然后恢復(fù)；該站點(diǎn)瞬間掉站，然后恢復(fù)。所以僅以此功能，不能稱為嚴(yán)格意義上的熱插拔功能。
  S7-300 CPU要實(shí)現(xiàn)熱插拔的全部功能，必須通過(guò)GSD文件。首先在 113498 處下載IM153的GSD或GSE文件，在STEP7軟件中導(dǎo)入該文件（參見(jiàn) 2383630 中的內(nèi)容），再在IM153模塊的屬性窗口中選擇熱插拔選項(xiàng)，如下圖所示：

  

  添加IM153-2模塊到PROFIBUS總線上，設(shè)置熱插拔選項(xiàng)

  

  設(shè)置IM153-1模塊的熱插拔功能選項(xiàng)
  注意，GSD文件有DPV0和DPV1之分。但是S7-300的組態(tài)時(shí)，只有用DPV0可以實(shí)現(xiàn)熱插拔的功能（如上圖），如果用DPV1組態(tài)只支持“Startup when expected/actual config. differ.”的功能， 如下圖，這是因?yàn)?DPV1 "Insert/Remove module"功能，是通過(guò)OB83實(shí)現(xiàn)的，S7-300不支持OB83。S7-400使用DPV0 DPV1均可。

  

  如果您采用CP342-5模塊作為DP主站，那么您可以直接在IM153的屬性窗口的"Operating Parameters"標(biāo)簽頁(yè)里配置熱插拔功能。 如下圖所示。同樣如果使用GSD文件組態(tài)，要實(shí)現(xiàn)熱插拔功能也必須使用DPV0。

  

  除了以上的硬件配置之外，還要向S7-300的CPU中下載OB82、OB86、OB121、OB122等組織塊,才能保證當(dāng)您在ET200M站上進(jìn)行模塊熱插拔時(shí)，S7-300的CPU保持運(yùn)行，而ET200M站上其他模塊的工作不受影響。同時(shí)，當(dāng)您進(jìn)行ET200M站上模塊的拔出或插入，系統(tǒng)都會(huì)調(diào)用OB82、OB86，您可以獲取OB86和OB82中的參數(shù)返回值，得知什么時(shí)間是哪一個(gè)主站下的哪一個(gè)從站上的模塊被插拔, 您可以根據(jù)系統(tǒng)控制邏輯的需要，在組織塊OB82，OB86中編寫用戶程序，調(diào)整I、O的數(shù)值，確保進(jìn)行模塊熱插拔時(shí)，生產(chǎn)機(jī)構(gòu)處于安全運(yùn)行狀態(tài)。
  您可以在S7-300的用戶程序中循環(huán)調(diào)用SFC13（DP總線診斷功能塊），不斷獲取DP網(wǎng)絡(luò)的診斷信息，當(dāng)ET200M從站上進(jìn)行模塊的熱插拔時(shí)，可以從SFC13的返回?cái)?shù)據(jù)（在DB塊中）獲取插拔模塊的信息，在用戶程序中對(duì)返回的診斷信息進(jìn)行判斷、評(píng)估后，進(jìn)行相應(yīng)的邏輯控制和I/O處理，使生產(chǎn)機(jī)構(gòu)處于安全運(yùn)行狀態(tài)；
  如果您在ET200M站中使用了參數(shù)化的模塊（如FM354，CP340等非輸入輸出的模塊），在DP主站通電初始化過(guò)程中會(huì)對(duì)這些模板進(jìn)行參數(shù)化和配置。當(dāng)您帶電拔掉可參數(shù)化的模塊，再插入后，模塊原有的參數(shù)就會(huì)丟失。除非重新啟動(dòng)DP主站，在主站進(jìn)行初始化過(guò)程中，對(duì)這些模塊在進(jìn)行一次參數(shù)化和配置，否則這類模塊在被拔掉，再插入后，只能夠以它的默認(rèn)參數(shù)運(yùn)行。
  如果您期望能偵測(cè)到系統(tǒng)中存在一個(gè)新的需要進(jìn)行參數(shù)化的模塊 ，您必須對(duì)模塊的狀態(tài)進(jìn)行分析，可以通過(guò)調(diào)用診斷系統(tǒng)功能塊SFC13 "DPNRM_DG"來(lái)實(shí)現(xiàn)，在S7-300/400系統(tǒng)軟件手冊(cè)中的16章4節(jié)里說(shuō)明了該SFC13的用法，點(diǎn)擊 1214574下載。ET200M的手冊(cè)中，在6.4.6節(jié)中說(shuō)明了ET200M從站里模板狀態(tài)信息的內(nèi)容和分配，點(diǎn)擊 1142798 下載。
  當(dāng)你在程序中獲知是哪一塊模塊需要進(jìn)行新的參數(shù)化后，您可以通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)功能SFC56 "WR_DPARM"，將CPU中保存的參數(shù)信息寫入到剛剛被插入到ET200站上的模塊，可以在S7-300/400系統(tǒng)軟件手冊(cè)中的7章5節(jié)里獲取SFC56的用法。

   

   

  問(wèn)題：G150變頻器有多種速度指令源，在實(shí)際應(yīng)用中，可以在不同指令源間切換，如在本地使用TM31端子控制，而在遠(yuǎn)程使用DP通訊控制，怎樣實(shí)現(xiàn)切 換？

  解答：下文將會(huì)對(duì)上述情況做出詳細(xì)解答。

  如何實(shí)現(xiàn)G150本地與遠(yuǎn)程的切換

  1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

  
  圖01. 變量表實(shí)例 （1）G150變頻器已完成快速調(diào)試，并且處于正常運(yùn)行狀態(tài)。
  （2）一臺(tái)裝有STEP-7和 STARTER4.3.3的PC,CP5512編程電纜，CPU315-2 PN/DP。
  （3）將變頻器、CPU315- 2 PN/DP以及PC通過(guò)電纜完成連接。
  （4）完成G150變頻器與S7 -300 Profibus的DP通訊配置，并建立如圖01的變量表進(jìn)行仿真準(zhǔn)備。
  2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程
  2.1 如圖02，在SIMATIC Manager中找到CU320-2DP，點(diǎn)擊調(diào)試，打開(kāi)STARTER,并進(jìn)入在線模式。
  
  圖02. 驅(qū)動(dòng)單元的CU320-2DP
  2.2 打開(kāi)專家列表，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。需要設(shè)置的參數(shù)有P0700，P1000,P1070具體設(shè)置如下：

  參數(shù)	遠(yuǎn)程（P0810=0）	本地（P0810=1）
  P0700	[0]=PROFIdrive	[1]=TM31 terminals
  P1000	[0]=PROFIdrive	[1]=TM31 terminals
  P1070	[0]=VECTOR r2050[1]	[1]=TM31 r4055[0]

  
  2.3打開(kāi)配置，選擇CDS配置，如圖03，將bit0為CU320-2DP的X122.1(r722.0)作為切換端子，當(dāng)r722.0=0時(shí)， P0810=0,CDS0生效，即為DP控制：當(dāng)r722.0=1時(shí)，P0810=1,CDS1生效，時(shí)即為TM31端子控制。
  
  
  圖03. CDS 配置
  
  2.4 如圖04，打開(kāi)CU320-2DP控制單元，選擇Inputs/outpus,DI0即為切換端子，選擇仿真，當(dāng)點(diǎn)擊仿真時(shí)P0810=1，此時(shí)即為 TM31端子本地控制。打開(kāi)TM31進(jìn)行如圖05的配置,點(diǎn)擊仿真，電機(jī)按設(shè)定的模擬量8mA進(jìn)行運(yùn)行，點(diǎn)擊取消，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。
  
  
  圖04 & nbsp;CU端子控制
  
  
  圖05 TM31 端子啟停及模擬量調(diào)速
  
  2.5 返回到CU320-2DP控制單元，選擇Inputs/outpus,點(diǎn)擊取消仿真時(shí)P0810=0，此時(shí)即為DP通訊遠(yuǎn)程控制。打開(kāi)如圖01建好的變量 表，選擇仿真，發(fā)送047F啟動(dòng)，狀態(tài)如圖06，電機(jī)按照DP通訊設(shè)置的速度設(shè)定值運(yùn)行；發(fā)送047E，電機(jī)停車運(yùn)行。
  
  
  圖06 DP通訊控制
  
  3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
  通過(guò)端子DI0（r722.0）的置1和置0，就可以選擇數(shù)據(jù)組CDS0有效還是CDS1有效,繼而選擇不同的控制命令源和速度指令源，從而實(shí)現(xiàn)G150 本地與遠(yuǎn)程操作的切換。