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    西门子6DD1642-0BC0

    更新时间:2020-09-26   浏览数:85
    所属行业:机械 电工电气 工控系统及装备
    发货地址:上海市金山区  
    产品规格:西门子6DD1642-0BC0
    产品数量:100.00台
    包装说明:全新原装
    单 价:面议

    西门子6DD1642-0BC0

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    CP342-5 (M)与ET200M(S)之间的DP主从通信(STEP7)

    CP342-5作主站与FC1(DP_SEND), FC2(DP_RECV)的应用

    CP342-5 是S7-300 系列的PROFIBUS 通讯模块, 带有PROFIBUS 接口, 可以作为PROFIBUS-DP 的主站也可以作为从站, 但不能同时作主站和从站, 而且只能在S7-300 的中央机架上使用, 不能放在分布式从站上使用。由于S7-300 系统的I 区和Q 区有限,通讯时会有些限制;而用CP342-5 作为DP 主站和从站不一样,它对应的通讯接口区不是I 区和Q 区,而是虚拟通讯区,需要调用FC1 和FC2 建立接口区,下面以例子来介绍CP342-5 作为主站的使用方法。

    所需硬件和软件

    软件: STEP 7 V5.2 硬件:

    1.PROFIBUS-DP 主站带CP342-5 的S7-300 CPU315-2DP

    2.从站选用ET200M

    3.MPI 网卡CP5611

    4.PROFIBUS 电缆及接头

    网络配置图

    带CP342-5 的S7 CPU315-2DP 的网络配置图如下图所示:

    CP342-5 ET200M 


    此组态实例是选用CP342-5 接口作为主站和ET200 M 组成PROFIBUS 网络。首先,将CP342-5 插在S7-300 的中央机架上,用一条PROFIBUS 总线将CP342-5 和ET200M 相连接。

    组态

    打开SIMATIC MANAGER 软件,在FILE 菜单下选择NEW 新建一个项目,在NAME 栏中输入项目名称,将其命名为“CP342-5_master ”,在下方的Storage Location 中设置其存储位置,如下图:

    在项目窗口的左侧选中该项目,按右键在弹出的下拉菜单中选择Insert New Object 和SIMATIC 300 Station 插入一个S7-300 站,则插入的S7-300 站即显示在右侧的窗口。

    双击SIMATIC 300 Station 目录下的hardware 图标,打开HW configuration 进行硬件组态。在HW configuration 主界面的右侧按实际硬件安装顺序完成系统硬件组态。在菜单栏中选择“View”菜单,并在下拉菜单中选择“Catalog”打开硬件目录;在左侧目录中打开SIMATIC 300 文件夹,在RACK-300 下选择一个机架,把选用的机架拖到屏幕的左上方。同时在2 号槽和4 号槽分别插入CPU 和 CP342-5 模块。在配置CPU 时,会自动弹出一个对话框,此时不用做任何设置,直接点击OK 即可。由于在该实例中,将CP342-5 作为主站,配置CP342-5 网络设置时,先新建一条PROFIBUS 网络,然后组态PROFIBUS 属性如下图:

    本例中选择传输速率为“1.5Mbps”和“DP”行规,无中继器和OBT 等网络元件,点击“OK”按钮确认。然后定义CP342-5 的站地址,本例中为2 号站,加入CP 后,双击该栏,在弹出的对话框中,选择“Operating Mode”标签,选择“DP master”模式,如下图:

    点击“OK”按钮确认主站组态完成。组态从站:在HW configuration 主界面中,在右图中选择PROFIBUS DP DP V0 Slaves

    ET200M 如下图所示,并为其配置2 个字节个输入和2 个字节输出点,输入输出点的地址从0 开始,是虚拟地址映射区,而不占用I 区和Q 区,虚拟地址的输入区在主站上要调用FC1 (DP_SEND) 与之一一对应,虚拟地址的输出区在主站上要调用FC2 (DP_RECV) 与之一一对应,如果修改CP342-5 的从站开始地址,如输入输出从地址2 开始,相应的FC1 和FC2 对应的地址区也要相应偏移2 个字节。组态完成后下载到CPU 中,如果没有调用FC1,FC2, CP342-5 PROFIBUS 的状态等“BUSF”将闪烁,在OB1 中调用FC1,FC2 后通讯将建立。配置多个从站虚拟地址区将顺延。

    编程

    在OB1 中调用FC1 和FC2,FC1 和FC2 的位置如右图,具体程序如下:


    参数含义:

    CPLADDR:CP342-5 的地址。西门子6DD1642-0BC0

    SEND :发送区,对应从站的输出区。

    RECV:接收区,对应从站的输入区。

    DONE:发送完成一次产生一个脉冲。

    NDR: 接收完成一次产生一个脉冲。

    ERROR:错误位。

    STATUS:调用FC1,FC2 时产生的状态字。

    DPSTATUS:PROFIBUS-DP 的状态字节。

    从上面我们可以看出,MB20,MB21 对应从站输出的个字节和第二个字节,MB22,MB23 对应从站输入的个字节和第二个字节。连接多个从站时,虚拟地址将向后延续和扩大,调用FC1,FC2 只考虑虚拟地址的长度,而不会考虑各个从站的站号。如果虚拟地址的开始地址不为0,那么调用FC 的长度也将会增加,假设:虚拟地址的输入区开始为4,长度为10 个字节,那么对应的接收区偏移4 个字节相应长度为14 个字节,接收区的第5 个字节对应从站输入的个字节,如接收区为 P#M0.0 BYTE 14 ,MB0~MB13,偏移4 个字节后,MB4~MB13 与从站虚拟输入区一一对应。编完程序下载到CPU 中,通讯区建立后,PROFIBUS 的状态灯将不会闪烁,例子程序参见光盘“ PROFIBUS ” 目录下的项目名“ CP342-5_MASTER”。

    注意:

    使用CP342-5 作为主站时,因为本身数据是打包发送,不需要调用SFC14, SFC15,由于CP342-5 寻址的方式是通过FC1,FC2 的调用访问从站地址,而不是直接访问I/Q 区,所以在ET200M 上不能插入智能模块,如:FM350-1、FM352 等项,所有从站的Ti To 时间保持一致。

    描述

    在 S7-300 中,有不同类型的通信资源,这些资源必须分开,却在一定程度上也相互影响。必须考虑到不同属性的 CPU 和 CP 模块,从而来计算大的通信数量。通信资源如下:

    • CPU 的 S7 连接资源数
    • CPU 的实例数目
    • CPU 开放式通信资源数(例如 TCON, TSEND 块等)
    • CP 的连接资源数
    • CP 的实例数目

    CPU 和 CP 的 S7 连接资源数和开放式通信资源数限制了可用连接的大数目。
    例如 TCON, TSEND, TRCV 和 TDISCON 块适用于 CPU 的开放式通信的。开放式通信的连接只有在运行时建立,是不需要被组态的。如果使用了比允许更多的连接,那么在运行时 TCON 块会报错。
    S7 连接资源数的限制只针对于 S7 连接。当然,这些还包括 PG 连接,OP/HMI 连接和S7 标准通信连接。
    CP 模块的连接可以是 S7 连接或开放式通信连接。CP 模块的开放式通信连接需要通过 NetPro 配置,AG_SEND 和 AG_RECV 块分别用于数据的发送和接收。
    实例数目限制了S7 连接 同时进行发送和接收任务的可能性,换句话说,就是有多少个的 PUT, GET, BSEND, BRCV, USEND 和 URCV 块能够运行。

    举例

    针对于 CPU 317-2 PN/DP  (订货号:6ES7317-2EK14-0AB0) 和 CP343-1 (订货号:6GK7343-1EX30-0XE0) 的属性列出下面三种情况。

    • S7 通信
    • 开放式通信
    • 通信实例数目

    下面的表格列出了 CPU 317-2 PN/DP 和 CP343-1 的属性。

    技术数据 CPU 317-2 PN/DP
    6ES7317-2EK14-0AB0
    CP343-1
    6GK7343-1EX30-0XE0
    开放式通信资源数 16 16
    S7 连接资源数 32 16
    S7 连接资源的限制 S7 通信资源数大 16 个
    S7 标准通信资源数大 30 个
    PG 或 OP 连接资源数大 31 个
    无限制
    通信实例数目 32 16

    表格 01

    S7 通信

    对于 CPU 来说,多可以配置 16 个 S7 连接。PG,OP 和 S7 标准通信共是 16 个连接资源
    可以通过 CP 模块建立 16 个 S7 连接。并且,CP 模块只要有一个 S7 连接或者 PG/OP 连接就占用 CPU 的一个 S7 连接。不论 CP 模块组态的是 1 个还是 16 个 S7连接,仅占用 CPU 的一个资源。这个被占用的 CPU 的 S7 连接是已组态的 S7 连接,而不是额外的 PG, OP 和 S7 标准通信中的 16 个资源。

    下表列出了 S7 连接的大数目。

    CP 模块数 每个 CP 可组态 每个 CPU 可组态  每个 CPU 可组态的其他连接 (PG, OP, S7 标准通信) 总共
    0 (only CPU) - 16 16 32
    1 16 15 16 47
    2 16 14 16 62
    3 16 13 16 77
    4 16 12 16 92

    表格 02 

    开放式通信

    在 CPU 中,可以使用 TCON 块建立 16 连接 (TCP, ISO-on-TCP, UDP)。这个数目是不受其他通信服务的限制,且本身不影响任何其他类型的通信。
    CP 模块可以配置 16 个开放通信连接。这些资源数是与 S7 连接共享的。CP 模块大可以建立 16 个连接(包括 S7 连接和开放通信连接)。
    的开放通信不影响 CPU 的通信资源。如果仅组态 CP 模块的开放通信连接,是不占用 CPU 的 S7 连接的。AG_SEND/AG_RECV 块是用来读取/写入数据的。通过这种方式不使用任何CPU 资源。功能块调用的大数量不受限制。

    通信实例

    在 CPU 中进行 S7 通信,可以同时运行多达 32 个实例。超过 32 个实例的话会报错。可以进行更多的 S7 连接任务,当一个 S7 连接的实例任务完成后可以使用另一个 S7 连接实例。
    CP 模块可以多运行16个实例。例如可以发送和接收 8 组 S7 连接,或者,仅发送或者仅接收 16 组 S7 连接。但是不可能同时发送和接收 16 组 S7 连接。一种应用是等到这个任务完成后再去执行另一个 S7 连接。CP 模块不支持这个功能,16 个实例数目就是大值。 

    S7 通信和开放式通信并行

    S7 通信和开放式通信是可以同时运行的。CPU 的这些资源也不会彼此影响。对于 CP 模块,这两种通信服务是共享资源的。1 个 CP 模块多可以运行 16 个实例。

    1 PROFINET IO快速启动

    1.1 简介
    PROFINET 的“快速启动”功能可实现在PROFINET IO 应用中,部件或工具及其 IO 设备(分布式 I/O)随工艺要求进行更换。 通过此快速启动功能,重新启动的预定进程之间的等待时间(几秒钟)缩短为小。 这加速了具有可移动 IO 设备(分布式 I/O)的生产进程,并能大幅提高生产能力。参见图 1机器人机械手臂。


    图 1机器人机械手臂

    快速启动是指在具有 RT 和 IRT 通讯的 PROFINET IO 中用于加速 IO 设备(分布式
    I/O)启动速度的 PROFINET 功能。它缩短了相应组态的 IO 设备(分布式 I/O)所需要
    的时间,以便实现下列情况中快速的循环用户数据交换:

    • ? 设备电源恢复后
    • ? 该站已经返回后
    • ? 激活分布式I/O设备

    通过PROFINET快速启动可以缩短分布式I/O的通讯准备就绪的时间到小500毫秒。 并且该功能适用于RT或IRT。PROFINET快速启动的时间长短依赖于以下几点:

    • ? 所使用分布式I/O设备
    • ? 分布式I/O设备的IO结构
    • ? 分布式I/O设备所用的模块
    • ? 所使用IO控制器
    • ? 所使用的交换机
    • ? 端口设置
    • ? 电缆

    标准的启动功能,默认状态下的端口连接组态都采用“Automatic settings”的设置。而且使用平行接的电缆来连接IO设备。当一个分布式IO设备返回时,启动过程开始。首先,PROFINET设备端口的自协商和自交叉功能确定传输工作方式的时间大约3秒钟。然后IO控制器会对IO设备进行DCP识别,判断是否存在Device name。如果Device name不存在,IO控制器由于无法识别IO设备,通讯会无法建立。如果Device name存在,会进行ARP识别IP地址是否存在。如果IP地址不存在,那么IO控制器会根据硬件组态的IP地址信息,通过DCP协议给该IO设备设置IP地址。IO控制器会再次发送ARP请求确定IP地址的一性。如果存在IP地址,IO控制器开始与IO设备建立连接,写数据记录,控制后数据交换开始。从ARP开始到通讯的建立的时间大约为2秒多钟。所以(如果IP地址存在)标准启动过程的时间大约5秒钟。上述描述仅仅考虑连接较少的IO设备和交换机,特殊的IO设备(例如IWLAN/PB LINK,需要更多的写数据记录的步骤)和交换机的S&F的时间并没有考虑。可见标准的IO设备的启动时间主要花费在自协商和自交叉模式以及IO的连接建立过程。
    快速启动则要求禁止端口自协商和自交叉模式,并优化了IO的连接建立过程。在PROFINET IO系统中实现快速启动功能,首先要求分布式IO设备支持快速启动功能,例如ET200S PN从4.0版本开始即支持该功能。IO控制器也要支持该功能,CPU从Firmware版本2.6开始支持快速启动。一个PROFINET IO系统中多可以组态32个快速启动设备,但是多只能一次激活8个IO设备实现快速启动。
    对于快速启动的设备以及相邻设备的相连端口必须禁止自协商和自交叉模式,然后根据所使用的设备选择交叉或平行接的网线。对于连接相同类型的设备端口应该使用交叉接的网线,例如交换机之间或终端设备之间。参考图 2 相同类型设备之间的使用交叉接的网线。而对于不同类型设备之间则使用平行接的网线,例如交换机和终端设备之间。参考图 3 不同类型设备之间的使用交叉接的网线。新的分布式IO设备,例如ET200S的6ES7 151-3BA23-0AB0以及后续版本,其中个端口作为终端设备端口,这样连接不再需要交叉接的电缆只需要平行接的电缆即可。参考图 4 ET200S使用平行接网线串联。


    图 2 相同类型设备之间的使用交叉接的网线

     


    图 3 不同类型设备之间的使用交叉接的网线

     


    图 4 ET200S使用平行接网线串联

    如果希望实现 500 ms 的短启动时间,必须执行下列操作:

    • ? 在 STEP 7 中组态 PROFINET 的快速启动功能
    • ? IO 设备(分布式 I/O)上的端口设置
    • ? 布线取决于互连的 PROFINET 设备
    • ? 用户程序中的操作,需要组态Docking站和Docking单元和编写SFC12。

     

    2 PROFINET IO FSU组态

    2.1 举例
    PROFINET IO系统中, CPU319-3PN/DP作为IO控制器,连接SCALANCE X400交换机,机器人手臂连接切换的两个工具都为ET200S。例子参考图 5 快速启动例子。其中通过SCALANCE X414-3E的9.1端口使用平行接的网线连接两台相互切换ET200S的端口1。


    图 5 快速启动例子

    本例中使用硬件和软件列表如下:

    PROFINET设备 订货号 版本 数量
    CPU319-3PN/DP 6ES7 318-3EL00-0AB0 2.8 1
    SCALANCE X400 6GK5 414-3FC00-2AA2 2.3 2 1
    ET200S 6ES7 151-3BA23-0AB0 6.0 2
    PM-E 6ES7 138-4CA01-0AA0   2
    DO 6ES7 132-4BB01-0AB0   2
    DI 6ES7 131-4BD01-0AB0   1
    RJ45 Plug 6GK1 901-1BB10-2AA0    4
    网线 6XV1840-2AH10    
    Step7   5.4+SP5  


    2.1.1 硬件组态
    根据实际网络设备,在Step7中进行硬件组态,参考图 6 硬件组态。


    图 6 硬件组态

    在HW组态画面中,点击PROFINET1号站IM151-3,然后双击0号槽号的X1子槽的PN-IO,弹出PN-IO的属性对话框。使能“Prioritized startup”。点击OK,关闭该对话框。同样方式,给2号站ET200S IM151-3使能快速启动。参考图 7两台ET200S使能快速启动。


    图 7两台ET200S使能快速启动

    在HW组态画面中,点击PROFINET1号站IM151-3,然后双击0号槽的X1P1子槽的Port1,弹出PN-IO-Port1的属性对话框。选择传输介质和双工模式为“TP/ITP 100Mbps full duplex”,并使能“Disable autonegotiation”,这样就禁止了自协商和自交叉功能。点击OK,关闭该对话框。同样方式,给2号站的ET200S IM151-3的端口1设置同样的方式。参考图 8设置两台ET200S的端口1属性。


    图 8设置两台ET200S的端口1属性

    对Docking站进行组态。在HW组态画面中,点击PROFINET3号站SCALANCE X414-3E,然后双击9号号槽的X1P1子槽的Port1,弹出PN-IO-Port1的属性对话框。选择传输介质和双工模式为“TP/ITP 100Mbps full duplex”,并使能“Disable autonegotiation”,这样就禁止了自协商和自交叉功能。点击OK,关闭该对话框。参考图 9设置SCALANCE X414-3E的端口9.1属性。


    图 9设置SCALANCE X414-3E的端口9.1属性

    然后选择SCALANCE X414-3E的端口9的PN-IO-Port1的属性对话框的Topology页面,在Partner Port选项,选择“Alternating partner port”。参考图 10 选择“Alternating partner port”。


    图 10 选择“Alternating partner port”

    然后还在该对话框中,通过点击Add…按钮,分别加入切换工具的两个ET200S的端口1。参考图 11 加入替换的ET200S端口1。点击OK结束,这样就组态完Docking站。


    图 11 加入替换的ET200S端口1

    查看组态后的拓扑组态信息。使用鼠标右键点击PROFINET总线Ethernet(1): PROFINET-IO-System(100),选择“PROFINET IO Topology….”。参考图 12选择PROFINET IO拓扑。


    图 12选择PROFINET IO拓扑

    弹出拓扑编辑器对话框,选择“Graphic view”可以看见在PROFINET IO系统中的IO设备的连接关系。参考图 13拓扑设备的拓扑连接关系。


    图 13拓扑设备的拓扑连接关系

    对于PROFINET IO组态通讯,分配Device name等,请参考网上课堂的  72325620。硬件组态完毕后,编译保存并下载到PLC中。


    2.1.2 软件组态
    打开OB1,在OB1的起始位置编写SFC12,用于激活和禁止IO设备。其中LADDER为16进制ET200S的诊断地址。参考图 14 编写SFC12。然后保存下载OB1到PLC中。


    图 14 编写SFC12

    这样两个工具之间就可以实现切换,当一个设备禁止时,另外一个设备激活。需要注意的是每次执行SFC12不同的Mode任务时(例如Mode=1,激活IO设备;mode=2,禁止IO设备),REQ必须重新置1。当使用Mode=3或者4时,需要在PLC中下载OB86,否则工具在切换过程中PLC会停止。
    当通过CP343-1实现快速启动时,不能使用SFC12。

    西门子6DD1642-0BC0





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