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室外 SIMATIC S7-300 調節(jié)型電源 PS305 輸入：DC 24-110 V 輸出：24 V DC/2 A

長沙玥勵自動化設備有限公司（西門子系統(tǒng)集成商）長期銷售西門子S7-200/300/400/1200PLC、數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、人機界面、觸摸屏、伺服、電機、西門子電纜等，并可提供西門子維修服務，歡迎來電垂詢 

在許多應用場合，我們需要PLC控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)熱插拔功能，所謂熱插拔就是在系統(tǒng)通電運行狀態(tài)下，進行硬件的更換和調整。

1. SIEMENS PLC控制系統(tǒng)關于熱插拔功能的定義：

2.SIEMENS的PLC控制系統(tǒng)對熱拔插的支持：

√ 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，如下說明）

注： 采用S7-300作為主站的軟冗余系統(tǒng)無法實現(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。當您將ET200M從站上的模塊拔出時，CPU不停機，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主站失去對該ET200M從站的控制能力。當您再次將模塊插入到ET200M站上時，系統(tǒng)從主CPU切換到備用CPU，SF、BUSF、BF燈熄滅，軟冗余系統(tǒng)重新回到正常運行狀態(tài)。（新CPU支持“Startup when expected/actual config. differ.”功能，功能見下文；軟冗余系統(tǒng)不支持使用GSD文件組態(tài)ET200M站點）
若要在軟冗余系統(tǒng)中實現(xiàn)熱插拔的全部4項功能，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、耐震動性能，因而能最大限度的滿足各種工業(yè)標準，模板能夠帶電插、拔，當S7-400機架上插入或取出模板時，都會在CPU中產(chǎn)生一個中斷信息，供客戶在用戶程序中對模板更換的動作進行相應的處理。

3.ET200M的有源總線底板配置與說明：
ET200M是在工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常使用的PROFIBUS DP分布式從站，一個ET200M從站一般由導軌（S7-300系列通用導軌）、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。為了實現(xiàn)ET200M從站的熱插拔功能，我們需要對ET200M的硬件配置進行一些調整，通用導軌更換成帶有有源總線模板的導軌，下圖向您展示了1個有源總線導軌和5個有源總線模板組裝后的情形：

如下是關于有源總線模板的訂貨信息和實物照片：

6ES7 195-1GA00-0XA0

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

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

下圖向您比對了有源總線導軌與S7-300通用導軌的區(qū)別：

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

關于ET200M站"Module change during operation"（運行中更換模塊）功能實現(xiàn)的說明：
"Module change during operation" (or "Insert/Remove module") 功能使得您能夠在系統(tǒng)下運行過程中，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導軌和U型總線連接器是不能實現(xiàn)熱插拔功能的，您必須購買有源總線底板，才能實現(xiàn)該功能。另外，您在配置時，必須使用MLFB 6ES7 153-1AA02-0XB0版本以上的接口模塊，因為它支持DP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)品目錄里選擇對應模塊，閱讀窗口右下角對該模塊功能的描述，或直接閱讀"SIMATIC Distributed Peripheral Deviced ET 200M"手冊中第9章里的描述內(nèi)容，下載該手冊點擊：1142798

軟件要求：您必須在STEP7 5.1版本以上進行配置；
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"標簽頁里配置熱插拔功能。 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站的各個槽位中；
STEP4：雙擊ET200M站，打開屬性窗口，選中“Replace modules during operation“(熱插拔)選項；
STEP5：屬性窗口中提供了ET200M站熱插拔功能所需的有源總線導軌的訂貨號；
STEP6：屬性窗口中提供了該型號IM153，插入的I/O模塊對應使用的有源總線底板的訂貨號；
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ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，中斷組織塊OB83 ，OB85，OB122被調用。
如果您采用老款S7-300 CPU ，那么您只能夠通過安裝GSD文件的方式將IM153模塊組態(tài)成DP從站，并雙擊IM153，打開它的屬性窗口，進行設置來實現(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，當你從右側的PROFIBUS DP樹型目錄中將IM153-2模塊拖到PROFIBUS總線上后，雙擊點開IM153的屬性，“Repalce modules during operation”(熱插拔功能)選項為灰色，所以在這種方式下，無法實現(xiàn)熱插拔的全部功能，只能實現(xiàn)第1、2兩條，不能實現(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，當組態(tài)和實際不符時是否啟動。如果選擇此選項，當插拔模塊時，可以實現(xiàn)熱插拔定義的第3條功能。但是，在插拔模塊時，其他模塊通道的I/O會有瞬間的清零然后恢復；該站點瞬間掉站，然后恢復。所以僅以此功能，不能稱為嚴格意義上的熱插拔功能。
S7-300 CPU要實現(xiàn)熱插拔的全部功能，必須通過GSD文件。首先在 113498 處下載IM153的GSD或GSE文件，在STEP7軟件中導入該文件（參見 2383630 中的內(nèi)容），再在IM153模塊的屬性窗口中選擇熱插拔選項，如下圖所示：

添加IM153-2模塊到PROFIBUS總線上，設置熱插拔選項

設置IM153-1模塊的熱插拔功能選項
注意，GSD文件有DPV0和DPV1之分。但是S7-300的組態(tài)時，只有用DPV0可以實現(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，這是因為 DPV1 "Insert/Remove module"功能，是通過OB83實現(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"標簽頁里配置熱插拔功能。 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,才能保證當您在ET200M站上進行模塊熱插拔時，S7-300的CPU保持運行，而ET200M站上其他模塊的工作不受影響。同時，當您進行ET200M站上模塊的拔出或插入，系統(tǒng)都會調用OB82、OB86，您可以獲取OB86和OB82中的參數(shù)返回值，得知什么時間是哪一個主站下的哪一個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，調整I、O的數(shù)值，確保進行模塊熱插拔時，生產(chǎn)機構處于安全運行狀態(tài)。
您可以在S7-300的用戶程序中循環(huán)調用SFC13（DP總線診斷功能塊），不斷獲取DP網(wǎng)絡的診斷信息，當ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，可以從SFC13的返回數(shù)據(jù)（在DB塊中）獲取插拔模塊的信息，在用戶程序中對返回的診斷信息進行判斷、評估后，進行相應的邏輯控制和I/O處理，使生產(chǎn)機構處于安全運行狀態(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主站通電初始化過程中會對這些模板進行參數(shù)化和配置。當您帶電拔掉可參數(shù)化的模塊，再插入后，模塊原有的參數(shù)就會丟失。除非重新啟動DP主站，在主站進行初始化過程中，對這些模塊在進行一次參數(shù)化和配置，否則這類模塊在被拔掉，再插入后，只能夠以它的默認參數(shù)運行。
如果您期望能偵測到系統(tǒng)中存在一個新的需要進行參數(shù)化的模塊 ，您必須對模塊的狀態(tài)進行分析，可以通過調用診斷系統(tǒng)功能塊SFC13 "DPNRM_DG"來實現(xiàn)，在S7-300/400系統(tǒng)軟件手冊中的16章4節(jié)里說明了該SFC13的用法，點擊 1214574下載。ET200M的手冊中，在6.4.6節(jié)中說明了ET200M從站里模板狀態(tài)信息的內(nèi)容和分配，點擊 1142798 下載。
當你在程序中獲知是哪一塊模塊需要進行新的參數(shù)化后，您可以通過調用系統(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)軟件手冊中的7章5節(jié)里獲取SFC56的用法。

1 GSD文件介紹
GSD文件是一種設備描述文件，一般以“*.GSD”或“*.GSE”為后綴。它描述了設備的功能參數(shù)，用來將不同廠家支持PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起。另外在工程開發(fā)中有時候由于開發(fā)人員不同，要用兩個獨立的STEP 7項目來實現(xiàn)同一個PROFIBUS 網(wǎng)絡通訊，此時需要借助GSD文件的方法來實現(xiàn)。

2 GSD文件的導入方法
下面以CPU314C-2DP為例，說明一下 GSD 文件的導入步驟：
首先從西門子網(wǎng)站上下載相關產(chǎn)品的 GSD 文件，下面是SIMATIC系列產(chǎn)品的GSD文件下載鏈接：113652
選擇相關產(chǎn)品并下載到本地硬盤中。

圖 1 GSD文件下載界面

打開SIMATIC Manager，進入硬件組態(tài)界面，選擇菜單欄的“Options”->“Install GSD File…”，如圖 2 所示。

圖 2 安裝GSD文件

進入GSD安裝界面后，選擇“Browse…”，選擇相關GSD文件的保存文件夾，選擇對應的GSD文件（這里選擇語言為英文的“*.GSE”文件），點擊“Install”按鈕進行安裝。

圖 3 選擇安裝GSD文件

安裝完成后可以在下面的路徑中找到CPU314C-2DP，如圖 4：

圖 4 硬件目錄中的保存路徑

3 CP342-5做主站采用GSD方法實現(xiàn)PROFIBUS DP 通信

3.1網(wǎng)絡拓撲介紹
PROFIBUS DP主站由CPU314+CP342-5組成，其中CP342-5做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡拓撲圖如下：

圖 5 網(wǎng)絡拓撲圖

3.2 從站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314-2DP，雙擊DP接口，分配一個PROFIBUS地址，然后在“Operating Mode”中選擇“DP salve”模式，進入“Configuration”標簽頁，新建兩行通信接口區(qū)，如圖 6所示：

圖 6 從站通信接口區(qū)

注意：上述從站組態(tài)的通信接口區(qū)和主站導入的GSD從站的通信接口區(qū)在順序、長度和一致性上要保持一致。

3.3 主站組態(tài)及編程

3.3.1主站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314以及CP342-5，然后雙擊CP342-5，將“Operating Mode”設置為“DP Master”。新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照圖4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后組態(tài)CPU314C-2DP從站對應的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，和從站組態(tài)時通信接口區(qū)保持一致，如圖 7所示。

圖 7 主站組態(tài)

3.3.2 主站編程
由于CP342-5提供的是虛擬地址映射區(qū)，所以需要分別調用FC1（DP_SEND）和FC2（DP_RECV）來實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問。如圖8 和圖9所示。

圖 8發(fā)送程序

圖 9接收程序

如圖7所示，主站側在組態(tài)CPU314C-2DP GSD從站時，第一行通信接口區(qū)選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”，“Master_I”對應主站的IB0。參照圖6可知“Slave_Q”對應從站的QB0， 表示數(shù)據(jù)由從站的QB0發(fā)送到主站的IB0。又由于CP342-5通過調用FC2，將IB0讀取的數(shù)據(jù)保存在MB11，所以數(shù)據(jù)由從站的QB0經(jīng)過主站的IB0，最終保存在MB11。 同理可分析第二行通信接口區(qū)“Master_Q Slave_I 1B unit”。綜上所述，主站和從站通信接口的對應關系，如表 1：

主站	傳輸方向	從站
MB11（IB0）		QB0
MB10（QB0）		IB0

表1 主站和從站通信接口區(qū)對應表

4 S7-300做主站采用GSD方法實現(xiàn)PROFIBUS DP 通信

4.1 網(wǎng)絡拓撲介紹
PROFIBUS DP主站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡拓撲圖如下：

圖 10 網(wǎng)絡拓撲圖

4.2 從站組態(tài)
組態(tài)步驟同3.2節(jié)，這里不再贅述。

4.3 主站組態(tài)
首先新建S7-300站，添加CPU314C-2DP，雙擊DP接口，新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照圖4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后為CPU314C-2DP從站組態(tài)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，必須和從站組態(tài)時通信接口區(qū)保持一致。如圖 11所示。

圖 11 主站組態(tài)

主站和從站通信接口區(qū)的對應關系如表 2 所示：

主站	傳輸方向	從站
IB0		QB0
QB0		IB0

表 2 主站和從站通信接口區(qū)對應表

注：文檔涉及到西門子產(chǎn)品如下：

表 3 產(chǎn)品列表

關鍵詞

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