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西門子  6ES7305-1BA80-0AA0   西門子  6ES7305-1BA80-0AA0   西門子  6ES7305-1BA80-0AA0 

室外 SIMATIC S7-300 調(diào)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(shè)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(wù)，歡迎來電垂詢 

在許多應(yīng)用場合，我們需要PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(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(diào)整。

1. SIEMENS PLC控制系統(tǒng)關(guān)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(dāng)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(dāng)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(biāo)準，模板能夠帶電插、拔，當(dāng)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(yīng)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(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(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個有源總線導(dǎo)軌和5個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(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IM153-2接口模塊組裝后的情形：

關(guān)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(dǎo)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(yīng)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(biāo)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(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(dǎo)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(yīng)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(dāng)ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，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(shè)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(dāng)你從右側(cè)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(dāng)組態(tài)和實際不符時是否啟動。如果選擇此選項，當(dāng)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(fù)；該站點瞬間掉站，然后恢復(fù)。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(dǎo)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(shè)置熱插拔選項

設(shè)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(biāo)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(dāng)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(dāng)您進行ET200M站上模塊的拔出或插入，系統(tǒng)都會調(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(diào)整I、O的數(shù)值，確保進行模塊熱插拔時，生產(chǎn)機構(gòu)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(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(yīng)的邏輯控制和I/O處理，使生產(chǎn)機構(gòu)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(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(diào)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(dāng)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(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)軟件手冊中的7章5節(jié)里獲取SFC56的用法。

第一部分：ET200S工藝模塊1Count24V/100kHz

1．概述

       ET200S工藝模塊主要包括四種類型：模塊1Count24V/100kHz，1Count5V/500kHz，1SSI，2PULSE。本文通過一個簡單的調(diào)試例程，描述怎樣按照工藝要求設(shè)置ET200S工藝模塊1Count24V/100kHz的功能應(yīng)用，以及應(yīng)用、操作和測試相應(yīng)的軟硬件。

    工藝模塊1Count24V/100kHz主要包括以下幾種操作模式：

   （1）計數(shù)模式：包括連續(xù)計數(shù)，周期計數(shù)和單次計數(shù)

   （2）測量模式：包括頻率測量，周期測量和轉(zhuǎn)速測量

   （3）位置檢測：這個模式是連續(xù)計數(shù)功能的一部分，用來在等時模式作為一個純輸入模塊使用。

    本文主要描述該模塊在計數(shù)模式下的使用，測量模式等請參考計數(shù)功能使用。

2．系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)

圖 1 系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)

    本示例為一套S7-300 PLC通過ET200S 1Count24V/100kHz模塊從24V增量型編碼器讀取計數(shù)數(shù)據(jù)，監(jiān)控旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

    圖1為示例系統(tǒng)的配置圖，圖中包含如下的硬件：

    ?一臺筆記本電腦或PG/PC

    ?一塊CP5512

    ?一套S7-300 PLC

    ?一套ET200S系統(tǒng)

3．硬件和軟件需求

表3－1硬件訂貨信息
 

表3－2軟件訂貨信息

4．硬件安裝與接線

連接的編碼器類型：

（1）24V脈沖發(fā)生器（不帶方向信號）

（2）24V脈沖發(fā)生器（帶方向信號）

（3）24V增量型編碼器

圖2 編碼器連接

5．系統(tǒng)組態(tài)及參數(shù)設(shè)置

  （1）硬件配置 

       按照圖1硬件配置圖進行連接，一套S7-300 PLC作為DP主站連接ET200S
   從站系統(tǒng)，24V增量型編碼器按圖2接線圖依次接入
   ET200S   1Count24V/100kHz模塊。

  （2）系統(tǒng)組態(tài)及參數(shù)設(shè)置

    在STEP7管理器中新建一個名為Latch_ET200S_1COUNT的項目，插入一個SIMATIC 300 STATION，命名為1COUNT，然后在硬件組態(tài)中按訂貨號和硬件安裝次序依次插入機架、CPU、ET200S標(biāo)準從站模塊和ET200S 1COUNT計數(shù)模塊（從硬件列表中選擇模塊1COUNT 24V/100kHz C）。

圖3主站硬件組態(tài)

ET200S 1COUNT模塊參數(shù)配置如圖4所示。

圖4參數(shù)設(shè)置
 

    參數(shù)Signal evaluation A*    B *和Sensor A*    B * DI 根據(jù)連接的編碼器類型進行選擇，此處選擇PNP類型24V增量型編碼器；

    參數(shù)Direction input B *可設(shè)置成正方向或反方向；

    參數(shù)Type of counting mode可設(shè)置三種計數(shù)模式：連續(xù)計數(shù)，周期計數(shù)和單次計數(shù)；

    其他參數(shù)設(shè)置選擇默認值即可。

   （3）例程

       循環(huán)程序OB1：

//預(yù)設(shè)

      L     0                                     //刪除控制位

      T     DB1.DBD    0

      T     DB1.DBD    4

      SET

      S DB1.DBX4.0                         //打開軟件門

//寫控制接口

      L     DB1.DBD    0                     //寫8字節(jié)到 1SSI模塊

      T     PQD  264

      L     DB1.DBD    4                            //輸出起始地址

      T     PQD  268

//讀反饋接口

      L     PID  264                         //從 1SSI模塊讀8字節(jié)

      T     DB1.DBD    8

      L     PID  268                         //輸入起始地址

      T     DB1.DBD   12

控制接口的參數(shù)分配如圖5，在硬件組態(tài)里，對應(yīng)計數(shù)模塊的輸出區(qū)8個字節(jié)（PQB264 ~ PQB271）。在上面例程中，DB1中8個字節(jié)（DB1.DBB0~DB1.DBB7）用來存放控制接口的參數(shù)。

圖5 控制接口參數(shù)分配

反饋接口的參數(shù)分配如圖6，在硬件組態(tài)里，對應(yīng)計數(shù)模塊的輸入?yún)^(qū)8個字節(jié)（PIB264 ～PIB271）。在上面例程中，DB1中8個字節(jié)（DB1.DBB8 ～ DB1.DBB15）用來存放反饋接口的參數(shù)。

圖6 反饋接口參數(shù)分配

6．測試、監(jiān)控與診斷

圖7 變量表監(jiān)控

在STEP7管理器Blocks中建立變量表，在變量DB1.DBD 8（反饋接口Bytes 0～3）中監(jiān)控測量的編碼器值，通過變量DB1.DBX 13.6 （STS_C_UP）和DB1.DBX 13.7（STS_C_DN）監(jiān)控編碼器值的變化方向。

7．功能

    7．1計數(shù)輸入的控制：

   通過軟件門控制

   軟件門與硬件門(“與”邏輯操作)

   7．2門控功能

   軟件門：通過用戶程序控制

      當(dāng)使能軟件門控制位時，在參數(shù)配置里采用“interrupt counting
    procedure”，從裝載值開始計數(shù)，當(dāng)軟件門停止后再使能，計數(shù)從停止時的
  計數(shù)值開始繼續(xù)計數(shù)；

      在參數(shù)配置里采用“terminate counting procedure”，從裝載值開始計
  數(shù)，當(dāng)軟件門停止后再使能，計數(shù)從裝載值開始重新計數(shù)；

圖8 硬件門使用

    硬件門：在硬件門使能后，通過數(shù)字量輸入控制，功能和軟件門控制一樣。前提是如圖8所示，在參數(shù)“Function DI”里設(shè)置成“hardware gate”。

7．3鎖存功能

    鎖存與重新觸發(fā)：

    在硬件組態(tài)中參數(shù)配置“Function DI”使能“鎖存與重新觸發(fā)”后，在用戶程序中把軟件門使能，當(dāng)數(shù)字量輸入端有上升沿脈沖時，把當(dāng)前計數(shù)值鎖存。計數(shù)功能繼續(xù)進行，直到數(shù)字量輸入端有下一個上升沿脈沖，鎖存當(dāng)前計數(shù)值并開始從裝載值重新計數(shù)。

    如果你在這個過程中直接裝入裝載值，不會改變在反饋字中的鎖存值。如果關(guān)閉軟件門，只是中斷計數(shù)，而數(shù)字量輸入中鎖存和重新觸發(fā)功能仍然有效。

    注意在軟件門使能后，當(dāng)數(shù)字量輸入端有第一個上升沿時，計數(shù)模式開始進行，參考圖9鎖存和重新觸發(fā)功能時序圖。

圖9 鎖存和重新觸發(fā)功能時序圖

鎖存：

    在硬件組態(tài)參數(shù)配置“Function DI”中使能“鎖存”后，在用戶程序中把軟件門使能，當(dāng)數(shù)字量輸入端有上升沿脈沖時，鎖存計數(shù)值。計數(shù)功能繼續(xù)進行，直到數(shù)字量輸入端有下一個上升沿脈沖，鎖存新計數(shù)值。

    注意如果你在這個過程中直接裝入裝載值，不會改變在反饋字中的鎖存值。如果關(guān)閉軟件門，只是中斷計數(shù)，而數(shù)字量輸入中鎖存功能仍然有效。

圖10 鎖存功能時序圖

  7．4同步功能

同步功能只能在單次計數(shù)和周期計數(shù)模式下使用?？梢允褂眯D(zhuǎn)編碼器的零標(biāo)志位做為參考信號。先使能軟件門，然后使能同步控制位，在單次計數(shù)同步中，數(shù)字量輸入中從第一個上升沿脈沖開始從裝載值進行同步計數(shù)。而在周期計數(shù)同步中，數(shù)字量輸入中第一個上升沿脈沖和后續(xù)的每個上升沿脈沖使計數(shù)器從裝載值開始同步計數(shù)。在完成同步后，狀態(tài)位“STS_SYN”被置位。

圖11 同步功能時序圖

7．5在計數(shù)模式里對輸出的控制

    計數(shù)模板有一個數(shù)字量輸出和一個虛擬的數(shù)字量輸出（存在于反饋接口的狀態(tài)位上），可以存儲兩個比較值，依靠計數(shù)值和比較值的關(guān)系可以對輸出進行控制：

   （1）  直接對輸出進行控制

    使能控制位CTRL_DO1和CTRL_DO2，通過控制位SET_DO1和SET_DO2直接對輸出進行控制。狀態(tài)位STS_CMP1和STS_CMP2顯示了相應(yīng)的輸出狀態(tài)。直到這些狀態(tài)位被確認，他們一直保持現(xiàn)有狀態(tài)；如果沒有使能DO1和DO2，通過控制位SET_DO1和SET_DO2直接影響這些狀態(tài)位。

    下面四種輸出形式的使用情況和直接控制輸出類似，需要先裝載比較值，根據(jù)設(shè)定的比較條件對輸出進行控制。

   （2）  計數(shù)值>＝比較值

    舉例：設(shè)定一個比較值2000，當(dāng)計數(shù)值大于等于2000時，使能DO1輸出。

硬件組態(tài)：

圖12 比較值輸出

     計數(shù)模塊的參數(shù)設(shè)置如圖12所示，只需設(shè)置參數(shù)“Function DI”為“Counter>=comparison value”模式，其他參數(shù)設(shè)置參照圖4普通計數(shù)模式。

主程序：

//預(yù)設(shè)

      SET  

      S     DB1.DBX    4.0                 //置位軟件門

      S     DB1.DBX    4.4                 //使能DO1

//裝入比較值

      A     M    100.0                             //觸發(fā)位

      S     DB1.DBX    5.2

      L     DB1.DBD    4

      T     PQD  268

      L     2000

      T     DB1.DBD    0

      T     PQD  264

      AN    M    100.0

      R     DB1.DBX    5.2

      L     DB1.DBD    4

      T     PQD  268

//寫控制接口

      L     DB1.DBD    0                //寫8字節(jié)到 1SSI模塊

      T     PQD  264

      L     DB1.DBD    4                //輸出起始地址

      T     PQD  268

//讀反饋接口

      L     PID  264                      //從 1SSI模塊讀8字節(jié)

      T     DB1.DBD    8

      L     PID  268                      //輸入起始地址

      T     DB1.DBD   12

    監(jiān)控與測試：通過使能M100.0，裝入比較值1（2000），當(dāng)編碼器計數(shù)值大于等于2000時，使能輸出DO1，同時置位狀態(tài)位STS_CMP1（DB1.DBX14.3）和STS_DO1（DB1.DBX13.3）。

圖13 比較值<2000

圖14 比較值>＝2000

   （3）  計數(shù)值<＝比較值

   （4）  到達比較值時輸出脈沖

   （5）  到達比較值時開關(guān)輸出（僅限DO1）

第二部分：ET200S工藝模塊1Count5V/500kHz 

    工藝模塊1Count5V/500kHz的使用可參考第一部分的描述，其不同點主要體現(xiàn)在硬件接線和硬件組態(tài)的參數(shù)配置上。

1．硬件接線圖

    模塊只能連接5V增量型編碼器。

圖15 硬件接線圖

2．硬件組態(tài)和參數(shù)配置

 西門子  6ES7305-1BA80-0AA0   西門子  6ES7305-1BA80-0AA0  西門子  6ES7305-1BA80-0AA0