西門子CPU模塊6ES7312-5BF04-0AB0   

西門子CPU312C模塊

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SIEMENS上海晉營(yíng)自動(dòng)化科技有限公司
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：李 工（）
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工作()   ：2821116313    
傳真（）：
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CPU 312C 是一種緊湊型 CPU，用于對(duì)處理速度要求很高的小型應(yīng)用。集成數(shù)字量輸入/輸出，支持直接連接過(guò)程。

集成技術(shù)工程的其他用途包括：

• 計(jì)數(shù)
• 頻率測(cè)量
• 周期測(cè)量
• 脈寬調(diào)制

Design

CPU 312C 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間可達(dá) 100 ns。
• 擴(kuò)展存儲(chǔ)器;
  64 KB 高速工作存儲(chǔ)器（相當(dāng)于大約 21 K 的指令），用于執(zhí)行相關(guān)的程序，為用戶程序提供充分的空間；
  SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（zui大 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）存儲(chǔ)在 CPU 中。
• 靈活的擴(kuò)展能力
  多達(dá) 8 個(gè)模塊，（1排結(jié)構(gòu)）
• MPI多點(diǎn)接口
  內(nèi)置 MPI 接口可以zui多同時(shí)建立 6 個(gè)與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。通過(guò)“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來(lái)建立zui多16個(gè)CPU組成的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。
• 內(nèi)置輸入/輸出；
  10個(gè)數(shù)字量輸入(均可用于報(bào)警處理)和6個(gè)數(shù)字量輸出，用于將過(guò)程信號(hào)連接到 CPU 312C。

Functions

• 口令保護(hù);
  用戶程序使用密碼保護(hù)，可防止非法訪問(wèn)。
• 塊加密；
  函數(shù) (FC) 和功能塊 (FB) 可以通過(guò) S7-Block Privacy，加密存儲(chǔ)于 CPU 以保護(hù)專有技術(shù)。
• 診斷緩沖;
  診斷緩沖區(qū)中可存儲(chǔ)zui后 500 條錯(cuò)誤和中斷事件，其中的 100 條事件可以*存儲(chǔ)。
• 免維護(hù)的數(shù)據(jù)后備;
  如果發(fā)生斷電，則可通過(guò) CPU 將所有保持性數(shù)據(jù)自動(dòng)寫入到 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（MMC 卡）上，且將在再次通電時(shí)保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對(duì) S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

• 概述；
  定義名稱、上位名稱和位置 ID
• 啟動(dòng)；
  定義 CPU 的啟動(dòng)特性和監(jiān)視時(shí)間
• 循環(huán)/時(shí)鐘存儲(chǔ)器；
  zui大循環(huán)時(shí)間和負(fù)載，設(shè)定時(shí)鐘存儲(chǔ)器地址。
• 記憶性；
  設(shè)置保持區(qū)
• 日時(shí)鐘中斷；
  設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期
• 周期中斷；
  周期設(shè)定
• 系統(tǒng)診斷；
  確定診斷消息的處理和范圍
• 時(shí)鐘；
  設(shè)定AS內(nèi)或MPI上的同步類型
• 防護(hù)等級(jí)；
  定義程序和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限
• 通訊；
  保留連接源
• MPI多點(diǎn)接口;
  定義站地址
• 數(shù)字量輸入/輸出
  地址設(shè)定，輸入繼電器和過(guò)程中斷
• 集成功能“計(jì)數(shù)器”
  設(shè)定地址，以及 “連續(xù)計(jì)數(shù)”“單次計(jì)數(shù)”“周期計(jì)數(shù)”“頻率測(cè)量”和“脈寬調(diào)制”模式下的參數(shù)分配

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時(shí)器或I/O出錯(cuò)以及運(yùn)行模式，如RUN、STOP、Startup。
• 測(cè)試功能；
  使用編程器，可顯示用戶執(zhí)行過(guò)程中的信號(hào)狀態(tài)，獨(dú)立于用戶程序修改過(guò)程變量，并輸出堆棧存儲(chǔ)器的內(nèi)容。
• 信息功能；
  通過(guò)編程器以文本形式為用戶提供存儲(chǔ)能力信息、CPU的運(yùn)行模式，以及主存儲(chǔ)器和裝載存儲(chǔ)器當(dāng)前的使用情況、當(dāng)前的循環(huán)時(shí)間和診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容。

集成的通訊功能

• 編程器/OP 通訊
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊
• S7 基本通訊
• S7 通訊(只是服務(wù)器)

集成功能

• 計(jì)數(shù)器；
  2個(gè)通道（zui高 10 kHz），具有獨(dú)立方向的比較器，可直接連接到 24V 增量型編碼器。
• 2通道頻率測(cè)量；
  允許進(jìn)行頻率測(cè)量（高達(dá) 10 kHz），例如，測(cè)量軸速或吞吐量（每個(gè)測(cè)量周期內(nèi)的件數(shù)）。
• 周期測(cè)量
  2個(gè)通道。可測(cè)量計(jì)數(shù)信號(hào)的周期時(shí)間，計(jì)數(shù)頻率zui高為 1 KHz。
• 脈寬調(diào)制；
  2個(gè)輸出可直接連接控制閥、執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、加熱裝置等，例如采樣頻率為 2.5 kHz。 可設(shè)置周期長(zhǎng)度并可在運(yùn)行時(shí)修改占空比。
• 報(bào)警輸入（所有數(shù)字量輸入）；
  報(bào)警輸入可以檢測(cè)過(guò)程事件，并在zui短的時(shí)間內(nèi)觸發(fā)響應(yīng)。
• 項(xiàng)目介紹
  圖 1 PROFINET IO網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，用于SFC51/SFB52/SFB54的診斷。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交換機(jī)和ET200S, ET200Eco作為IO設(shè)備進(jìn)行連接。

  
  
  圖 1 PROFINET IO網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>

  本例中使用到的主要硬件和軟件如下：

  名稱	數(shù)量	版本	訂貨號(hào)
  CPU319-3PN/DP	1	V2.8	6ES7 318-3EL00-0AB0
  SCALANCE X208	1	V4.0	6GK5 208-0BA10-2AA3
  SCALANCE X201-3P IRT	1	V4.1	6GK5 201-3BH00-2BA3
  IM151-3 PN	1	V6.1	6ES7 151-3BA23-0AB0
  IM151-3 PN FOC	1	V4.0	6ES7 151-3BB21-0AB0
  PM-E	2		6ES7 138-4CA01-0AA0
  2DO HF	2		6ES7 132-4BB01-0AB0
  ET200 eco PN	1		6ES7 142-6BG00-0AB0
  Step7	1		V5.4+SP5

   

  1.2 硬件組態(tài)
  按照1.1中的硬件在Step7中進(jìn)行組態(tài)。然后分配設(shè)備名，下載組態(tài)數(shù)據(jù)到CPU319中，具體設(shè)置設(shè)備名以及完成PROFINET通訊，請(qǐng)參考下載中心《S7-300 PROFINET IO 通訊快速入門》72325620

  
  圖 2 Step7的硬件組態(tài)

  其中，“Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”總線的100表示PROFINET總線的序號(hào)。IO設(shè)備例如SCALACNE X和ET200上從1到5，表示PROFINET IO的設(shè)備號(hào)。

  
  2 SFC51診斷

  2.1 介紹
  系統(tǒng)狀態(tài)列表(SSL)用于描述可編程邏輯控制器的當(dāng)前狀態(tài)。SSL的內(nèi)容只能通過(guò)系統(tǒng)功能進(jìn)行讀取，而不能修改。換言之，部分列表是虛擬列表，只是在有特殊請(qǐng)求時(shí)由CPU的操作系統(tǒng)所創(chuàng)建。
  SFC 51 “RDSYSST” 系統(tǒng)功能用于讀取 “系統(tǒng)狀態(tài)列表” (簡(jiǎn)寫為SSL)，部分列表或 CPU 的 SSL 列表摘錄。對(duì)于 PROFINET IO，這些 SSL包含了 I/O 模塊，PROFINET IO 主站系統(tǒng)或?qū)嶋H控制器的狀態(tài)信息。當(dāng)選擇所用的、特別是在一個(gè)中斷或啟動(dòng) OB 中使用的 SSL ID 時(shí)，必須注意的是 SFC 僅能同步執(zhí)行。如果執(zhí)行 SFC 之后，Busy 位激活表明幾個(gè)循環(huán)執(zhí)行一次 SFC，數(shù)據(jù)還沒(méi)有*讀出，因此數(shù)據(jù)是無(wú)效的。接收到的系統(tǒng)狀態(tài)列表數(shù)據(jù)記錄包括了診斷 PROFINET IO 設(shè)備上的信息概覽。
  PN通信部分列表是虛擬列表，只是在有請(qǐng)求時(shí)由CPU的操作系統(tǒng)所創(chuàng)建。虛擬列表來(lái)自 CPU 內(nèi)部的PN IO控制器的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)由控制器的啟動(dòng)和ALARM信息進(jìn)行維護(hù)和刷新。
  可以使用在PROFINET IO診斷的SSL_ID:

  SSL_ID (W#16#...)	部分列表（PROFINET）	INDEX (W#16#...)
  0C91	PROFINET接口模塊(集成的或外部的)上的模塊的模塊狀態(tài)信息	邏輯基地址，輸出模塊 bit15=1
  0D91	PROFINET中的所有模塊的模塊狀態(tài)信息	bits 0到10: 站號(hào),bits 11到 14: PN IO系統(tǒng)總線號(hào)的后兩位, Bit 15: 1
  0094	PROFINET接口模塊(集成的或外部的)上站的預(yù)期狀態(tài)	100-115: PN IO系統(tǒng)總線號(hào)
  0294	讀取實(shí)際的站點(diǎn)是否存在	同上
  0694	讀取實(shí)際的站點(diǎn)是否出錯(cuò)	同上
  0794	讀取實(shí)際的站點(diǎn)維護(hù)狀態(tài)	同上
  0C96	PROFINET中的所有模塊的模塊狀態(tài)信息	邏輯基地址，輸出模塊 bit15=1

  通過(guò)SFC51只能獲取站或模塊的狀態(tài)信息，例如，丟站，或者該模塊有錯(cuò)誤，并不能獲取模板的故障的詳細(xì)信息，例如哪一個(gè)模板的通道發(fā)生斷線，短路等。

  2.2 編程
  這里使用SFC51來(lái)讀取每一個(gè)站點(diǎn)的實(shí)際狀態(tài)，判斷該站是否發(fā)生丟站故障。在PLC中添加并下載空的OB86，防止測(cè)試丟站時(shí)，發(fā)生CPU停機(jī)現(xiàn)象。當(dāng)然也可以使用OB86來(lái)讀取每一個(gè)IO設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，但需要更多的編寫程序，關(guān)于使用OB86來(lái)獲取IO站點(diǎn)的狀態(tài)信息，請(qǐng)參考下載中心《使用OB8x診斷SIMATIC PLC(PN) 》87668286

  
  在OB1中加入SFC51，關(guān)于參數(shù)設(shè)置，點(diǎn)擊“F1”參考SFC51在線幫助。程序示例如下：

  CALL "RDSYSST"
  REQ :=M0.0
  SZL_ID :=MW2
  INDEX :=MW4
  RET_VAL :=MW6
  BUSY :=M0.1
  SZL_HEADER:=DB1.SSL_HEADER
  DR :=DB1.RECORD

  按照上表在變量表中設(shè)置SSL_ID=0294 (MW2)和INDEX=16#64 (MW4)，其中16進(jìn)制64的十進(jìn)制為100，表示PROFINET總線的序號(hào)，請(qǐng)參考圖 2 Step7的硬件組態(tài)。添加要查看的變量，并使能M0.0為1。其中讀取到的數(shù)據(jù)記錄個(gè)數(shù)為1 (DB1.DBW2)，該數(shù)據(jù)記錄的長(zhǎng)度為258bytes (DB1.DBW0)。DB1.DBW4表示PROFINET總線的序號(hào)，這里為100 (64H) 。對(duì)于DB1.DBB6為2#0011_1111，其中bit0表示組信息，如果為1，表示至少有一個(gè)IO設(shè)備與IO控制器進(jìn)行通訊，如果為0，表示IO站點(diǎn)全部丟失。Bit1~Bit5表示設(shè)備號(hào)1~5的IO設(shè)備的狀態(tài)，1表示IO設(shè)備存在，0表示IO設(shè)備丟站。至于其它Bit和高字節(jié)中的Bit依次類推，表示對(duì)應(yīng)IO設(shè)備的狀態(tài)。