西门子S7-300控制器

上海朕锌电气设备有限公司

西门子S7-300控制器

信誉**，客户至上是公司成立之初所确立的宗旨，在公司**的严格要求和员工们不折不扣地贯彻执行下发展延续至今。“假一罚十”一直是我公司的主动承诺。
承诺一：1、保证全新原装进口   
承诺二：2、保证安全准时发货
承诺三：3、保证售后服务质量
流程一：1、客户确认所需采购产品型号
流程二：2、我方会根据询价单型号查询价格以及交货期，拟一份详细正规报价单
流程三：3，客户收到报价单并确认型号无误后订购产品
流程四：4、报价单负责人根据客户提供型号以及数量拟份销售合同
流程五：5、客户收到合同查阅同意后盖章回传并按照合同销售额汇款到公司开户行
流程六：6、我公司财务查到款后，业务员安排发货并通知客户跟踪运单

问题1：S7-200 CPU内部存储区类型？
回答：S7-200 CPU内部存储区分为易失性的RAM存储区和*保持的EEPROM两种，其中RAM包含CPU工作存储区和数据区域中的V数据存储区、M数据存储区、T(定时器)区和C(计数器)区，EEPROM包含程序存储区、V数据存储区的全部和M数据存储区的前14个字节。
也就是说V区和MB0-MB13这些区域都有对应的EEPROM*保持区域。
EEPROM的写操作次数是有限制的(较少10万次，典型值为100万次)，所以请注意只在必要时才进行保存操作。否则，EEPROM可能会失效，从而引起CPU故障。
EEPROM的写入次数如果**过限制之后，该CPU即不能使用了，需要整体更换CPU，不能够只更换CPU内EEPROM，西门子不提供这项服务。

问题2：S7-200 CPU的存储卡的作用？
回答：S7-200还提供三种类型的存储卡用于*存储程序，数据块，系统块，数据记录（归档）、配方数据，以及一些其他文件等，这些存储卡不能用于实时存储数据，只能通过PLC—存储卡编程的方法将程序块/数据块/系统块的初始设置存于存储卡内。
存储卡分为两种，根据大小共有三个型号。
32K存储卡：仅用于储存和传递程序、数据块和强制值。32K存储卡只可以用于向新版（23版）CPU传递程序，新版CPU不能向32K存储卡中写入任何数据。而且32K存储卡不支持存储程序以外的其他功能。订货号：6ES7 291-8GE20-0XA0。
64K/256K存储卡：可用于新版CPU（23版）保存程序、数据块和强制值、配方、数据记录和其他文件（如项目文件、图片等）。64K/256K新存储卡只能用于新版CPU（23版）。64K存储卡订货号： 6ES7 291-8GF23-0XA0；256K存储卡订货号：6ES7 291-8GH23-0XA0。
为了把存储卡中的程序送到CPU中，必须先插入存储卡，然后给CPU上电，程序和数据将自动复制到RAM及EEPROM中。
存储卡的使用完整限制条件，请参考《S7-200系统手册》附录A 技术规范—可选卡件一节。
S7-200的外部存储卡有哪些功能？
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问题3：S7-200 CPU内的程序是否具有掉电保持特性？
回答：S7-200 CPU内的程序块下载时，会同时下载到EEPROM中，也就是说程序下载后，将*保持。同样，系统块和数据块下载时，也会同时下载到EEPROM中。

问题4：S7-200 CPU内部的数据的掉电保持特性？
回答：S7-200系统手册*四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存储数据”一节详细介绍了S7-200 CPU内数据的掉电保持特性，建议用户仔细阅读。
S7-200 CPU内的数据分为RAM区和EEPROM区。
其中，RAM区数据需要CPU内置的**级电容或者外插电池卡才能实现掉电保持特性。
对于CPU221和CPU222的内置**级电容，能提供典型值约50小时的数据保持。
对于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226的内置**级电容，能提供典型值约100小时的数据保持。
**级电容需要在CPU上电时充电。为达到上述指标的数据保持时间，需要连续充电至少24小时。
当该时间不够时，可以购买电池卡，以获得更长时间的数据保持时间。
EEPROM区能实现数据*保持，不依靠**级电容或者电池就可以保持数据。

问题5：S7-200 CPU内部数据的工作顺序？
回答：S7-200 CPU一上电后，CPU先去检查RAM区域中的数据，如果在**级电容或者电池有电的情况下，数据并未丢失，则使用该RAM区的数据；如果**级电容或者电池没电了，导致数据丢失，则CPU去读EEPROM中相应的区域(包含数据块中的数据定义内容)，如果在EEPROM中存有*保持的数据，则CPU将EEPROM中的数据写回到RAM区中，再进行下面的工作。
如果EEPROM中也没有对应存储区的数据了，则该存储区的数据将变成0。

问题6：S7-200 CPU电池卡的使用注意事项？
回答：新版S7-200 CPU电池卡有两种型号。
对于CPU221和CPU222，由于其中没有实时时钟，则对应的为时钟电池卡，订货号为：6ES7297--1AA23--0XA0。
对于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226，电池卡仅提供电池功能，订货号为：6ES7 291--8BA20--0XA0，该款电池卡型号又叫做BC293。
电池卡的寿命典型值约为200天，当插上电池卡后，如果CPU处于工作状态或者**级电容有电的情况下，并不消耗电池卡的电量。当电池卡的电量消耗完毕之后，该电池卡就报废了。
S7-200电池卡不能充电，使用完毕就不能再用了，只能购买新的电池卡了。
S7-200没有检测电池卡内剩余电量的状态位和这种功能。
新版S7-200 CPU电池卡不能用于老CPU，即订货号为6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。

图1

以上为两种电池卡以及所在插槽位置。
电池卡的使用完整限制条件，请参考《S7-200系统手册》附录A 技术规范—可选卡件一节。

问题7：S7-200 CPU内EEPROM的使用方法？
回答：EEPROM的写入分为如下几种情况：
1、MB0—MB13的设置，只需要在系统块—断电数据保持中设置即可。
默认情况下，系统块设置如下图蓝框中所示，即MB14—MB31，这些区域没有对应的EEPROM区域，无须考虑EEPROM写入次数限制。

图2

MB0—MB13如果在系统块中设置成掉电保持区域，如图2红框中所示，并将系统块下载到CPU之后，则这14个字节的数据在掉电的瞬间会将数值写入EEPROM中，如果掉电时间**过**级电容和电池的保持时间之后，再上电时，CPU会将EEPROM中存储的数据数值写回到RAM中对应的存储区，实现*保持数据的目的。
注意：实现该功能一定要将修改过的系统块下载到CPU中。

2、数据块中定义的数据，如图3所示，当下载数据块的时候，同时会将定义的数据下载到EEPROM中，这样，当掉电时间**过**级电容和电池的保持时间之后，再上电时，CPU会将EEPROM中存储的数据块中定义的数据数值写回到RAM中对应的存储区，实现*保持数据的目的。也就是恢复成数据的初始设置值。
注意：实现该功能一定要将定义好数据的数据块下载到CPU中。

图3

3、使用SMB31和SMW32控制字来实现将V区的数据存到EEPROM中
特殊存储器字节31 (SMB31)命令S7-200将V存储区中的某个值复制到*存储器的V存储区，置位SM31.7提供了初始化存储操作的命令。特殊存储器字32 (SMW32)中存储所要复制数据的地址。如图4为S7-200系统手册内关于SMB31和SMW32的使用说明。

图4

采用下列步骤来保存或者写入V存储区中的一个特定数值：
1. 将要保存的V存储器的地址装载到SMW32中。
2. 将数据长度装载入SM31.0和SM31.1。具体含义如图4所示。
3. 将SM31.7置为1。

图5

注意：如果在数据块中定义了某地址的数据，而又使用这种办法存储同样地址的数据，则当CPU内**级电容或电池没电时，CPU再上电时将采用SMB31和SMW32存储的数据。

问题8：EEPROM写入次数的统计？
回答：每次下载程序块/数据块/系统块或者执行一次SMB31.7置位的操作都算作对EEPROM的一次写操作，所以请注意在程序中一定不要每周期都调用SMB31/SMW32用于将数据写入EEPROM内，否则CPU将很快报废。

问题9：不使用数据块的方法，如何在程序中实现不止一个V区数据的存储？
回答：由于SMB31/SMW32一次较多只能送入一个V区双字给EEPROM区域，因而当有**过一个双字的数据需要送入EEPROM中时，需要程序配合实现。具体操作方法可参照如下的例子，即使用SMB31/SMW32送完一个数据（字节/字/双字）之后，通过一个标志位（如M0.0）来触发下一个SMB31/SMW32操作，之后需要将上一个标志位清零，以用于下一次的存储数据的操作。

由于SM31.7在每次操作结束之后都自动复位，因而不能使用它作为*二次触发操作的条件。
以上程序仅供参考。

1.1 简介
HART (Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议, HART协议使用FSK技术，在4~20mA信号过程量上叠加一个频率信号，成功的实现模拟信号和数字信号双向通讯，而不互相干扰。
HART 模拟量模块是指除了可以提供模拟量数值外，还可以提供 HART 通讯功能的模拟量模块。HART 模拟量模块可以用于PROFIBUS-DP 的分布式 I/O 从站中。（使用6ES7153-2BA02-0AB0及更高版本或6ES7153-2BB02-0AB0及更高版本的接口模块作为连接 PROFIBUS-DP 的从站接口）。

1.2 多变量读取
在实际应用中通常用SFC58，SFC59进行数据记录的读写实现多变量的读取。但6ES7153-2BA02-0AB0 或更高版本可以使用HART变量直接进行多变量的读取。

1.3 HART变量
基本要求：IM 153-2（6ES7153-2BA02-0AB0 或更高版本）和 STEP 7（V5.4 SP3 或更高版本）
地址分配：HART 模块占用 16 个输入/输出字节。 如果组态 HART 变量，该模块将为每个 HART变量分配5 个字节，其中4个字节表示过程值，一个字节表示质量代码。
HART变量数量：6ES7153-2BA02-0AB0模块可以较多分配 8 个 HART 变量，每个通道的HART 变量不**过 4 个。 您可以在模块的属性对话框中为通道分配 HART 变量。
IO资源：如果使用全部 8 个 HART 变量，则 每个HART 模拟量输入模块总共占用 56 个输入/输出字节（16 个字节 + 8 x 5 个字节 = 56 个字节）。“无”组态不占用其它输入字节。
组态 HART 变量：可以在 STEP 7 HW Config 中分配 HART 变量。
多变量：PV，SV，TV，QV
● PV（Primary Variable，主变量）
● SV（Secundary Variable，二级变量）
● TV（Teritary Variable，三级变量）
● QV（Quatenary，四级变量）

HART变量结构：

图1

 

质量代码含义：

Quality-Code (QC)	Meaning	含义
0x4C or 0	Initialization: 0 value of IM and 4C of module	初始化：IM 的值为 0，模块为 4C
0x18	Communication cancelled / no communication	通讯已取消/无通讯
0x0C	Fault in HART device	HART 设备故障
0x47	HART device is busy	HART 设备繁忙
0x84	OK “Configuration changed”	“组态已更改”
0x80	OK	正常

 表1

 

1.4 直接读取HART变量的条件：
(1) IM支持这种通讯方式
(2) 模板信息中有hart variables的可以支持
(3) 仪表本身也要能支持多变量
只有在三者满足的情况下才可以通讯成功。

接口模板是否支持直接读取HART变量请参见下图：
6ES7153-2BA02-0AB0:

图2

6ES7153-2BA01-0AB0:

图3

HART 模拟量模块是否支持直接读取HART变量请参见下图：
其中6ES7331-7TF01-0AB0支持。6ES331-7TF00-0AB0不支持。

图4

2. 工程实例

2.1 软硬件列表

模块(软件)名称	模块(软件)型号	定货号	数量
底板	RACK	6ES7390-1AE80-0AA0	1
电源	PS307	6ES7307-1BA00-0AB0	1
CPU	315-2DP	6ES7315-2AG10-0AB0	1
MMC	MMC 4M	6ES7953-8LM20-0AA0	1
以太网模块	343-1	6GK7343-1CX10-0CE0	1
ET200M接口模块	IM153-2	6ES7153-2BA02-0XB0	1
HART模板	8XAI	6ES7331-7TF01-0AB0	1
HART仪表	TH-300	7NG3212-0NN00	1
通讯电缆		6XV1830-0EH10	若干米
DP接头		6ES7 972-0BB50-0XA0	2
Step7	V5.4 SP4	6ES7810-4CC08-0YA5	1

表2

2.2 HART模板接线方法：
对于6ES7331-7TF01-0AB0模板和HART仪表的接线，请参见下图：
(1)、红色线为 +24V，黑色线为 0V。
(2)、黄色信号线为S+，棕色信号线为S-。
在例程中使用的HART仪表为两线制，此时需要短接10，11。如果为四线制则不需要，具体接线请参考模板手册。

图5

2.3 硬件组态步骤：

a. 使用Step7 v5.4 创建300主站项目，在硬件组态窗口依订货号添加背板、电源、CPU、343-1模块。参见下图：

图6

b. 双击DP接口，添加DP网络并定义网络参数。参见下图：

图7

c. 添加订货号为6ES7153-2BA02-0AB0的DP从站，并定义地址为8。参见下图：

图8

d. 在8号从站插槽中中添加订货号为6ES7331-7TF01-0AB0的HART模拟量模板，并在通道4.0添加一个现场设备。参见下图：

图9

地址分配列表：例程使用了4.0通道，即PIW272

	4.0	4.1	4.2	4.3	4.4	4.5	4.6	4.7
PIW	272	274	276	278	280	282	284	286

表3

e. 双击HART模拟量模板，在Inputs标签页定义传感器类型。参见下图配置：

图10

f. 在HART variables标签页定义HART变量，例程使用了前4个HART变量。

HART变量分配列表：
Variable 1为通道0的PV值，地址为PID288
Variable 2为通道0的SV值，地址为PID293
Variable 3为通道0的TV值，地址为PID298
Variable 4为通道0的QV值，地址为PID303
参见下图配置：

图11

*处理CPU
订货号
CPU SR20
继电器输出，220 V AC 供电，12 输入/8 输出
6ES7 288-1SR200-AA0
CPU ST20
晶体管输出，24 V DC 供电，12 输入/8 输出
6ES7-288-1ST20-0AA0
CPU SR30
继电器输出，220 V AC 供电，18 输入/12 输出
6ES7-288-1SR30-0AA0
CPU ST30
晶体管输出，24 V DC 供电，18 输入/12 输出
6ES7-288-1ST30-0AA0
CPU SR40
继电器输出，220 V AC 供电，24 输入/16 输出
6ES7-288-1SR40-0AA0
CPU ST40
晶体管输出，24 V DC 供电，24 输入/16 输出
6ES7-288-1ST40-0AA0
CPU SR60
继电器输出，220 V AC 供电，36 输入/24 输出
6ES7-288-1SR60-0AA0
CPU ST60
晶体管输出，24 V DC 供电，36 输入/24 输出
6ES7-288-1ST60-0AA0
CPU CR40
继电器输出，220 V AC 供电，24 输入/16 输出
6ES7-288-1CR40-0AA0
CPU CR60
继电器输出，220 V AC 供电，36 输入/24 输出
6ES7-288-1CR60-0AA0
扩展模块  EM
订货号
EM  DE08
 数字量DI模块，8路输入
6ES7-288-2DE08-0AA0
EM  DR08
 数字量DO模块，8路 继电器 输出
6ES7-288-2DR08-0AA0
EM  DT08
 数字量DO模块，8路 晶体管输出
6ES7-288-2DT08-0AA0
EM  DR16
 数字量DI/DO模块，8路输入 / 8路继电器输出
6ES7-288-2DR16-0AA0
EM  DT16
 数字量DI/DO模块，8路输入 / 8路晶体管输出
6ES7-288-2DT16-0AA0
EM  DR32
 数字量DI/DO模块，16路输入 / 16路继电器输出
6ES7-288-2DR32-0AA0
EM  DT32
 数字量DI/DO模块，16路输入 / 16路晶体管输出
6ES7-288-2DT32-0AA0
EM  AE04
 模拟量AI模块，4 路输入
6ES7-288-3AE04-0AA0
EM  AE08
 模拟量AI模块，8路输入
6ES7-288-3AE08-0AA0
EM  AQ02
 模拟量AO模块，2 路输出
6ES7-288-3AQ02-0AA0
EM  AQ04
 模拟量AO模块，4路 输出
6ES-7288-3AQ04-0AA0
EM  AM03
 模拟量AI/AO模块，2路 输入/ 1路输出
6ES7-288-3AM03-0AA0
EM  AM06
 模拟量AI/AO模块，4路 输入/ 2路 输出
6ES7-288-3AM06-0AA0
EM  AR02
 热电阻输入模块，2 通道
6ES7-288-3AR02-0AA0
EM  AR04
 热电阻输入模块，4 通道
6ES7-288-3AR04-0AA0
EM  AT04
 热电偶输入模块，4 通道
6ES7-288-3AT04-0AA0
EM  DP01
 Profibus-DP从站扩展模块
6ES7-288-7DP01-0AA0
信号板 SB
订货号
SB  CM01
         通信信号板，RS485/RS232
6ES7-288-5CM01-0AA0
SB  DT04
         数字量扩展信号板，2路输入/2路晶体管输出
6ES7-288-5DT04-0AA0
SB  AE01
         模拟量扩展信号板， 1 路模拟量AI
6ES7-288-5AE0-10AA0
SB  AQ01
         模拟量扩展信号板，1 路模拟量AO
6ES7-288-5AQ01-0AA0
SB  BA01
         电池信号板，支持普通纽扣电池 CR1025
6ES7-2885BA0-10AA0