西門子CPU317-2DP模塊6ES7317-2AK14-0AB0

S7-300/S7-300F

1 FM352-5高速布爾處理器簡介

FM352-5是一種現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，F(xiàn)PGA包括輸入、輸出以及邏輯單元等可編輯元件用來實(shí)現(xiàn)一些基本的邏輯門電路, 如圖1所示：

圖1 FPGA 內(nèi)部架構(gòu)

通過編程，這些邏輯單元被分配一些如與、或、非、置位/復(fù)位等功能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以根據(jù)需要通過連接FPGA內(nèi)部的邏輯單元和邏輯功能，就好像連接一個(gè)電路試驗(yàn)板，完成所需要的特定功能。zui終程序?qū)⒊蔀橥ㄟ^連接邏輯單元形式的硬件結(jié)構(gòu)的一部分，這些硬件結(jié)構(gòu)的程序組件好像通過連接的繼電器控制回路一樣并行執(zhí)行，響應(yīng)快速并且響應(yīng)時(shí)間基于常數(shù)，F(xiàn)M352-5的掃描周期固定為1цs。
FM352-5模塊高速處理數(shù)字量輸入、輸出信號(hào)以及編碼器信號(hào)，從讀入數(shù)字量輸入信號(hào)、CPU程序處理到信號(hào)的輸出zui小周期不到10цs，適合邏輯簡單、要求快速響應(yīng)的應(yīng)用如速度測量、脈寬調(diào)制（zui小20цs可調(diào)）輸出等。由于FM352-5是布爾處理器，所以只能對布爾、字節(jié)、字、雙字等信號(hào)進(jìn)行處理，而不能處理浮點(diǎn)信號(hào)。

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2 FM352-5工作方式 
FM352-5具有獨(dú)立的處理能力，安裝方式靈活，可以安裝于S7-300 PLC*機(jī)架、分布式I/O ET200M中（可以是非西門子主站）、也可以獨(dú)立安裝。如圖2所示：

圖2 FM352-5的安裝形式

獨(dú)立安裝時(shí)通過模塊集成的輸入、輸出信號(hào)對受控設(shè)備進(jìn)行操作并讀出反饋狀態(tài)，由于沒有額外的通信接口而不能通過人機(jī)界面進(jìn)行操作。安裝于S7-300 *機(jī)架中，CPU與FM352-5數(shù)據(jù)交換過程如圖3所示：

圖3 CPU與FM352-5數(shù)據(jù)交換示意圖

FM352-5模塊通過集成的輸入接口接收編碼器信號(hào)和數(shù)字量輸入信號(hào)，通過背板通信總線接收CPU發(fā)送的命令信號(hào)（圖中為輸出緩存，如果FM352-5獨(dú)立安裝，只能通過集成的接口接收輸入信號(hào)），經(jīng)過FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)處理后直接通過模塊集成的輸出點(diǎn)輸出，運(yùn)算數(shù)據(jù)也可以通過輸入緩存作為狀態(tài)信號(hào)反饋到CPU。CPU與FM352-5間的通信數(shù)據(jù)經(jīng)過接口函數(shù)塊的處理后進(jìn)入CPU的用戶數(shù)據(jù)區(qū)，F(xiàn)M352-5與CPU之間的數(shù)據(jù)交換也可以通過FM352-5的邏輯地址區(qū)直接通信。
普通CPU程序執(zhí)行是以串行掃描的，F(xiàn)M352-5程序執(zhí)行則是以并行掃描的，保證程序執(zhí)行的快速性，由于程序從左到右并行執(zhí)行，在不同程序行中對由同一信號(hào)產(chǎn)生的邏輯結(jié)果處理時(shí)，可能導(dǎo)致邏輯的先后次序錯(cuò)誤，F(xiàn)M352-5使用連接器和多相時(shí)鐘的技術(shù)使具有競爭條件的時(shí)序延遲，保證信號(hào)的正確性。連接器的使用規(guī)則如下：
? 如果連接器的觸點(diǎn)在它的輸出線圈以前引用，那么觸點(diǎn)的值將取決于上個(gè)掃描結(jié)果。
? 如果連接器的觸點(diǎn)在它的輸出線圈以后引用，那么觸點(diǎn)的值將取決于當(dāng)前掃描結(jié)果。
連接的使用如圖4所示：

圖4 FM352-5連接的使用

連接器使用的方式相當(dāng)于中間變量，使用梯形圖編寫的FM352-5程序存儲(chǔ)于一個(gè)FB塊中，所有的變量使用在FB塊中定義的形參，連接器變量使用固定的形參格式
＃Conn.arrXcon，在圖2程序段1的程序中，連接器＃Conn.arrXcon[8]和＃Conn.arrXcon[9] 的觸點(diǎn)信號(hào)在輸出線圈＃Conn.arrXcon[8]以前引用，所以它們的值將取自線圈上個(gè)掃描結(jié)果。在程序段4的程序中，連接器＃Conn.arrXcon[8]和＃Conn.arrXcon[9]的觸點(diǎn)信號(hào)在它的輸出線圈＃Conn.arrXcon[8]以后引用，所以它們的值將取自線圈當(dāng)前掃描結(jié)果。如果在不同程序段相對于連接器使用具有保持功能的指令塊如計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、RS觸發(fā)器、沿檢測、位移寄存器等時(shí)（參考表8），模塊通過多相時(shí)鐘管理這些指令塊正確的時(shí)序，例子程序如圖5所示：

圖5 保持功能塊的多相定時(shí)

在程序段1中，連接器＃Conn.arrXcon[2] 的觸點(diǎn)信號(hào)在它的輸出線圈前引用，它的值將取自線圈上個(gè)掃描結(jié)果，所以RS觸發(fā)器＃FF.ThirdFF被看作相序1，在程序段2中，RS觸發(fā)器＃FF.MoreFFs[0] 相序?yàn)?，＃FF.MoreFFs[1] 相序?yàn)?，連接器線圈
＃Conn.arrXcon[2]在相序1后輸出。在程序段3中，通過連接器觸點(diǎn)＃Conn.arrXcon[2]將RS觸發(fā)器＃FF.MoreFFs[2]連接到程序段2的相序1后，同樣被看作為相序2，程序段3相當(dāng)于程序段2的擴(kuò)展部分，這樣程序執(zhí)行相序圖（順序）如圖6所示：

圖6 12相序定時(shí)和I/O時(shí)序圖

從圖4中可以看到，＃FF.MoreFFs[0]為相序1zui先執(zhí)行，＃FF.MoreFFs[2]和＃FF.MoreFFs[1] 同為相序2被同時(shí)執(zhí)行。每一個(gè)程序段中zui多可以串連11個(gè)（相序）具有保持功能的指令塊，第十二個(gè)相序作為輸出，如果利用連接器擴(kuò)展，如圖5中程序段2和程序段3中zui多只能連接11個(gè)指令塊，否則編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)。利用12相序的處理方式也保證FM352-5并行處理的穩(wěn)定性——程序的執(zhí)行周期固定為1цs。

安裝模塊：

只需簡單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動(dòng)到位然后鎖緊螺釘。 集成的背板總線： 背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。 模塊采用機(jī)械編碼，更換極為容易：更換模塊時(shí)，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機(jī)構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯(cuò)插到其他的模塊上。 現(xiàn)場證明可靠的連接：對于信號(hào)模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。 TOP 連接：為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號(hào)模塊上接線。

規(guī)定的安裝深度：

所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護(hù)。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。 無插槽規(guī)則:信號(hào)模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。若用戶的自動(dòng)化任務(wù)需要 8 個(gè)以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時(shí)，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴(kuò)展：*控制器和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架zui多可連接32個(gè)模塊：總共可將 3 個(gè)擴(kuò)展裝置（EU）連接到*控制器（CC）。每個(gè) CC/EU 可以連接八個(gè)模塊。 通過接口模板連接：每個(gè) CC / EU 都有自己的接口模塊。在*控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動(dòng)處理與擴(kuò)展裝置的通信。

通過 IM 365 擴(kuò)展：

1 個(gè)擴(kuò)展裝置zui遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米；電源電壓也通過擴(kuò)展裝置提供。 通過 IM 360/361 擴(kuò)展：3 個(gè)擴(kuò)展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的zui遠(yuǎn)距離為 10m。 單獨(dú)安裝：對于單獨(dú)的 CC/EU，也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達(dá) 10m。 靈活的安裝選項(xiàng)：CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以zui大限度滿足空間要求。

S7-300 具有不同的通信接口：

連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器 多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時(shí)連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動(dòng)化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行改造，在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的后面增加了幾個(gè)站點(diǎn)，距離也非常近，符合PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)長度的限制，同時(shí)也符合網(wǎng)絡(luò)的安裝規(guī)范，接地也良好，施工完成后，從站出現(xiàn)不定期的掉站情況，故事將帶您一起分析故障的原因。

注意事項(xiàng)

應(yīng)用示例與所示電路、設(shè)備及任何可能結(jié)果沒有必然，并不*相關(guān)。應(yīng)用示例不表示客戶的具體解決方案。它們僅對典型應(yīng)用提供支持。用戶負(fù)責(zé)確保所述產(chǎn)品的正確使用。這些應(yīng)用示例不能免除用戶在確保安全、專業(yè)使用、安裝、操作和維護(hù)設(shè)備方面的責(zé)任。當(dāng)使用這些應(yīng)用示例時(shí)，應(yīng)意識(shí)到西門子不對在所述責(zé)任條款范圍之外的任何損壞/索賠承擔(dān)責(zé)任。我們保留隨時(shí)修改這些應(yīng)用示例的權(quán)利，恕不另行通知。如果這些應(yīng)用示例與其它西門子出版物(例如，目錄)給出的建議不同，則以其它文檔的內(nèi)容為準(zhǔn)。

S7300/400PLC編程之20 系統(tǒng)調(diào)試的基本步驟

   首*行硬件調(diào)試，可以用變量表來測試硬件，通過觀察CPU模塊上的故障指示燈，或使用故障診斷工具來診斷故障。

   下載程序之前應(yīng)將CPU的存儲(chǔ)器復(fù)位，將CPU切換到STOP模式，下載用戶程序時(shí)應(yīng)同時(shí)下載硬件組態(tài)數(shù)據(jù)。

   在正式的軟件功能調(diào)試之前應(yīng)該首先保證CPU能夠正常啟動(dòng)，通訊系統(tǒng)正常工作，以及處理完外圍的硬件故障。

1、可以在OB1中逐一調(diào)用各程序塊，一步一步地調(diào)試程序。

可通過 PC 或移動(dòng)設(shè)備，從標(biāo)準(zhǔn) Web 頁面訪問用戶定義頁面。

   2、西門子PLC軟件調(diào)試的基本原則：由底層至高層，由下*。

   3、zui先調(diào)試起動(dòng)組織塊OB100，然后調(diào)試FB和FC。應(yīng)先調(diào)試嵌套調(diào)用zui深的塊，例如首先調(diào)試FB1。調(diào)試時(shí)可以在完整的OB1

黃山西門子PLC編程調(diào)試有限公司

的中間臨時(shí)插入BEU（塊無條件結(jié)束）指令，只執(zhí)行BUE指令之前的部分，調(diào)試好后將它刪除掉。

   4、zui后調(diào)試不影響OB1的循環(huán)執(zhí)行的中斷處理程序，或者在調(diào)試OB1時(shí)調(diào)試它們。

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西門子S7-300/400PLC編程規(guī)范書

SIMATIC 控制器有多種多樣，包括從高性能 PLC 的書本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，無論什么要求，它都能滿足要求。

這些控制器的共同特點(diǎn)是，在zui小的空間里壓縮了zui大處理能力，能滿足zui苛刻的機(jī)械和氣候條件、高速及可擴(kuò)展性等要求。

這種分級(jí)的性能特征是 SIMATIC 系列產(chǎn)品的力量所在。

目前，SIMATIC PLC 正在執(zhí)行越來越多的功能，原本需要*不同技術(shù)。 對您來說，一切都變得更加容易，更加*，更加經(jīng)濟(jì)。

SINAMICS 驅(qū)動(dòng)控制圖 (SINAMICS DCC) 通過可自由配備的閉環(huán)控制、算術(shù)和邏輯塊來擴(kuò)展設(shè)備的功能范圍，并提供可以在 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中以圖形方式組態(tài)工藝功能的方法。SINAMICS DCC 是高級(jí)技術(shù)功能的一部分，是作為 STARTER 調(diào)試工具的附加組件安裝的。

SINAMICS DCC 可讓用戶根據(jù)機(jī)器設(shè)備的具體功能，在更大功能范圍內(nèi)對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。SINAMICS DCC 對可用的功能數(shù)量沒有限制。功能的數(shù)量僅受控制單元的能力限制。

SINAMICS DCC 適用于以下 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：

• SINAMICS G130

• SINAMICS G150

• SINAMICS S120

• SINAMICS S150

• SINAMICS DCM

• SINAMICS DCP

• SINAMICS GM150

• SINAMICS SM150

• SINAMICS GL150

• SINAMICS SL150

通過用戶友好的 DCC 編輯器，可基于圖形輕松進(jìn)行組態(tài)，能夠清晰表示控制回路結(jié)構(gòu)，并且已創(chuàng)建的圖表具有較高的可再用性。

開環(huán)和閉環(huán)控制功能通過庫（DCB 庫）中的多背景塊（驅(qū)動(dòng)控制塊 (DCB)）來定義；通過拖放，可以選擇驅(qū)動(dòng)控制塊并以圖形方式進(jìn)行鏈接。通過測試和診斷功能，可以驗(yàn)證程序性能，并在發(fā)生故障時(shí)確定其原因。

提供了兩種類型的 DCB 庫，即：DCB Standard 和 DCB Extension。隨 SINAMICS DCC 提供的 DCB Standard 庫包含大量閉環(huán)、算術(shù)和邏輯l塊以及全面的開環(huán)和閉環(huán)控制函數(shù)。

為了邏輯組合、分析和獲取數(shù)字量信號(hào)，所有常用邏輯功能均可供選擇（AND、XOR、開/關(guān)延遲、RS 觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等）。各種算術(shù)功能（如值生成、除法器和zui小值/zui大值評估）可用來監(jiān)控和分析數(shù)值量。除閉環(huán)驅(qū)動(dòng)控制外，還可方便地組態(tài)軸向卷繞機(jī)功能、PI 控制器、斜坡函數(shù)發(fā)生器或擺動(dòng)發(fā)生器。

除標(biāo)準(zhǔn)庫外，隨 SINAMICS DCC 還提供了 DCB Extension 庫（V4.6 及更高固件版本）。其中包含更廣泛的塊，可在 DCC Editor 中用作附加的獨(dú)立庫。該庫是使用 SINAMICS DCB Studio 開發(fā)工具創(chuàng)建的。C/C++ 高級(jí)語言用于對程序塊編程并生成 DCB 庫。這樣，用戶就可通過用 C/C++ 語言進(jìn)行編程來集成自己的專有技術(shù)。通過高級(jí)編程語言，還可以創(chuàng)建并高效維護(hù)某種功能。

除了能夠生成自己的 DCB Extension 庫外，還可根據(jù)需要提供作為 GMC 庫的運(yùn)動(dòng)控制塊以及作為 Math Extended 庫的塊（用于輔助數(shù)學(xué)函數(shù)和邏輯函數(shù)）。詳細(xì)信息，請參見“傳動(dòng)應(yīng)用"部分。

SINAMICS DCC 提供了一種便利方法，用于直接在變頻器中完成具體的傳動(dòng)級(jí)開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)。它進(jìn)一步擴(kuò)展了使 SINAMICS 適應(yīng)特定應(yīng)用的可能性。變頻器中的本地?cái)?shù)據(jù)處理支持模塊化機(jī)器概念，可以提高機(jī)器總體性能。

SINAMICS Startdrive 是用于對 SINAMICS 系列變頻器進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試和診斷的工具，集成在 TIA 博途中。 SINAMICS Startdrive 可用于實(shí)現(xiàn)包含以下變頻器的驅(qū)動(dòng)應(yīng)用：

• SINAMICS G120

• SINAMICS G120C

• SINAMICS G120D

• SINAMICS G120P

SINAMICS Startdrive 調(diào)試工具在用戶友好性方面進(jìn)行了優(yōu)化，面向 PLC、HMI 和變頻器統(tǒng)一采用 TIA Portal 這一公用的工作環(huán)境。

安裝版本

SINAMICS Startdrive 可作為 SIMATIC STEP 7 的可選軟件包安裝，或作為獨(dú)立應(yīng)用程序進(jìn)行安裝（不帶 SIMATIC STEP 7）。

安裝 Startdrive 后，STARTER 調(diào)試工具仍保持可用，即 SINAMICS Startdrive 可與 STARTER 一同安裝在 PC 上。

系統(tǒng)要求

硬件

• 編程器或 PC，In Core i5-3320M 或更高處理器，3.3 GHz（或類似處理器）

• 8 GB RAM

• 屏幕分辨率 1920 x 1080 像素

• 64 位操作系統(tǒng)

軟件

SINAMICS Startdrive 固件 V13 是針對與以下操作系統(tǒng)結(jié)合使用而發(fā)布的（64 位 Windows 7，也可以是 32 位）：

• Microsoft Windows 7 Professional SP1

• Microsoft Windows 7 Enterprise SP1

• Microsoft Windows 7 Ultimate SP1

• Microsoft Windows 8.1 Professional

• Microsoft Windows 8.1 Enterprise

• Microsoft Server 2008 R2 StdE SP1（* STEP 7 Professional）

• Microsoft Server 2012 R2 StdE

使用易于使用和功能強(qiáng)大的組態(tài)工具進(jìn)行高效組態(tài)：

• 基于任務(wù)在工程組態(tài)工作流中導(dǎo)航，可用性高

• 硬件組態(tài)

• 參數(shù)設(shè)置

• 調(diào)試

• 故障診斷

• 節(jié)省時(shí)間且有指引的分步調(diào)試

• 所有變頻器功能都采用用戶友好的圖形化功能視圖

• 變頻器參數(shù)列表的結(jié)構(gòu)按照功能進(jìn)行安排

• 便于集成 SIMOTICS 電機(jī)

• 通過集成式控制面板，從 TIA Portal 來直接操作變頻器

• 強(qiáng)大的實(shí)時(shí)跟蹤功能可用于調(diào)試和變頻器診斷

• 通過自動(dòng)消息顯示實(shí)現(xiàn)直觀和高效的變頻器診斷

• 與內(nèi)容相關(guān)的在線幫助（例如，提供變頻器消息的幫助）

• 集成詳細(xì)的變頻器診斷功能

• 控制/狀態(tài)字

• 參數(shù)狀態(tài)

• 運(yùn)行條件

• 通信狀態(tài)

• 簡易組態(tài)變頻器端的安全集成功能以及變頻器內(nèi)部的基本定位功能 (EPos)

• 圖形化組態(tài)變頻器內(nèi)部的自由函數(shù)塊 (FFB)

• 變頻器上的在線工作

• 無需事先創(chuàng)建離線項(xiàng)目

• 通過新的 SINAMICS 固件（如 V4.6），無需執(zhí)行工具更新

• 無項(xiàng)目時(shí)的可用在線功能： 使用向?qū)Ш涂刂泼姘暹M(jìn)行調(diào)試，通過圖形化功能視圖和結(jié)構(gòu)化參數(shù)列表進(jìn)行全面的參數(shù)訪問，具有完整的變頻器診斷功能