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S7-300教程从入门到精通(官方中文版)
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S7 300 教程
S7-300/400 的基本结构
S7-300/400 属于模块式
PLC，主要由机架、CPU
模块、信号模块、
功能模块、接口模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成。
PLC 控制系统示意图
PLC 的主要生产厂家：德国的西门子(Siemens)公司，美国
公司所属的
AB 公司，GE-Fanuc
公司，法国的施耐德(Schneider)公司，
日本的三菱和欧姆龙(OMRON)公司。
西门子自动化与驱动集团的中文网站：。
在该网站主页点击“中文下载目录”、“英文下载资料”或“软件下载
目录”，进入“下载中心”后，可以下载各种工控产品的中英文说明
书、使用手册、产品介绍和一些软件。
如果需要更多的资料和软件，可以访问西门子在德国的网站，网
http://www.ad.siemens.de/。点击“English”将语言由德文改为英
文，点击“Service & Support”，在“Document type”下面点击“Manual”，
在“Please Type Your Question”下面的方框内输入要搜索的手册的关
键字，例如“CP 5511”，按“GO”按钮，就会列出与
CP 5511 有关
的手册。点击感兴趣的手册，在出现的画面中点击“Download”，可
以下载该手册。
PLC 的工作过程
I0.0 I0.1 Q4.0
( a ) 与或非( b )
基本逻辑运算
逻辑运算关系表
Q4.0=I0.0* Q4.1 =
I0.2+I0.3 =/I0.4
I0. I0. Q4. I0. I0. Q4. I0. Q4.
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> 西门子S7-400模块6ES7 952-1AL00-0AA0
西门子S7-400模块6ES7 952-1AL00-0AA0西门子S7-400模块6ES7 952-1AL00-0AA0西门子S7-400模块6ES7 952-1AL00-0AA0本公司长期经营：PLC系列：S7-200、S7-200CN、S7-200Smart、S7-300、S7-400、S7-1200、触摸屏、变频器、伺服电机、数控系统、开关电源（西门子DP总线电缆 接头 cp5611卡）上海鑫勇自动化设备有限公司&&公 司 销 售：肖 工在 线 询 价:2 8 6 4 7 4 1 6 2上海鑫勇自动化系统有限公司:质保一年！一年内因产品本身质量问题免费更换或维修（人为损坏除外），不收取任何费用！信誉第一，客户至上是公司成立之初所确立的宗旨，在公司领导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、绝对保证全新原装进口承诺二：2、绝对保证安全准时发货承诺三：3、绝对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&您随口的一问多少钱，我就立马放下筷子赶紧回话。您随口的一句有没有现货，我就立马进去系统拼命地找。您随口问了问能优惠不？我就到处想办法。您很随便，我却很当真；您不知道我的回答，只为得到您的满意..……只因为我和您不止是客户的关系，而是把您当我的朋友，在全力以赴做到我能做到的您的选择您的支持是我最大的动力！ ————致我亲爱的客户（好朋友）-----------------------------------------------------------------------------------------------上海鑫勇电气设备有限公司。在西门子公司广大同仁和工控领域各界朋友的关怀下埋头发展，一路走来已成西门子合作伙伴中的佼佼者。总部设在上海，办公面积1500多平方米，员工150余人。公司组织架构完善合理，下辖河南、沈阳、济南分公司，以及天津、石家庄、唐山、太原、洛阳、西安、大连、长春、北京、合肥办事处。我公司已连续十七年荣获西门子（）有限公司代理商奖，在产品供应与技术服务方面拥有优势，深得广大客户和西门子公司的信赖。&“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”一直是我公司的承诺。&面对纷繁变化的市场和日益严峻的竞争，客户的需求和利益始终被我们工作的。我们想客户之所想，急客户之所急。针对各行业客户的不同需求，我们尽心尽力地为客户需要解决的难题提准的解决方案，竭尽全力将服务落到实处、做到。在协助客户解决难题、实现突破的基础上，双赢！&西门子SIMATIC系列PLC，诞生于1958年，经历了C3,S3,S5,S7系列，已成为应用非常广泛的可编程控制器。&西门子（SIMATIC）PLC的6代&1、西门子公司的产品早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。&2、1979年，S3被SIMATIC S5所取代，该广泛地使用了微处理器。&3、20世纪80年代初，S5进一步升级——U系列PLC，较常用机型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。&4、1994年4月，S7系列诞生，它具有更化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400。&5、1996年，在控制领域，西门子公司又提出PCS7（控制7）的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术融为一体。&6、西门子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自动化，将PLC技术溶于全部自动化领域。&由初发展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市场，停止生产，而S7系列PLC发展成为了西门子自动化的控制核心，而TDC沿用SIMADYN D技术内核，是对S7系列产品的进一步升级，它是西门子自动化，功能强的可编程控制器。西门子S7-1200 紧凑型PLC在当前的市场中有着广泛的应用，作为经常与SINAMICS G120系列变频器共同使用的PLC，其USS通信协议的使用一直在市场上有着非常广泛的应用。本文将主要介绍如何使用USS通信协议来实现S7-1200与G120变频器的通信。1．控制系统原理和接线图下图是本例中所使用的原理和接线图。图1:控制系统原理和接线图2．硬件需求S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：1）S7-1211C CPU。2）S7-1212C CPU。3）S7-1214C CPU。这三种类型的CPU都可以使用USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与G120变频器的通信。本例中使用的PLC硬件为：1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )4) 模拟器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0XA0 )本例中使用的G120变频器硬件为：1） SINAMICS G120 PM240 （6SL-1BA0）2） SINAMICS G120 CU240S（6SL-7UA0）3） SIEMENS MOTOR (1LA)4） 操作面板 ( XAU221-001469)5） USS 通信电缆 ( 6XV)3．软件需求1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)4．组态我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5 中组态S7-1214C 和G120变频器的USS通信。4. 1 PLC 硬件组态首先在Step7 Basic V10.5中建立一个项目，如图1所示。图2： 新建S7 1200项目在硬件配置中，添加CPU1214C和通信模块CM1241 RS485模块，如图2所示。图3： S7 1200硬件配置在CPU的属性中，设置以太网的IP地址，建立PG与PLC的连接，如下图所示。图4： S7 1200 IP地址的设置4. 2 G120参数设置变频器的参数设置如下表所示。序号功能参数设定值1工厂设置复位P0010302工厂设置复位P97013快速启动设置P001014电机额定电压P0304380V5电机额定功率P03075.5KW6电机额定频率P031050Hz7电机额定转速&P03111350r/min8USS命令源P070059频率设定源P01000510最小电机频率P10800.0Hz11最大电机频率P108150.0Hz12启动斜坡时间P112010.0S13延迟斜坡时间P112110.0S14结束快速启动设置P3900115&激活专家模式P0003316参考频率P200050.0Hz17USS数据传输速度P2010918USS从站地址P2011119USS PZD长度P2012220USS PKW长度P2013421&通信监控P2014022在E2PROM 保存数据P0971123激活专家模式P0003324激活参数模式P00103025从G120中传输参数到BOPP08021表1 ：G120变频器的参数设置注意：表1中的17，18，19，20 这四项参数值的设置必须使PLC的参数值与变频器的参数值相一致。而19，20这两个参数值必须设置成如表1中的值，否则有可能变频器与S7-1200通信有如下问题：可能不能读出从变频器反馈回来的参数值。5．USS通信原理与编程的实现5. 1 S7 1200 PLC与G120 通过USS通信的基本原理S7 1200提供了专用的USS库进行USS通信，如下图所示：图5： S7 1200 专用的USS库&&&&&&& USS_DRV 功能块是S7-1200 USS通信的主体功能块，接受变频器的信息和控制变频器的指令都是通过这个功能快来完成的。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。&&&&&&& USS_PORT功能块是S7-1200与变频器USS通信的接口,主要设置通信的接口参数。可在主OB或中断OB中调用。&&&&&&& USS_RPM功能块是通过USS通信读取变频器的参数。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。&&&&&&& USS_WPM功能块是通过USS通信设置变频器的参数。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。这些专用功能块与变频器之间的控制关系如下图所示：图6： USS 通信功能块与变频器的控制关系&&&&&&& USS_DRV功能块通过USS_DRV_DB数据块实现与USS_PORT功能块的数据接收与传送，而USS_PORT功能块是S7-1200 PLC CM1241 RS485模块与变频器之间的通信接口。USS_RPM功能块和USS_WPM功能块与变频器的通信与USS_DRV功能块的通信方式是相同的。&&&&&&& 每个S7-1200 CPU最多可带3个通信模块，而每个CM1241 RS485通信模块最多支持16个变频器。因此用户在一个S7-1200 CPU中最多可建立3个USS网络，而每个USS网络最多支持16个变频器，总共最多支持48个USS变频器。5. 2 S7 1200 PLC进行USS通信的编程1．USS通信接口参数功能块的编程USS通信接口参数功能块的编程如下图所示。图7： USS通信接口参数功能块的编程USS_PORT功能块用来处理USS网络上的通信，它是S71200 CPU与变频器的通信借口。每个CM1241 RS485模块有且必须有一个USS_PORT功能块。PORT：指的是通过哪个通信模块进行USS通信。BAUD：指的是和变频器进行通行的速率。 变频器的参数P2010种进行设置。USS_DB：指的是和变频器通信时的USS数据块。每个通信模块最多可以有16个USS数据块，每个CPU最多可以有48个USS数据块，具体的通信情况要和现场实际情况相联系。每个变频器与S7-1200进行通信的数据块是唯一的。ERROR：输出错误。STATUS：扫描或初始化的状态。S7-1200 PLC与变频器的通信是与它本身的扫描周期不同步的，在完成一次与变频器的通信事件之前，S7-1200通常完成了多个扫描。USS_PORT通信的时间间隔是S7-1200与变频器通信所需要的时间，不同的通信波特率对应的不同的USS_PORT通信间隔时间。下图列出了不同的波特率对应的USS_PORT最小通信间隔时间。图8：不同的波特率对应的USS_PORT最小通信间隔时间&&&&&&& USS_PORT在发生通信错误时，通常进行3次尝试来完成通信事件，那么S7-1200与变频器通信的时间就是USS_PORT发生通信超时的时间间隔。例如：如果通信波特率是57600，那么USS_PORT与变频器通信的时间间隔应当大于最小的调用时间间隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 协议库默认的通信错误超时尝试次数是2次。&&&&&&& 基于以上的USS_PORT通信时间的处理，我们建议在循环中断OB块中调用USS_PORT通信功能块。在建立循环中断OB块时，我们可以设置循环中断OB块的扫描时间，以满足通信的要求。循环中断OB块的扫描时间的设置如下图所示：图9：循环中断OB块的扫描时间的设置&2．USS_DRV功能块的编程USS_DRV功能块的编程如下图所示。图10： USS_DRV功能块的编程USS_DRV功能块用来与变频器进行交换数据，从而读取变频器的状态以及控制变频器的运行。每个变频器使用唯一的一个USS_DRV功能块，但是同一个CM1241 RS485模块的USS网络的所有变频器（最多16个）都使用同一个USS_DRV_DB。USS_DRV_DB：指定变频器进行USS通信的数据块。RUN：&&&&&&&&&&&&&&&& 指定DB块的变频器启动指令。OFF2：&&&&&&&&&&&&&&&& 紧急停止，自由停车。 该位为0时停车。OFF3：&&&&&&&&&&&&&&&& 快速停车，带制动停车。 该位为0时停车。F_ACK：&&&&&&&&&&&& 变频器故障确认。DIR&：&&&&&&&&&&&&&&&& 变频器控制电机的转向。SPEED_SP：&&&&&& 变频器的速度设定值。ERROR：&&&&&&&&& 程序输出错误。RUN_EN：&&&&&&& 变频器运行状态指示。D_DIR：&&&&&&&&&& 变频器运行方向状态指示。INHIBIT：&&&&&&& 变频器是否被禁止的状态指示。FAULT：&&&&&&&&&& 变频器故障。SPEED：&&&&&&&&&& 变频器的反馈的实际速度值。DRIVE：&&&&&&&&&& 变频器的USS站地址。变频器参数P2011设置。PZD_LEN：&&&&& 变频器的循环过程字。 变频器参数P2012设置。注意：变频器的PKW的长度在这里是特殊需要注意的，在使用USS通信时必须是4，如果改成3或者127都将不能读取反馈回来的过程值。3．USS_RPM功能块的编程USS_RPM功能块的编程 如下图所示。图11：USS_RPM功能块的编程USS_RPM功能块用于通过USS通信从变频器读取参数。REQ：&&&&&&&& 读取参数请求。DRIVE：&&&& 变频器的USS站地址。PARAM：&& 变频器的参数代码。INDEX：&&&& 变频器的参数索引代码USS_DB：& 指定变频器进行USS通信的数据块。DONE：&&&& 读取参数完成。ERROR：& 读取参数错误。STATUS： 读取参数状态代码。VALUE：&& 所读取的参数的值。注意：进行读取参数功能块编程时，各个数据的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量读取参数时，注意该参数变量的初始值不能为0，否则容易产生通信错误。4．USS_WPM功能块的编程USS_WPM功能块的编程如下图所示。图12：USS_WPM功能块的编程USS_WPM&&& 功能块用于通过USS通信设置变频器的参数。REQ：&&&&&&&& 读取参数请求。DRIVE：&&&& 变频器的USS站地址。PARAM：&& 变频器的参数代码。INDEX：&&&& 变频器的参数索引代码。EEPROM：把参数存储到变频器的EEPROM。VALUE：&&& 设置参数的值。USS_DB：&& 指定变频器进行USS通信的数据块。DONE：&&&&& 读取参数完成。ERROR：&& 读取参数错误状态。STATUS：& 读取参数状态代码。注意：对写入参数功能块编程时，各个数据的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量进行写入参数值时，注意该参数变量的初始值不能为0，否则容易产生通信错误。5. 3 S7 1200 PLC进行USS通信的调试S7-1200 PLC 通过CM1241 RS485模块与变频器进行USS通信时，需要注意如下几点：当同一个CM1241 RS485 模块带有多个（最多16个）USS变频器时，这个时候通信的USS_DB是同一个，USS_DRV功能块调用多次，每个USS_DRV功能块调用时，相对应的USS站地址与实际的变频器要一致，而其它的控制参数也要一致。当同一个S7-1200 PLC 带有多个CM1241 RS485模块（最多3个）时，这个时候通信的USS_DB相对应的是3个，每个CM1241 RS485模块的USS网络使用相同的USS_DB,不同的USS网络使用不同的USS_DB。当对变频器的参数进行读写操作时，注意不能同时进行USS_RPM和USS_WPM的操作，并且同一时间只能进行一个参数的读或者写操作，而不能进行多个参数的读或者写操作。在S7-1200 PLC 与变频器的USS通信的实际使用过程中，需要根据网络的现场情况，对问题进行具体的解决。2产品分类编辑可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分西门子PLCS7-200系列类也必然要符合现代化生产的需求。&一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。-----------------------------------------------------------------------------------------------6ES-0XB0西门子介绍SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC，能中等性能要求的应用。各种单独西门子PLC之S7家族的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带用户接口的工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作内，人机对话的编程要求大大。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断连续的功能是否正常、记录错误和特殊事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的和修改；S7-300 PLC设有操作选择开关，操作选择开关像钥匙一样可以，当钥匙时，就不能改变操作，这样就可防止或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线；串行通信处理器用来连接点到点的通信；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制。-----------------------------------------------------------------------------------------------6ES-0XB0西门子介绍S7-300 有两种类型：&型&温度范围从0到60°C&条件扩展型&温度范围从-25°C到 +60°C，更强的耐受振动和污染特性。&用在扩展条件的特殊模块可以单独订货。&简单的结构使得S7-300灵活而易于&DIN导轨安装&只需简单地将模块钩在 DIN的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。&集成的背板总线&背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。&更换模块简单并且不会弄错&更换模块时，只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的前连接器。在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。&对于模块可以使用螺钉型接线端子或簧型接线端子&TOP连接采用一个带螺钉或连接的1至3线进行预接线。或者直接在模块上进行接线。&确定的安装深度&所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护,因此所有的模块都有相同的安装深度。&没有槽位的&模块和通讯处理模块可以不受地插到任何一个槽上，自行组态。&如果用户的自控任务需要多于8个模块或通讯处理器模块时，则可以扩展 s7-300机架(CPU314以上)&在4个机架上多可安装 32个模块&多3个扩展机架(ER) 可以接到机架(CR) 上，每个机架(CR/ER)可以8个模块。&通过接口模块连接&- 每个机架上(CR/ER)都有它自己的接口模块。它总是插在CPU旁边的槽内，负责与其他扩展机架自动地进行通讯。&- 通过IM365扩展，可扩展1个机架，长1米，电源也是由此扩展提供。&- 通过IM/361扩展，可扩展3个机架，机架(CR)到扩展机架(ER)及扩展机架之间的距离为10米。&每个机架可以距离其他机架很远进行安装，两个机架间(主机架与扩展机架，扩展机架与扩展机架)的距离长为10 米。5）电源模块带APFC，减小对电网的，适应电网的波动。2电路设计 采用集中供电方案可避免分散供电的缺点，但要求电源的可靠性更高，否则电源一旦失效会造成整屏的黑屏，而不是部分黑屏。电源可靠性的积极的办法为变换效率，量，同时选用可靠性高的线路与器件。2．1AC/DC电路设计 的AC/DC全波整流电路采用的是整流＋电容滤波电路。这种电路是一种非线件和储能元件的组合，输入交流电压的波形是正弦的，但输入电流的波形发生了严重的畸变，呈脉冲状。由此产生的谐波电流对电网有危害作用，使电源输入功率因素下降。在本设计中整流电路部分采用有源功率因数校正电路(AP灵活布置&机架(CR/ER)可以根据布局需要，水平或垂直安装。&功能&---- SIMATIC S7-300的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和&高速的指令处理&0.6~0.1ms的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。&浮点数运算&用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算&方便用户的参数赋值&一个带用户接口的工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。-----------------------------------------------------------------------------------------------如果result大于0，则表示读写有效，数据类型为int。注意：此函数只能用在freeprotocol(协议通道)中。【用法】Output(channel,pString,count,result);【举例】char srt[9];Output(1,str[0],9,result);Input（）；【描述】个参数channel表示通道，如果通道为com1，则channel=1；如果通道为com2，则channel=2，数据类型为int。第二个参数pString表示写入通道的字符串的地址，数据类型为unsigned cha
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SMART西门子S7-200 CR60 6ES7AA0SMART西门子S7-200 CR60 6ES7AA0SMART西门子S7-200 CR60 6ES7AA0本公司长期经营：PLC系列：S7-200、S7-200CN、S7-200Smart、S7-300、S7-400、S7-1200、触摸屏、变频器、伺服电机、数控系统、开关电源（西门子DP总线电缆 接头 cp5611卡）上海鑫勇自动化设备有限公司&&联系 人：肖 工 138-工作QQ:上海鑫勇自动化系统有限公司:质保一年！一年内因产品本身质量问题免费更换或维修（人为损坏除外），不收取任何费用！信誉第一，客户至上是公司成立之初所确立的宗旨，在公司领导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、绝对保证全新原装进口承诺二：2、绝对保证安全准时发货承诺三：3、绝对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&您随口的一问多少钱，我就立马放下筷子赶紧回话。您随口的一句有没有现货，我就立马进去系统拼命地找。您随口问了问能优惠不？我就到处想办法。您很随便，我却很当真；您不知道我的回答，只为得到您的满意..……只因为我和您不止是客户的关系，而是把您当我的朋友，在全力以赴做到我能做到的您的选择您的支持是我最大的动力！ ————致我亲爱的客户（好朋友）-----------------------------------------------------------------------------------------------上海鑫勇电气设备有限公司。在西门子公司广大同仁和工控领域各界朋友的关怀下埋头发展，一路走来已成西门子合作伙伴中的佼佼者。总部设在上海，办公面积1500多平方米，员工150余人。公司组织架构完善合理，下辖河南、沈阳、济南分公司，以及天津、石家庄、唐山、太原、洛阳、西安、大连、长春、北京、合肥办事处。我公司已连续十七年荣获西门子（）有限公司代理商奖，在产品供应与技术服务方面拥有优势，深得广大客户和西门子公司的信赖。&“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”一直是我公司的承诺。&面对纷繁变化的市场和日益严峻的竞争，客户的需求和利益始终被我们工作的。我们想客户之所想，急客户之所急。针对各行业客户的不同需求，我们尽心尽力地为客户需要解决的难题提准的解决方案，竭尽全力将服务落到实处、做到。在协助客户解决难题、实现突破的基础上，双赢！&西门子SIMATIC系列PLC，诞生于1958年，经历了C3,S3,S5,S7系列，已成为应用非常广泛的可编程控制器。&西门子（SIMATIC）PLC的6代&1、西门子公司的产品早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。&2、1979年，S3被SIMATIC S5所取代，该广泛地使用了微处理器。&3、20世纪80年代初，S5进一步升级——U系列PLC，较常用机型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。&4、1994年4月，S7系列诞生，它具有更化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400。&5、1996年，在控制领域，西门子公司又提出PCS7（控制7）的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术融为一体。&6、西门子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自动化，将PLC技术溶于全部自动化领域。&由初发展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市场，停止生产，而S7系列PLC发展成为了西门子自动化的控制核心，而TDC沿用SIMADYN D技术内核，是对S7系列产品的进一步升级，它是西门子自动化，功能强的可编程控制器。西门子S7-1200 紧凑型PLC在当前的市场中有着广泛的应用，作为经常与SINAMICS G120系列变频器共同使用的PLC，其USS通信协议的使用一直在市场上有着非常广泛的应用。本文将主要介绍如何使用USS通信协议来实现S7-1200与G120变频器的通信。1．控制系统原理和接线图下图是本例中所使用的原理和接线图。图1:控制系统原理和接线图2．硬件需求S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：1）S7-1211C CPU。2）S7-1212C CPU。3）S7-1214C CPU。这三种类型的CPU都可以使用USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与G120变频器的通信。本例中使用的PLC硬件为：1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )4) 模拟器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0XA0 )本例中使用的G120变频器硬件为：1） SINAMICS G120 PM240 （6SL-1BA0）2） SINAMICS G120 CU240S（6SL-7UA0）3） SIEMENS MOTOR (1LA)4） 操作面板 ( XAU221-001469)5） USS 通信电缆 ( 6XV)3．软件需求1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)4．组态我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5 中组态S7-1214C 和G120变频器的USS通信。4. 1 PLC 硬件组态首先在Step7 Basic V10.5中建立一个项目，如图1所示。图2： 新建S7 1200项目在硬件配置中，添加CPU1214C和通信模块CM1241 RS485模块，如图2所示。图3： S7 1200硬件配置在CPU的属性中，设置以太网的IP地址，建立PG与PLC的连接，如下图所示。图4： S7 1200 IP地址的设置4. 2 G120参数设置变频器的参数设置如下表所示。序号功能参数设定值1工厂设置复位P0010302工厂设置复位P97013快速启动设置P001014电机额定电压P0304380V5电机额定功率P03075.5KW6电机额定频率P031050Hz7电机额定转速&P03111350r/min8USS命令源P070059频率设定源P01000510最小电机频率P10800.0Hz11最大电机频率P108150.0Hz12启动斜坡时间P112010.0S13延迟斜坡时间P112110.0S14结束快速启动设置P3900115&激活专家模式P0003316参考频率P200050.0Hz17USS数据传输速度P2010918USS从站地址P2011119USS PZD长度P2012220USS PKW长度P2013421&通信监控P2014022在E2PROM 保存数据P0971123激活专家模式P0003324激活参数模式P00103025从G120中传输参数到BOPP08021表1 ：G120变频器的参数设置注意：表1中的17，18，19，20 这四项参数值的设置必须使PLC的参数值与变频器的参数值相一致。而19，20这两个参数值必须设置成如表1中的值，否则有可能变频器与S7-1200通信有如下问题：可能不能读出从变频器反馈回来的参数值。5．USS通信原理与编程的实现5. 1 S7 1200 PLC与G120 通过USS通信的基本原理S7 1200提供了专用的USS库进行USS通信，如下图所示：图5： S7 1200 专用的USS库&&&&&&& USS_DRV 功能块是S7-1200 USS通信的主体功能块，接受变频器的信息和控制变频器的指令都是通过这个功能快来完成的。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。&&&&&&& USS_PORT功能块是S7-1200与变频器USS通信的接口,主要设置通信的接口参数。可在主OB或中断OB中调用。&&&&&&& USS_RPM功能块是通过USS通信读取变频器的参数。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。&&&&&&& USS_WPM功能块是通过USS通信设置变频器的参数。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。这些专用功能块与变频器之间的控制关系如下图所示：图6： USS 通信功能块与变频器的控制关系&&&&&&& USS_DRV功能块通过USS_DRV_DB数据块实现与USS_PORT功能块的数据接收与传送，而USS_PORT功能块是S7-1200 PLC CM1241 RS485模块与变频器之间的通信接口。USS_RPM功能块和USS_WPM功能块与变频器的通信与USS_DRV功能块的通信方式是相同的。&&&&&&& 每个S7-1200 CPU最多可带3个通信模块，而每个CM1241 RS485通信模块最多支持16个变频器。因此用户在一个S7-1200 CPU中最多可建立3个USS网络，而每个USS网络最多支持16个变频器，总共最多支持48个USS变频器。5. 2 S7 1200 PLC进行USS通信的编程1．USS通信接口参数功能块的编程USS通信接口参数功能块的编程如下图所示。图7： USS通信接口参数功能块的编程USS_PORT功能块用来处理USS网络上的通信，它是S71200 CPU与变频器的通信借口。每个CM1241 RS485模块有且必须有一个USS_PORT功能块。PORT：指的是通过哪个通信模块进行USS通信。BAUD：指的是和变频器进行通行的速率。 变频器的参数P2010种进行设置。USS_DB：指的是和变频器通信时的USS数据块。每个通信模块最多可以有16个USS数据块，每个CPU最多可以有48个USS数据块，具体的通信情况要和现场实际情况相联系。每个变频器与S7-1200进行通信的数据块是唯一的。ERROR：输出错误。STATUS：扫描或初始化的状态。S7-1200 PLC与变频器的通信是与它本身的扫描周期不同步的，在完成一次与变频器的通信事件之前，S7-1200通常完成了多个扫描。USS_PORT通信的时间间隔是S7-1200与变频器通信所需要的时间，不同的通信波特率对应的不同的USS_PORT通信间隔时间。下图列出了不同的波特率对应的USS_PORT最小通信间隔时间。图8：不同的波特率对应的USS_PORT最小通信间隔时间&&&&&&& USS_PORT在发生通信错误时，通常进行3次尝试来完成通信事件，那么S7-1200与变频器通信的时间就是USS_PORT发生通信超时的时间间隔。例如：如果通信波特率是57600，那么USS_PORT与变频器通信的时间间隔应当大于最小的调用时间间隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 协议库默认的通信错误超时尝试次数是2次。&&&&&&& 基于以上的USS_PORT通信时间的处理，我们建议在循环中断OB块中调用USS_PORT通信功能块。在建立循环中断OB块时，我们可以设置循环中断OB块的扫描时间，以满足通信的要求。循环中断OB块的扫描时间的设置如下图所示：图9：循环中断OB块的扫描时间的设置&2．USS_DRV功能块的编程USS_DRV功能块的编程如下图所示。图10： USS_DRV功能块的编程USS_DRV功能块用来与变频器进行交换数据，从而读取变频器的状态以及控制变频器的运行。每个变频器使用唯一的一个USS_DRV功能块，但是同一个CM1241 RS485模块的USS网络的所有变频器（最多16个）都使用同一个USS_DRV_DB。USS_DRV_DB：指定变频器进行USS通信的数据块。RUN：&&&&&&&&&&&&&&&& 指定DB块的变频器启动指令。OFF2：&&&&&&&&&&&&&&&& 紧急停止，自由停车。 该位为0时停车。OFF3：&&&&&&&&&&&&&&&& 快速停车，带制动停车。 该位为0时停车。F_ACK：&&&&&&&&&&&& 变频器故障确认。DIR&：&&&&&&&&&&&&&&&& 变频器控制电机的转向。SPEED_SP：&&&&&& 变频器的速度设定值。ERROR：&&&&&&&&& 程序输出错误。RUN_EN：&&&&&&& 变频器运行状态指示。D_DIR：&&&&&&&&&& 变频器运行方向状态指示。INHIBIT：&&&&&&& 变频器是否被禁止的状态指示。FAULT：&&&&&&&&&& 变频器故障。SPEED：&&&&&&&&&& 变频器的反馈的实际速度值。DRIVE：&&&&&&&&&& 变频器的USS站地址。变频器参数P2011设置。PZD_LEN：&&&&& 变频器的循环过程字。 变频器参数P2012设置。注意：变频器的PKW的长度在这里是特殊需要注意的，在使用USS通信时必须是4，如果改成3或者127都将不能读取反馈回来的过程值。3．USS_RPM功能块的编程USS_RPM功能块的编程 如下图所示。图11：USS_RPM功能块的编程USS_RPM功能块用于通过USS通信从变频器读取参数。REQ：&&&&&&&& 读取参数请求。DRIVE：&&&& 变频器的USS站地址。PARAM：&& 变频器的参数代码。INDEX：&&&& 变频器的参数索引代码USS_DB：& 指定变频器进行USS通信的数据块。DONE：&&&& 读取参数完成。ERROR：& 读取参数错误。STATUS： 读取参数状态代码。VALUE：&& 所读取的参数的值。注意：进行读取参数功能块编程时，各个数据的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量读取参数时，注意该参数变量的初始值不能为0，否则容易产生通信错误。4．USS_WPM功能块的编程USS_WPM功能块的编程如下图所示。图12：USS_WPM功能块的编程USS_WPM&&& 功能块用于通过USS通信设置变频器的参数。REQ：&&&&&&&& 读取参数请求。DRIVE：&&&& 变频器的USS站地址。PARAM：&& 变频器的参数代码。INDEX：&&&& 变频器的参数索引代码。EEPROM：把参数存储到变频器的EEPROM。VALUE：&&& 设置参数的值。USS_DB：&& 指定变频器进行USS通信的数据块。DONE：&&&&& 读取参数完成。ERROR：&& 读取参数错误状态。STATUS：& 读取参数状态代码。注意：对写入参数功能块编程时，各个数据的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量进行写入参数值时，注意该参数变量的初始值不能为0，否则容易产生通信错误。5. 3 S7 1200 PLC进行USS通信的调试S7-1200 PLC 通过CM1241 RS485模块与变频器进行USS通信时，需要注意如下几点：当同一个CM1241 RS485 模块带有多个（最多16个）USS变频器时，这个时候通信的USS_DB是同一个，USS_DRV功能块调用多次，每个USS_DRV功能块调用时，相对应的USS站地址与实际的变频器要一致，而其它的控制参数也要一致。当同一个S7-1200 PLC 带有多个CM1241 RS485模块（最多3个）时，这个时候通信的USS_DB相对应的是3个，每个CM1241 RS485模块的USS网络使用相同的USS_DB,不同的USS网络使用不同的USS_DB。当对变频器的参数进行读写操作时，注意不能同时进行USS_RPM和USS_WPM的操作，并且同一时间只能进行一个参数的读或者写操作，而不能进行多个参数的读或者写操作。在S7-1200 PLC 与变频器的USS通信的实际使用过程中，需要根据网络的现场情况，对问题进行具体的解决。2产品分类编辑可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分西门子PLCS7-200系列类也必然要符合现代化生产的需求。&一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。-----------------------------------------------------------------------------------------------6ES-0XB0西门子介绍SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC，能中等性能要求的应用。各种单独西门子PLC之S7家族的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带用户接口的工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作内，人机对话的编程要求大大。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断连续的功能是否正常、记录错误和特殊事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的和修改；S7-300 PLC设有操作选择开关，操作选择开关像钥匙一样可以，当钥匙时，就不能改变操作，这样就可防止或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线；串行通信处理器用来连接点到点的通信；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制。-----------------------------------------------------------------------------------------------6ES-0XB0西门子介绍S7-300 有两种类型：&型&温度范围从0到60°C&条件扩展型&温度范围从-25°C到 +60°C，更强的耐受振动和污染特性。&用在扩展条件的特殊模块可以单独订货。&简单的结构使得S7-300灵活而易于&DIN导轨安装&只需简单地将模块钩在 DIN的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。&集成的背板总线&背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。&更换模块简单并且不会弄错&更换模块时，只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的前连接器。在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。&对于模块可以使用螺钉型接线端子或簧型接线端子&TOP连接采用一个带螺钉或连接的1至3线进行预接线。或者直接在模块上进行接线。&确定的安装深度&所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护,因此所有的模块都有相同的安装深度。&没有槽位的&模块和通讯处理模块可以不受地插到任何一个槽上，自行组态。&如果用户的自控任务需要多于8个模块或通讯处理器模块时，则可以扩展 s7-300机架(CPU314以上)&在4个机架上多可安装 32个模块&多3个扩展机架(ER) 可以接到机架(CR) 上，每个机架(CR/ER)可以8个模块。&通过接口模块连接&- 每个机架上(CR/ER)都有它自己的接口模块。它总是插在CPU旁边的槽内，负责与其他扩展机架自动地进行通讯。&- 通过IM365扩展，可扩展1个机架，长1米，电源也是由此扩展提供。&- 通过IM/361扩展，可扩展3个机架，机架(CR)到扩展机架(ER)及扩展机架之间的距离为10米。&每个机架可以距离其他机架很远进行安装，两个机架间(主机架与扩展机架，扩展机架与扩展机架)的距离长为10 米。5）电源模块带APFC，减小对电网的，适应电网的波动。2电路设计 采用集中供电方案可避免分散供电的缺点，但要求电源的可靠性更高，否则电源一旦失效会造成整屏的黑屏，而不是部分黑屏。电源可靠性的积极的办法为变换效率，量，同时选用可靠性高的线路与器件。2．1AC/DC电路设计 的AC/DC全波整流电路采用的是整流＋电容滤波电路。这种电路是一种非线件和储能元件的组合，输入交流电压的波形是正弦的，但输入电流的波形发生了严重的畸变，呈脉冲状。由此产生的谐波电流对电网有危害作用，使电源输入功率因素下降。在本设计中整流电路部分采用有源功率因数校正电路(AP灵活布置&机架(CR/ER)可以根据布局需要，水平或垂直安装。&功能&---- SIMATIC S7-300的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和&高速的指令处理&0.6~0.1ms的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。&浮点数运算&用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算&方便用户的参数赋值&一个带用户接口的工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。-----------------------------------------------------------------------------------------------如果result大于0，则表示读写有效，数据类型为int。注意：此函数只能用在freeprotocol(协议通道)中。【用法】Output(channel,pString,count,result);【举例】char srt[9];Output(1,str[0],9,result);Input（）；【描述】个参数channel表示通道，如果通道为com1，则channel=1；如果通道为com2，则channel=2，数据类型为int。第二个参数pString表示写入通道的字符串的地址，数据类型为unsigned cha
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