西门子S71500PLC代理商

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西门子全新Simatic S7-1500 冗余控制器以高可用性为工厂保驾护航

• 凭借高可用性防止数据丢失，避免停机

• 采用透明化编程的PROFINET冗余控制系统

• Simatic 诞生60周年进一步丰富全集成自动化产品家族

尽可能地降低工厂出现故障或意外停机的可能性，以提高工厂效率，已经成为生产企业的主要诉求。为此，西门子开发出全新Simatic S7-1500 R/H系列冗余控制系统。基于标准型 Simatic S7-1500 CPU，Simatic S7-1500 R/H采用透明化编程方式，使用TIA Portal STEP 7 编程语言进行编程，把程序从标准系统迁移到冗余系统，无需额外工作。Simatic S7-1500 R/H凭借其高可用性，能够有效防止数据丢失以及避免停机。此外，该系列控制系统采用PROFINET系统冗余的方式，可以充分利用PROFINET的、灵活、高性能的特点。

全新Simatic S7-1500 冗余控制器涵盖三种CPU，分别为CPU1513R、 CPU1515R和CPU1517H。其中，CPU1513R 和 CPU1515R适合中小型项目应用。如果一个CPU失效 ，备用CPU将自动接管程序控制工作，程序可以快速恢复运行，以防止数据丢失。此外，基于PROFINET系统冗余的通讯方式还可以提高设备的可用性。支持Profinet S2冗余功能的现场设备（例如ET 200SP/MP）通过PROFINET连接到冗余CPU，从而构成PROFINET冗余通讯，即使发生网络中断，现场设备也能继续工作。具有相似的功能特性的CPU1517H性能更强，适合大型项目应用。该系列CPU带有专门的光纤同步模块，可以实现快速、平滑的切换。未来，CPU1517H还将开发支持PROFINET冗余网络。

Simatic S7-1500 R/H能够大限度地降低生产故障机率。例如，在生产、能源、供水系统、环境监控系统、机场助航照明、编组站系统等领域，能够有效避免控制器故障引起的停机；在行李处理、高架仓库、跟踪和追溯等领域，能够避免因工厂故障造成数据丢失而导致的高昂重启成本；在污水处理厂、隧道、船闸、楼宇系统等领域，即使没有监督和维修人员也能保障正常运行。

西门子Simatic系列可编程逻辑控制器（PLC）诞生于1958年，经过60年的发展和创新，从早的S3系列发展到如今的S7系列，已成为全球工业领域应用非常广泛的可编程控制器。

FC11 “ PNIO_SEND” 通讯功能块的特性 ：

• 作为 PROFINET IO 控制器
  功能块通过通讯处理器传送指定输出范围内的过程数据 (输出) 到 PROFINET IO 设备并且提供同样的状态给 PROFINET IO 设备的输出。
• 作为 PROFINET IO 设备
  功能块读取 PROFINET IO 设备 CPU 的过程映像输入区并且传送它们到 PROFINET IO 控制器 (被组态的输入地址)；提供同样的状态给 PROFINET IO 控制器。

FC12“ PNIO_RECV” 通讯功能块的特性 ：:

• 作为 PROFINET IO 控制器
  功能块接受 PROFINET IO 设备的过程数据(输入) 并且提供来自于 PROFINET IO 设备的指定输入区的状态。
• 作为 PROFINET IO 设备
  功能块接受 PROFINET IO 控制器发送的数据 (被组态的输出地址) 并把 PROFINET IO 控制器的传送数据的状态写到 PROFINET IO 设备以组态好的数据区中。

组态描述：
STEP 7 项目包括以下被组态成 PROFINET IO 控制器的 S7-300 站：

• CPU 319-3PN/DP

STEP 7 项目包括以下被组态成 PROFINET IO 设备的 S7-300 站：

• CPU 315-2DP 和 CP343-1 Lean (6GK7 343-1CX10-0xE0)
• ET 200S

图. 01: 组态

接下来的输入/输出模块被组态到 PROFINET IO 设备 CP343-1 Lean中：

• 地址是 0-15 的 16 字节输入模块
• 地址是 16-23 的 8 字节输入模块
• 地址是 0-15 的 16 字节输出模块
• 地址是 16-19的 4 字节输出模块

这表明输入地址区和输出地址区分别是 24 字节 (0-23) 和 20 字节 (0-19)。 输入和输出首地址可以不是"0".

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图. 02:  PROFINET IO 设备 CP343-1 Lean 的输入/输出地址区：

接下来的输入/输出模块被组态到 ET 200S 中：

• 地址是 20.0-20.1 的 2 位输出模块

图. 03: PROFINET IO 设备 ET 200S 的输入/输出地址区：

终的地址区是：

• 输入： 0-23 = 24 字节
• 输出： 0-20 = 21 字节

用户程序描述：
在这个例子中， 一个 CP343-1 Lean 被用作连接一个作为 PROFINET IO 设备的S7-300 站到一个 PROFINET IO 系统中。字节 MB0 被定义成 S7-300 CPU 时钟位。STEP 7 程序包括 OB1, FB100, DB30, DB31, DB12, FC11 and FC12.

• OB1
  OB1 被循环调用。 在这个OB中， FB100 (实例 DB: DB100)被调用。

图. 04: OB1 

• FB100
  FB100 被调用在 OB1 中。 在这个 FB 中，FC11 “PNIO_SEND” 和 FC12 “PNIO_RECV” 被调用。

图. 05: 调用 FC11 "PNIO_SEND"

图. 06: 调用 FC12 "PNIO_RECV"

输入参数 MODE=0， 因为通讯处理器仅被用作 PROFINET IO 设备。如果通讯处理器被同时用作 PROFINET IO 控制器和 PROFINET IO 设备，那么输入参数 MODE=1。

输入通讯功能参数 CPLADDR 是你指定的 PROFINET IO 设备的模块地址。你从硬件组态中可以得到它，在工业以太网通讯模块 -> “ 地址” 标签 (参看 图. 06)。在这个例子中， CP343-1 Lean  模块地址是 256dec = 100hex.。

FC11 “ PNIO_SEND” 的输入参数 LEN 是你组态的 CP343-1 Lean (24 字节) 的输入地址区的长度。 这段数据长度被指定为 FC11 “PNIO_SEND” 发送数据的 LEN 参数。这段数据必须与已组态的的输入 (24 字节) 保持一致。 

FC12 “ PNIO_RECV” 的输入参数 LEN 是你组态的 CP343-1 Lean (20 字节) 的输出地址区的长度。 这段数据长度被指定为 FC12 “PNIO_RECV” 发送数据的 LEN 参数。这段数据必须与已组态的的输出 (20字节) 保持一致。

发送接收缓冲区 (例如 数据块) 包含了被发送和接收的数据，长度至少要和被定义的发送和接收数据一样长。在这个例子中，DB 包含的发送数据长度必须大于等于 24 字节并且 DB 包含的接收数据长度必须大于等于 20 字节。

图. 07: CP343-1 Lean 的属性对话框-> “ 地址” 标签

FC11 “PNIO_SEND” 和 FC12 “PNIO_RECV” 的输出参数 “DONE”、“NDR”、“ERROR” 和 “STATUS”是通讯功能块的工作标示位。
如果发送任务成功完成，那么 FC11 “PNIO_SEND”的 “DONE”将被置位。
如果接收任务成功完成 (例如：数据被接收到) ，那么 FC12 “PNIO_RECV”的 “NDR”将被置位。

如果 FC11 “PNIO_SEND” 和 FC12 “PNIO_RECV” 由于错误而结束，可通过状态字进行错误分析。

图. 08: 保存 FC11 和 FC12 的状态字 

PROFINET IO 控制器的用户程序描述：
在这个例子中，一个带有集成以太网接口的 S7-300 CPU 被用作 PROFINET IO 控制器。 字节 MB0 被定义成 S7-300 CPU时钟位。
STEP 7 程序包括 OB1， FB100 和 DB20。

在用户程序中没有必要调用通讯功能块。可以通过装载和传送命令来访问输入/输出区，例如，读出输入值和写值到输出。读到的输入值被保存到数据块 (DB20)中。

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