西门子S7-300317-2PN/DP

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西门子可为用户提供自动化、驱动和低压开关技术以及工业软件，从丰富的标准产品到整体的解决方案，无所不包。 工业软件可以让用户的整个价值链达到*，贯穿产品的设计开发、生产销售以及售后服务的整个过程。 我们的电气和机械部件能够为整个驱动链提供集成技术，从联轴器到齿轮箱、从电机到控制和驱动解决方案，非常全面，可应用于所有工业领域。 我们的全集成能源管理 (TIP) 技术平台可对能源的输送提供强有力的解决方案。西门子出色的产品质量树立了业界。 对环保的高要求是我们环境管理的目标，我们始终贯彻执行。 从产品设计初期，我们便对产品可能对环境造成的影响进行考量， 因而我们的产品符合 RoHS（有害物质限令）标准。 同样地，我们的生产环境通过了 DIN EN ISO 14001 认证。但对于西门子而言，环境保护不只是这些，它还意味着我们要充分利用有价值的资源。 我们的节能型驱动产品便是有力证明，它们可以节约高达 60% 的能源。敬请了解西门子自动化与驱动解决方案为您带来的机遇， 从中发现经济有效的解决之道。携手西门子，提高您的竞争力。SIMATIC S7-300 一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300 PLC在以下工业部门中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案：西门子PLC串口通讯方法
西门子S7-300317-2PN/DP

1、RS485串口通信第三方设备大部分支持，西门子S7 PLC可以通过选择自由口通信模式控制串口通信。zui简单的情况是只用发送指令（XMT）向打印机或者变频器等第三方设备发送信息。不管任何情况，都必须通过S7 PLC编写程序实现。当选择了自由口模式，用户可以通过发送指令（XMT）、接收指令（RCV）、发送中断、接收中断来控制通信口的操作。

2、PPI通信

PPI协议是S7-200CPUzui基本的通信方式，通过原来自身的端口（PORT0或PORT1）就可以实现通信，是S7-200 CPU默认的通信方式。 PPI是一种主-从协议通信，主-从站在一个令牌环网中。在CPU内用户网络读写指令即可，也就是说网络读写指令是运行在PPI协议上的。因此PPI只在主站侧编写程序就可以了，从站的网络读写指令没有什么意义。

3、MPI通信 MPI通信是一种比较简单的通信方式，MPI网络通信的速率是19.2Kbit/s~12Mbit/s，MPI网络zui多支持连接32个节点，zui大通信距离为50M。通信距离远，还可以通过中继器扩展通信距离，但中继器也占用节点。 MPI网络节点通常可以挂S7-200、人机介面、编程设备、智能型ET200S及RS485中继器等网络元器件。

西门子PLC与PLC之间的MPI通信一般有3种通信方式： PROFIBUS-DP现场总线是一种开放式现场总线系统，符合欧洲标准和标准。PROFIBUS-DP通信的结构非常精简，传输速度很高且稳定，非常适合PLC与现场分散的I/O设备之间的通信。

5、 以太网通信 以太网的核心思想是使用共享的公共传输通道，这个思想早在1968年来源于厦威尔大学。 1972年，Metcalfe和David Boggs（两个都是网络专家）设置了一套网络，这套网络把不同的ALTO计算机连接在一起，同时还连接了EARS激光打印机。这就是世界上*个个人计算机局域网，这个网络在1973年5月22日运行。Metcalfe在运行这天写了一段备忘录，备忘录的意思是把该网络改名为以太网（Ethernet），其灵感来自于“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播”这一想法。 1979年，DEC、In和Xerox共同将网络标准化。 1984年，出现了细电缆以太网产品，后来陆续出现了粗电缆、双绞线、CATV同轴电缆、光缆及多种媒体的混合以太网产品。 以太网是目前世界上zui流行的拓朴标准之一，具有传传播速率高、网络资源丰富、系统功能强、安装简单和使用维护方便等很多优点。

S7-300是模块化小型PlC系统，能满足中等性能要求的应用。其模块化结构设计使得各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。系统组成*处理单元(CPU)：各种CPU有不同的性能，例如，有的CPU上集成有PROFIBUS—DP通讯接口等。信号模块(SM)：用于数字量和模拟量输入／输出。通讯处理器(CP)：用于连接网络和点对点连接。功能模块(FM)：用于高速计数，定位操作(开环或闭环定位)和闭环控制。负载电源模块(PS)：用于将SIMATICS7—300连接到120／230V交流电源，或24／48／60／110V直流电源。接口模块(1M)：用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7—300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。SIMATICS7—300适用于通用领域：高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有zui高的工业环境适应性。功能SIMATICS7—300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：高速的指令处理：0．1—0．6u s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：一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值。人机界面(HMl)：方便的人机界面服务已经集成在S7—300操作系统内、因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMl)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操作系统自动地处理数据的传送。诊断功能：CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如：超时、模块更换等)。口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改，操作方式选择开关：操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。

通讯

PCS 7中顺序功能图SFC编程常见问题集

问题1.  SFC chart有哪些状态，各种状态之间如何转换？

SFC chart是顺序功能图(Sequential Function Chart)的简写，SFC chart有16种状态，如下图1所示：

图1 SFC chart状态结构图
·         稳定状态：需要通过事件触发才会退出该状态，包括：Ready、Run、Completed、Aborted、stopped、Held、Held（error）
·         非稳定状态：不需要事件触发，顺控程序执行完之后会自动退出该状态，包括：Starting、Completing、error（Completing）、Holding、Error、Resuming、Resuming（Error）、Aborting、Stopping
注：

• Ready状态也称为Idle，Abort命令也称为Cancel

·         图中黑色细线表示顺控程序会在处理完毕之后会自动转入下一个状态，例如StartingàRun，holdingàheld等
·         图中黑色粗线表示事件触发，即状态改变需要事件触发，例如ReadyàRun需要Start命令。事件可以是命令、条件、外部信号、内部信号。SFC chart的命令窗口如下图2所示：

图2 SFC chart的命令窗口
SFC chart简单的状态变化如下：
1)      SFC chart初始状态为Idle，Start命令将SFC chart从“Idle”转换到“Starting”状态。
2)      “Starting”状态下的顺控程序执行完成后，SFC chart会自动进入”Run”状态。
3)      “Run”状态的改变受SELFCOMP参数影响。SELFCOMP=1时，”Run”状态的顺控程序执行完成后SFC chart会自动进入“Completing”状态；SELFCOMP=0时，需要Complete命令才能使SFC chart由“Run”状态转换到“Completing”状态。
4)      “Completing”状态的顺控程序执行完成后，SFC chart会自动进入“Completed”状态，
5)      SFC chart会稳定在“Completed”状态，直到受到新的事件触发，例如“Reset”命令会使SFC chart回到“Idle”状态；Start命令会使SFC chart回到“Starting“状态。

问题2.  SFC chart 与顺控程序有何差异？

顺控程序中包含步和转移，在步中编辑程序实现对工艺设备的控制；SFC chart允许用户通过图形化的方式组态和调试顺控程序，单个SFC chart中可以创建8个顺控程序。
SFC chart 有16种状态，如图1所示；而顺控程序仅有五种状态，如下图3所示。
SFC chart的命令窗口的控制命令改变的是SFC chart的状态，而不是顺控程序的状态。SFC chart的状态改变会触发顺控程序状态改变，通过在SFC chart不同的状态来触发不同的顺控程序执行。
 

图3顺控程序的状态结构图
SFC chart状态和顺控程序的状态相互独立，同时又相互影响。如下图4所示的SFC chart中包含三个顺控程序RUN_KM，HOLD_KM，ABORT_KM。

图4 SFC chart和顺控程序的状态结构

• 顺控程序和SFC chart都有自己的状态。SFC chart处于“Holding”状态，但是顺控程序RUN_KM处于“Held“状态，而顺控HOLD_KM处于”Running”状态。
• 顺控的状态可以影响SFC chart的状态。顺控程序HOLD_KM未执行完成之前，SFC chart会一直处于“Holding”状态，当HOLD_KM执行完之后SFC chart会自动转入“Held”状态。
• 如果在顺控程序的启动条件中加入SFC chart的状态，SFC chart的状态可以控制顺控程序的运行。RUN_KM的启动条件为SFC chart处于“Run”状态，HOLD_KM的启动条件为SFC chart处于“Holding”状态。hold命令使SFC chart从“Run”状态转入“Holding”状态，导致RUN_KM顺控的暂停和HOLD_KM顺控的执行。

问题3. 顺控程序的每一步是如何执行的？

在顺控程序的步中，都可以设置“Initialization“、”Processing“、”Termination“三种执行程序，如下图5所示。除START步和END步之外，步和转移交替布置。

图5顺控程序的步属性
顺控程序在处理“Processing“的程序过程中会判断转移条件是否满足（转移逻辑和步的zui少执行时间）。如下图6所示：在未满足转移条件T4时，顺控程序会一直执行S4步的“Processing“程序，如图绿色部分Execution阶段。T4满足后的下一个处理周期，开始执行S5步。S4的”Termination“和S5的”Initialization“在同一个处理周期执行，而且仅执行一个处理周期，如图红色部分。

图6顺控程序步和转移的执行

问题4. 为什么顺控程序的不能启动？

顺控程序只有在满足启动条件后才能启动。需要为每个顺控程序定义启动条件，如下图7所示。选中顺控程序后右击在弹出的菜单中选择“Sequence Properties”，在顺控程序属性窗口的“Start condition”选项卡中设置启动条件。下图所示的顺控程序在SFC chart的状态为“Run”时才会启动执行。

图7顺控程序的启动条件
在顺控程序的“General”选项卡中可以设置顺控程序的优先级，如下图8所示。因为在几个顺控程序同时满足启动条件时，优先级高的会先执行。如果有相同优先级的几个顺控程序同时满足启动条件，则左面的顺控程序会执行。

图8顺控程序的优先级
除了满足顺控程序的启动条件，还需要判断SFC chart的是否允许启动：
·         要求SFC chart允许启动，即ENSTART=1，和LI_ERR=0
·         要求比启动优先级高的信号，如 INTERROR 、 LOCKERROR 、 LOCKCOMPLETE 、 LOCKHOLD 、LOCKABORT  或  LOCKSTOP  没有置1
·         在手动模式下没有操作员错误，即OP_ERR=0

问题5. 顺控程序中如何编辑链接CFC的结构变量？

在顺控程序的步中编辑CFC 功能块的结构变量时，会提示如下图9的错误信息，显示类型不匹配。

图9顺控程序步中使用结构变量提示信息
转移条件不支持结构变量，会提示如下图10错误。

图10转移中使用结构变量错误信息
 
需要在结构变量上右击，通过“Open Structure”命令来打开结构变量，然后选择其中的value数值，如下图11所示。注意：转移条件不支持结构变量。

图11如何在步中配置结构变量

问题6. 如何通过程序控制SFC chart切换到自动模式？

SFC chart能以外部视图的方式显示为功能块，可以像CFC一样通过IO互联控制SFC chart的执行。在工厂层级下选中SFC chart右击，通过“Open External View”打开外部视图；或者在SFC chart编辑界面通过菜单ViewàExternal View打开外部视图。如下图12所示：

图12如何调用SFC chart的外部视图
SFC chart与控制模式相关的外部视图IO如下图13所示，表格显示了手动模式和自动模式输入/输出IO的对应关系。从手动模式切换到自动模式要求ENAUT=1和AUT=1，且MAN=0。注意：AUT和MAN不能都=1，否则会提示LI_ERR错误，无法实现模式切换。

图13手动模式和自动模式切换

问题7. 如何让CPU启动后SFC chart就运行？CPU重启后SFC chart能否继续执行？

在SFC chart的属性中可以设置启动选项和CPU重启后SFC chart的运行方式。如下图14所示：

图14 SFC chart 属性
·         Autostart：CPU启动后SFC chart是否自动启动。不勾选时CPU启动后SFC chart处于“Idle”状态，勾选后CPU启动以后SFC chart自动进入“Starting”状态。