Siemens/西门子 品牌
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S7-400自动化系统采用模块化设计。它所具有的模板的扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。一个系统包括:电源模板,中央处理单元(CPU),各种信号模板(SM),通讯模板(CP),功能模板(FM),接口模板(IM),SIMATICS5模板。
在 Step 7 中组态 S7-400H站
1. 硬件安装
(1)安装机架 UR2-H。
(2)在机架上安装 PS407电源模块,在电池槽内放入 2 块锂电池,拨码拨到 2BATT。
(3)设置冗余 CPU的机架号,安装冗余 CPU到机架。 CPU V3 版本,通过同步子模板上的开关设置; CPU V4 以上版本,通过 CPU 背板上的开关设置; 本实例中的 CPU为6ES7 412-3HJ04-0AB0 机架号设置在 CPU的背面,将左手边 CPU的机架号设为 0(拨码拨到下方),右手边 CPU的机架号设为 1(拨码拨到上方) , CPU通电后此机架号生效。
(4)将同步子模板插到 CPU前面板的两个 IF 插槽中,并固定。
(5)连接同步光缆。 将两个位于上部的同步子模板相连; 将两个位于下部的同步子模板相连;在打开电源或启动系统之前要确保 CPU的同步光缆已经连接,同步光纤的连接如图 2所示。
400 冗余系统采用了两套 CPU处理器模块,一个处理器模块作为主处理器,另外一个作为从处理器。 正常情况下,由主处理器执行程序,控制 I/O 设备,从处理器不断监测主处理器状态。 如果主处理器出现故障, 从处理器立即接管对 I/O 的控制, 继续执行程序, 从而实现对系统的冗余控制。
1. S7-400H 冗余功能测试图
1.1 S7-400H 冗余功能测试硬件连接图
1.2 S7-400H 冗余功能测试电气控制接线图
4.2 在三相变频电机正常运行时, 通过模拟工业现场 CPU 故障,切断正在主控运行的 PLC 电源,此时冗余 PLC 承担主控,电机保持之前的状态运行,实现了冗余控制功能。
5. S7-400H 站冗余系统功能实现通过以上测试可知:当停止正在主控工作的 PLC CPU时,变频器上显示的频率没有发生
(6)安装 CP443-1 以太网网卡。 同时利用网线将 2 个安装好的 CP443-1 以太网网卡以及安装有Step 7 或者 PCS 7 的电脑连接到一个交换机上,完成硬件互联。
(7)通电后 CPU自检查。 CPU次通电时, 将执行一次 RAM 检测工作, 约需 10 分钟。
这段时间内 CPU 不接收通过通讯接口传来的数据, 并且 STOP LED 灯闪烁。如果有备用电池,再次通电时不再做此项检查工作。
(8)启动 CPU,将 CPU拨码拨到 RUN状态,此刻两 CPU保持 RUN。
2. 硬件组态
1.首先双击“ SIMATIC Manager”图标,打开 SIMATIC Manager 并新建一个 S7-400H 的单项目,在项目中插入一个“ SIMATIC H Station ”,插入结束,左侧树形目录下会出现一个“SIMATIC H Station(1) ”,操作所显示。
2.点中 SIMATIC H Station(1) 后,双击右侧“ Hardware”组态硬件进入 HW Config 编辑器
在组态中添加两个 UR2-H的机架,添加路径为: SIMATIC 400 > RACK-400 > UR2-H(6ES7 400-2JA00-0AA0) 。
分别在两个机架中添加 PS407电源模块,路径为: SIMATIC 400 > PS-400 > PS 407 10A(6ES7407-0KR02-0AA0) 。
分别在两个机架中添加 CPU单元,添加路径为: SIMATIC 400 > CPU 400 > CPU 400-H > CPU 412-3H > 6ES7 412-3HJ04-0AB0 > V4.0 ,在添加 CPU的过程中,需要为 CPU上集成的DP接口设置地址并且创建所归属的 Profibus DP 总线
CPU 412-3H CPU 添加同步模块(所选择同步模块的距离类型要保持一致)
同理,以一样的方式为 Rack1 添加 CPU。
分别在两个机架中添加 CP443-1 以太网通讯模块,路径: SIMATIC 400 > CP-400 > Industrial Ethernet > CP 443-1 > 6GK7 443-1EX20-0XE0 > V2.6
为 CP 443-1 设置参数,创建并选择“ Ethernet(1) ”;
勾选“ Set MAC address/use ISO protocol ”,并且为该网卡设置 MAC地址(网卡出厂预设 MAC地址可以在 CP网卡上看到) ,同时取消选择“ IP protocol is being used”项
同样的方式,为 Rack 1 添加 CP443-1 并设置 MAC地址,选择子网“ Ethernet(1) ”。利用以上步骤就完成了硬件的组态, 或者也可以先组态好 Rack0 及所需插入的所有模块,然后将其拷贝,生成Rack1 及其所需插入的所有模块,在此操作中请注意修改新生成的Profibus 网络参数以及 Ethernet 网络参数,设置方法请参考前文叙述。
3. 添加必要的 OB组织块程序
以下 OB块必须装入 S7-400H 的 CPU 中: OB70、OB72、OB80、OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、 OB121和 OB 122;如果没有装载这些 OB,H系统在出现错误时可能会进入 STOP状态。可以根据需要在这些 OB中编写程序读取系统诊断信息。
在 插 入 方式 上, 可 以在 Block 目录 下 面通 过右 键 选 择 “Insert New Object” >“Organization Block ”,插入所期望的组织块,此处如果没有特殊需求的话,可以不对插入的组织块进行编程,插入空的 OB即可。
4. 硬件和程序的下装
为了实现 Step 7 与 CPU的通讯,首先要确保 CP443-1 与安装了 Step 7 的电脑之间的物理连接。
打开“ SIAMATIC Manager” > “Options ” > “Set PG/PC Interface, ”可以将 PG/PC接口设置成 ISO Ind Ethernet 方式。如果使用的电脑安装了 1613 网卡,可以将 PG/PC接口设置为 1613 的 ISO通讯方式,如果使用的电脑中只装有普通的网卡,就选择普通网卡的ISO 的通讯方式,如下图:本实验中选择的是 Broadcom 的普通以太网卡连接作为 PG/PC物理通讯接口
完成 PG/PC接口的设置,重新回到 H Config 编辑器的界面,保存并编译硬件项目