西门子PLC 6ES7 211-1AE40-0XB0

西门子PLC 6ES7 211-1AE40-0XB0

西门子PLC广泛地应用在工业自动化控制领域。在一些大中型控制系统中，用户可以使用西门子PLC S7-300系列作为控制器，西门子PLC S7-300系列的模块配置灵活，扩展性强，通讯功能强大，为自动化控制系统提供了解决方案。本文下面为您介绍一下西门子PLC S7-300系列的选型方法，为您在配置时提供一些参考。

二、西门子PLC S7-300系列选型方法

        1、存储器容量的估算

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。

        2、输入输出(I/O)点数的估算

I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。

        3、控制功能的选择

该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网)通信处理器。

西门子PLC系列，我们也会更好的提供相关

西门子PLC系列S7-200 smart是西门子PLC S7-200的加强版，与S7-200相比，它在性能上，硬件配置和软件组态方面都有提高，也得到了用户的广泛认可。在实际的工程项目中，客户越来越多地选择S7-200 smart系列PLC，并且在各个工程项目现场S7-200 smart都有良好的表现。在自动化控制系统的通讯过程中，有时会用到USS通信功能。本文下面将专门针对西门子PLC S7-200 smart的USS通信功能做一个详细说明，供用户在系统设计及调试时进行参考。

二、西门子PLC系列S7-200 smart系列USS通信

西门子PLC S7-200 smart CPU本体集成的RS485通信口可以实现USS通讯。它的功能特点如下：

1. USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西门子专为驱动装置开发的通信协议，多年来也经历了一个不断发展、完善的过程。初 USS 用于对驱动装置进行参数化操作，即更多地面向参数设置。在驱动装置和操作面板、调试软件的连接中得到广泛的应用。近来 USS 因其协议简单、硬件要求较低，也越来越多地用于和控制器的通信，实现一般水平的通信控制。

2. 需要用户注意的是，USS 提供了一种低成本的，比较简易的通信控制途径，由于其本身的设计，USS 不能用在对通信速率和数据传输量有较高要求的场合。在这些对通信要求高的场合，应当选择实时性更好的通信方式，如 PROFIBUS-DP 等。在进行系统设计时，必须考虑到 USS 的这一局限性。

3. 举例说明，如果在一些速度同步要求比较高的应用场合，对十几甚至数十台变频器采用 USS 通信控制，其效果可能会不太理想。

4. USS 协议的基本特点如下：

（1）支持多点通信（因而可以应用在 RS 485 等网络上）

（2）采用单主站的“主－从”访问机制

（3）一个网络上多可以有 32 个节点（多 31 个从站）

（4）简单可靠的报文格式，使数据传输灵活高效

（5）容易实现，成本较低

5. USS 的工作机制是，通信总是由主站发起，USS 主站不断循环轮询各个从站，从站根据收到的指令，决定是否、以及如何响应。从站永远不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答：接收到的主站报文没有错误，并且本从站在接收到主站报文中被寻址上述条件不满足，或者主站发出的是广播报文，从站不会做任何响应。对于主站来说，从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应。否则主站将视为出错

通讯

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信类型：

过程通讯：
对于通过总线（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）实现循环寻址的I/O模块（互换过程图像）。从循环执行层调用过程通讯。

数据通讯：
用于自动化系统间或多个自动化系统与HMI之间的数据交换。数据通信循环地进行，也可以基于事件驱动通过块由用户程序发起。

STEP 7的操作界面较为友好，显著地简化了用户的通信功能组态工作。

数据通讯

SIMATIC S7-300拥有不同的数据通信机制：

使用MPI，通过全局数据通信，实现联网CPU之间的数据包循环交换。

借助通信功能，与其它伙伴完成事件驱动型通信。网络连接通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现。

全局数据

借助“全局数据通信”服务，联网CPU彼此之间可以循环地交换数据（较多可达8 GD 数据包，每周期22个字节）。据此，可以实现，例如，某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。只能通过 MPI 进行全局数据交换。组态通过STEP 7的GD表完成。

通讯功能

使用系统已经集成的块，可以建立S7/C7伙伴之间的通信服务。

这些服务是：

通过 MPI 进行 S7 基本通讯。

通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
S7-300 可以用于：

用作服务器时，使用MPI、C总线和PROFIBUS

用作服务器或客户端时，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable块，可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信服务。

这些服务是：

通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。

通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（非西门子系统）。

与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接。

集成到 IT 领域中

借助自动化工程组态，使用S7-300，可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用CP 343-1 Advanced，可以实现以下信息技术功能：

IP 路由；
借助IP访问列表，将IP V4报文以不低于Gigabit的速度转发至受控PROFINET接口。

WEB 服务器；
使用标准浏览器，可以浏览大至30 MB可自由定义的HTML网页；通过FTP处理自己的文件系统中的数据

标准诊断页；
*额外工具，就可以在工厂内完成插装在安装机架上的所有模块的快速诊断工作。

E-mail；
直接从用户程序中发送认证电子邮件。电子邮件客户端设计有通知功能，可以在控制程序中直接通知用户。

通过 FTP 进行通讯；
大多数操作系统平台都可以使用的开放协议

设计有30 MB RAM文件系统，可以用作动态数据的中间存储器。

S7-300 PROFINET CPU集成有Web服务器。因此，标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息：

CPU 一般信息

诊断缓冲区的内容

变量表

标签状态

模块的状态

报文

工业以太网的相关信息

PROFINET 节点的拓扑结构

等时模式

使用系统功能“同步模式”，可以同步耦合

分布式信号采集、

PROFIBUS 信号传输和

程序执行

总线周期时间的程序运行。

创建了自动化解决方案，可以以固定间隔时间（常量总线周期时间）捕捉并处理输入和输出信号。同时创建了前后一致的部分过程图像。

借助常量总线周期时间和分布式I/O同步信号处理技术，S7-300确保可以精确地重现规定的过程响应时间。

为同步模式系统功能提供了较为丰富的支持组件，可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。

在分布式自动化解决方案中，目前的SIMATIC S7-300开始涉足重要的高速加工处理应用领域，并确保可以获得较高的精度和可重现性。这意味着可以以稳定的优质产品不断地扩大生产数量。

模块的诊断和过程监视

SIMATIC S7-300的大量输入/输出模块都具有智能功能：

信号采用的监控（诊断）。

监控来自过程的信号（硬件中断）。

诊断

诊断功能可以用来判断模块的信号采集（针对数字量模块）或者模拟量处理（针对模拟模块）是否工作于*状态。在诊断分析中，必须区分可参数化和非参数化诊断消息：

可参数赋值的诊断报文：
仅由合适的设定参数启用之后才会发出诊断消息。

不可参数赋值的诊断报文：
这些消息的发出是一个常规事件，即该过程与参数化无关。

如果某个诊断消息处于激活状态（例如“无传感器输入”），则模块会发起一个诊断中断（若已经为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数化过程之后才会产生中断）。CPU会中断用户程序或较低**级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 82）。

硬件中断

通过硬件中断可以监控过程信号，并且，可以触发针对信号变化的响应。

数字量输入模块：
根据参数设置的不同，针对每个通道组，当信号状态发生改变时，模块都可以发起硬件中断，触发沿可以选用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU会中断用户程序或较低**级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 40）。信号模块可以缓冲一次中断/通道。

模拟量输入模块：
通过上限值和下限值的参数值，可以设定其工作范围。模块将数字化测量值与这些极限值进行比较。当测量值违反了其中任何一个限定值时，就会触发硬件中断。CPU会中断用户程序或较低**级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 40）。如果极限**/低于过量程/欠量程，则无法进行比较。

S7-300F

运行模式

S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信号模块之内。

信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术实现输出和输入信号的监控。

借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法，CPU可以检测控制器是否工作正常。此外，通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对I/O进行检测。

若判定系统中存在故障，则将该系统切换至安全状态。