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SIMATIC S7-400, CPU 414-2 CENTRAL PROCESSING UNIT WITH: 2 MB WORKING MEMORY, (1 MB CODE, 1 MB DATA), 1. INTERFACE MPI/DP 12 MBIT/S, 2. INTERFACE PROFIBUS DP

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設備有限公司

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 ： 鄭鑫 

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用法說明：
如果在當前過程中可能會發(fā)生這樣的事件，它要求的響應比當前程序周期所能提供的響應更快。還可能會發(fā)生這樣的事件，它的持續(xù)時間太短，不足以在當前程序周期中被識別出來。因此，在 SIMATIC S7-400 控制器和以下模塊中提供硬件中斷處理功能。

• 模擬量輸入模塊 (AI)，
• 數(shù)字量輸入模塊 (DI) 和
• 功能模塊 (FM)

有了硬件中斷能力，與中斷事件對應的程序可以實時地被調用。
硬件中斷類似于中斷。
該條目意在作為S7-400 CPU的硬件中斷指南。

概述：
如果在程序處理過程中發(fā)生警報觸發(fā)事件，則操作系統(tǒng)調用分配的警報 OB 來中斷程序周期或較低優(yōu)先級別程序塊的處理。通過警報 OB 的臨時局部數(shù)據(jù)可以更精確地一個或多個警報觸發(fā)事件(可以置位多個位)。 警報 OB 中用戶程序可評估臨時局部數(shù)據(jù)。如果發(fā)生警報觸發(fā)事件時 CPU 中沒有警報 OB，則 CPU 進入 STOP 模式。

不同模塊中的硬件中斷觸發(fā)事件：

模擬量輸入模塊：在具有硬件中斷能力的模擬量輸入模塊中可以監(jiān)視某個值。可組態(tài)當值下降低于或上升高于閾值時觸發(fā) 硬件中斷。有關各個模擬量輸入模塊的更多信息，請參見手冊 "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可編程邏輯控制器 S7-300 模塊數(shù)據(jù))第5章，條目ID 1117740。 

數(shù)字量輸入模塊：在具有硬件中斷能力的數(shù)字量輸入模塊中可以監(jiān)視獨立的多個位。可組態(tài)當位出現(xiàn)下降沿和/或上升沿時觸發(fā) 硬件中斷。有關各個數(shù)字量輸入模塊的更多信息，請參見手冊 "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可編程邏輯控制器 S7-300 模塊數(shù)據(jù))第4章，條目ID 1117740。 

功能模塊：由于具有硬件中斷能力的功能模塊能夠執(zhí)行大量不同的任務，允許為不同事件組態(tài)硬件中斷，所以建議通過例子來考慮 FM 450-1 計數(shù)模塊。
FM 450-1 允許在以下情況時在CPU中觸發(fā)硬件中斷：到達比較值事件，或超過上限或低于下限事件，和/或當計數(shù)器過零事件。有關 FM 450-1 模塊的更多信息，請參見手冊 "FM 450-1 Counter Module - Setup and Configuration" (FM 450-1 計數(shù)器模塊 - 設置和組態(tài))，條目ID1118412。其它功能模塊的詳細信息，請參見具體模塊的相關文檔。
警告：
許多功能模塊需要的參數(shù)化軟件，這些參數(shù)化軟件隨功能模塊一起提供，且?guī)в邢鄳奈臋n。只有將 STEP 7 和該參數(shù)化軟件一起使用才能組態(tài)硬件中斷觸發(fā)事件。

(通訊模塊)：在通訊模塊本體中無法組態(tài)硬件中斷觸發(fā)事件。然而，通訊模塊可以發(fā)送來自具有硬件中斷能力的模塊的硬件中斷給 CPU 。
例：
在CPU 的子機架上安裝 CP 443-5 Ext (6GK7 443-5DX01-0XE0) 。組態(tài)CP 443-5 Ext 為主站，并給它鏈接一個 IM 153-1 (6ES7 153-1AA02-0XB0) 。然后安裝一個具有硬件中斷能力的模塊到 IM 153-1 上 (參見圖 01)。如果隨后在此模塊中發(fā)生硬件中斷，則 CPU 會調用分配的警報 OB。

圖 01

圖01

SIMATIC S7-400 中的警報 OB：
SIMATIC S7-400 CPU 包含警報 OB 40 到 47。可以在硬件配置中將每個模塊分配給需要的警報 OB (模塊對象屬性 > 地址 > 激活的 硬件中斷：)。在每個警報 OB 中都提供臨時局部數(shù)據(jù)。發(fā)生硬件中斷事件的通道/位通過這個臨時局部數(shù)據(jù)。
無論何時在  CPU 塊文件夾中創(chuàng)建新的警報 OB (單擊鼠標右鍵 > 插入新對象 > 組織塊  > OB[40...47])， 選擇新建的OB并按下 “F1” ，可查看在STEP 7中警報 OB 的描述。這樣就打開了警報 OB 的 S7 幫助文件。不用說，如果已經(jīng)有一個警報 OB 存在，則可以直接選擇警報 OB，然后按下“ F1”。
有關局部數(shù)據(jù)具體模塊評估的更多信息，請參見手冊 "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可編程邏輯控制器 S7-300 模塊數(shù)據(jù))第4章 (數(shù)字量模塊) 和第5章 (模擬量模塊)，條目ID 1117740，或參見相關功能模塊的專門手冊。

在 CPU 318-2DP 中可以使用2個警報 OB (40 和 41)。所有其它 S7-300 CPU 都只有警報 OB 40。

有關S7-300硬件中斷的更多信息請參見條目ID 23657941 。

組態(tài)硬件中斷：
可以在硬件配置中為具有警報能力的模塊在其屬性中組態(tài)過程警報。
在手冊 "Programmable Logic Controller S7-400 CPU Data" (可編程邏輯控制器 S7-400 CPU 數(shù)據(jù))中可找到如何計算 S7-400 的警報響應時間的示例，條目 ID 14016796，章節(jié)5.8 ff。

借助系統(tǒng)函數(shù) SFC 55 (WR_PARM)、SFC 56 (WR_DPARM) 和 SFC57 (PARM_MOD) ，還可以在執(zhí)行程序周期期間組態(tài)具有 硬件中斷能力的模塊。在手冊 "Programmable Logic Controller S7-400 Module Data" (可編程邏輯控制器 S7-300 模塊數(shù)據(jù))中可找到如何用這些系統(tǒng)函數(shù)組態(tài)相應的數(shù)據(jù)記錄的信息，條目ID 1117740。
有關不同 的SFC 的信息請參見 S7 在線幫助以及手冊 "System Software for S7-300/400 System and Standard Functions" (S7-300/400 系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和標準功能)，條目ID 1214574，章節(jié)7.1。
警告：
通過 PROFINET IO 不能使用系統(tǒng)函數(shù) SFC 55、SFC56 和 SFC 57。

禁用、延遲、啟用硬件中斷：
可以使用系統(tǒng)函數(shù) SFC 39 (DIS_IRT IRT_FUNC)、 SFC 40 (EN_IRT IRT_FUNC)、SFC 41 (DIS_AIRT IRT_FUNC) 和 SFC 42 (EN_AIRT IRT_FUNC) 來 禁止、延遲和再啟用硬件中斷。
有關不同 SFC 的信息請參見 S7 在線幫助以及手冊 "System Software for S7-300/400 System and Standard Functions" (S7-300/400 系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和標準功能)，條目ID 1214574，第12章。

1概述
S7協(xié)議是SIEMENS S7系列產(chǎn)品之間通訊使用的標準協(xié)議 ，其優(yōu)點是通信雙方無論是在同一MPI總線上、同一PROFIBUS總線上或同一工業(yè)以太網(wǎng)中，都可通過S7協(xié)議建立通信連接，使用相同的編程方式進行數(shù) 據(jù)交換而與使用何種總線或網(wǎng)絡無關。S7通信分為按組態(tài)方式可分為單邊通信和雙邊通信，單邊通信通常應用于以下情況：

• 通信伙伴無法組態(tài)S7連接
• 通信伙伴無法停機
• 不希望在通訊伙伴側增加通信組態(tài)或程序

本文介紹S7-400基于PROFIBUS總線的S7單邊通信的組態(tài)步驟。

實驗環(huán)境，見表1。

表1

2 組態(tài)

2.1配置S7-400站點

S7-400站點配置參見表2。

序號	說明	圖示
1.	創(chuàng)建新項目并在項目中插入S7-400站點
2.	打開硬件組態(tài)，組態(tài)S7-400站點
3.	在硬件目錄中查找使用的導軌型號，并雙擊找到的導軌型號
4.	在硬件目錄選擇使用的電源，并拖拽到導軌的1號槽
5.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導軌的3號槽，系統(tǒng)將自動彈出DP接口屬性對話框
6.	在對話框Address下拉框中設置DP站地址為2，單擊NEW按鈕添加新子網(wǎng)
7.	添加子網(wǎng)PROFBUS(1)，單擊選項頁“Network Setting”
8.	選擇PRFIBUS總線傳輸速率為1.5Mbps，Profile中選擇Standard，單擊所有屬性對話框OK按鈕
9.	編譯保存S7-400站點硬件組態(tài)，下載到S7-400 CPU中
10.	從菜單欄Option下Configure Network命令進入網(wǎng)絡組態(tài)界面
11.	如右圖所示，右鍵單擊CPU414-3DP，在彈出對話框中選擇Insert New Connection命令，插入一個新連接
12.	a) 選擇Unspecified連接伙伴， b) 連接類型菜單中選擇S7 connection，單擊OK按鈕，彈出S7 connection屬性對話框
13.	S7 connection屬性對話框設置： a) 選中Established an active connection b) Interface選擇CPU414-3 DP，DP(R0/S3) c) 設置伙伴PROFIBUS地址3 d) 設置本地ID為1 e) 點擊Address Details按鈕
14.	Address Detail對話框設置 a) 設置安裝CPU的機架號0 b) 設置安裝CPU的插槽號，對于S7-300，CPU只能安裝在2號槽 c) 設置連接資源號，對于S7單邊連接，連接資源號總是3 設置完成后可看到伙伴TSAP為03.02，點擊OK按鈕關閉屬性對話框
15.	點擊編譯保存圖標，完成S7單邊連接組態(tài)，并下載至S7-400 CPU中

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表 2

2.2配置S7-300站點

S7-300站點配置參見表3。

序號	說明	圖示
1.	創(chuàng)建新項目并在項目中插入S7-300站點
2.	打開硬件組態(tài)，組態(tài) S7-300 站點
3.	在硬件目錄SIMATIC-300，RACK-300下雙擊Rail，插入S7-300導軌
4.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導軌的2號槽，系統(tǒng)將自動彈出DP接口屬性對話框
5.	參考表2序號6~8步驟，將CPU的 PROFIBUS DP地址設置為3，傳輸速率設置為1.5Mbps，Profile中選為Standard。編譯保存完成S7-300站點組態(tài)，并下載到S7-300 CPU中

表 3

3 通信連接
如圖3-1示意圖，使用RS485總線連接器通過PROFIBUS標準電纜分別連接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2 接口。

圖3-1 CPU之間DP通信連接示意圖

4 通信編程
由于配置的是S7單邊通信，只需在配置S7網(wǎng)絡連接的一方進行編程，所以本例中只在CPU414-3中編程調用系統(tǒng)功能塊SFB14/SFB15，如圖4-1和圖4-2。

圖4-1 調用功能塊SFB14

圖4-2 調用功能塊SFB15

更多關于SFB14/15參數(shù)含義，參考西門子下載中心文檔編號1023《 SIMATIC 用于S7-300/400系統(tǒng)和標準功能的系統(tǒng)軟件參考手冊》的S7 通信章節(jié)。

1，【北京】2，【天津】
3，【上海】
4，【重慶】
二、【自治區(qū)】1，【新疆】：2地級市——烏魯木齊、克拉瑪依19縣級市——石河子、阿拉爾市、圖木舒克、五家渠、哈密、吐魯番、阿克蘇、喀什、和田、伊寧、塔城、阿勒泰、奎屯、博樂、昌吉、阜康、庫爾勒、阿圖什、烏蘇
2，【西藏】：1地級市- 
1縣級市-日喀則
3，【寧夏】：5地級市——銀川、石嘴山、吳忠、固原、中衛(wèi)
2縣級市——青銅峽市、靈武市
4，【內蒙古】：9地級市——呼和浩特、包頭、烏海、赤峰、通遼、鄂爾多斯、呼倫貝爾、巴彥淖爾、烏蘭察布11縣級市——霍林郭勒市、滿洲里市、牙克石市、扎蘭屯市、根河市、額爾古納市、豐鎮(zhèn)市、錫林浩特市、二連浩特市、烏蘭浩特市、阿爾山市
5，【廣西】：14地級市——南寧、柳州、桂林、梧州、北海、崇左、來賓、賀州、玉林、百色、河池、欽州、防城港、貴港
7縣級市——岑溪、憑祥、合山、北流、宜州、東興、桂平
三、【省級行政單位】
1，【黑龍江】13地級市——哈爾濱、大慶、齊齊哈爾、佳木斯、雞西、鶴崗、雙鴨山、牡丹江、伊春、七臺河、黑河、綏化
19縣級市——五常、雙城、尚志、納河、虎林、密山、鐵力、同江、富錦、綏芬河、海林、寧安、穆林、北安、五大連池、肇東、海倫、安達
2，【吉林】：8地級市——長春、吉林、四平、遼源、通化、白山、松原、白城
20縣級市——九臺市、榆樹市、德惠市、舒蘭市、樺甸市、蛟河市、磐石市、公主嶺市、雙遼市、梅河口市、集安市、臨江市、大安市、洮南市、延吉市、圖們市、敦化市、龍井市、琿春市、和龍市
3，【遼寧】：14地級市——沈陽、大連、鞍山、撫順、本溪、丹東、錦州、營口、阜新、遼陽、盤錦、鐵嶺、朝陽、葫蘆島
17縣級市——新民、瓦房店、普蘭、莊河、海城、東港、鳳城、凌海、北鎮(zhèn)、大石橋、蓋州、燈塔、調兵山、開原、凌源、北票、興城
4，【河北】：11地級市——石家莊、唐山、邯鄲、秦皇島、保定、張家口、承德、廊坊、滄州、衡水、邢臺
22縣級市——辛集市、藁城市、晉州市、新樂市、鹿泉市、遵化市、遷安市、武安市、南宮市、沙河市、涿州市、定州市、安國市、高碑店市、泊頭市、任丘市、黃驊市、河間市、霸州市、三河市、冀州市、深州市
5，【山東】：17地級市——濟南、青島、淄博、棗莊、東營、煙臺、濰坊、濟寧、泰安、威海、日照、萊蕪、臨沂、德州、聊城、菏澤、濱州
28縣級市——章丘、膠南、膠州、平度、萊西、即墨、滕州、龍口、萊陽、萊州、招遠、蓬萊、棲霞、海陽、青州、諸城、安丘、高密、昌邑、兗州、曲阜、鄒城、乳山、文登、榮成、樂陵、臨清、禹城
6，【江蘇】：13地級市——南京、鎮(zhèn)江、常州、無錫、蘇州、徐州、連云港、淮安、鹽城、揚州、泰州、南通、宿遷
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7，【安徽】：17地級市——合肥、蚌埠、蕪湖、淮南、亳州、阜陽、淮北、宿州、滁州、安慶、巢湖、馬鞍山、宣城、黃山、池州、銅陵
5縣級市——界首、天長、明光、桐城、寧國
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9，【福建】：9地級市——福州、廈門、泉州、三明、南平、漳州、莆田、寧德、龍巖
14縣級市——福清市、長樂市、永安市、石獅市、晉江市、南安市、龍海市、邵武市、武夷山、建甌市、建陽市、漳平市、福安市、福鼎市
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22縣級市——增城市、從化市、樂昌市、南雄市、臺山市、開平市、鶴山市、恩平市、廉江市、雷州市 吳川市、高州市、化州市、高要市、四會市、興寧市、陸豐市、陽春市、英德市、連州市、普寧市、羅定市
11，【海南】：2地級市——海口、三亞
6縣級市——瓊海、文昌、萬寧、五指山、儋州、東方
12，【云南】：8地級市——昆明、曲靖、玉溪、保山、昭通、麗江、普洱、臨滄
9縣級市——安寧市、宣威市、個舊市、開遠市、景洪市、楚雄市、大理市、潞西市、瑞麗市
13，【貴州】：4地級市——貴陽、六盤水、遵義、安順
9縣級市——清鎮(zhèn)市、赤水市、仁懷市、銅仁市、畢節(jié)市、興義市、凱里市、都勻市、福泉市
14，【四川】：18地級市——成都、綿陽、德陽、廣元、自貢、攀枝花、樂山、南充、內江、遂寧、廣安、瀘州、達州、眉山、宜賓、雅安、資陽
14縣級市——都江堰市、彭州市、邛崍市、崇州市、廣漢市、什邡市、綿竹市、江油市、峨眉山市、閬中市、華鎣市、萬源市、簡陽市、西昌市
15，【湖南】：13地級市——長沙、株洲、湘潭、衡陽、岳陽、郴州、永州、邵陽、懷化、常德、益陽、張家界、婁底
16縣級市——瀏陽市、醴陵市、湘鄉(xiāng)市、韶山市、耒陽市、常寧市、武岡市、臨湘市、汨羅市、津市市、沅江市、資興市、洪江市、冷水江市、漣源市、吉首市
16，【湖北】：12地級市——武漢、襄樊、宜昌、黃石、鄂州、隨州、荊州、荊門、十堰、孝感、黃岡、咸寧
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18，【山西】：11地級市——太原、大同、忻州、陽泉、長治、晉城、朔州、晉中、運城、臨汾、呂梁
11縣級市——古交、潞城、高平、介休、永濟、河津、原平、侯馬、霍州、孝義、汾陽
19，【陜西】：10地級市——西安、咸陽、銅川、延安、寶雞、渭南、漢中、安康、商洛、榆林
3縣級市——興平市、韓城市、華陰市
20，【甘肅】：12地級市——蘭州、天水、平?jīng)觥⒕迫⒓斡P、金昌、白銀、武威、張掖、慶陽、定西、隴南
4縣級市——玉門市、敦煌市、臨夏市、合作市
21，【青海】：1地級市——西寧
2縣級市——格爾木、德令哈
22，【江西】：11地級市——南昌、九江、贛州、吉安、鷹潭、上饒、萍鄉(xiāng)、景德鎮(zhèn)、新余、宜春、撫州