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西門子SM431

6ES7431-1KF00-0AB0 SIMATIC S7-400，SM 431模擬量輸入模塊，光隔離，8 AI，13 位分辨率，U/I/RESIST.

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設備有限公司

：鄭鑫

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下面說明如何通過組態"Time-based IO"功能實現結合某數字量輸入時輸入輸出間按預定義時間進行響應的功能。在這個例子中實現輸入輸出之間按預定義時間進行響應。 這意味著：

• 通道組態需設為 “8 輸入，8 輸出”
•  

• DI模塊組態需設為“單獨使用輸入”
•  

• 對于一個輸入點。例如 DI0，操作模式需設為“定時器 DI”
•  

• 對于一個輸出點。例如 DQ0，操作模式需設為“定時器 DQ”

硬件組態

1. 在項目樹中雙擊選項"Devices & Networks（設備和網絡）" 。 打開設備和網絡編輯器。
2. 打開ET 200MP 的設備視圖并且從硬件目錄里拖曳工藝模塊TM Timer DIDQ16x24 到ET 200MP的任意插槽內。   
   
   圖 1
     
3. 在ET 200MP 的設備視圖中選中工藝模塊 TM Timer DIDQ16x24。該工藝模塊的屬性顯示在巡視窗口中。在"General（常規）" 找到"TM Timer DIDQ 16x24V > Basic parameters（基本參數）"。通道組態設置為"8 inputs, 8 outputs"。   
   
   圖 2
     
4. 通過 "General（常規）" 標簽下導航到 "TM Timer DIDQ 16x24 > Channel parameters （通道參數）> DI0/DI1"設置“組態DI組”為 "Use inputs individually（單獨使用輸入）"，啟用DI0作為獨立定時器DI功能。設置操作模式為"Timer DI（定時器DI）"，輸入延時為"None"。   
   
   圖 3
     

5. 將使用的DQ的操作模式設為 “Timer DQ（定時器DQ）"。   
   
   圖 4
     

組態時間同步PROFINET IO系統

1. 在 "Devices & Networks" 編輯器中打開拓撲視圖。
2. 根據硬件設置組態網絡拓撲。   
   
   圖 5
     
3. 在 "Devices & Networks" 編輯器中打開網絡視圖。
4. 將IO device ET 200MP 分配到 IO controller。   
   
   圖 6
     
5. 在ET 200MP的設備視圖中選中接口模塊，以將 PROFINET IO 系統設為IRT模式和進行同步模式設置。接口模塊的屬性在巡視窗口中顯示。在 "General（常規）"標簽下導航到"PROFINET interface [X1] > Advanced options（高級選項） > Isochronous mode（等時同步模式）"。使能功能"Isochronous mode（等時同步模式）"。

   Ti/To 值保持 設置為"Automatic setting（自動設置）"。PROFINET IO 系統和同步域所需的設置將會自動完成。
    在 Detail overview（詳細消息概覽） 標簽下為TM Timer DIDQ 16x24V使能等時同步模式。   
   
   圖 7
     

6. 在網絡視圖選中PROFINET IO 總線。PROFINET IO 系統的屬性顯示在巡視窗口中。 在"General" 標簽下導航到 "PROFINET > Sync Domains > Sync-Domain_1"，修改發送時鐘。在例子中使用預設時鐘1ms。   
   
   圖 8
     
7. 在ET 200MP的設備視圖中選中工藝模塊TM Timer DIDQ 16x24V。該工藝模塊的屬性顯示在巡視窗口中。在"General" 標簽下導航到"TM Timer DIDQ 16x24V > Channel parameters > IO addresses"。點擊"Input addresses > Organization block（組織塊）"下的"Add new（新增）..." 按鈕 來為輸入和輸出地址分配一個同步OB。 "Add new block（添加新塊）" 對話框打開。   
   
   圖 9
     

8. 在 "Add new block" 對話框中創建一個同步循環OB,，選擇類型為"Synchronous Cycle" 的組織塊并點擊 "OK"關閉對話框。   
   
   圖 10
     

9. 將創建的同步循環OB分配給輸入輸出地址。 然后可以離開設置過程映像 "TPA 1" 的對話框了。   
   
   圖 11
     

10. 在網絡視圖選中PROFINET IO總線。PROFINET IO 系統的屬性顯示在巡視窗口中。在 "General" 標簽下導航到"PROFINET > Domain management （域管理）> Overview isochronous mode（等時同步模式概覽）"。顯示關于組態的Ti/To 有效值。   
    
    圖 12
       

創建用戶程序

為了能在CPU的診斷緩沖區中顯示同步循環OB的溢出事件，在同步循環OB屬性的"Attributes（屬性）" 下使能選項"Report event overflow to diagnostics buffer（過載事件將在診斷緩沖區中留下一次記錄）"。   

圖 13
  

在 "Isochronous mode"下設置應用周期為PROFINET IO 系統發送時鐘的整數倍。在本例中應用周期設為1ms。這樣應用周期等于發送時鐘。  

圖 14
  

打開循環組織 OB 并按下列順序調用指令。

1. SYNC_PI: 

使用SYNC_PI 等時同步輸入過程映像分區。

在輸入引腳 PART 輸入想要進行同步更新的輸入過程映像分區的編號。

在硬件組態中已經將過程映像分區“PIP1”分配給了工藝模塊TM Timer DIDO 16x24V 的輸入地址(見圖 11)。

在輸出引腳 FLADDR中顯示發生訪問錯誤時，造成錯誤的*個字節的地址。地址存儲在靜態變量"statPiFladdr"中。   

圖 15

2. TIO_SYNC:

使用TIO_SYNC 指令根據共享時間基準同步TM 時間工藝模塊。

• 在輸入參數 HWID_1 to HWID_8 處根據硬件組態設置TM時間工藝模塊的硬件標志符。通過 TIO_SYNCzui多可以同步 8 個 TM 時間工藝模塊。

• 在輸入參數 SendClock 處設置同步域的發送時鐘。應用 PROFINET組態中的發送時鐘。

  如果同步循環OB每個數據周期都被調用， 數據更新按照IPO模型進行。這種情況將輸入參數 PIP_Mode 的值設為 2 。

  注意
   IPO 模型描述按如下順序進行數據處理的基本準則：輸入-處理過程-輸出。

• 創建一個數據類型為 UDT"TIO_SYNC_Data"的變量。在本例中創建了數據類型為  "TIO_SYNC_Data" 的靜態變量"statTioSyncData" 。

• 在輸入參數TIO_SYNC_Data 處填入數據類型為UDT "TIO_SYNC_Data"的變量靜態變量"statTioSyncData"。數據類型UDT "TIO_SYNC_Data" 包含用于同步模塊和傳遞 TIO_Time 的*結構和數據。同樣將 數據類型為UDT "TIO_SYNC_Data" 的靜態變量 "statTioSyncData" 作為指令TIO_DI 和TIO_DQ 的 TIO_SYNC_Data 輸入參數。 

圖 16
  
3. TIO_DI:
TIO_DI會持續檢測TM Timer DIDQ 數字量輸入中的沿，并返回關聯時間戳。TIO_DI 每次讀取輸入時調用一次。

• 在輸入參數 HWID 處填寫TM Timer 工藝模塊的硬件標識符。

• 在輸入參數 Channel 處填寫已連接的TM Timer DIDQ的數字量輸入的編號。

• 在輸入參數EdgeSel 處要檢測時間戳的沿。在本例中寫入 3 ，意為上升沿和下降沿檢測(順序取決于發生時間)。

• 在輸入參數TO 處設定用于輸出等時輸出數據的時間。使用ET200M的硬件組態 中 time To (output process values) 中的數值 (見圖 12) 。

• 輸出參數 DI 顯示數字量輸入的狀態。

• 輸出參數TimeStampRE顯示檢測到上升沿的時間。

• 輸出參數TimeStampFE 顯示檢測到下降沿的時間。 

圖 17
  
4. 用戶應用: 通過用戶應用可以根據輸入時間戳和當前時間 (TIO_Time)計算用于TM Timer DIDQ 工藝模塊輸出轉換的輸出時間戳。
  

5. TIO_DQ:

TIO_DQ 指令用于在的時間切換 TM Timer DIDQ 的數字量輸出。TIO_DQ 每當時間控制輸出的輸出時間戳到來時執行一次。通過輸入參數HWID 和 Channel TM Timer DIDQ工藝模塊中由時間控制輸出的地址。

• 在輸入參數 "Out_Mode" 處數字量輸出沿的輸出模式。在本例中選擇模式3， 當TimeStempRE (上升沿時間戳)=0或 TimeStampFE (下降沿時間戳)=0 時，直接輸出每一個沿 。

• 在輸入參數TO 處設定用于輸出等時輸出數據的時間。使用ET200M的硬件組態 中 time To (output process values) 中的數值 (見圖 12) 。

  指令TIO_DI 中被輸出參數的TimeStampRE 和 TimeStampFE 在TIO_DQ 指令中被為輸入參數TimeStampRE 和 TimeStampFE 。

• 輸入參數 TimeStampRE and TimeStampFE 處設置的時間戳用于在時間在數字量輸出中輸出上升沿或下降沿。

  

圖 18
   
6. SYNC_PO:
SYNC_PO 指令用于在同步模式下更新輸出的過程映像分區。

在輸入引腳 PART 輸入想要進行同步更新的輸出過程映像分區的編號。

在硬件組態中已經將過程映像分區“PIP1”分配給了工藝模塊TM Timer DIDO 16x24V 的輸出地址(見圖 11)。

圖 19

注意

上述指令都是FC塊，這些指令輸入輸出引腳上使用的靜態變量來自FB的背景DB。在同步OB(OB 61)中調用FB塊時背景DB被創建

使用以下這些模塊，可以通過 RS485 和 RS422 接口進行串行通訊，在圖中給出了端子分配。

圖1.（RS485）和圖2.（RS422）

• ET 200SP CM PtP

圖3.（RS485）和圖4.（RS422）

• S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF
• CP 340 / CP 341
• CP440/CP 441-1 / CP 441-2

圖5.（RS485）和圖6.（RS422）

• ET 200S 1SI

圖7.和圖8.（RS485）

• CM1241
• CB1241

注意：

如果使用了超過 50m 的 RS485 連接線或 RS422 連接線，需要加約 330Ω 的終端電阻。

CM 1241 和 CB 1241 的模塊使用其它的終端電阻。

終端和偏置在 RS485 網絡的兩端設置，中間的設備不需要增加終端和偏置。

ET200SP CM PtP

西門子SM431

圖1 .顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。
   

圖. 1
 

圖 2.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配。
  

圖. 2
  

S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF, CP 340,CP341,CP440, CP 441-1 和 CP 441-2 通訊模塊的 RS485 和 RS422接口連接

圖 3.顯示了 RS485 接口通訊的端子分配

   

圖. 3

圖 4.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配
   

圖. 4
 

ET200S 1SI

圖 5.顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。
   

圖. 5

圖 6.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配。
   

圖. 6

CM1241

圖 7 顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。

可以使用西門子9-針的 PROFIBUS  DP 頭連接 CM1241。

使用 RS 485 公頭連接器可以在一個 RS485 網絡中連接多個設備，連接器可以在終端網絡選擇終端電阻。更多的信息參考下列鏈接中 S7-1200 手冊的第13.2 章節。

注意：下面的特性用于自己設計連接器使用。

Fig. 7

CB 1241

Fig. 8顯示了 RS485 連接通訊的端子分配.

 CB1241 提供了內部的終端電阻，不具備 9-針的母 D 型連接器。

連接終端電阻時，將 TRA 和 TA 短接，TRB 和 TB 短接。
 

Fig. 8

S7300電源模板
6ES7307-1BA00-0AA0
6ES7307-1EA00-0AA0
6ES7307-1KA01-0AA0
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0
6ES7312-5BE03-0AB0
6ES7313-5BF03-0AB0
6ES7313-6BF03-0AB0
6ES7313-6CF03-0AB0
6ES7314-1AG13-0AB0
6ES7314-6BG03-0AB0
6ES7314-6CG03-0AB0
6ES7315-2AG10-0AB0
6ES7315-2EH13-0AB0
6ES7317-2AJ10-0AB0
6ES7317-2EK13-0AB0
6ES7318-3EL00-0AB0
內存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0
6ES7 953-8LG11-0AA0
6ES7 953-8LJ20-0AA0
6ES7 953-8LL20-0AA0
6ES7 953-8LM20-0AA0
6ES7 953-8LP20-0AA0
開關量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0
6ES7 321-1BH10-0AA0
6ES7 321-1BH50-0AA0
6ES7 321-1BL00-0AA0
6ES7 321-7BH01-0AB0
6ES7 321-1EL00-0AA0
6ES7 321-1FF01-0AA0
6ES7 321-1FF10-0AA0
6ES7 321-1FH00-0AA0
6ES7 321-1CH00-0AA0
6ES7 321-1CH20-0AA0
6ES7 322-1BH01-0AA0
6ES7 322-1BH10-0AA0
6ES7 322-1CF00-0AA0
6ES7 322-8BF00-0AB0
6ES7 322-5GH00-0AB0
6ES7 322-1BL00-0AA0
6ES7 322-1FL00-0AA0
6ES7 322-1BF01-0AA0
6ES7 322-1FF01-0AA0
6ES7 322-5FF00-0AB0
6ES7 322-1HF01-0AA0
6ES7 322-1HF10-0AA0
6ES7 322-1HH01-0AA0
6ES7 322-5HF00-0AB0
6ES7 322-1FH00-0AA0
6ES7 323-1BH01-0AA0
6ES7 323-1BL00-0AA0
模擬量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0
6ES7 331-7KB02-0AB0
6ES7 331-7NF00-0AB0
6ES7 331-7NF10-0AB0
6ES7 331-7HF01-0AB0
6ES7 331-1KF01-0AB0
6ES7 331-7PF01-0AB0
6ES7 331-7PF11-0AB0
6ES7 332-5HD01-0AB0
6ES7 332-5HB01-0AB0
6ES7 332-5HF00-0AB0
6ES7 332-7ND02-0AB0
6ES7 334-0KE00-0AB0
6ES7 334-0CE01-0AA0
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0
6ES7 360-3AA01-0AA0
6ES7 361-3CA01-0AA0
6ES7 368-3BB01-0AA0
6ES7 368-3BC51-0AA0
6ES7 368-3BF01-0AA0
6ES7 368-3CB01-0AA0
6ES7 390-1AE80-0AA0
6ES7 390-1AF30-0AA0
6ES7 390-1AJ30-0AA0
6ES7 390-1BC00-0AA0
6ES7 392-1AJ00-0AA0
6ES7 392-1AM00-0AA0
6ES7 392-1BM01-0AA0
功能模板
6ES7 350-1AH03-0AE0
6ES7 350-2AH00-0AE0
6ES7 351-1AH01-0AE0
6ES7 352-1AH02-0AE0
6ES7 355-0VH10-0AE0
6ES7 355-1VH10-0AE0
6ES7 355-2CH00-0AE0
6ES7 355-2SH00-0AE0
6ES7 338-4BC01-0AB0
6ES7 352-5AH00-0AE0
6ES7 352-5AH00-7XG0
通訊模板
6ES7 340-1AH02-0AE0
6ES7 340-1BH02-0AE0
6ES7 340-1CH02-0AE0
6ES7 341-1AH01-0AE0
6ES7 341-1BH01-0AE0
6ES7 341-1CH01-0AE0
6ES7 870-1AA01-0YA0
6ES7 870-1AB01-0YA0
6ES7 902-1AB00-0AA0
6ES7 902-1AC00-0AA0
6ES7 902-1AD00-0AA0
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6ES7 902-2AC00-0AA0
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6ES7 902-3AC00-0AA0
6ES7 902-3AG00-0AA0
6GK7 342-5DA02-0XE0
6GK7 342-5DF00-0XE0
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6GK7 343-1GX21-0XE0
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6GK7 343-2AH00-0XA0
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6ES7971-5BB00-0AA0
6ES7314-6EH04-0AB0