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SIEMENS PLC系统中热插拔功能的应用与说明

消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-15

报价宝综合消息SIEMENS PLC系统中热插拔功能的应用与说明

在许多应用场合,我们需要PLC控制系统能够实现热插拔功能,所谓热插拔就是在系统通电执行状态下,进行硬件的更换和调整。

1. SIEMENS PLC控制系统关于热插拔功能的定义:

1.带电插拔模组时,确保不造成模组的硬件损坏;2.带电插拔模组时,CPU不停机,并产生报警;3.带电插拔模组时,该模组I/O通道的数值清零;该模组所在站点不会掉站,而其他模组的执行不受影响;4.带电插拔模组时,CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程式块,得到模组拔出或插入的事件资讯,在使用者程式或中断组织块OB**中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理;

2.SIEMENS的PLC控制系统对热拔插的支援:

√ S7-200系列PLC不支援热插拔功能;

√ S7-300 CPU直接带I/O模组的方式不支援热插拔;

√ S7-300作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS,支援热插拔功能; (需要使用有源总线底板,如下说明)

注: 采用S7-300作为主站的软冗余系统无法实现热插拔全部功能,不具备以上所列第3,4条目中的全部功能。当您将ET200M从站上的模组拔出时,CPU不停机,主CPU、备用CPU上的SF灯亮,BUSF灯闪烁,ET200M从站上的2块IM153-2模组的SF灯亮,BF灯闪烁,该ET200M从站上所有模组的I/O值被清0,S7-300主站失去对该ET200M从站的控制能力。当您再次将模组插入到ET200M站上时,系统从主CPU切换到备用CPU,SF、BUSF、BF灯熄灭,软冗余系统重新回到正常执行状态。(新CPU支援“Startup when expected/actual config. differ.”功能,功能见下文;软冗余系统不支援使用GSD档案组态ET200M站点)

若要在软冗余系统中实现热插拔的全部4项功能,您必须使用S7-400作为软冗余系统的主站。

√ S7-400作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS,支援热插拔功能; (需要使用有源总线底板,如下说明)

√ S7-400 CPU直接带I/O模组的方式支援热插拔。

S7-400系统由于很好的电磁相容性和抗冲击、耐震动效能,因而能最大限度的满足各种工业标准,模板能够带电插、拔,当S7-400机架上插入或取出模板时,都会在CPU中产生一个中断资讯,供客户在使用者程式中对模板更换的动作进行相应的处理。

3.ET200M的有源总线底板配置与说明:

ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUS DP分散式从站,一个ET200M从站一般由导轨(S7-300系列通用导轨)、IM153界面模组、若干块S7-300系列的模组(PS电源模组、I/O模组、CP通讯模组、FM功能模组)组成:

这样的ET200M从站是不支援热插拔功能的。为了实现ET200M从站的热插拔功能,我们需要对ET200M的硬件配置进行一些调整,通用导轨更换成带有有源总线模板的导轨,下图向您展示了1个有源总线导轨和5个有源总线模板组装后的情形:

硬件要求:

使用普通的S7-300导轨和U型总线联结器是不能实现热插拔功能的,您必须购买有源总线底板,才能实现该功能。另外,您在配置时,必须使用MLFB 6ES7 153-1AA02-0XB0版本以上的界面模组,因为它支援DP协议的DPV1版本,而MLFB IM153-1AA00-0XB0模组是不支援该功能的。目前您能够购买到的IM153界面模组都支援热插拔,只有以前的IM153界面模组不支援热插拔。

注意:

如果想知道您的模组是否支援热插拔功能,您可以在STEP7的HW Config硬件组态视窗中的产品目录里选择对应模组,阅读视窗右下角对该模组功能的描述,或直接阅读"SIMATIC Distributed Peripheral Deviced ET 200M"手册中第9章里的描述内容。

软件要求:您必须在STEP7 5.1版本以上进行配置;

如果您采用S7-400 CPU或S7-400 CP作为DP主站,那么您可以直接在IM153的属性视窗的"Operating Parameters"标签页里配置热插拔功能。 如下图所示:

STEP1:在STEP7的硬件组态视窗的PROFIBUS DP目录中选择相应IM153模组,可以看出该模组支援“module exchange in opration”(热插拔);

STEP2:将IM153模组拖到PROFIBUS总线上;

STEP3:选择I/O模组,插入到ET200M站的各个槽位中;

STEP4:双击ET200M站,开启属性视窗,选中“Replace modules during operation“(热插拔)选项;

STEP5:属性视窗中提供了ET200M站热插拔功能所需的有源总线导轨的订货号;

STEP6:属性视窗中提供了该型号IM153,插入的I/O模组对应使用的有源总线底板的订货号;

除了以上的硬件组态之外,还要向S7-400中下载OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等组织块。当ET200M从站上进行模组的热插拔时,中断组织块OB83 ,OB85,OB122被呼叫。

如果您采用老款S7-300 CPU ,那么您只能够通过安装GSD档案的方式将IM153模组组态成DP从站,并双击IM153,开启它的属性视窗,进行设定来实现热插拔的全部功能。否则您在STEP7的硬件组态视窗中直接将PROFIBUS DP目录ET200M资料夹下IM153模组挂在PROFIBUS总线上,如下图:

从上图可以看出,当你从右侧的PROFIBUS DP树型目录中将IM153-2模组拖到PROFIBUS总线上后,双击点开IM153的属性,“Repalce modules during operation”(热插拔功能)选项为灰色,所以在这种方式下,无法实现热插拔的全部功能,只能实现第1、2两条,不能实现第3、4条功能。

新款的S7-300可以支援“Startup when expected/actual config. differ.”,如下图:

此功能表示,当组态和实际不符时是否启动。如果选择此选项,当插拔模组时,可以实现热插拔定义的第3条功能。但是,在插拔模组时,其他模组通道的I/O会有瞬间的清零然后恢复;该站点瞬间掉站,然后恢复。所以仅以此功能,不能称为严格意义上的热插拔功能。

S7-300 CPU要实现热插拔的全部功能,必须通过GSD档案。首先下载IM153的GSD或GSE档案,在STEP7软件中汇入该档案,再在IM153模组的属性视窗中选择热插拔选项,如下图所示:

新增IM153-2模组到PROFIBUS总线上,设定热插拔选项

设定IM153-1模组的热插拔功能选项

注意,GSD档案有DPV0和DPV1之分。但是S7-300的组态时,只有用DPV0可以实现热插拔的功能(如上图),如果用DPV1组态只支援“Startup when expected/actual config. differ.”的功能, 如下图,这是因为 DPV1 "Insert/Remove module"功能,是通过OB83实现的,S7-300不支援OB83。S7-400使用DPV0 DPV1均可。

如果您采用CP342-5模组作为DP主站,那么您可以直接在IM153的属性视窗的"Operating Parameters"标签页里配置热插拔功能。 如下图所示。同样如果使用GSD档案组态,要实现热插拔功能也必须使用DPV0。

除了以上的硬件配置之外,还要向S7-300的CPU中下载OB82、OB86、OB121、OB122等组织块,才能保证当您在ET200M站上进行模组热插拔时,S7-300的CPU保持执行,而ET200M站上其他模组的工作不受影响。同时,当您进行ET200M站上模组的拔出或插入,系统都会呼叫OB82、OB86,您可以获取OB86和OB82中的引数返回值,得知什么时间是哪一个主站下的哪一个从站上的模组被插拔, 您可以根据系统控制逻辑的需要,在组织块OB82,OB86中编写使用者程式,调整I、O的数值,确保进行模组热插拔时,生产机构处于安全执行状态。

您可以在S7-300的使用者程式中循环呼叫SFC13(DP总线诊断功能块),不断获取DP网络的诊断资讯,当ET200M从站上进行模组的热插拔时,可以从SFC13的返回资料(在DB块中)获取插拔模组的资讯,在使用者程式中对返回的诊断资讯进行判断、评估后,进行相应的逻辑控制和I/O处理,使生产机构处于安全执行状态;

如果您在ET200M站中使用了引数化的模组(如FM354,CP340等非输入输出的模组),在DP主站通电初始化过程中会对这些模板进行引数化和配置。当您带电拔掉可引数化的模组,再插入后,模组原有的引数就会丢失。除非重新启动DP主站,在主站进行初始化过程中,对这些模组在进行一次引数化和配置,否则这类模组在被拔掉,再插入后,只能够以它的预设引数执行。

如果您期望能侦测到系统中存在一个新的需要进行引数化的模组 ,您必须对模组的状态进行分析,可以通过呼叫诊断系统功能块SFC13 "DPNRM_DG"来实现,在S7-300/400系统软件手册中的16章4节里说明了该SFC13的用法。ET200M的手册中,在6.4.6节中说明了ET200M从站里模板状态资讯的内容和分配。

当你在程式中获知是哪一块模组需要进行新的引数化后,您可以通过呼叫系统功能SFC56 "WR_DPARM",将CPU中储存的引数资讯写入到刚刚被插入到ET200站上的模组,可以在S7-300/400系统软件手册中的7章5节里获取SFC56的用法。

2019-10-23 08:56:00

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