化工儀器網(wǎng)
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西門子昆山市代理商
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描述
S7-PLCSIM 支持以下通訊塊來實現(xiàn)兩個S7-400 CPU模塊間的通信：
- SFB8 "USEND"
- SFB9 "URCV"
- SFB12 "BSEND"
- SFB13 "BRCV"
- SFB15 "PUT"
- SFB14 "GET"
- SFB19 "START"
- SFB 20 "STOP"
- SFB 22 "STATUS"
- SFB 23 "USTATUS"
要求
- 需要S7-PLCSIM V5.4 SP3（或更高版本）,。
- 在STEP 7（TIA Portal）中建立一個項目,，對兩個S7-400 CPU進行硬件組態(tài)和網(wǎng)絡組態(tài)。
- 在模塊之間已經(jīng)組態(tài)了S7連接和通信連接,。
- 在主動站S7-400 CPU的用戶程序中,，調用“BSEND”指令來給被動站CPU發(fā)送數(shù)據(jù)。
- 在被動站S7-400CPU中調用“BRCV”指令來接收來自主動站S7-400 CPU的數(shù)據(jù),。
注意
本條目提供的項目包含兩個S7-400 CPU的組態(tài)和連接組態(tài)以及用戶程序,。
以下步驟列出了如何使用PLCSIM仿真通訊。下載附件中的STEP 7（TIA Portal）項目包含了兩個S7-400站通過工業(yè)以太網(wǎng)通信 ,。
Station_1中的OB1包含計數(shù)器的程序,，將其輸出值傳送到Station_2。
- 在項目導航中選中“Station_1”并打開S7-PLCSIM,，可以通過菜單命令“Online > Simulation > Start”或者菜單欄的“Start simulation” 圖標打開,。實例編號為“S7-PLCSIM1”的*個仿真CPU的對話框被打開。
- 如果是*仿真這個項目,，就會打開“Extended download to device”對話框,。在“PG/PC Interface”中選擇如圖1所示的設置，并單擊“Start search”,。
圖. 1
- 當在線連接已經(jīng)建立時,，單擊“Load”按鈕。
- 然后,，在打開的“Load preview”對話框中,，繼續(xù)單擊“Load”按鈕。
- 在S7-PLCSIM 中使用“Add”菜單來加載子窗口“Input”和“Counter”,，用來監(jiān)視和控制程序,。對于“Station_1”需要“EB2”和“Z1”。
- 在S7-PLCSIM1的“CPU”子窗口中,，將運行模式從“STOP”切換到“RUN-P”,。
圖. 2
- 選中項目導航中的“Station_2”并重復步驟1來打開第二個“S7-PLCSIM2”實例。
- 在“Load preview”對話框中單擊“Load”按鈕,。
- 與步驟5相同,，給實例“S7-PLCSIM2”添加“Output”。對于“Station_2”需要“AW1”,。
- 在S7-PLCSIM2中的“CPU”子窗口中,，將運行模式從“STOP”切換到“RUN-P”。
圖. 3
- 在S7-PLCSIM1（仿真Station 1）中,，EB2控制計數(shù)器Z1并將計數(shù)值傳送到S7-PLCSIM2 （仿真Station 2）中的AW1,。
- E2.0: 自動向上計數(shù)的時鐘標記
- E2.1:向上計數(shù)
- E2.2: 向下計數(shù)
- E2.3: 計數(shù)器的預設值
- E2.4: 復位計數(shù)器
西門子將以“數(shù)字化企業(yè)——思考工業(yè)未來,！”為主題，在2019年漢諾威工業(yè)博覽會的核心位置展示“工業(yè)4.0”的行業(yè)智能解決方案,。西門子展臺位于9號展廳,，占地4000平米左右。解決方案包括眾多“數(shù)字化企業(yè)”創(chuàng)新,，賦能離散和過程工業(yè)的數(shù)字化轉型,。西門子產(chǎn)品組合集成未來科技，包括人工智能和邊緣計算的應用,、未來工廠及過程自動化等,，為用戶從呈指數(shù)級增長的工業(yè)數(shù)據(jù)中挖掘價值，帶來新的,、更廣闊的空間,。此外，西門子還將展示面向網(wǎng)絡運營商和數(shù)字化企業(yè)的集成能源解決方案,。借助全面的產(chǎn)品組合,，各行各業(yè)不同規(guī)模工業(yè)企業(yè)都將獲得更佳的靈活性和更高的生產(chǎn)力，以應對大量定制化需求所帶來的日趨嚴峻的挑戰(zhàn),。
西門子將通過一系列展品展示其面向行業(yè)的“數(shù)字化企業(yè)”愿景以及未來科技的應用。兩大亮點包括：*,、虛擬呈現(xiàn)了一座化工行業(yè)的新建工廠如何通過實驗室和自動化控制技術保證生物原料制造聚酰胺的過程可持續(xù)且環(huán)保,；第二、數(shù)字化雙胞胎,、增材制造,、創(chuàng)新機器人以及自動導引車（AGV）在汽車行業(yè)的應用，旨在實現(xiàn)靈活高效的電動汽車和電池生產(chǎn),。西門子昆山市代理商
西門子股份公司數(shù)字化工廠集團*執(zhí)行官Jan Mrosik表示：“通過西門子數(shù)字化企業(yè)組合與產(chǎn)品創(chuàng)新和未來科技的結合,，我們能夠幫助客戶在各自所屬的行業(yè)領域內(nèi)獲得更加明顯的競爭優(yōu)勢，包括由邊緣計算或云計算來實現(xiàn)的現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析方法,。對Mendix的收購使我們具備低代碼應用開發(fā)行業(yè)的市場力：借助Mendix的平臺及相關工具和服務,，用戶能夠以相當于之*倍的速度開發(fā)app。”
作為西門子基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),，MindSphere生態(tài)系統(tǒng)的不斷擴展也將使用戶獲益,。如今，歐洲（德國,、意大利）和東南亞（新加坡）的MindSphere World 用戶組織成員單位已經(jīng)達到90家左右,。
此外，西門子還將展示一系列的創(chuàng)新產(chǎn)品,，其中包括新一代NX軟件,，新增機器學習和人工智能功能,。這些新增功能幫助用戶預測后續(xù)步驟并更新用戶界面，從而幫助用戶更有效地使用軟件,，提高生產(chǎn)力,。不僅如此，西門子還將以全新“電氣設計”模塊的形式來展示面向機電一體化和生產(chǎn)線工程的E-CAD功能,。
過程控制技術的新標準
西門子股份公司過程工業(yè)與驅動集團過程自動化部*執(zhí)行官Eckard Eberle表示：“我們正在重新思考過程控制技術,，并將在漢諾威工業(yè)博覽會上展示全新的創(chuàng)新過程控制系統(tǒng)?；诰W(wǎng)絡的全新軟件系統(tǒng)及其多用戶工程和操作理念,，將為我們的客戶開啟全新的高效工作方式。”這個理念讓客戶隨時隨地利用專家知識,，同時Simatic PCS 7過程控制系統(tǒng)硬件全面升級,，為用戶使用新系統(tǒng)做好準備。
PlantSight系統(tǒng)從多個數(shù)據(jù)源中提取數(shù)據(jù),，使客戶快速訪問過去無法獲取的信息,。將現(xiàn)實的工廠與相關工程數(shù)據(jù)同步，創(chuàng)建制造過程的數(shù)字化雙胞胎,，工廠操作人員將獲得質量更高,、更可靠的信息，從而確保工廠的持續(xù)可靠運營,。
西門子還展示了全新的CloudConnect云連接模塊,，它能夠實現(xiàn)從現(xiàn)場層到不同的云平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸。
智能自動化概念構筑數(shù)字化基礎
西門子股份公司數(shù)字化工廠集團工廠自動化部*執(zhí)行官Ralf-Michael Franke表示：“我們通過全集成自動化（TIA）組合,，提供了智能自動化概念,，為數(shù)字化奠定基礎。同時,，我們還將人工智能和邊緣計算等新技術集成到TIA生態(tài)系統(tǒng)中,，鋪就未來自動化的基礎。將它們與當前的軟件環(huán)境相結合,，開辟了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全新使用方式,，同時顯著提高了生產(chǎn)力。”在漢諾威工業(yè)博覽會上,，西門子將展示一個已經(jīng)在安貝格電子制造工廠成功實施的案例,。在Simatic產(chǎn)品的制造過程中，需要利用X射線設備對印刷電路板進行質量檢測,，邊緣計算,、人工智能以及MindSphere的結合為此帶來了巨大的價值，終需要進行質量檢測的產(chǎn)品數(shù)量大幅降低,。產(chǎn)品創(chuàng)新還包括采用第八代英特爾處理器的新一代工業(yè)計算機,。本次展會還將展出由西門子和德國費斯托（Festo）工程公司共同開發(fā)的創(chuàng)新驅動和控制概念,，將雙方開發(fā)的多段輸送系統(tǒng)與博世Rexroth傳輸系統(tǒng)相集成，這可以讓電池制造等領域的生產(chǎn)過程更具靈活性且更加高效,。
面向機床行業(yè)數(shù)字化的創(chuàng)新解決方案
西門子股份公司數(shù)字化工廠集團運動控制部*執(zhí)行官Wolfgang Heuring表示：“數(shù)字化是提升不同行業(yè)機床客戶生產(chǎn)力的首要因素,，不僅適用于傳統(tǒng)的機床和生產(chǎn)設備的制造商和用戶，也適用于增材制造領域的機床用戶,。西門子數(shù)字化企業(yè)產(chǎn)品組合能夠提供巨大的可能性,，既有對復雜機床進行數(shù)據(jù)分析和性能強化的實時邊緣計算應用，也有針對整條生產(chǎn)線和工廠的全面數(shù)字化解決方案,。”西門子將展示一系列全新的基于云計算和邊緣計算的軟件解決方案,，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、機器學習和機床性能的大幅提升,。此外,，西門子還將展出與機床和現(xiàn)代機器人技術相結合的增材制造軟件和控制技術的集成應用。在驅動領域數(shù)字化也發(fā)揮著核心作用,，圍繞物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化平臺Sidrive IQ,，西門子將展示一系列通過接入MindSphere來優(yōu)化驅動設備的應用和服務。其他亮點還包括針對水與污水處理,、風機泵等行業(yè)的Sinamics G120X系列變頻器,，以及用于安全超低電壓產(chǎn)品的新型伺服驅動系統(tǒng)Simatic Micro-Drive。
面向網(wǎng)絡運營商和數(shù)字化企業(yè)的一體化能源解決方案
工業(yè)企業(yè)所需要的能效解決方案應該能夠經(jīng)濟地使用自生能源,、提高能源效率并且能夠為數(shù)字化自動生產(chǎn)過程提供優(yōu)秀支持,。西門子股份公司能源管理集團*執(zhí)行官Ralf Christian表示：“工業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉型離不開設計得當?shù)碾娏A設施，它們不僅能夠為樓宇,、工廠和機器帶來可靠的供電，還能為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供基礎數(shù)據(jù),。”在漢諾威工業(yè)博覽會上,，西門子將展示一系列面向電網(wǎng)的創(chuàng)新產(chǎn)品，以及為工業(yè)和基礎設施進行可持續(xù)智能供電的解決方案,。屆時,，蒞臨西門子展位的參觀者將能夠通過一系列全新的智能系統(tǒng)和工具（部分與MindSphere直連）體驗配電與數(shù)字自動化環(huán)境的無縫集成
描述
此條目給出了S7 通信的系統(tǒng)限制概覽。
下圖給出了在 F CPU 之間通過以太網(wǎng)進行 S7 通信的基本組態(tài),。通過一個 S7 連接建立雙邊通信,。
圖. 01
另一種方式，雙邊數(shù)據(jù)通信通過兩個獨立的 S7 通信,。采用這種方式,， 可以在結構上區(qū)分發(fā)送和接收通道。
圖. 02
S7 通信的系統(tǒng)限制由下列參數(shù)決定：
- CPU 支持的大連接數(shù),。
- 每個接口能夠組態(tài)的大 S7 連接數(shù),。
- CPU 所支持的大背景數(shù),。
CPU 所支持的大連接數(shù)
下表給出了F CPU 所支持的大連接數(shù)。
| F CPU | 大連 接數(shù) |
| IM151-8F PN/DP CPU | 12 |
| IM154-8F PN/DP CPU | 16 |
| IM154-8FX PN/DP CPU | 16 |
| CPU 315F-2 PN/DP | 16 |
| CPU 317F-2 PN/DP | 32 |
| CPU 319F-3 PN/DP | 32 |
| CPU 414F-3 PN/DP V6 | 64 |
| CPU 416F-2 DP | 64 |
| CPU 416F-3 PN/DP V5 | 64 |
| CPU 416F-3 PN/DP V6 | 96 |
| WinAC RTX F 2009 | 64 |
| WinAC RTX F 2010 | 96 |
能夠組態(tài)的大的 S7 連接數(shù)
下表給出了 F CPU 所支持大組態(tài)的 S7 連接數(shù),。
| F CPU | 能夠組 態(tài)的大 S7 連接數(shù) |
| IM151-8F PN/DP CPU | 10 |
| IM154-8F PN/DP CPU | 14 |
| IM154-8FX PN/DP CPU | 14 |
| CPU 315F-2 PN/DP | 14 |
| CPU 317F-2 PN/DP | 16 |
| CPU 319F-3 PN/DP | 16 |
| CPU 414F-3 PN/DP V6 | 62 |
| CPU 416F-2 DP with CP443-1 Adv. | 62 |
| CPU 416F-3 PN/DP V5 | 62 |
| CPU 416F-3 PN/DP V6 | 94 |
| WinAC RTX F 2009 | 通過 CP5611: 6 通過 CP5613: 48 通過 CP1616: 30 通過 IE general: 14 |
| WinAC RTX F 2010 | 通過 CP5611: 6 通過 CP5613: 48 通過 CP1616: 30 通過 IE general: 14 |
大背景數(shù)
下表給出了 F CPU 支持的大背景數(shù),。
| F CPU | 大背景數(shù) |
| IM151-8F PN/DP CPU | 32 |
| IM154-8F PN/DP CPU | 32 |
| IM154-8FX PN/DP CPU | 32 |
| CPU 315F-2 PN/DP | 32 |
| CPU 317F-2 PN/DP | 32 |
| CPU 319F-3 PN/DP | 32 |
| CPU 414F-3 PN/DP | 300 (內(nèi)部接口) |
| CPU 414F-3 PN/DP with CP443-1 Adv. | 能夠配置 1200 個 (預設 300) |
| CPU 416F-2 DP with CP443-1 Adv. | 固件版本 < V5.2：能夠組態(tài) 1800 (預設 600) 固件版本 V5.2 之后：能夠組態(tài) 4000 (預設 600) |
| CPU 416F-3 PN/DP | 600 (內(nèi)部接口) |
| CPU 416F-3 PN/DP with CP443-1 Adv. | 固件版本 < V5.2：能夠組態(tài) 1800 (預設 600) 固件版本 V5.2 之后：能夠組態(tài) 4000 (預設 600 ) |
| WinAC RTX F 2009 | 能夠組態(tài) 600 (預設 300) |
| WinAC RTX F 2010 | 能夠組態(tài) 4000 (預設 600 ) |
例子
一個319F-3 PN/DP CPU，通過 TCP/IP 建立雙邊的 S7 安全數(shù)據(jù)通信,。根據(jù)數(shù)據(jù)通信是通過一個或者兩個組態(tài)的 S7 連接,，可以組態(tài)另外15個或者14個 S7 連接。
CPU 程序中調用故障安全通信塊“F_SENDS7”和“F_RCVS7”用于雙邊的 S7 數(shù)據(jù)通信,，這些程序塊內(nèi)部分別調用了系統(tǒng)功能塊 SFB8 "USEND" 和 SFB9 "URCV",。這樣，用戶數(shù)據(jù)和相關的應答被發(fā)送和接收,。每一個系統(tǒng)功能塊 SFB8 "USEND" 和 SFB9 "URCV" 都被分配一個背景數(shù)據(jù)塊,。結果，背景數(shù)據(jù)塊的個數(shù)（＝背景）與通信任務數(shù)是相同的,。
這意味著在雙邊數(shù)據(jù)安全通信的情況下,，至少需要執(zhí)行 4 個通訊任務和需要 4 個背景。這樣,，CPU 319F-3 PN/DP 剩余 28 個背景,。
在 CPU 319F-3 PN/DP 用戶程序中，由于大的背景數(shù)限制為 32,，那么多調用 16 個故障安全通信塊 "F_SENDS7" 或 F_RCVS7",，因為大的背景數(shù)量是不能多于 32。
對于安全雙邊通信,，CPU 319F-3 PN/DP 能夠與多 8 個 F CPU 通信,。
CPU 319F-3 PN/DP 的安全雙邊數(shù)據(jù)通信計算公式
8 "F_SENDS7" + 8 "F_RCVS7" = 16 故障安全通信塊
8*("USEND" + "URCV") + 8*("USEND" + "URCV")
= 16 "USEND" + 16 "URCV" = 32 通信任務或背景
注意
對于 F CPU 而言，安全功能是重要的,。因此,，S7 通信的系統(tǒng)限制不僅由通信連接的數(shù)量決定，還與要達到的響應時間有關,。如果由于連接數(shù)量過多而導致無法滿足所需要的響應時間,，補救措施如下：
- 減少通信連接數(shù) 。
- 使用性能更好的 CPU,。
化工儀器網(wǎng)