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西门子S7-1200编程手册:入门到高级指南
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更新于2024-07-16
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西门子博途S7-1200可编程控制器系统手册V4.3.002/2019是中国版的官方文档,专为初学者和具备基础PLC知识的专业人士设计。这份手册详细介绍了S7-1200系列控制器的功能和使用方法,主要包括以下几个部分:
1. **产品概述**:介绍新功能和S7-1200控制器的优势,如紧凑设计、成本效益和强大的指令集,使其适用于多种自动化应用。
2. **STEP 7编程软件**:作为基于Windows的编程工具,STEP 7提供了高度灵活的编程环境,支持从入门到高级的各种编程需求。
3. **安装**:涵盖了PLC的安装步骤和注意事项,确保设备正确安装以实现高效运行。
4. **PLC概念**:对于PLC基础知识的讲解,帮助读者理解控制器的工作原理和结构。
5. **设备配置**:如何配置和管理S7-1200的硬件设置,包括输入/输出点、存储器分配等。
6. **编程概念**:从基本指令开始,逐步介绍梯形图、功能块图、结构文本等编程语言,帮助用户掌握编程技巧。
7. **扩展指令**:针对更复杂的任务,手册深入解析了高级和特殊指令,提升控制系统的功能和效率。
8. **工艺指令**:这部分涉及专门针对特定工业过程的指令,如温度控制、运动控制等。
9. **通信**:S7-1200的网络通信能力,包括与现场总线、以太网、Web服务器和其他设备的通信协议。
10. **通信处理器和Modbus TCP**:详细说明如何通过通信处理器进行数据交换和网络连接。
11. **TeleService通信**:电子邮件通信功能,便于远程监控和故障排查。
12. **在线和诊断工具**:提供实用的工具和技术,帮助用户实时检测和解决问题。
13. **技术规范**:包括计算功率预算、设备选型指南和备件兼容性信息。
14. **警告提示**:手册强调了安全操作的重要性,给出了不同等级的警告,确保用户遵循安全规程。
15. **合格人员操作**:明确指出只有经过适当训练和授权的专业人员才能操作S7-1200,操作时必须遵循相关文件指导。
16. **Siemens产品使用规则**:强调了正确使用、运输、储存和维护产品的必要性,以及对非标准应用的限制。
这份手册是学习和应用S7-1200控制器的重要资源,无论你是初次接触还是想进一步提升技能,都能从中获得宝贵的知识和指导。
目录
16 系统手册, V4.3.0 02/2019, A5E02486685-AM
11 通信 .............................................................................................................................................. 853
11.1 异步通信连接 ................................................................................................................. 855
11.2 PROFINET ..................................................................................................................... 858
11.2.1 创建网络连接 ................................................................................................................. 860
11.2.2 组态本地/伙伴连接路径 .................................................................................................. 861
11.2.3 分配 Internet 协议 (IP) 地址 ........................................................................................... 864
11.2.3.1 为编程设备和网络设备分配 IP 地址 ............................................................................... 864
11.2.3.2 检查编程设备的 IP 地址 ................................................................................................. 866
11.2.3.3 在线给 CPU 分配 IP 地址............................................................................................... 867
11.2.3.4 为项目中的 CPU 组态 IP 地址 ....................................................................................... 868
11.2.4 测试 PROFINET 网络 .................................................................................................... 873
11.2.5 查找 CPU 上的以太网 (MAC) 地址 ................................................................................ 874
11.2.6 组态网络时间协议 (NTP) 同步 ....................................................................................... 876
11.2.7 PROFINET 设备启动时间、命名和地址分配 ................................................................. 877
11.2.8 开放式用户通信 .............................................................................................................. 878
11.2.8.1 协议 ................................................................................................................................ 878
11.2.8.2 TCP 和 ISO on TCP ....................................................................................................... 879
11.2.8.3 通信服务和使用的端口号 ............................................................................................... 880
11.2.8.4 特殊模式 ......................................................................................................................... 882
11.2.8.5 开放式用户通信指令的连接 ID ....................................................................................... 882
11.2.8.6 PROFINET 连接的参数 .................................................................................................. 885
11.2.8.7 TSEND_C 和 TRCV_C 指令 .......................................................................................... 892
11.2.8.8 早期 TSEND_C 和 TRCV_C 指令 .................................................................................. 905
11.2.8.9 TCON、TDISCON、TSEND 和 TRCV 指令 ................................................................. 914
11.2.8.10 早期 TCON、TDISCON、TSEND 和 TRCV 指令 ......................................................... 925
11.2.8.11 T_RESET(终止和重新建立现有连接)指令 ................................................................ 935
11.2.8.12 T_DIAG(检查连接状态和读取信息)指令 .................................................................... 937
11.2.8.13 TMAIL_C(通过 CPU 的以太网接口发送电子邮件)指令 ............................................. 943
11.2.8.14 UDP................................................................................................................................ 954
11.2.8.15 TUSEND 和 TURCV ...................................................................................................... 955
11.2.8.16 T_CONFIG ..................................................................................................................... 961
11.2.8.17 指令的公共参数 ................................................................
.............................................. 974
11.2.9 与编程设备通信 .............................................................................................................. 976
11.2.9.1 建立硬件通信连接 .......................................................................................................... 976
11.2.9.2 配置设备 ......................................................................................................................... 977
11.2.9.3 分配 Internet 协议 (IP) 地址 ........................................................................................... 977
11.2.9.4 测试 PROFINET 网络 .................................................................................................... 977
11.2.10 HMI 到 PLC 通信 ........................................................................................................... 978
11.2.10.1 组态两个设备之间的逻辑网络连接................................................................................. 979
11.2.11 PLC 到 PLC 通信 ........................................................................................................... 980
11.2.11.1 组态两个设备之间的逻辑网络连接................................................................................. 981
11.2.11.2 组态两台设备间的本地/伙伴连接路径 ............................................................................ 981
11.2.11.3 组态传送(发送)和接收参数 ........................................................................................ 981
目录
系统手册, V4.3.0 02/2019, A5E02486685-AM
17
11.2.12 配置 CPU 和 PROFINET IO 设备 .................................................................................. 985
11.2.12.1 添加 PROFINET IO 设备 ............................................................................................... 985
11.2.12.2 分配 CPU 和设备名称 .................................................................................................... 986
11.2.12.3 分配 Internet 协议 (IP) 地址 ........................................................................................... 987
11.2.12.4 组态 IO 循环时间 ............................................................................................................ 987
11.2.13 组态 CPU 和 PROFINET 智能设备 ................................................................................ 989
11.2.13.1 智能设备功能 ................................................................................................................. 989
11.2.13.2 智能设备的性能和优势 ................................................................................................... 990
11.2.13.3 智能设备的特性 .............................................................................................................. 991
11.2.13.4 上位 IO 系统与下位 IO 系统之间的数据交换 ................................................................. 993
11.2.13.5 组态智能设备 ................................................................................................................. 996
11.2.14 共享设备 ......................................................................................................................... 998
11.2.14.1 共享设备的功能 .............................................................................................................. 998
11.2.14.2 示例: 组态共享设备(GSD 组态) ............................................................................ 1002
11.2.14.3 示例:将智能设备组态为共享设备 ............................................................................... 1007
11.2.15 介质冗余协议 (MRP) .................................................................................................... 1017
11.2.15.1 环形拓扑的介质冗余 .................................................................................................... 1017
11.2.15.2 使用介质冗余协议 (MRP) ............................................................................................. 1019
11.2.15.3 组态介质冗余 ............................................................................................................... 1022
11.2.16 S7 路由 ......................................................................................................................... 1026
11.2.16.1 CPU 和 CP 接口之间的 S7 路由 .................................................................................. 1027
11.2.16.2 两个 CP 接口之间的 S7 路由 ....................................................................................... 1027
11.2.17 禁用 SNMP .................................................................................................................. 1028
11.2.17.1 禁用 SNMP .................................................................................................................. 1029
11.2.18 诊断 .............................................................................................................................. 1031
11.2.19 分布式 I/O 指令 ............................................................................................................ 1031
11.2.20 诊断指令 ....................................................................................................................... 1031
11.2.21 分布式 I/O 的诊断事件 ................................................................................................. 1031
11.3 PROFIBUS ................................................................................................................... 1032
11.3.1 PROFIBUS CM 的通信服务 ......................................................................................... 1033
11.3.2
PROFIBUS CM 用户手册参考资料 .............................................................................. 1035
11.3.3 配置 DP 主站和从站设备 ............................................................................................. 1035
11.3.3.1 添加 CM 1243-5(DP 主站)模块和 DP 从站 ............................................................. 1035
11.3.3.2 组态两台 PROFIBUS 设备之间的逻辑网络连接 .......................................................... 1036
11.3.3.3 给 CM 1243-5 模块和 DP 从站分配 PROFIBUS 地址 ................................................. 1036
11.3.4 分布式 I/O 指令 ............................................................................................................ 1038
11.3.5 诊断指令 ....................................................................................................................... 1038
11.3.6 分布式的诊断事件 ........................................................................................................ 1038
11.4 AS-i .............................................................................................................................. 1039
11.4.1 组态 AS-i 主站和从站设备 ............................................................................................ 1040
11.4.1.1 添加 AS-i 主站 CM 1243-2 和 AS-i 从站 ...................................................................... 1040
11.4.1.2 组态两个 AS-i 设备之间的逻辑网络连接 ...................................................................... 1041
11.4.1.3 组态 AS-i 主站 CM1243-2 的属性 ................................................................................ 1041
目录
18 系统手册, V4.3.0 02/2019, A5E02486685-AM
11.4.1.4 为 AS-i 从站分配 AS-i 地址 .......................................................................................... 1042
11.4.2 在用户程序和 AS-i 从站之间交换数据 ......................................................................... 1045
11.4.2.1 STEP 7 基本组态 ......................................................................................................... 1045
11.4.2.2 使用 STEP 7 组态从站 ................................................................................................. 1046
11.4.3 分布式 I/O 指令 ............................................................................................................ 1048
11.4.4 使用 AS-i 在线工具 ...................................................................................................... 1049
11.5 S7 通信 ........................................................................................................................ 1051
11.5.1 GET 和 PUT(从远程 CPU 读取和写入) ................................................................... 1051
11.5.2 创建 S7 连接 ................................................................................................................ 1056
11.5.3 组态两台设备间的本地/伙伴连接路径 .......................................................................... 1057
11.5.4 GET/PUT 连接参数分配............................................................................................... 1057
11.5.4.1 连接参数 ....................................................................................................................... 1058
11.5.4.2 组态 CPU 间的 S7 连接 ............................................................................................... 1061
11.6 无法通过 IP 地址访问 CPU 时的做法 .......................................................................... 1066
12 Web 服务器 ................................................................................................................................ 1067
12.1 启用 Web 服务器 ......................................................................................................... 1070
12.2 组态 Web 服务器用户 .................................................................................................. 1071
12.3 通过 PC 访问 Web 页面 ............................................................................................... 1074
12.4 通过移动设备访问 Web 页面 ....................................................................................... 1075
12.5 通过 CP 模块访问 Web 页面 ....................................................................................... 1077
12.6 下载和安装安全证书 .................................................................................................... 1077
12.7 标准 Web 页面 ............................................................................................................. 1080
12.7.1 标准 Web 页面的布局 .................................................................................................. 1080
12.7.2 基本页面 ....................................................................................................................... 1081
12.7.3 登录和用户权限 ............................................................................................................ 1081
12.7.4 简介 .............................................................................................................................. 1086
12.7.5 Start.............................................................................................................................. 1086
12.7.6 诊断 .............................................................................................................................. 1087
12.7.7 Diagnostic Buffer ......................................................................................................... 1091
12.7.8 模块信息 ....................................................................................................................... 1092
12.7.9 Communication ............................................................................................................ 1096
12.7.10 变量状态 ....................................................................................................................... 1100
12.7.11 监控表 .......................................................................................................................... 1101
12.7.12 在线备份 ....................................................................................................................... 1104
12.7.13 文件浏览器 ................................................................................................................... 1106
12.8 用户定义的 Web 页面 .................................................................................................. 1109
12.8.1 创建 HTML 页面 ........................................................................................................... 1110
12.8.2 S7-1200 Web 服务器支持的 AWP 命令 ...................................................................... 1111
12.8.2.1 读取变量 ....................................................................................................................... 1113
12.8.2.2 写入变量 ....................................................................................................................... 1115
目录
系统手册, V4.3.0 02/2019, A5E02486685-AM
19
12.8.2.3 读取特殊变量 ............................................................................................................... 1117
12.8.2.4 写入特殊变量 ............................................................................................................... 1119
12.8.2.5 对变量引用使用别名 .................................................................................................... 1121
12.8.2.6 定义枚举类型 ............................................................................................................... 1122
12.8.2.7 通过枚举类型引用 CPU 变量 ....................................................................................... 1123
12.8.2.8 创建片段 ....................................................................................................................... 1124
12.8.2.9 导入片段 ....................................................................................................................... 1126
12.8.2.10 组合定义 ....................................................................................................................... 1126
12.8.2.11 处理包含特殊字符的变量名称 ...................................................................................... 1127
12.8.3 组态用户定义 Web 页面的使用 .................................................................................... 1129
12.8.4 组态入口页 ................................................................................................................... 1131
12.8.5 针对用户定义 Web 页面编写 WWW 指令 .................................................................... 1131
12.8.6 将程序块下载到 CPU ................................................................................................... 1133
12.8.7 访问用户定义的 Web 页面 ........................................................................................... 1134
12.8.8 特定于用户定义 Web 页面的限制 ................................................................................ 1134
12.8.9 用户定义 Web 页面示例 ............................................................................................... 1136
12.8.9.1 用于监控风力发电机的 Web 页面 ................................................................................ 1136
12.8.9.2 读取和显示控制器数据 ................................................................................................. 1138
12.8.9.3 使用枚举类型 ............................................................................................................... 1139
12.8.9.4 将用户输入写入控制器 ................................................................................................. 1141
12.8.9.5 写入特殊变量 ............................................................................................................... 1142
12.8.9.6 引用: 远程风力发电机监视 Web 页面的 HTML listing ............................................... 1143
12.8.9.7 STEP 7 中示例 Web 页面的组态 ................................................................................. 1147
12.8.10 创建多语言用户定义 Web 页面 .................................................................................... 1148
12.8.10.1 创建文件夹结构 ............................................................................................................ 1149
12.8.10.2 设置语言切换 ............................................................................................................... 1149
12.8.10.3 组态 STEP 7 以使用多语言页面结构 ........................................................................... 1152
12.8.11 高级用户定义 Web 页面控制 ....................................................................................... 1152
12.9 限制 .............................................................................................................................. 1157
12.9.1 使用 JavaScript ............................................................................................................ 1158
12.9.2 Internet 选项不允许使用 cookie 时的功能限制 ............................................................ 1158
12.9.3 变量名称和值的输入规则 ............................................................................................. 1159
12.9.4 将 CSV 格式的数据日志导入非 USA/UK 版本的 Microsoft Excel 中 ........................... 1160
13 通信处理器和 Modbus TCP ......................................................................................................... 1161
13.1 使用串行通信接口 ........................................................................................................ 1161
13.2 偏置和端接 RS485 网络连接器 .................................................................................... 1162
13.3 点对点 (PtP) 通信 ......................................................................................................... 1164
13.3.1 PtP,自由口通信 .......................................................................................................... 1164
13.3.2 3964(R) 通信 ................................................................................................................ 1166
13.3.3 组态 PtP 自由口通信 .................................................................................................... 1167
13.3.3.1 管理流控制 ................................................................................................................... 1169
13.3.3.2 组态传送(发送)参数 ................................................................................................. 1170
目录
20 系统手册, V4.3.0 02/2019, A5E02486685-AM
13.3.3.3 组态接收参数 ............................................................................................................... 1172
13.3.4 组态 3964(R) 通信 ....................................................................................................... 1180
13.3.4.1 组态 3964(R) 通信端口 ................................................................................................ 1180
13.3.4.2 组态 3964(R) 优先级和协议参数 .................................................................................. 1182
13.3.5 点对点指令 ................................................................................................................... 1184
13.3.5.1 点对点指令的公共参数 ................................................................................................. 1184
13.3.5.2 Port_Config(动态组态通信参数) .............................................................................. 1187
13.3.5.3 Send_Config(动态组态串行传输参数) ..................................................................... 1190
13.3.5.4 Receive_Config(动态组态串行接收参数) ................................................................ 1193
13.3.5.5 P3964_Config(组态 3964(R) 协议) ......................................................................... 1199
13.3.5.6 Send_P2P(传输发送缓冲区数据) ............................................................................ 1201
13.3.5.7 Receive_P2P(启用消息接收) .................................................................................. 1206
13.3.5.8 Receive_Reset(删除接收缓冲区) ............................................................................ 1208
13.3.5.9 Signal_Get(查询 RS-232 信号) ............................................................................... 1209
13.3.5.10 Signal_Set(设置 RS-232 信号)................................................................................ 1211
13.3.5.11 Get_Features ............................................................................................................... 1212
13.3.5.12 Set_Features ................................................................................................................ 1213
13.3.6 设计 PtP 通信 ............................................................................................................... 1214
13.3.6.1 轮询架构 ....................................................................................................................... 1215
13.3.7 示例: 点对点通信 ....................................................................................................... 1217
13.3.7.1 组态通信模块 ............................................................................................................... 1218
13.3.7.2 RS422 和 RS485 工作模式 .......................................................................................... 1220
13.3.7.3 编写 STEP 7 程序 ........................................................................................................ 1223
13.3.7.4 组态终端仿真器 ............................................................................................................ 1225
13.3.7.5 运行示例程序 ............................................................................................................... 1226
13.4 通用串行接口 (USS) 通信 ............................................................................................ 1226
13.4.1 选择 USS 指令的版本 .................................................................................................. 1229
13.4.2 使用 USS 协议的要求 .................................................................................................. 1230
13.4.3 USS 指令 ..................................................................................................................... 1232
13.4.3.1 USS_Port_Scan(使用 USS 网络编辑通信) ............................................................. 1232
13.4.3.2 USS_Drive_Control(与驱动器交换数据) ................................................................. 1235
13.4.3.3
USS_Read_Param(从驱动器读取参数) .................................................................. 1238
13.4.3.4 USS_Write_Param(修改驱动器中的参数) ............................................................... 1240
13.4.4 USS 状态代码 .............................................................................................................. 1241
13.4.5 USS 常规驱动器设置要求 ............................................................................................ 1244
13.4.6 示例: USS 常规驱动器连接和设置 ............................................................................ 1244
13.5 Modbus 通信 ................................................................................................................ 1247
13.5.1 Modbus RTU 和 Modbus TCP 通信概述 ..................................................................... 1247
13.5.2 Modbus TCP ................................................................................................................ 1251
13.5.2.1 概述 .............................................................................................................................. 1251
13.5.2.2 选择 Modbus TCP 指令的版本 .................................................................................... 1251
13.5.2.3 Modbus TCP 指令 ........................................................................................................ 1252
13.5.2.4 Modbus TCP 示例 ........................................................................................................ 1323
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