湖南嘉普云自动化设备有限公司

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1．S7-400中多CPU环境的注意事项

在共用K总线和P总线不分段的子机架UR1或UR2上运行

? 所有在一个公用外设总线(P)和通讯(K)总线上操作的CPU运行状态(CPU运行系统性能)都将自动同步。
? 一个复杂的大任务可以拆开到多4个CPU上来计算。
? 通过简单插入CPU实现性能的按比例升级是可能的。
? 增加系统资源(内存，标准区，计数器...)。 但输入/输出点数不会增加。
? 可以把时间临界和非时间临界过程区域分离开来 (即：一个快速闭环控制器的快速制)。
? 多CPU可以共用一个CP模板和外部通讯。I/O 模板只能一个CPU。 其中一个停止，其它CPU也将停止。
? 以下订货号的S7-CPU支持多CPU操作模式：
6ES7412-1XF01-0AB0
6ES7413-1XG01-0AB0
6ES7413-2XG01-0AB0
6ES7414-1XG01-0AB0
6ES7414-2XG01-0AB0
6ES7414-2XJ00-0AB0 版本 3 以上
6ES7416-1XJ01-0AB0
6ES7416-2XK00-0AB0 版本 3 以上
6ES7416-2XL00-0AB0 版本 3 以上
? M7-CPU 486-3 Pentium 75 MHz (原为：CPU 488-4)和488-3 Pentium 120 MHz (原为：CPU 488-5)目前不支持多CPU操作。

在分段子机架CR2上的运行

? 分段子机架包含有两个独立的P总线，其中10个插槽在分段1中，8个插槽在分段2。
? 每个外围总线分段使用一个CPU，I/O模块分配到本地的CPU上。CPU各自独立运行，没有运行状态的同步。
? 公共通讯总线允许子单元间进行通讯而不需要附加硬件。
? 因此，2 个单独的控制器可以组态到一个CR中。这样可以在柜子中节省空间。
? 成本上很节约，因为仅需一个子机架和一个电源供应单元。
? S7-400 和M7-400 CPU都可以没有任何的限制地使用，也就是说，甚至可以将S7 和M7 CPU一起放在CR2中。(警告：要把M7-CPU 486-3 与 488-3 一起在CR2中运行，只能使用M7-SYS V2.0 和 STEP7 基本软件 V3.1。原来的CPU 488-4 与 488-5 不能够在CR2中运行)。

2．测试环境

2.1 硬件
CPU416-3 和 CPU412-2

2.2 软件
Windows XP professional SP2
STEP7 V5.3 SP3
进行BSEND,BREV 和USEND ，UREV通讯

3. 硬件组态

问题：   
S7-400中保持数据传输的*性使用的是什么机理?

解答：
*的数据指的是就内容来说是*的，而 且它所描述了在某个时间点的一个称之为*性数据的过程状态。要保持数据的*性，它在传输或处理过程中不得被更新或改动。< /span>

样例 1：< /span>   
为了对CPU在循环程序处理过程中有*的过程信号的映像，在程序处理前就把过程信号读入输入的过程映像中，并 且在程序处理后又写到输出的过程映像。然后，在程序处理过程中，用户程序在对操作数区输入(I)和输出(Q) 寻址时并不直接访问信号模块，而是访问CPU 的内部存储区里的过程映像 。< /span> 
样例 2： 
如果一个通讯块(比如 SFB 14 “GET”, SFB 15 “PUT”)被较高优先级的过程警报OB所中断，就有可能出现不*性。 现在，如果在该过程警报OB中的用户程序更改了已经部分被通讯块处理过的数据，那样的话被传输的数据中，部分是过程警报处理以前时间的数据，部 分则是过程警报处理以後时间的数据，这意味着，此数据是不*的。

SFC 81 "UBLKMOV"    
使用 SFC 81 “UBLKMOV”，把一个内存区(源区)的内容*地复制到另一个内存区(目标区)里 。复 制过程不得被操作系统的任何其它动作所打断。 
使用SFC 81 “UBLKMOV”，可复制下列内存区：

• 位存储器
• DB 内容
• 输入的过程映像
• 输出的过程映像

可复制的大数据量为 512 字节。请注意与CPU性能有关的限制。有关的限制可从操作列表中看到。

既然复制过程不能打断，在使用 SFC 81“UBLKMOV” 时，可增大CPU对报警的响应时间。

源区和目标区不得互相交迭。如 果的目标区大于源区，那么只把与源区里同样多的数据复制到目标区。如果的目标区小于源区，那 么只把目标区能接收的那么多的数据复制入目标区。

通讯块和功能之间的*性
对 S7-400 ，通 讯作业不在循环程序的执行处来处理，而是在程序循环过程中的一个固定的时间段里处理。从系统来讲，数据格式字节，字 和双字永远可以得到*性的处理，就是说传输一个字节，一个字(两个字节)或双字(4个字节)是不会被打断的。  
如果通讯块(比如 SFB 12 “BSEND”)只能成对使用(象SFB 12 “BSEND” 和 SFB 13 “BRCV”) 而且它访问公共数据在用户程序中被调用，那么也访问本身数据区，比如通过 “DONE”参数对该数据区的访问，是可以协调的。通 过这些通讯块局部传输的数据的*性，因而可以在用户的程序里得到保证。  
使用 S7 的通讯功能时动作是不一样的。用这些功能时目标设备 (比如 SFB 14 “GET”, SFB 15“PUT”) 里的用户程序不要求通讯块。在编程时就必须把*性数据的大小已经考虑在内。

访问 CPU的工作内存   
操作系统的通讯功能是以固定长度数据包来访问CPU的工作内存。此数据包的大小与CPU性能有关，S7-400 CPU是32个字节。< /span> 
这样就确保了在使用通讯功能时报警响应时间不会被延长。由于这种访问与用户程序异步，你无法*地传输任意个数字节的数据。< /span>
下面将解释为保证数据*性所要遵循的规则。

用于 SFB 14 "GET" 或读变量的*性规则

如果是 SFB 14 “GET”，只要遵循下列规则就可*性地传输数据。

• 主动CPU(数据接收方)：通过调用SFB 14读出OB中接收区的数据，或者，如果无法这样做的话，r 在SFB 14的处理结束后读出接收区的数据。
• 被动CPU (数据发送方)：按照被动CPU (数据发送方)规定的数据块的大小写入与发送区大小等量的数据。
• 被动 CPU (数据发送方)：在封锁中断的情况下把要发送的数据写入发送区。< /span>

   

  下图给出了一个无法保证数据传输*性的例子。因为它没有遵守*性规则的第二条：被动 CPU (数据发送方)的数据块大小为 8 个字节，而传输的却是 32 个字节。

   

图 1：数据传输的例子

用于 SFB 15“PUT”或写变量的*性规则

对于 SFB 15 “PUT”，如果遵循下列规则，数据传输将具有*性：

• 主动CPU (数据发送方)： 把来自调用SFB 15 的OB 中的数据写入发送区。如果不可能，在 *次调用 SFB 15 结束后写入发送区。 
• 主动CPU (数据发送方)：把按照被动 CPU (数据发送方)的块大小的数据写入发送区。< /span>
• 被动CPU (数据接收方)： 在封锁中断的情况下，从接收区里读出收到的数据。< /span>

   

  下图为一个数据传输的例子。由 于*性规则的第二条没有得到遵守<被动CPU(数据接收方)的数据块大小只有32 个字节，而发送的却是64个字节>，无 法保证数据的*性。

   

图 2：无 法保证*性的数据传输

通过SFC 81 “ UBLKMOV”可在S7-400 的用户程序里实现跨几个变量的大数据块*性传输(不可中断的块移动)。

这样，例如通过SFB 14 “ GET”, SFB 15 “PUT”以及读/写变量，可实现对此数据的*性访问。

从一台 DP 标准从站读出*性数据，/ 然后把它*性地写入一台 DP 标准从站。

通过SFC 14 “DPRD_DAT”从一台 DP 标准从站*性地读出数据  
通过SFC 14 “DPRD_DAT”(从一台 DP 标准从站读出*性数据)， 从一台DP标准从站*性地读出数据。如果数据传输中无错误，则读出的数据被输入由RECORD的目标区。< /span> 
目标区必须与你已经用STEP 7为选定的模块组态好的长度*。每次调用SFC 14只能访问一个模块/DP ID 的数据(从组态好的起始地址)。

通过 SFC 15“DPWR_DAT” 把数据*性地写入一台 DP 标准从站

通过 SFC 15“DPWR_DAT”（ 把数据*性地写入一台DP标准从站）把 RECORD 里的数据*性地传输入赋址好的DP 标准从站。 
源区的长度必须与通过 STEP 7 为选定模块组态好的长度*。

注意：  
PROFIBUS DP标准定义了传输*性用户数据的上限（见下一节）。通常的DP标准从站遵守这些限制。对于较老的CPU (<1999)，对 传输*性用户数据存在与 CPU 有关的限制。 
请参考这些CPU的技术数据。在关键字 “DP 主站 -每台DP 从站的用户数据” 下去寻找CPU 可以*性地从一台DP标准从站读出数据和*性地写入一台DP标准从站的数据的大长度,一些近期CPU的此项指标已经超过标准DP从站可能或接受的数据长度值。< /span>

*性传输用户数据到一台 DP 从站的上限大值
PROFIBUS DP标准规定了传输*性用户数据到DP从站的上限。这就是为什么在一台DP标准从站里，可用一个数据块来*性地传输大达64 个字 = 128 字节的用户数据。 
当组态时，你定义了*性区的大小。该大小用特殊的代码格式(德语缩写： SKF)表示为64 个字 = 128 字节(输入用128个字节，128个字节用于输出)设置的*性数据大长度。再长就不可行了。 
这个上限只适用于纯用户数据。诊断数据和参数被分组到完整的数据纪录里，因而总是得到*性地传输。< /span> 
在通常的代码格式里(德语缩写： AKF)，可为*性数据设置大长度16 个字 = 32 个字节 (32 个字节用于输入，32 个字节用于输出)。再长就不可行了。 
在本文里请同样注意， 通常在一个非系统主站 (通过GSD连接)上的CPU 41x 作为 DP 从站时，必 须是用一般代码格式才可加以组态。基于这个理由，作为PROFIBUS DP上从站的 CPU 41x 的传输内存的大长度为16 个字 = 32个字节。 

不使用SFC 14 或 SFC 15 时的*性数据访问
*性数据访问 大于 4 个字节时，对于下列的CPU 是可行的(不用SFC 14或SFC 15)。要 被*性传输的一个 DP 从站的数据区数据是被传输到一个过程映像分区的。这样在此区域里的信息永远是*的。然后可用 装载/传输命令 (比如L EW 1) 来访问过程映像。  
这为访问*性数据提供了特别方便和有力的选项(低运行开销)。这一方案又为高效地结合和参数化驱动或其它 DP 从站成为可能。< /span>

它适用于下列CPU。固件版本 3.0 以上：
 

表 1：支持*性数据访问的CPU(不用 SFC14/SFC15)

当你进行直接访问时 (比方说 L PEW 或 T PAW)，没有 I/O 访问错。

从 采用SFC14/15 方案转向采用过程映像方案时的注意要点：< /b>

•   当从SFC14/15 方案转向过程映像方案时，不建议同时使用系统功能以及过程映像。基本上讲，在用系统功能 SFC15 写时，过程映像是被追踪的，但 读出的时候就不被追踪了。 这意味着，过程映像值与系统功能 SFC14 的值之间的*性是无法保证的。< /span>
• 在SFC 14/15 方案里，SFC 50 “RD_LGADR”输 出的地址区不同于过程映像方案的地址区
• 如果使用 CP 443-5 ext，同时使用系统功能以及过程映像会导致出现下列出错消息：“ 没有对过程映像的读/写”，或是“不可能再用SFC 14/15 进行读/写”。

  样例： 
  下面的例子 (过程映像分区 3 “TPA 3”）显示了  HW Config 中一种可能的组态。

  • TPA 3 在输出处：这50 个字节在过程映像分区3 里是*的(下拉列表 “*性范围 -> 总长度”)，因而可以通过一般的  “Load input xy”命令来读它。

  • 在输入下的下拉列表里选择 “过程映像分区 -> ---” 意味着过程映像里没有存储内容。只 能用系统功能SFC14/15来处理它。

西门子以太网总代理

图 3：在HW Config 里组态DP从站的属性。 

创建一个S7连接

接口为PLC internal，从底板K总线通讯。

创建2个连接，因为要测试2种通讯方式，存盘编译无错误退出。BSEBD,BRCV(SFB12,SFB13)和USEND,URCV(SFB8,SFB9).
BSEND可以传输64K，带效验速度慢。USEND可以传输440字节，不效验速度快。

分别下载CPU的block下System data

4. 软件编程
从标准系统库拷贝标准系统块，粘贴到自己的项目中

在菜单PLC－Monitor/Modify Variables下进行测试
可以使用强制变量和监视功能

1. S7通信简介
S7通信是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET网络的一种优化的通信协议，主要用于S7300/400PLC之间的通信。SIMATIC S7- PN CPU包含一个集成的 PROFINET 接口，该接口除了具有 PROFINET I/O功能，还可以进行基于以太网的S7通信。SIMATIC S7- PN CPU支持无确认数据交换、确认数据交换和单边访问功能。功能块的调用如图1、图2所示。

表1

图1

图2

要通过 S7-PN CPU 的 集成PROFINET 接口实现S7 通信，需要在硬件组态中建立连接。

2. 硬件及网络组态
CPU采用两个315-2PN/DP，使用以太网进行通信。
在STEP7中创建一个新项目，项目名称为PN S7。插入两个S7-300站，在硬件组态中，分别插入CPU 315-2 PN/DP。如图3所示。

图3

新建以太网，打开“NetPro”设置网络参数，选中CPU，在连接列表中建立新的连接。如图4所示。

西门子DP总代理
图4

然后双击该连接，设置连接属性。在“General”属性中块参数ID = 1，这个参数即是下面程序中的参数“ID”。在SIMATIC 315PN-1中激活“Establish an active connection”，作为Client端，SIMATIC 315PN-2作为Server 端。

3. 软件编程

3.1. 无确认数据交换
SFB/FB 8 "USEND" 向类型为“URCV”的远程伙伴SFB/FB发送数据。执行发送过程而不需要和SFB/FB伙伴进行协调。也就是说，在进行数据传送时不需要伙伴SFB/FB进行确认。
S7-300：在REQ的上升沿处发送数据。在REQ的每个上升沿处传送参数R_ID、
ID和SD_1。在每个作业结束之后，可以给R_ID、ID和SD_1参数分配新数值。
S7-400：在控制输入REQ的上升沿处发送数据。通过参数SD_1到SD_4来指向要
发送的数据，但并非都需要用到所有四个发送参数。
然而，必须确保参数SD_1到SD_4/SD_1和RD_1到RD_4/RD_1 (在相应通讯伙
伴SFB/FB "URCV" 上)所定义的区域在以下几个方面保持*：
? ?编号
? ?长度
? ?数据类型
参数R_ID必须在两个SFB中完全相同。如果传送成功完成，则通过状态参数DONE来表示，此时其逻辑数值为1。
SFB/FB 9 "URCV" 从类型为“USEND”的远程伙伴SFB/FB中异步接收数据，并
把接收到的数据复制到组态的接收区域内。
当程序块准备好接收数据时，EN_R输入处的逻辑值为1。可以通过EN_R=0来取
消一个已激活的作业。
S7-300：在EN_R的每个上升沿处应用参数R_ID、ID和RD_1。在每个作业结束
之后，可以给R_ID、ID和RD_1参数分配新数值。
S7-400：通过参数RD_1到RD_4来指向接收数据区。
必须确保参数RD_i/RD_1和SD_i/SD_1 (在相应通讯伙伴SFB/FB "USEND"
上)所定义的区域在以下几个方面保持*：
?? 编号
? ?长度
? ?数据类型。
通过NDR状态参数逻辑数值为1来指示已经成功完成复制处理过程。参数R_ID必须在两个SFB/FB上完全相同。
打开SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次调用FB8，FB9如图5、图6所示：

图5

程序中的参数说明见表2

 表2 FB8参数说明

图6

程序中的参数说明见表3

 表3 FB9参数说明

同样，在SIMATIC 315PN-2的OB1中，调用FB8/FB9。通信双方的“R_ID”均设为0。将SIMATIC 315PN-1的MB100-MB109赋值B#16#02，在SIMATIC 315PN-2中，将FB9的“EN_R”置1，然后在SIMATIC 315PN-1中，将FB8中“REQ”设置上升沿信号，此时SIMATIC 315PN-2的MB110-MB119接收到B#16#02。如图7所示。