西門子6ES7212-1HE31-0XB0           西門子6ES7212-1HE31-0XB0

潯之漫 智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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西門子300模塊的一些基礎常識
模塊的安裝有導軌，通常叫機架，CPU 所在的機架為機架（0號機架），電源模塊總是在導軌的左側（1號槽），CPU在電源模塊的右側，著電源模塊（2號槽） 。如果有擴展模塊，他在CPU 的右側安裝（3號槽），這3個槽是被固定占用的。
因為硬件組態時分槽號，而實際導軌并沒有槽號分布，所以3號槽沒有擴展模塊時，要將4號槽模塊與CPU 緊挨著，硬件組態時將其空出。4-11號槽可以裝模塊、功能模塊或通訊模塊。
除了機架，還可以擴展機架，每個機架的4_11號槽同上所述，多只能裝8個模塊。有擴展機架時，需要用3號槽的擴展模塊連接。
CPU 模塊上SF燈亮時，為硬件故障或錯誤造成。具體原因根據現場情況來查明。
CPU 模塊上BF 燈亮時，通訊接口或總線有故障。都是DP 網路造成的，具體根據實際情況查明。
CPU 模塊上FREC 亮時，之少有一個I /O 點被強制，運行時應全部復位。
CPU 模塊上RUN 亮時，模塊正在工作，閃爍時說明正在啟動。 
CPU 模塊上STOP 亮時，模塊處于停止運行狀態或重新啟動狀態。
開關在RUN 位置時，模塊處于運行狀態。在STOP 位置時，模塊處于停止狀態。MRES 復位存儲器，非專業人員勿動。

參數表 　　兩個RS485中繼器之間電纜長度對應于區段電纜長度。請注意，僅當在兩個RS485中繼器之間未互連任何其它節點時，這電纜長度才適用。多可以串聯連接九個RS485中繼器。請注意，當您確定子網中的節點數時，必須加上RS485中繼器，即使未為其自身的MPI/PROFIBUS地址也是如此。

采用現場總線技術的流程工廠 流程工廠的測量和控制任務可由現場總線技術完成，而采用現場總線技術的工廠將從中受益。智能化現場設備可以提供更高的精度。從模擬量到數字量僅需經過一次變換，數字量的傳輸可通過奇偶校驗等來保證傳度，從而保障控制回路的高精度，輸出的高性。 如今的現場設備可傳輸附加的狀態信息，如：正常運行或故障信息，或現場設備的其它狀態。通過現場設備的一些有規律的狀態信息來達到預防性的目的。DCS廠家則稱之為資產。這些功能在很多時候對于設備來說，可以起到事半功倍的效果。 另外，如果在批處理工藝或在工廠運行時更換現場設備時，通過現場總線的遠程組態功能可以大大其工作效率。綜合上述優勢，在自動化行業中，即使是在相對保守應用，現場總線無疑確立了自己的地位。 斷工具揭開了現場總線通訊的神秘面紗。

　　很多初次現場總線網絡的人總是把它看作一個“”或是一個費解的通道，數據通過DCS被輸入到通道中并且由一個現場設備所接收，反之亦然，這個多多少少有些神秘。其實道理很簡單：當多個設備由同一根電纜并行連接起來的時候，通訊就具有了更復雜的程度。尤其是與于4~20mA 技術相比較時，這一點更為明顯。當一個電纜只連接一個現場設備時，其負載電流可以反映所有信息：測量值，短路情況，以及電纜的損壞程度。

　　運行和的人員有時對操作行為的描述表達的很模糊，比如：“設備全天運行都很好—只是突然間消失了幾個小時，但隨后又出現了”或是“現場設備的LCD有電，但該設備在段活動列表中只是瞬間存在”。多數情況下，由于手持工具不能解讀現場總線電纜數據，從而不能將必要的信息告之使用者，進而了上述記錄描述模糊情況的發生。

　　非正常情況 每天，許多對現場總線物理層和通訊造成損害的情況發生，而我們卻不能檢測到： ● 使用不合規格的電纜； ● 使用可能進水的不封閉的安裝機柜；腐蝕會現場設備傳輸的衰減； ● 由于震動，連接有可能松動； ● 電纜或現場設備老化； ● 屏蔽層的毛刺可能現場總線兩極不平衡或對地短路； ● 屏蔽接地不正確會使回路引入更多的感應噪聲。

　　用戶的上述模糊描述的原因是多方面的。任何一種條件都可現場總線物理層參數超出警告值，但還不至于引起通訊中斷。現場總線是一種容錯型，但多種小的故障疊加起來，嚴重影響其運行，在此時，任何一個額外的都足以使整個現場總線參數*超過極限，從而使通訊中斷。比如：在靠近總線主干線的附近啟動變頻電機，引入，這樣，現場總線就會被瞬間中斷。 現場總線物理層其實并不神秘；它僅僅需要由正確的工具發出清晰的指示，比如使用斷模塊。所有上述的情況均可被檢測到，并及時的處理。在調試中，安裝越高，通訊的容錯水平就越高。但這并不能讓用戶：用戶需要的是在嚴重之前監測到，并可以提前預警。

　　警告和功能，便于預防性

　　斷模塊可在線實時監控現場總線通訊。操作及人員可在控制室中查看所有數據。無須操作人員到危險區域中操作。無須打開控制機柜或現場接線箱，即可直接所有需要的信息。

　　通訊：通訊調制到電源上，其比特(bit)為矩形波的上升、下降沿，峰-峰值為1V。這樣可以使得現場總線通訊非常并且抗。

　　調試中，所有測量值均可設置一帶死區的警告值，只要已超出該警告值，便觸發警告，并傳送到操作站。此時操作人員便可通過斷模塊來進行斷：噪音增大，接地等，情況是否有惡化跡象。裝置操作人員便可根據這些斷性信息做出判斷，以決定是否需要立即，還是等到下一班次進行，或者等到裝置大修再做處理— 而這一切沒有妨礙工廠高的生產水平。

　　生產— 心態平和 如果能裝置停車或是非計劃損耗，那么每個人都應該犒勞。即使在現場總線佳狀態下，也有可能出現傳輸錯誤，同時總線周期。響應時間也有利于產品。運行良好的現場總線與設備不僅能整個的可靠性和產品，而且還能工廠人員，操作和人員的工作量—采用Pepperl + Fuchs的Field Connex® 斷模塊進行監測，看似是“”的現場總線安裝明朗起來。

應用

對于 ET 200SP，提供有各種性能級別的 CPU：

標準 CPU

• CPU 1510-1 PN:
  適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的小型應用，通過 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 進行分布式配置。
• CPU 1512-1 PN:
  適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的應用，通過 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 進行分布式配置。

故障安全型 CPU

• CPU 1510SP F-1 PN：
  入門級 CPU，適用于在分散生產技術中對處理性能和響應速度具有中等要求的標準應用和故障安全應用。CPU 1510SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設備 （PROFINET 智能設備）。
• CPU 1512SP F-1 PN 
  此 CPU 適用于在分散生產技術中對處理性能和響應速度具有中等要求的標準應用和故障安全應用。CPU 1512SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設備 （PROFINET 智能設備）。

ET 200SP 開放式控制器

• CPU 1515SP PC (+HMI)：
  適用于對程序范圍和處理速度具有較高要求的應用，通過 PROFINET IO 或 PROFIBUS DP 進行分布式配置。尤其適用于數量很大且采用 C 集成、開放式 Windows 應用程序或集成式 HMI 的解決方案。

DP-SEND（發送塊）和DP-RECV（接收塊）結構

DP-RECV（接收塊）各端子參數的類型及功能

DP-SEND（發送塊）各端子參數的類型及功能

3.  PROFIBUS DP系統之三：帶智能從站的DP系統。

智能從站的主要特點是：DP主站需要的輸入／輸出數據不是直接來自于真正的輸入輸出口，而是來自于預處理的CPU。

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西門子PLC系列產品的特點簡介

LOGO、S7-200、S7-300和S7-400系列PLC，這幾個系列PLC基本是由南京出產，網上相關介紹資料也比較多了，就不做太多介紹。重點為大家介紹下進口的S7-1200和S7-1500系列PLC，目前這塊網上談及的資料并不是很多，以供大家了解。

LOGO和S7-200是超小型化的PLC，適合于單機控制或小型系統的控制，適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等；S7-300是模塊化小型PLC系統，可用于對設備進行直接控制，可以對多個下一級的可編程序控制器進行監控，還適合中型或大型控制系統的控制，能滿足中等性能要求的應用；S7-400則用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器，能進行較復雜的算術運算和復雜的矩陣運算，還可用于對設備進行直接控制，也可以對多個下一級的可編程序控制器進行監控。

S7-1200是緊湊型PLC，是S7-200的升級版，具有模塊化、結構緊湊、功能全面等特點，適用于多種應用，能夠保障現有投資的長期安全。它采用更快的處理芯片，布爾運算執行速度從S7-200的0.22us提升到0.08us，提升幅度達275%，非常接近S7-300的水平，而且經過測試，S7-1200與S7-300計算速度基本一致，大幅S7-200。它采用的CPU工作存儲器遠超S7-200的存儲器，支持存儲卡的容量甚至超過了S7-300所支持的存儲卡容量，標配PROFINET以太網接口，以及全面的集成工藝功能，可以作為一個組件集成在完整的綜合自動化解決方案中。

S7-1500是新一代大中型PLC，比S7-300/400的各項指標有很大的提高，專為中設備和工廠自動化設計，可供用戶使用的充足的資源和超高速的運算處理速度，擁有的系統性能，并集成一系列功能，包括運動控制、工業信息安全，以及可實現便捷安全應用的故障安全功能。其創新的設計使調試和安全操作簡單便捷，而集成于TIA博途的診斷功能通過簡單配置即可實現對設備運行狀態的診斷，簡化工程組態，并降低項目成本。

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培養高級PLC應用人才的關鍵是自主學習

可編程控制器（PLC）具有結構靈巧，硬件配置靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強，易學易用的特點，已作為普遍的自動化控制器件廣泛應用于各行各業。《PLC原理及應用》課程已成為工科院校一門覆蓋面較廣的專業課，作為學校如何培養出高素質應用型PLC人才，這成為社會、學校、教師與家長關注的焦點。根據多年的教學實踐，就影響PLC人才培養的各個因素的提高與協同，我提出以下幾點建議以供參考： 

    一、教學與實習設備投入。在PLC課程的實踐教學中，應把機械、電工、電子、液壓、氣動和計算機等知識與PLC技術進行有機地聯系，擴大實習實訓課時的比重，逐步加大學校相關設備的投入，建立較為完備的PLC技術仿真實訓室，從而為“PLC仿真項目開發”的實訓教學創造良好條件。教學實踐證明，只有通過PLC仿真項目方面的實訓，讓學生親自編程、實際接線和仿真調試，并對運行過程中所遇到的問題進行分析和改進，才能真正培養學生創新思維和綜合職業能力，真正實現學生畢業后在PLC技術應用領域“*上崗”的終教學目標。 

    二、理論、實驗與實訓教學。任何課程教學活動的首要任務都是激發學生的學習興趣，同樣在PLC教學中激發學生的興趣并不難，重要的是讓學生不斷地提高，不斷地體驗到成功的喜悅，這樣才能始終保持其濃厚的興趣。

     1、理論課的首要任務是讓學生明確PLC是什么？PLC能做什么？怎么做？教師可以通過一個簡單、形象實例（如：電機的長動控制）的完整講解、操作與演示，先讓學生了解PLC控制系統包括主電路與控制電路，PLC的外部硬件連線與內部軟件編程兩個基本的環節僅僅充當控制電路部分，讓學生整體了解PLC控制系統的構成與工作過程，再以此為基礎進行外部硬件連線與內部軟件編程兩個基本環節的深入講解，這樣便于學生對比繼電接觸器控制系統對本課程的整體把握，明確課程的中心任務，有了目標也就有了學習的動力。 

    理論課教學過程中要使用多媒體教學手段，利用多種計算機技術制作以PPT為主體的電子課件，借助多媒體技術，用生動豐富的畫面和美妙動聽的音樂效果吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣，同時可以提高教學的效率。PLC的外部接線（包括主電路接線）首先講原理圖，結合實驗、實訓、實習講解裝配圖與實際連線圖，要讓學生體會課堂上的原理圖、實驗中的接線與實訓、實習中的接線的區別與聯系，教會學生善于理論聯系實踐，以理論指導實踐，以實踐驗證理論。 

當前流行的三菱PLC的編程軟件為FXGP_WIN-C與GXDeveloper，FXGP_WIN-C沒有仿真功能，在理論講授中缺乏直觀性，而GXDeveloper編程軟件加裝GXSimulator6-C后具有仿真功能，在編程器件、指令與編程實例的講解中利用仿真可以加強直觀性，便于學生的理解，對于某些程序的檢驗與編寫學生可以不用到實驗室，直接利用學校機房結合軟件的仿真功能完成，這樣既增強了學生自主學習的能力，提高了學習興趣，也提高了學習的效率，學生不用走進實驗室也能使理論教學與實驗教學同步進行，大大提高老師的教學效果以及學生的理解和接受能力。

    2、實驗、實訓與上機課可以采用自主學習方式。自主學習方式是一種學習者在總體教學目標的宏觀調控下，在教師的指導下，根據自身條件和需要自由地選擇學習目標，學習內容和方法，并通過自我調控的學習活動完成具體學習目標的學習方式。自主學習離不開教師的適時指導與評價，學生只有在教師的適時幫助下，才能不斷地完成一個又一個實驗與實訓項目，獲得越來越大的成就感，增加自己自主學習的動力，從而保證自主學習方式的良性發展。教師還必須結合理論課程的進程，結合實驗實訓設備編寫由淺入深、逐步遞進、面向不同層次學生的實驗實訓指導書，為學生的自主學習提供有力的理論支撐。

     3、綜合實訓是PLC課程重要的一個環節。要安排充足的時間進行，還要提高實訓的效率，綜合考慮學生個體的差異。在實訓中，遵循能者多勞，共同提高的原則，把學生按個體差異分組，各組根據自己的能力情況選擇不同控制要求的實訓內容，根據控制要求，進行編程、調試，故障診斷與排除。這種方法較靈活的解決了學生能力差異存在的相互制約問題，同時也培養了學生的分工及團隊合作的能力。 

    三、成績評價機制。應該明確成績評價不是教學行為的終目的，成績評價應作為激勵學生學習的一種方法，成績評價應做到及時、公正，具有可操作性。1、理論成績評定包括筆試成績、平時成績和實驗成績，筆試成績通過開卷或閉卷方式，考核了學生對PLC基本知識的掌握程度；平時成績通過平時獨立完成作業的質量、上課出勤、課堂上解決問題的能力及創新方法等來評定；2、實驗實訓成績評價應能體現出競爭機制，根據不同的任務要求分兩種情況，保證完成質量的前提下，根據完成速度評定分數；第二，保證統一時間的前提下，根據完成質量評定分數。教師根據完成質量或速度只對每個團隊進行分數評定，團隊每個成員的分數則依據教師給定分數通過本團隊民主評議得分，這樣促進團隊內每個成員的積極性與主動性，同時培養學生的團隊意識。 

    四、校內學習與校外鍛煉。學生在學校所學的PLC知識與技能對比實際工作崗位中的PLC控制系統，仍具有一定的差異或差距，學生就業后在工作崗位中一定會遇到一些難于解決的難題，這就需要學校、教師仍然要加強對學生畢業工作過程的指導，把這些問題的解決方法做成典型案例對在校學生講解，對在校生來說也是一種良好經驗的積累。學生就業后，在工作崗位上應不斷地與學校教師溝通，不斷地向有經驗的師傅請教，才能熟練掌握PLC控制系統的設計與應用。

     總之，作為學校只有做到以上若干方面協同優化，才能真正培養出高素質應用型PLC人才。

所有 CPU 均具有堅固、緊湊的外殼。

模塊的前面包括：

• 狀態和故障 LED
• 模式開關
• 24 V DC 接口

CPU 還具有以下配置：

• 用于 SIMATIC 存儲卡的插槽；
  注意：運行 ET 200SP CPU 需要使用 SIMATIC 微型存儲卡。ET 200SP 開放式控制器不需要 SIMATIC 存儲卡。
• PROFINET IO IRT 接口（3 端口交換機）
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接
  • 端口 3 性集成在 CPU 中
• 通過可選的 CM DP 通信模塊（用于 ET 200SP CPU 和開放式控制器）實現 PROFIBUS DP 連接
• 通過總線適配器（用于 ET 200SP 開放式控制器）實現 PROFINET IO IRT（2 端口交換機）連接
• 通過千兆以太網接口（用于 ET 200SP 開放式控制器）實現以太網連接

功能

• 高效性
  • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數據類型
  • 高性能網絡連接：
    通過 PROFINET IO IRT。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅動器和具有 PROFIdrive 功能的驅動器
  • 支持轉速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 精確位置傳動可實現軸之間的同步操作
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實時診斷和偶發故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態的塊可自動優化控制參數實現控制質量
• 等時同步模式
  • 通過恒定總線循環時間，將分布式信號采集、信號傳輸和程序執行與 PROFIBUS 循環進行同步
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經許可證讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號：只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念：
    Communication to the HMI devices can also be restricted.
  • 操作保護：
    The controller recognizes changed or unauthorized transmissions of the engineering data.
• 集成式系統診斷
  • TIA Portal 中、HMI 設備上以及 Web 服務器上以普通文本形式一致顯示系統診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進行特殊組態。
• 通過集中設置進行組態控制（選項處理）
  • 控制器中可存儲不同的硬件配置：
    在用戶程序中修改配置（啟動 OB100）
    配置結束時改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲卡(用來運行 CPU)
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統函數創建數據塊實現數據存儲/讀取
  • 通過 ET 200SP 開放式控制器、Windows 和運行系統，項目數據和程序全部存儲在提供的 CFast 卡上。在此情況下，存儲卡插槽僅用作 Windows 的附加驅動器。
• 適用于 ET 200SP 開放式控制器的 CFast 卡（在供貨范圍內）
  • 預裝 S7-1500 軟件控制器
  • 預裝操作系統，也可預裝 WinCC Runtime Advanced 軟件
• 數據記錄（歸檔）和配方
  • 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲卡中；
    便于使用 Office 工具或通過 web 服務器，訪問工廠運行數據
  • 通過 Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態數據（與控制器之間的雙向數據交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 Update 3 或更高版本進行編程（ET 200SP 開放式控制器：V13 SP1 或更高版本）