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湖南長沙西門子6ES7288-3AT04-0AA0詳細使用說明 西門子 6ES7288-3AT04-0AA0
S7-300與S7-200Smart DP01之間的MPI通信
S7-200 SMART PLC 通過EM DP01 模塊與 S7-300 PLC之間采用 MPI 通訊方式時，S7-200 SMART PLC 中不需要編寫任何與通訊有關的程序，只需要將要交換的數據整理到一個連續(xù)的V 存儲區(qū)當中即可，而S7-300 PLC中需要在組織塊OB1（或是定時中斷組織塊OB35）當中調用系統(tǒng)功能X_GET（SFC67）和X_PUT(SFC68)，以實現S7-200 SMART PLC 與 S7-300 PLC之間的通訊。
S7-300 PLC調用 SFC67 和 SFC68 時,該系統(tǒng)功能的"VAR_ADDR" 參數需要填寫S7-200 SMART PLC側數據地址區(qū)。由于S7-200 SMART PLC 的數據區(qū)為 V 區(qū)，如果這個參數填寫為 P#DB1.DBX×× BYTE n 則對應的就是S7-200 SMART PLC側VB×× ~ VB（××＋n -1）的數據區(qū)。 例如交換的數據存在S7-200 SMART PLC 中 VB50 到 VB59 這10個字節(jié)當中，則“VAR_ADDR”參數應為 P#DB1.DBX50.0 BYTE 10。首先根據S7-300的硬件配置，在STEP7當中組態(tài)S7-300站并且下載，注意S7-300出廠默認的MPI地址是2，需要保證DP 01模塊站地址與S7-300 地址不沖突。例子程序當中將S7-300 MPI地址設定為2，DP01 地址通過外部撥碼設定3，另外DP01 模塊自支持自適應波特率，S7-300側可以根據實際需要設置波特率。
S7-200 SMART 組態(tài)
S7-200 SMART系統(tǒng)中需根據 EM DP 01模塊所在的實際位置在系統(tǒng)塊中添加EM DP01模塊，但添加的DP01 模塊無需再進行其他設置，本例中DP01模塊緊鄰CPU，MPI地址通過DP01模塊外部撥碼開關進行調節(jié)。系統(tǒng)塊設置如下圖：
S7-300 CPU 在 Step7 平臺下組態(tài)
S7-300 PLC修改MPI地址可以參考下圖：
例子程序在OB1當中調用數據讀寫功能塊：SFC67和SFC68，如下圖所示：
分別在 STEP 7-MicroWIN SMART 和STEP7當中監(jiān)視S7-300 PLC和 S7-200 SMART PLC當中的數據，數據監(jiān)視界面如下：
S7-300 CPU 在 TIA 平臺下組態(tài)
S7-300 PLC修改MPI地址可以參考下圖：
例子程序在OB1當中調用數據讀寫功能塊：X_PUT和X_GET。
分別在 STEP 7-MicroWIN SMART 和STEP7當中監(jiān)視S7-300 PLC和 S7-200 SMART PLC當中的數據，數據監(jiān)視界面如下：
WinCC 與S7-200 SMART CPU 的 OPC 通信
WinCC 中沒有與S7-200 SMART CPU 通信的驅動，所以 WinCC 與 S7-200 SMART CPU 之間通過以太網的通信，只能通過 OPC 的方式實現。S7-200 SMART CPU 作為 OPC 的 Sever 端，只需設置 IP 地址即可。
上位機作為 OPC 的 Client 端，通過 SIMATIC NET 軟件建立 PC Station 來與 S7-200 SMART 通信。
建立好 PC Station 后，WinCC中的實現步驟如下：
1. 建立所有WinCC中要用到的變量
首先在 OPC Scout中建立好所有 WinCC 中要用到的變量，步驟見OPC Scout 測試。
2. 添加新的驅動
打開 WinCC 軟件新建一個項目，用鼠標右鍵點擊“變量管理”，快捷菜單中選擇“打開”。
在打開的“WinCC Configuration Studio ”窗口中，鼠標右鍵“變量管理”，在快捷菜單中選擇“添加新的驅動程序”，添加“OPC”驅動。如圖1．所示。
圖1． 添加一個新的驅動"OPC"
3. 在 WinCC 中搜索及添加 OPC Scout 中定義的變量
首先用鼠標右鍵“OPC Groups” ，在快捷菜單中點擊“系統(tǒng)參數”。在彈出“OPC 條目管理器”窗口中，選擇“OPC.SimaticNET.1”，然后點擊“瀏覽服務器”按鈕。
在彈出的“過濾標準”窗口中選擇“下一步” 進行搜索。如圖２．所示。
圖２．選擇服務器瀏覽
4. 建立新連接并添加所需變量
在變量列表中選擇所需要的變量，點“添加條目”按鈕添加所需變量，此時會自動要求你建立一個新連接，并將變量添加到這個連接中，如圖3．所示。
如果需要添加多個變量，按上述步驟重復添加即可。
圖3．添加變量并建立連接
成功添加完變量后，WinCC 中變量管理中將顯示已經添加的 OPC 連接和變量，如圖4．所示。
圖4．從OPC Scout中成功添加變量
5. WINCC 創(chuàng)建畫面并監(jiān)控變量
WINCC 中新建畫面，并添加“輸入/輸出 域”，并為其選擇 OPC 變量，如圖5．所示。
圖5．創(chuàng)建 WINCC 畫面
激活 WINCC ，即可測試 WINCC 與 S7-200 SMART OPC 通訊。
V90的PTI模式丟脈沖怎么辦？
首先要判斷是否丟脈沖，可根據查看V90中的參數R482[1]知道接收的脈沖數是否丟失。詳細資料為：
判斷確實為丟脈沖后，可從接線、布線、是否滿足相應EMC準則進行排查。建議在36、37和38、39號腳并聯200-500歐的電阻，具體PTI模式接線圖如下：
PID 自動/手動調節(jié)的無擾動切換
有些工程項目中可能需要根據工藝要求在不同的時刻投入、或者退出 PID 自動控制；退出 PID 自動控制時，控制器的輸出部分可以由操作人員直接手動控制。這就是所謂的 PID 手動/自動切換。
PID 控制處于自動方式時，PID 控制器（S7-200 SMART 中的 PID 調節(jié)功能）會按照 PID 算法，自動通過輸出的作用使過程反饋值跟隨給定值變化，并保持穩(wěn)定。這是一個自動的閉環(huán)控制系統(tǒng)。操作人員可以根據現場工藝的要求，改變給定（即設定值）的值。
PID 控制處于手動方式時，PID 控制器不再起自動計算的作用。這時，控制回路的輸出是由操作人員手動控制、調整，由操作人員觀察現場的控制效果，從而構成人工閉環(huán)控制。
所謂 PID 自動/手動控制，就是看控制系統(tǒng)的輸出是由 PID 控制器自動控制，還是由操作人員手動控制。
有些控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構不能承受較大的沖擊，這就要求在進行 PID 自動/手動切換時，保持控制輸出的穩(wěn)定。這就是要求無擾動切換。
為了達到 PID 自動/手動控制的無擾動切換，需要在編程時注意一些相關事項。下面分別就直接使用 PID 指令編程，和使用 PID 向導編程兩種情況作一介紹。
1.直接使用 PID 指令編程時的 PID 自動/手動無擾切換
直接使用 PID 指令塊編寫 PID 控制程序時，可以簡單地使用“調用/不調用”指令的方式控制自動/手動模式。因為 PID 指令本身已經具有實現無擾動切換的能力，此時在 PID 指令控制環(huán)節(jié)之外編程沒有多大必要。
PID 指令的 EN 輸入端使能（為“1”）時，我們認為是自動控制模式；EN 輸入端未使能（為“0”）時，我們認為是手動控制模式。
PID 指令本身有一個“能流歷史狀態(tài)位”，以記錄指令的狀態(tài)切換。在 EN 端從“0”變?yōu)椤薄?”時，PID 指令認為這是從“手動”模式向“自動”模式切換。PID 指令此時會自動執(zhí)行一系列動作，以配合無擾動切換：
- 使設定值（ SPn） = 當前過程反饋變量（PVn）
- 設置上次采樣過程變量（PVn-1） = 當前過程反饋變量（PVn）
- 設置積分偏差和（或所謂積分前項）（Mx） = 當前輸出值（Mn）
使設定值等于當前反饋值可以避免出現偏差，使之不存在調整的要求；當然如果有工藝要求，也可以后續(xù)調整設定值。其他的動作都是為了使 PID 在后續(xù)的操作中不改變輸出的值。
在編程時要注意：
- 從自動模式向手動模式切換時，PID 指令的 EN 端不再有能流，計算停止，輸出值 Mn 不再變化。此時如果需要操作人員人工觀察控制的結果，手動控制輸出量，就可以通過用戶程序直接改變回路表中的輸出值存儲單元內容（見數據塊或系統(tǒng)手冊的相關部分內容）。如果有必要，操作人員的操作可能要進行一些標準化換算。
- 為保證從手動模式向自動模式的切換無擾動，需要在手動控制時，或在切換過程中，禁止對 PID 回路表中設定值的更新，以便切換時 PID 指令用當前過程反饋值替代設定值。切換完成后，操作人員可以調整設定值。
2.使用 PID 向導編程時的 PID 自動/手動無擾切換
使用 PID 指令向導編程時，指令向導會自動調用 PID 指令，并且編寫外圍的控制變量標準化換算、定時采樣等功能。用戶在使用 PID 指令向導時，需要在用戶程序中用 SM0.0 調用指令向導生成的子程序（如 PIDx_CTRL 子程序）。PID 向導可以生成帶自動/手動切換功能的子程序，這個子程序使用一個數字量點為“1”、“0”的狀態(tài)來控制是否投入 PID 自動控制。
到目前為止（STEP 7-Micro/WIN SMART），使用 PID 向導生成的子程序時，由于用戶程序不能直接使用 PID 指令，它的無擾切換能力因為隔了外殼子程序，所以受到了局限。如果對無擾切換要求比較嚴格，需要另外編一些程序加以處理。
考察如下 PID 控制子程序。
圖 1. PID 向導生成的指令
圖中：
- 過程反饋量
- 設定值，實數
- 自動/手動控制，“1”=自動，“0”=手動
- 手動控制輸出值，0.0 - 1.0 之間的一個實數
- PID 控制輸出值
要實現無擾動切換，必須：
- 在從自動向手動切換時，使手動輸出值（VD2004）等于當前的實際控制輸出值；
- 在從手動向自動切換時，使設定值相當于當前的過程反饋值。
為此，可編寫類似下圖所示的程序，放在 PID 控制子程序之前：
圖 2. 無擾切換處理程序
圖中：
- 自動/手動切換控制點
- 從自動向手動切換時，使手動輸出值等于實際當前值
- 從手動向自動切換時，把當前反饋量換算為相應的給定值
上述程序中的 Scale_I_to_R 就是量程變換指令庫中的子程序，如何將該指令庫導入到Micro/WIN SMART 中可參見如何將Micro/WIN 的庫文件導入到Micro/WIN SMART中。這是為了解決過程反饋與設定值之間的換算問題。用戶也可以自己編程換算，或者根據反饋與給定的取值范圍決定是否需要換算。
為了更好地理解 PID向導的自動/手動無擾切換的使用，可參考下面的例程。
使用環(huán)境： STEP 7 Micro/WIN SMART V2.3.2
實現功能： PID向導的自動/手動無擾切換
免責聲明
本例程僅供參考，程序中的CPU版本、類型可能與用戶實際使用不同，用戶可能需要先對例子程序做修改和調整，才能將其用于測試。本例程的作者和擁有者對于該例程的功能性和兼容性不負任何責任，使用該例程的風險完全由用戶自行承擔。由于它是免費的，所以不提供任何擔保，錯誤糾正和熱線支持，用戶不必為此聯系西門子技術支持與服務部門。
通過觸摸屏進行 S7-200 Smart 的 PID 參數設置
STEP 7-MicroWin SMART 軟件在使用 PID 向導進行配置時，需要在 PID 回路向導的組態(tài)界面，首先定義回路增益、積分時間、微分時間。
圖1. PID 回路向導參數設置界面
當程序運行后，PID 功能的參數可以通過軟件監(jiān)控表在線修改、或者通過上位機、觸摸屏等外部設備修改，來實現 PID 參數的修改。
注意：上述方法可以修改 PID 的回路增益、積分時間、微分時間；PID 的采樣時間僅可通過 PID 回路向導參數設置界面設置，若需更改須重新下載程序。
通過外部修改回路增益、積分時間、微分時間
使用 PID 回路向導進行配置時，在組態(tài)界面最后會進行存儲器分配，見圖 2。此處分配的 V 區(qū)地址防止沖突調用，本例中起始地址選擇 VB0。
圖2. PID 回路向導存儲器分配
通過查詢 PLC 的符號表 PIDx_SYM，見圖 3，請注意只有回路增益、積分時間、微分時間是可以修改的，其他參數可以當作只讀參數。如用戶希望能夠在觸摸屏上顯示百分比的參數時，會用到標準化過程值和標準化回路輸出等。
