西门子模块6ES331-1KF02-0AB0

安全控制器西门子PLC  S7-1200 和 S7-1500 使用组态控制（选件处理）时要注意什么？

F 模块使用组态控制（选件处理）会产生额外的诊断。

这个 FAQ 主要适用于如下产品的正确应用：

故障安全控制器 S7-1200 和 S7-1500

选件包  STEP 7 Safety Basic (V13 和更高版本) 和 STEP 7 Safety Advanced (V13 和更高)

分布式 IO ET200 的 F 模块

集中式应用的 F 模块 (S7-1200, S7-1500 和 ET 200SP)

使用组态控制功能需要所有的配置在 TIA 博图中进行。当使用 ET200SP 和 ET200MP的故障安全模块时需要注意如下事项：

必须分配 F 目标地址给插槽的 F 模块。F 目标地址的存储在 ET 200SP 和 ET 200MP 故障安全模块的编码元件中。必须将每个 F 模块插入到组态的插槽中。ET200MP 站点中F 模块的相邻模块必须插入。ET200SP 的底座单元和 ET200MP 的前连接器必须和编码元件一起重新插入。*后，在实物配置和组态配置之间可能会有区别。

下面描述的行为只适用于 F IO模块的应用：

F CPU 站点的接口模块上会有 SF LED 闪烁（红），不能自动显示一个错误。但是会显示在分站/主站（使用组态控制）上面有一个或多个 F 模块不可用。必要条件就是 F IO模块要在 F 程序中被寻址。同样会在诊断缓冲区中显示条目。

诊断缓冲区条目和 LED 闪烁的发生与实物配置的任何可能改变无关。当不可用的 F 模块重新可用后 SF LED 会熄灭。

下面的描述同样适用于S7-1200安全控制器集中式应用的 F 模块：

下列安装规则针对F 模块和标准模块：

F 模块必须紧随S7-1200 F-CPU安装然后才能安装标准模块。

组态控制功能只能用于标准模块，不能修改F 模块的配置

西门子卡件6ES7317-7TK10-0AB0

　1．wincc 系统概述 图1 wincc在系统中的位置 wincc 是windows control center的简称，是实现监视控制与数据采集的上位组态软件，它的优点之一就是wincc数据开放性。wincc 采用标准的 ms sql server 数据库作为组态数据和归档数据的存储数据库，同时也提供了ansi-c 及 vb脚本编写，集成了 vba 编辑器，提供多种opc 服务。 ......

　　1．wincc 系统概述

　　图1 wincc在系统中的位置

　　wincc 是windows control center的简称，是实现监视控制与数据采集的上位组态软件，它的优点之一就是wincc数据开放性。wincc 采用标准的 ms sql server 数据库作为组态数据和归档数据的存储数据库，同时也提供了ansi-c 及 vb脚本编写，集成了 vba 编辑器，提供多种opc 服务。

　　2．ms sql server 开放的数据库

　　图2 simatic wincc 数据库组成

　　wincc 采用标准的 ms sql server 数据库作为组态数据和归档数据的存储数据库，ms sql server及其实时响应、性能和工业标准，已经全部集成在 wincc 中。

　　wincc 数据主要分为组态数据和运行数据，分别保存在组态数据库和运行数据库。具体的数据库文件请参阅图3。

　　对于wincc 数据库的访问有多种方法，包括 wincc ole-db 、ms ole-db、opc had、odk api 等。

　　图3数据表文件概述

　　2.1 ms ole-db 举例

　　读写用户归档:

　　建立连接

　　set conn = createobject("")

　　conn.open "provider=s; integrated security=sspi; persist security info=false; initial catalog=cc_openarch_03_05_27_14_11_46r; data source=.\wincc"

　　读值

　　select * from ua#[where...., optional]

　　写值

　　update * ua#.=[where...., optional]

　　2.2 wincc ole db 举例

　　1.与数据库建立连接

　　连接字符串的结构是：

　　"provider =winccoledbprovider.1;

　　catalog = cc_display_04_07_28_01_30_15r ; data source =.\wincc"

参数描述providerole db provider的名称：

　　1、 winccoledbprovider.1

catalogwincc 数据库的名称

　　1、使用 wincc rt 数据库时，将使用以“r"结尾的数据库名称。。

　　2、如果已经通过 wincc 归档连接器将换出的 wincc 归档连接到 sql server，使用它们的符号名称。

data source服务器名称

　　1、本地： “.\wincc"或者“<计算机名称>\wincc"

　　2、远程： “<计算机名称>\wincc"

　　2.查询过程值归档语法

　　tag:r,,,[,] [,]

　　3查询报警信息归档语法

　　alarmview:select * from[where...., optional]

　　2.3 wincc ole-db 与 ms ole-db比较

　　3．ansi-c 及 vb脚本介绍

　　wincc提供了两种脚本：vb 和 ansi-c 。

　　脚本用来为对象组态动作（触发函数）。在运行系统中，后台任务，例如打印日常报表、监控变量或完成画面的计算等，均将作为动作来完成。这些动作均由触发器来启动。

　　3.1 ansi-c脚本介绍

　　图4 ansi-c脚本调用

　　由触发起触发动作，调用函数去实现相应功能。

　　1 函数分类：

　　project functions(项目函数)

　　*可生成全局访问的c函数。

　　standard functions(标准函数)

　　*包含用于wincc编辑器、报警、存档等。

　　internal functions(内部函数)

　　*c语言常用函数。

　　action (动作功能)

　　用户创建，不由其它c脚本中调用，与其它函数不同，它是由其它判断出发的：

　　*acyclic(非周期) –根据日期和时间调用一次。

　　*cyclic(周期)每小时、天、秒等。

　　*tag triggered(变量标签触发) – 当绑定的标签变化时触发。

　　2 触发器分类：

　　图5 触发器分类

　　3.2 vb脚本介绍

　　可以用vb 操作wincc 的变量、对象，并编写独立于画面的动作。

　　1）vb 应用举例：

　　1 将规定变量的目标值链接到图形对象的操作员输入；例如点击鼠标按钮，为控制器一个值。

　　?? 2 组态运行时语言，切换到图形对象的操作员输入

　　?? 3 组态颜色变化，例如周期地（闪烁），或表示状态条件（电机接通）

　　?? 4 将数据传送到其它应用（例如microsoft excel）

　　?? 5 从 wincc 启动外部应用程序

　　?? 6 建立文件和文件夹

　　2）wincc 中 vb 对象模型

　　图6 vb 对象模型

　　4． vba 编辑器介绍

　　1）vba 是microsoft用来拓宽标准应用的功能，以及对标准应用进行客制化的解决方案。

　　wincc 图形编辑器中集成的vba的功能，

　　1 通过其它应用程序扩展wincc的功能

　　2 vba是一个开放的解决方案：不仅能访问wincc对象，也同时能访问其它具有com组件的应用

　　2）应用举例

　　1 增加用户自定义的菜单项

　　2 添加用户自定义对象时自动生成变量、消息和归档变量

　　3 导入外部数据来自动生成图形

　　3）vba和vbs的区别

　　4）vba 对象模型

　　图7 vba 对象模型

　　5．opc----过程通讯的开放性接口

　　wincc 全面支持 opc ,wincc 中的 opc 符合 opc 基金会的 opc 规范。集成在基本系统中的opc da server ，可以让其他兼容 opc 的应用程序访问 wincc 的过程数据，进行进一步的数据处理。另外，也可以通过 opc hda 来访问 wincc 的归档数据。

　　在 opc a&e 中，系统把 wincc 消息连同附属的过程值一起传送给生产层或管理层的消息定购者。opc a&e 具备过滤机制，所以可以传送选择的值。

　　5.1 opc规范

　　wincc支持的opc规范包括：

　　? opc da (数据访问)

　　? opc hda (历史数据访问)

　　? opc a&e (报警与事件)

　　? opc xml da

　　其中，使用opc hda (历史数据访问, opc a&e (报警与事件), opc xml da, 需要wincc数据连通性软件包(connectivity pack)选件。

　　5.2 wincc 作为opc服务器

　　wincc 激活运行以后，就提供标准的 opc da (数据访问)接口。若使用连通性软件包，激活后的 wincc 还提供了opc hda (历史数据访问)，opc a&e (报警与事件)，以及opc xml da 接口。

　　详细的操作步骤请参阅：wincc 信息系统－>端口－>用于过程控制的ole – opc 一章的内容。

　　1 opc的方式访问 wincc 历史数据实例

　　为了操作wincc-opc-hda服务器，必须在每台作为opc-hda服务器的wincc计算机上安装下列许可证：

　　wincc基本系统

　　wincc数据连通性软件包(connectivity pack)选件

　　使用opc hda客户机的实例包括：

　　分析和判断归档数据。

　　从不同的opc hda服务器对归档进行统计过程控制

　　图7 访问wincc 历史数据服务器

　　2 opc的方式访问 wincc 报警与事件实例

　　为了运行wincc-opc-a&e服务器，必须在每台作为opc-a&e服务器的wincc服务器上安装下列许可证：

　　wincc基本系统

　　wincc数据连通性软件包(connectivity pack)选件

　　wincc-opc-a&e-服务器支持条件事件和简单事件。此外，还支持跟踪事件。

　　图7 访问wincc报警与事件服务器

　　5.3 wincc 作为opc客户端

　　wincc 提供了标准的 opc da 客户端。

　　关于wincc 作为opc da 客户端 的使用，详细的操作步骤请参阅：wincc 信息系统－>通讯－>opc 通道 一章的内容

图5-2为PLC接线图，图5-3为控制梯形图。图5-4描述了每个扫描周期程序的执行过程。按钮SB2虽然在程序中没有使用，但其状态仍影响其对应编号的内部输入继电器的状态。图(a)中，①输入扫描过程，将两个按钮的状态扫描后，存入其映像区，由于SB2是停止按钮，所以，即使没有按下，其输入回路也是闭合的，因此，X1存“1"（ON状态），而其它位存“0"（OFF状态）。②执行程序过程，程序根据所用到触点的编号对应的内部继电器状态来运算。由于X0处于OFF状态，因此，对应的动合触点处于断开状态，运算结果是Y0、Y1处于OFF状态，其结果存入输出映像区，即Y0、Y1存“0"。③输出刷新过程，根据映像区各位的状态驱动输出设备，由于输出映像区均为OFF状态，所以，输出指示灯不能形成闭合回路，灯不亮。如果输入不发生变化，内部继电器的状态均不发生变化。图(b)中，按下SB1按钮后，X0输入回路闭合。①输入扫描将输入状态存入其映像区，X0、X1均存“1"。②执行程序过程，按照从左到右，从上到下的原则，逐条执行。行，X0触点闭合，但此时，Y1的状态为“0"，因此，Y1触点为断开状态，Y0没能导通，其状态为“0"。第二行，X0触点闭合，所以，Y1的状态为“1"。③输出刷新过程，由于Y1呈导通状态，灯2亮。

图(c)为按下SB1按钮后的第二个扫描周期。①输入扫描，由于输入状态不变，输入映像区不变。②执行程序过程，行，X0触点闭合，由于上一个周期中，Y1为ON状态，因此，Y1触点也闭合，Y0也呈导通状态；第二行，Y1还呈导通状态。Y0、Y1的状态均为“1"。③输出刷新过程，两个灯都亮。注意：由于PLC的扫描周期很短，我们用肉眼见到的现象可能是两灯同时亮。如果按钮没有变化，内部继电器、输出设备状态均无变化。

图( d)为松开SB1按钮后的个扫描周期。①输入扫描使输入映像区的X0存“0"、 X1存“1"。②执行程序过程，X0触点断开， Y1由于上个周期被置“1"，因此，Y1触点为闭合状态。③输出刷新过程，由于X0触点的断开，Y0 、Y1都呈断开状态。

 

无论工业领域的任何应用，当移动性对机器设备的现场控制与监视非常重要时，移动面板将显示出很大优点：机器操作员或调试工程师可在他们能够观察工件或过程的位置工作。

　　移动面板的突出特点：

　　? 设计坚固，适合工业应用

　　? 操作舒适，结构紧凑，重量轻

　　? 支持热插拔，使用灵活

　　? 启用和停用不中断急停电路（使用增强型接线盒）

　　? 采用高等级安全设计，操作可靠

　　? 连接点检测功能

　　? 集成接口：串口、MPI、PROFIBUS 或 PROFINET / 以太网口

　　? 调试时间较短

　　西门子移动操作员面板主要分有线和无线两大类。有线面板由移动面板、接线盒和连接电缆组成；无线面板需要配合无线交换机使用，必要时通过增加转发器来确定操作人员的操作位置，实现故障安全操作。

　　1. 有线面板的选型与接线

　　有线移动面板的组成包含以下三部分：

　　? 移动面板

　　? 接线盒

　　? 连接电缆

　　如图1，可以使用多个接线盒连接到 PN/DP 总线网络中，移动面板可以通过任何一个接线盒与PLC通讯。移动面板的通讯端口及供电全部在接线盒中，所以移动面板的“连接电缆"一端固定连接在移动面板上，另一端为航空插头与接线盒对接，便于插拔操作。同时，通过电气回路控制的急停按钮也可以集成到接线盒中，通过移动面板上的“停止"按钮操作。

　　图1可连接至不同的站，以使用 PROFIBUS 网络上的移动面板 177 为例

　　1.1 选型

　　销售/供货发布：SIMATIC Panel 177 PN（以太网总线通讯）22278051

　　SIMATIC移动面板177 DP供货发布说明（DP总线通讯）21929388

　 Panel

　　接线盒：在机器上的一个连接点进行连接

　　“基本型"接线盒用于将带有“STOP"按钮的 SIMATIC 移动面板连接到设备上的一个连接点。在此情况下，当移动面板不连接接线盒，将设备断开会造成急停回路打开，从而触发急停。

　　若使用带有“STOP"按钮和“增强型"接线盒的移动面板，则可建立一个在不同的连接点使用移动式面板的配置。连接移动式面板后，可将设备连入急停回路。无论插入或断开移动式面板，急停回路都保持接通。若在操作期间断开移动式面板，则“增强型"接线盒中的急停回路会自动接通，从而防止触发急停回路。

　　选型列表中的：

西门子PLC卡件6ES7314-1AG14-0AB0

　　 Panel 177 PN具有应答按钮

　　? 带有确认按钮的移动面板177DP

　 Panel 277 with Acknowledgment Pushbutton

　　是针对数控行业“特殊操作模式"使用的三位三触点结构的启动开关，多应用于故障安全操作模式，需要通过接线盒中的端子进行电气接线才能使用。

　　1.2 使用及接线

　　在接线盒的右下角有2个旋钮用于设置每个接线盒的ID号。在项目中可以关联一个变量显示当前连接的接线盒的ID号，如图2 所示。

　　图2

　　面板背面的 IF2 端口仅用于RS232/PPI多主站电缆 6ES7901-3CB30-0XA0下载程序和OS更新，如图3 所示。

　　图3

　　对于DP 总线，在接线盒左上角还需要设置总线连接器的终端电阻，如图4 所示。如果与第三方PLC通讯，需要根据不同协议在 端子排1 接线。

　　图4

　　图5 所示为 PN 接线盒中 快速连接器 的接线图。

　　图 5

　　2. 无线面板的选型与接线

　　SIMATIC HMI 移动面板 277（F）IWLAN 是一款具有全面人机界面功能的无线操作员面板，是全球范围内操作员控制与监视领域中的一个新颖产品。这种面板分为两种：一种面板用于无线操作员控制与监视，不带安全功能；另一种面板带有安全功能。另外，也可将 SIMATIC 移动面板 277（F）IWLAN 用于 SIMOTION 应用。

　　无线面板的应用由于不需要电缆敷设，进一步扩展了移动面板使用的灵活性。使用无线面板必须结合 无线交换机即 IWLAN 接入点。

　　还可以为 SIMATIC 移动面板 277 IWLAN 定义与位置相关的行为（不带安全功能）。此时，信号 转发器可以生成多个区域，这些区域可具有特定功能，如自动画面显示或特定人员的操作员授权。

　　2.1 选型

　　SIMATIC MP 277 IWLAN V2 41310983

　　特别注意，与普通300/400 PLC 通讯不带安全功能的无线面板为：

　　无线面板的订货号仅包含一个面板和一块充电电池，一般新到货的产品中电池是没电的。订货时，需要选择

为移动面板充电。正常使用中，将面板放置在充电站上可以为面板充电。此外，还可以用桌式电源适配器，包括电源电缆 (欧盟、美国、英国、日本) V2 (可用于  Panel 277(F) IWLAN V1 和 V2)，仅在供货发布后提供6AV6 671-5CN00-0AX2

　　直接连接到移动面板上为移动面板充电，类似笔记本的充电电源一样。

　　对于数控系统的故障安全操作模式，还需要选择“转发器"来确定操作员的操作位置。

　　2.2 使用及接线

　　对于无线通讯的参数设置，需要根据接入点AP的参数，在Control Panel的"WLAN V2 Config"中设置，如图6所示。

　　图 6

　　3. 无线故障安全面板的选型与接线

　　通过 SIMATIC 移动面板，可在机器设备或工厂的任何位置以移动方式实现故障安全操作。移动面板带有两个确认按钮，可确保在关键情况下对人员和机器加以保护（安全保护开关）。确认按钮集成在手柄背面。

　　经过认证的安全性

　　无线故障安全移动面板是故障安全型CPU 的专用面板，由于使用安全功能，必须使用一个故障安全 SIMATIC F-CPU。SIMATIC 移动面板 277F IWLAN 具有两个确认按钮和一个急停按钮。对于工厂来说，建议使用 SIMATIC 工业无线以太网。该设备已由 TüV 进行过测试与认证，可满足的安全等级要求（SIL3）。它们已通过必要的无线认证，适合在世界各地使用。

　　确定有效范围

　　可以使用 SIMATIC WinCC flexible 工程组态软件来定义带确认按钮的移动面板的有效操作范围。在这些定义的“有效范围"内，设备将通过信号 转发器或 RFID 标签（MOBY D 智能卡）来被识别。这样就可确保在工厂中的任何位置进行可靠操作，并清晰分配适合的操作画面和操作员授权。

　　3.1 选型

　　SIMATIC MP 277F IWLAN V2 41310983

　　以上链接中在277后面带F的产品是故障安全专用的无线移动面板，必须结合故障安全 SIMATIC F-CPU一起使用，同时需要CPU复杂的故障安全编程，与普通非安全型CPU无法使用。故障安全性能：

　　? 紧急停车 (安全类别为 SIL 3)

　　? 2 个启用按钮

　　? 经过 TüV 认证

　　? 通过有效范围系统或 RFID Tag 安全识别操作员的位置

可以使用以下转发器来确定故障安全的有效范围。转发器 V2 (仅用于转发器单元！只能与新 V2 单元一起使用，不允许与较早的 V1 单元一起操作！)1)6AV6671-5CM00-0AX1而以下型号的无线移动面板 Panel 277F IWLAN V2 (RFID Tag 变体) (带手轮、按键开关和照明按钮的 Profisafe)6AV6645-0EF01-0AX1

　　则通过RFID Tag 识别操作员的位置，来确定故障安全的有效范围，同时必须配合其他安全防护措施使用，如：防护栅栏、光栅 或安全脚垫。

　　建议下列 MOBY D 卡与 SIMATIC Panel 277F IWLAN (RFIDTag 变体) 一起使用：

推荐的 MOBY D 卡：MOBY D、MDS D1006GT2600-0AD00- 隔板6GT2190-0AA00- 安装袋6GT2190-0AB00MOBY D、MDS D1246GT2600-0AC00

　　3.2 使用及接线

　　无线故障安全面板的使用 除了常规无线通讯设置以外，系统中的CPU 以及 IO模块都必须是故障安全型，通过固定分配到 F CPU 实现 故障安全通讯，必须附加 F编程