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上海枫焱自动化设备有限公司
主营：西门子电线电缆,西门子软启动器,西门子PLC,西门子数控*,西门子全系列
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1. 产品概况
1.1 引言
自动化领域的当前发展主流趋势是基于PLC集成的解决方案。在实现若干复杂工艺功能和运动控制的应用中，基于PLC的机电一体化1）解决方案得到了迅速的推广，它既能为用户提供更加灵活和更加效能的机械设备，也能大大地节约制造成本。因此，机电一体化的理念正逐渐地贯彻到越来越多的项目规划和产品设计中。
在机电一体化方案中，注重运动控制的工艺功能在自动化系统和驱动系统中得到了广泛的应用。西门子的Technology CPU（或称T CPU）实现了在一个SIMATIC CPU中集成工艺和运动控制功能，它不仅可**地执行开环控制和运动控制的任务，而且能完全集成在SIMATIC产品家族和TIA（Totally Integrated Automation，全集成自动化）环境之中。
作为新的SINAMICS驱动家族的一员，SINAMICS S120是满足机器和工厂框架中高性能要求的模块化驱动系统。S120提供了高性能的单轴和多轴驱动，凭借其扩展性和灵活性，可广泛应用在众多行业。、
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1）机电一体化（Mechatronics），结合了机械工程、计算机技术和电子技术的综合性学科，常用于制造业的设计和开发工作。
1.2 Technology CPU产品介绍
目前西门子提供了三款T CPU（如图1）供用户选择：315T-2DP、317T-2DP和317TF-2DP。CPU 315T-2DP/CPU 317T-2DP应用在运动控制和标准控制相结合的典型应用中；CPU317TF-2DP除了包含了以上两款产品的所有功能，还提供了额外的故障安全功能，可应用在标准控制、运动控制和安全相关控制相结合的综合应用之中。
图1 T CPU产品家族
T CPU包括以下部分：
- SIMATIC CPU 31x-2DP
- 符合PLCopen认证的运动控制功能
- 工艺组态（工艺对象、轴组态、工艺工具等）
系统提供预编程的符合PLCopen认证的功能块简化了用户的编程工作。STEP 7选件包S7-Technology可用于对所有的工艺功能进行编程和调试。
T CPU可同时处理多达32个（对于315T-2DP）或64个（对于317T（F）-2DP）工艺对象。
更多T CPU产品信息请参考支持中心提供的相关网页。
1.3 SINAMICS S120产品介绍
Sinamics S120 是西门子公司推出的全新的集 V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。其强大的定位功能将实现进给轴的**、相对定位。内部集成的 DCC(驱动控制图表)功能，用 PLC 的 CFC 编程语言来实现逻辑、运算及简单的工艺等功能。
S120分为两种，AC/AC（单轴驱动器）和DC/AC（多轴驱动器）。
更多S120产品信息请参考支持中心提供的相关网页。
2. 准备
2.1 环境要求
2.1.1 本文档所述实例基于以下硬件环境：
? PS307 5A 6ES7307-1EA00-0AA0
? CPU 317TF-2DP 6ES7317-6TF14-0AB0
? SIMATIC MMC 8M 6ES7953-8LP11-0AA0
? SIMATIC Field PG M3 6ES7715-1BB23-0AA1
? PROFIBUS电缆
? 其他S7 300模块（如果有，如DI、DO等）
? S120 Training Case 6ZB2480-0BA0，
图2 S120 Training Case
包括：
（1）CU320 6SL3040-0MA00-0AA1
（2）非调节型电源模块5kW 6SL3130-6AE15-0AA0
（3）双电机模块3A 6SL3120-2TE13-0AA0
（4）同步电机（1FK7022-5AK71-1AG3），通过SMC20（6SL3055-0AA00-5BA1）接增量型编码器（2048,Sin/Cos，1Vpp）
（5）同步电机（1FK7022-5AK71-1LG3），通过DRIVE-CLIQ接**值编码器（512 ppr，EnDat）
（6）CompactFlash Card 6SL3054-0CG01-1AA0
2.1.2 本文档所述实例基于以下软件环境：
? Window XP SP3
? STEP 7 V5.5 SP2
? S7 Technology V4.2 SP1
? S7 Distributed Safety V5.4 SP52)
2）如需使用故障安全功能，则需要此软件。
2.2 任务
2.2.1 组态实例
图3 系统连接图
在S7-300或S7-400的本地机架或远程I/O站点(DP)中的I/O模块，可以通过调用SFC 55(WR_PARM) 系统功能在系统运行时修改模块参数。SFC 55只修改信号模块的参数数据，不能修改CPU装载存储区中关于目的模块系统组态数据(SDB)，因此系统重启后，SFC 55修改的模块参数将被CPU装载的系统数据所覆盖，恢复下载的组态参数。SFC 55(WR_PARM)不适用于Profinet I/O。
1 参考手册
对于S7-300/400的信号模块，参数可编程模块及参数的数据记录格式请参考手册：
S7-300 模块数据手册
8859629
S7-400模板数据手册
1117740
对于系统功能SFC 55(WR_PARM)使用请参考手册：
用于 S7300/400系统和 标准功能的系统软件
1214574
2 S7-300/400参数可编程信号模块
当前S7-300参数可编程信号模块(表1)：
| 类型 | MLFB | 备 注 |
| SM321 | 6ES7 321-7BH01-0AB0 | DI 16 x DC 24 V |
| 6ES7 327-1BH00-0AB0 | DI 8/DX 8 x DC 24 V/0.5 A | |
| SM322 | 6ES7 322-8BF00-0AB0 | DO 8 x DC 24 V/0.5 A |
| 6ES7 322-5FF00-0AB0 | DO 8 x AC120/230 V /2A ISOL | |
| 6ES7 322-5HF00-0AB0 | DO 8 x Rel. AC230V /5A | |
| SM331 | 6ES7331-7NF00-0AB0 | AI 8 x 16 Bit |
| 6ES7331-7NF10-0AB0 | AI 8 x 16 Bit | |
| 6ES7331-7HF0x-0AB0 | AI 8 x 14 Bit High Speed; isochrone | |
| 6ES7331-1KF02-0AB0 | AI 8 x 13 Bit | |
| 6ES7 331-7KF02-0AB0 | AI 8 x 12 bit | |
| 6ES7331-7KB02-0AB0 | AI 2 x 12 Bit | |
| 6ES7331-7PF01-0AB0 | AI 8 x RTD | |
| 6ES7331-7PF11-0AB0 | AI 8 x TC | |
| 6ES7331-7PE10-0AB0 | AI 6 x TC isolated | |
| SM332 | 6ES7332-7ND02-0AB0 | AO 4 x 16 bit |
| SM334 | 6ES7334-0KE00-0AB0 | AI 4/AO 2 x 12 bit |
表1 S7-300参数可编程信号模块
当前S7-400参数可编程信号模块(表2)：
| 类型 | MLFB | 备 注 |
| SM421 | 6ES7 421-7BH01-0AB0 | DI 16 x DC 24 V |
| 6ES7 421-7DH00-0AB0 | DI 16 x UC 24/60 V | |
| SM422 | 6ES7 422-5EH10-0AB0 | DO 16 x DC 20-125 V/1.5 A |
| 6ES7 422-7BL00-0AB0 | DO 32 x DC 24 V/0.5 A | |
| 6ES7 422-5EH00-0AB0 | DO 16 x AC 20-120 V/2 A | |
| SM431 | 6ES7 431-7QH00-0AB0 | AI 16 x 16 Bit |
| 6ES7 431-7KF10-0AB0 | AI 8 x RTD x 16 Bit | |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0 | AI 8 x 16 Bit |
表2 S7-400参数可编程信号模块
3 SM331 AI8 x12bit模块的参数
以SM331 AI8 x12bit (6ES7331-7KF02-0AB0，下略写为SM331(7KF02))为例，说明如何编程修改信号参数。
3.1 可修改参数
参考手册《S7-300 模块数据》A.4小节，表A-4列出SM331(7KF02)模块参数是否可组态，可编程修改为(表3)：
| 参数 | 参数数据记录号 | 可编程… | |
| … SFC55 | … PG | ||
| 诊断：组诊断 | 0 | 不支持 | 支持 |
| 诊断：使用断线监控 | |||
| 温度单位 | |||
| 温度系数 | |||
| 滤波 | |||
| 启用诊断中断 | 1 | 支持 | |
| ****硬件中断 | |||
| 启用周期结束中断 | |||
| 噪声抑制 | |||
| 测量方法 | |||
| 测量范围 | |||
| 上限 | |||
| 下限 | |||
表3 SM331(7KF02)参数组态编程特性
3.2 参数数据记录1
通过数据记录1可以进行修改SM331(7KF02)参数，参数数据记录1一共是14个字节，结构为：
?字节0(图1):
图1参数数据记录1字节0
?字节1(图2)：
| 噪声抑制 | 积分时间 | 代码 |
| 400 Hz | 2.5 ms | 2#00 |
| 60 Hz | 16.7 ms | 2#01 |
| 50 Hz | 20 ms | 2#10 |
| 10 Hz | 100 ms | 2#11 |
西门子CP5611A2网卡
图2参数数据记录1字节1
?字节2至字节5(图3)
图3参数数据记录1字节2至字节5
部分测量方法与量程代码(表4)：
| 测量方法 | 代码 | 测量范围 | 代码 |
| … | … | … | … |
| 电压 | 2#0001 | ± 80 mV | 2#0001 |
| ± 250 mV | 2#0010 | ||
| ± 500 mV | 2#0011 | ||
| ±1 V | 2#0100 | ||
| ±2.5 V | 2#0101 | ||
| ±5 V | 2#0110 | ||
| 1 V到5 V | 2#0111 | ||
| 0 V到10 V | 2#1000 | ||
| ±10 V | 2#1001 | ||
| ± 25 mV | 2#1010 | ||
| ± 50 mV | 2#1011 | ||
| … | … | … | … |
（上表仅列出本文示例所涉及测量方法及量程代码，其余代码请参考《S7-300模块数据手册》）
表4 SM331(7KF02)部分测量方法与量程代码
?字节6至字节13(图4)
图4参数数据记录1字节6至字节13
4 编程SM331 AI8 x12bit参数
组态SM331(7KF02) 0通道为0～10V电压测量，组态报警上限为9V,下限为1V，示例将报警的上限编程修改为8V，下限修改为2V。
4.1 组态SM331(7KF02)
图5 组态SM331(7KF02)在主机架
图6 SM331 参数组态
4.2 编程SM331(7KF02)写参数
| OPN "DB1" | //要求DB1长度 >= 14 字节 | ||
| L 2#10000100 | // 使能OB40 | ||
| T DBB 0 | |||
| L 2#10101010 | // 4个通道组的干扰抑制时间， 50Hz | ||
| T DBB 1 | |||
| L 2#11001 | // 4个通道组的量程，电压测量，+/-10V | ||
| T DBB 2 | |||
| T DBB 3 | |||
| T DBB 4 | |||
| T DBB 5 | |||
| L 22118 | // 通道0上限报警值， 8V | ||
| T DBW 6 | // 22118= 27648 / 10V * 8V | ||
| L 5530 | // 通道0下限报警值， 2V | ||
| T DBW 8 | // 5530 = 27648 / 10V * 2V | ||
| L 26266 | // 通道2上限报警值，原组态的9.5V | ||
| T DBW 10 | // 26266= 27648 / 10V * 9.5V | ||
| L 1382 | // 通道2下限报警值，原组态的0.5V | ||
| T DBW 12 | // 1382= 27648 / 10V * 0.5V | ||
| CALL "WR_PARM" | // SFC 55 | ||
| REQ | :=M0.0 | // M0.0触发写入参数 | |
| IOID | :=B#16#54 | // 输入地址 | |
| LADDR | :=W#16#110 | // 模块逻辑起始地址272 | |
| RECNUM | :=B#16#1 | // 数据记录号 1 | |
| RECORD | :="DB1".DR | // 将写入模块的参数数据 | |
| RET_VA | :=MW2 | // RET_VAL = 0，无错误 | |
| BUSY | :=M0.1 |
// M0.1 True -> False，写完成 |
|