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西門子 6ES7972-0BB52-0XA0  西門子 6ES7972-0BB52-0XA0  西門子 6ES7972-0BB52-0XA0  

SIMATIC DP，連接器 針對(duì) PROFIBUS 最多至 12 MBit/s 90° 電纜出線， 絕緣壓穿連接 Fast-Connect，帶 PG 編程設(shè)備插座 15.8x 59x 35.6mm（寬x高x深）

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1 GSD文件介紹
GSD文件是一種設(shè)備描述文件，一般以“*.GSD”或“*.GSE”為后綴。它描述了設(shè)備的功能參數(shù)，用來(lái)將不同廠家支持PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起。另外在工程開發(fā)中有時(shí)候由于開發(fā)人員不同，要用兩個(gè)獨(dú)立的STEP 7項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)同一個(gè)PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)通訊，此時(shí)需要借助GSD文件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 GSD文件的導(dǎo)入方法
下面以CPU314C-2DP為例，說(shuō)明一下 GSD 文件的導(dǎo)入步驟：
首先從西門子網(wǎng)站上下載相關(guān)產(chǎn)品的 GSD 文件，下面是SIMATIC系列產(chǎn)品的GSD文件下載鏈接：113652
選擇相關(guān)產(chǎn)品并下載到本地硬盤中。

圖 1 GSD文件下載界面

打開SIMATIC Manager，進(jìn)入硬件組態(tài)界面，選擇菜單欄的“Options”->“Install GSD File…”，如圖 2 所示。

圖 2 安裝GSD文件

進(jìn)入GSD安裝界面后，選擇“Browse…”，選擇相關(guān)GSD文件的保存文件夾，選擇對(duì)應(yīng)的GSD文件（這里選擇語(yǔ)言為英文的“*.GSE”文件），點(diǎn)擊“Install”按鈕進(jìn)行安裝。

圖 3 選擇安裝GSD文件

安裝完成后可以在下面的路徑中找到CPU314C-2DP，如圖 4：

圖 4 硬件目錄中的保存路徑

3 CP342-5做主站采用GSD方法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP 通信

3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B
PROFIBUS DP主站由CPU314+CP342-5組成，其中CP342-5做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

圖 5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.2 從站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314-2DP，雙擊DP接口，分配一個(gè)PROFIBUS地址，然后在“Operating Mode”中選擇“DP salve”模式，進(jìn)入“Configuration”標(biāo)簽頁(yè)，新建兩行通信接口區(qū)，如圖 6所示：

圖 6 從站通信接口區(qū)

注意：上述從站組態(tài)的通信接口區(qū)和主站導(dǎo)入的GSD從站的通信接口區(qū)在順序、長(zhǎng)度和一致性上要保持一致。

3.3 主站組態(tài)及編程

3.3.1主站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314以及CP342-5，然后雙擊CP342-5，將“Operating Mode”設(shè)置為“DP Master”。新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照?qǐng)D4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后組態(tài)CPU314C-2DP從站對(duì)應(yīng)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，和從站組態(tài)時(shí)通信接口區(qū)保持一致，如圖 7所示。

圖 7 主站組態(tài)

3.3.2 主站編程
由于CP342-5提供的是虛擬地址映射區(qū)，所以需要分別調(diào)用FC1（DP_SEND）和FC2（DP_RECV）來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)。如圖8 和圖9所示。

圖 8發(fā)送程序

圖 9接收程序

如圖7所示，主站側(cè)在組態(tài)CPU314C-2DP GSD從站時(shí)，第一行通信接口區(qū)選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”，“Master_I”對(duì)應(yīng)主站的IB0。參照?qǐng)D6可知“Slave_Q”對(duì)應(yīng)從站的QB0， 表示數(shù)據(jù)由從站的QB0發(fā)送到主站的IB0。又由于CP342-5通過(guò)調(diào)用FC2，將IB0讀取的數(shù)據(jù)保存在MB11，所以數(shù)據(jù)由從站的QB0經(jīng)過(guò)主站的IB0，最終保存在MB11。 同理可分析第二行通信接口區(qū)“Master_Q Slave_I 1B unit”。綜上所述，主站和從站通信接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表 1：

主站	傳輸方向	從站
MB11（IB0）		QB0
MB10（QB0）		IB0

表1 主站和從站通信接口區(qū)對(duì)應(yīng)表

4 S7-300做主站采用GSD方法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP 通信

4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B
PROFIBUS DP主站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

圖 10 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

4.2 從站組態(tài)
組態(tài)步驟同3.2節(jié)，這里不再贅述。

4.3 主站組態(tài)
首先新建S7-300站，添加CPU314C-2DP，雙擊DP接口，新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照?qǐng)D4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后為CPU314C-2DP從站組態(tài)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，必須和從站組態(tài)時(shí)通信接口區(qū)保持一致。如圖 11所示。

圖 11 主站組態(tài)

主站和從站通信接口區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 2 所示：

主站	傳輸方向	從站
IB0		QB0
QB0		IB0

表 2 主站和從站通信接口區(qū)對(duì)應(yīng)表

注：文檔涉及到西門子產(chǎn)品如下：

表 3 產(chǎn)品列表

關(guān)鍵詞

第一部分：ET200S工藝模塊1Count24V/100kHz

1．概述

       ET200S工藝模塊主要包括四種類型：模塊1Count24V/100kHz，1Count5V/500kHz，1SSI，2PULSE。本文通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)試?yán)蹋枋鲈鯓影凑展に囈笤O(shè)置ET200S工藝模塊1Count24V/100kHz的功能應(yīng)用，以及應(yīng)用、操作和測(cè)試相應(yīng)的軟硬件。

    工藝模塊1Count24V/100kHz主要包括以下幾種操作模式：

   （1）計(jì)數(shù)模式：包括連續(xù)計(jì)數(shù)，周期計(jì)數(shù)和單次計(jì)數(shù)

   （2）測(cè)量模式：包括頻率測(cè)量，周期測(cè)量和轉(zhuǎn)速測(cè)量

   （3）位置檢測(cè)：這個(gè)模式是連續(xù)計(jì)數(shù)功能的一部分，用來(lái)在等時(shí)模式作為一個(gè)純輸入模塊使用。

    本文主要描述該模塊在計(jì)數(shù)模式下的使用，測(cè)量模式等請(qǐng)參考計(jì)數(shù)功能使用。

2．系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)

圖 1 系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)

    本示例為一套S7-300 PLC通過(guò)ET200S 1Count24V/100kHz模塊從24V增量型編碼器讀取計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，監(jiān)控旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

    圖1為示例系統(tǒng)的配置圖，圖中包含如下的硬件：

    ?一臺(tái)筆記本電腦或PG/PC

    ?一塊CP5512

    ?一套S7-300 PLC

    ?一套ET200S系統(tǒng)

3．硬件和軟件需求

表3－1硬件訂貨信息
 

表3－2軟件訂貨信息

4．硬件安裝與接線

連接的編碼器類型：

（1）24V脈沖發(fā)生器（不帶方向信號(hào)）

（2）24V脈沖發(fā)生器（帶方向信號(hào)）

（3）24V增量型編碼器

圖2 編碼器連接

5．系統(tǒng)組態(tài)及參數(shù)設(shè)置

  （1）硬件配置 

       按照?qǐng)D1硬件配置圖進(jìn)行連接，一套S7-300 PLC作為DP主站連接ET200S
   從站系統(tǒng)，24V增量型編碼器按圖2接線圖依次接入
   ET200S   1Count24V/100kHz模塊。

  （2）系統(tǒng)組態(tài)及參數(shù)設(shè)置

    在STEP7管理器中新建一個(gè)名為Latch_ET200S_1COUNT的項(xiàng)目，插入一個(gè)SIMATIC 300 STATION，命名為1COUNT，然后在硬件組態(tài)中按訂貨號(hào)和硬件安裝次序依次插入機(jī)架、CPU、ET200S標(biāo)準(zhǔn)從站模塊和ET200S 1COUNT計(jì)數(shù)模塊（從硬件列表中選擇模塊1COUNT 24V/100kHz C）。

圖3主站硬件組態(tài)

ET200S 1COUNT模塊參數(shù)配置如圖4所示。

圖4參數(shù)設(shè)置
 

    參數(shù)Signal evaluation A*    B *和Sensor A*    B * DI 根據(jù)連接的編碼器類型進(jìn)行選擇，此處選擇PNP類型24V增量型編碼器；

    參數(shù)Direction input B *可設(shè)置成正方向或反方向；

    參數(shù)Type of counting mode可設(shè)置三種計(jì)數(shù)模式：連續(xù)計(jì)數(shù)，周期計(jì)數(shù)和單次計(jì)數(shù)；

    其他參數(shù)設(shè)置選擇默認(rèn)值即可。

   （3）例程

       循環(huán)程序OB1：

//預(yù)設(shè)

      L     0                                     //刪除控制位

      T     DB1.DBD    0

      T     DB1.DBD    4

      SET

      S DB1.DBX4.0                         //打開軟件門

//寫控制接口

      L     DB1.DBD    0                     //寫8字節(jié)到 1SSI模塊

      T     PQD  264

      L     DB1.DBD    4                            //輸出起始地址

      T     PQD  268

//讀反饋接口

      L     PID  264                         //從 1SSI模塊讀8字節(jié)

      T     DB1.DBD    8

      L     PID  268                         //輸入起始地址

      T     DB1.DBD   12

控制接口的參數(shù)分配如圖5，在硬件組態(tài)里，對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)模塊的輸出區(qū)8個(gè)字節(jié)（PQB264 ~ PQB271）。在上面例程中，DB1中8個(gè)字節(jié)（DB1.DBB0~DB1.DBB7）用來(lái)存放控制接口的參數(shù)。

圖5 控制接口參數(shù)分配

反饋接口的參數(shù)分配如圖6，在硬件組態(tài)里，對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)模塊的輸入?yún)^(qū)8個(gè)字節(jié)（PIB264 ～PIB271）。在上面例程中，DB1中8個(gè)字節(jié)（DB1.DBB8 ～ DB1.DBB15）用來(lái)存放反饋接口的參數(shù)。

圖6 反饋接口參數(shù)分配

6．測(cè)試、監(jiān)控與診斷

圖7 變量表監(jiān)控

在STEP7管理器Blocks中建立變量表，在變量DB1.DBD 8（反饋接口Bytes 0～3）中監(jiān)控測(cè)量的編碼器值，通過(guò)變量DB1.DBX 13.6 （STS_C_UP）和DB1.DBX 13.7（STS_C_DN）監(jiān)控編碼器值的變化方向。

7．功能

    7．1計(jì)數(shù)輸入的控制：

   通過(guò)軟件門控制

   軟件門與硬件門(“與”邏輯操作)

   7．2門控功能

   軟件門：通過(guò)用戶程序控制

      當(dāng)使能軟件門控制位時(shí)，在參數(shù)配置里采用“interrupt counting
    procedure”，從裝載值開始計(jì)數(shù)，當(dāng)軟件門停止后再使能，計(jì)數(shù)從停止時(shí)的
  計(jì)數(shù)值開始繼續(xù)計(jì)數(shù)；

      在參數(shù)配置里采用“terminate counting procedure”，從裝載值開始計(jì)
  數(shù)，當(dāng)軟件門停止后再使能，計(jì)數(shù)從裝載值開始重新計(jì)數(shù)；

圖8 硬件門使用

    硬件門：在硬件門使能后，通過(guò)數(shù)字量輸入控制，功能和軟件門控制一樣。前提是如圖8所示，在參數(shù)“Function DI”里設(shè)置成“hardware gate”。

7．3鎖存功能

    鎖存與重新觸發(fā)：

    在硬件組態(tài)中參數(shù)配置“Function DI”使能“鎖存與重新觸發(fā)”后，在用戶程序中把軟件門使能，當(dāng)數(shù)字量輸入端有上升沿脈沖時(shí)，把當(dāng)前計(jì)數(shù)值鎖存。計(jì)數(shù)功能繼續(xù)進(jìn)行，直到數(shù)字量輸入端有下一個(gè)上升沿脈沖，鎖存當(dāng)前計(jì)數(shù)值并開始從裝載值重新計(jì)數(shù)。

    如果你在這個(gè)過(guò)程中直接裝入裝載值，不會(huì)改變?cè)诜答佔(zhàn)种械逆i存值。如果關(guān)閉軟件門，只是中斷計(jì)數(shù)，而數(shù)字量輸入中鎖存和重新觸發(fā)功能仍然有效。

    注意在軟件門使能后，當(dāng)數(shù)字量輸入端有第一個(gè)上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)模式開始進(jìn)行，參考圖9鎖存和重新觸發(fā)功能時(shí)序圖。

圖9 鎖存和重新觸發(fā)功能時(shí)序圖

鎖存：

    在硬件組態(tài)參數(shù)配置“Function DI”中使能“鎖存”后，在用戶程序中把軟件門使能，當(dāng)數(shù)字量輸入端有上升沿脈沖時(shí)，鎖存計(jì)數(shù)值。計(jì)數(shù)功能繼續(xù)進(jìn)行，直到數(shù)字量輸入端有下一個(gè)上升沿脈沖，鎖存新計(jì)數(shù)值。

    注意如果你在這個(gè)過(guò)程中直接裝入裝載值，不會(huì)改變?cè)诜答佔(zhàn)种械逆i存值。如果關(guān)閉軟件門，只是中斷計(jì)數(shù)，而數(shù)字量輸入中鎖存功能仍然有效。

圖10 鎖存功能時(shí)序圖

  7．4同步功能

同步功能只能在單次計(jì)數(shù)和周期計(jì)數(shù)模式下使用?？梢允褂眯D(zhuǎn)編碼器的零標(biāo)志位做為參考信號(hào)。先使能軟件門，然后使能同步控制位，在單次計(jì)數(shù)同步中，數(shù)字量輸入中從第一個(gè)上升沿脈沖開始從裝載值進(jìn)行同步計(jì)數(shù)。而在周期計(jì)數(shù)同步中，數(shù)字量輸入中第一個(gè)上升沿脈沖和后續(xù)的每個(gè)上升沿脈沖使計(jì)數(shù)器從裝載值開始同步計(jì)數(shù)。在完成同步后，狀態(tài)位“STS_SYN”被置位。

圖11 同步功能時(shí)序圖

7．5在計(jì)數(shù)模式里對(duì)輸出的控制

    計(jì)數(shù)模板有一個(gè)數(shù)字量輸出和一個(gè)虛擬的數(shù)字量輸出（存在于反饋接口的狀態(tài)位上），可以存儲(chǔ)兩個(gè)比較值，依靠計(jì)數(shù)值和比較值的關(guān)系可以對(duì)輸出進(jìn)行控制：

   （1）  直接對(duì)輸出進(jìn)行控制

    使能控制位CTRL_DO1和CTRL_DO2，通過(guò)控制位SET_DO1和SET_DO2直接對(duì)輸出進(jìn)行控制。狀態(tài)位STS_CMP1和STS_CMP2顯示了相應(yīng)的輸出狀態(tài)。直到這些狀態(tài)位被確認(rèn)，他們一直保持現(xiàn)有狀態(tài)；如果沒(méi)有使能DO1和DO2，通過(guò)控制位SET_DO1和SET_DO2直接影響這些狀態(tài)位。

    下面四種輸出形式的使用情況和直接控制輸出類似，需要先裝載比較值，根據(jù)設(shè)定的比較條件對(duì)輸出進(jìn)行控制。

   （2）  計(jì)數(shù)值>＝比較值

    舉例：設(shè)定一個(gè)比較值2000，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于等于2000時(shí)，使能DO1輸出。

硬件組態(tài)：

圖12 比較值輸出

     計(jì)數(shù)模塊的參數(shù)設(shè)置如圖12所示，只需設(shè)置參數(shù)“Function DI”為“Counter>=comparison value”模式，其他參數(shù)設(shè)置參照?qǐng)D4普通計(jì)數(shù)模式。

主程序：

//預(yù)設(shè)

      SET  

      S     DB1.DBX    4.0                 //置位軟件門

      S     DB1.DBX    4.4                 //使能DO1

//裝入比較值

      A     M    100.0                             //觸發(fā)位

      S     DB1.DBX    5.2

      L     DB1.DBD    4

      T     PQD  268

      L     2000

      T     DB1.DBD    0

      T     PQD  264

      AN    M    100.0

      R     DB1.DBX    5.2

      L     DB1.DBD    4

      T     PQD  268

//寫控制接口

      L     DB1.DBD    0                //寫8字節(jié)到 1SSI模塊

      T     PQD  264

      L     DB1.DBD    4                //輸出起始地址

      T     PQD  268

//讀反饋接口

      L     PID  264                      //從 1SSI模塊讀8字節(jié)

      T     DB1.DBD    8

      L     PID  268                      //輸入起始地址

      T     DB1.DBD   12

    監(jiān)控與測(cè)試：通過(guò)使能M100.0，裝入比較值1（2000），當(dāng)編碼器計(jì)數(shù)值大于等于2000時(shí)，使能輸出DO1，同時(shí)置位狀態(tài)位STS_CMP1（DB1.DBX14.3）和STS_DO1（DB1.DBX13.3）。

圖13 比較值<2000

圖14 比較值>＝2000

   （3）  計(jì)數(shù)值<＝比較值

   （4）  到達(dá)比較值時(shí)輸出脈沖

   （5）  到達(dá)比較值時(shí)開關(guān)輸出（僅限DO1）

第二部分：ET200S工藝模塊1Count5V/500kHz 

    工藝模塊1Count5V/500kHz的使用可參考第一部分的描述，其不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在硬件接線和硬件組態(tài)的參數(shù)配置上。

1．硬件接線圖

    模塊只能連接5V增量型編碼器。

圖15 硬件接線圖

2．硬件組態(tài)和參數(shù)配置

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