西门子SM534模拟量模块

6ES7534-7QE00-0AB0SIMATIC S7-1500， 模拟输入/输出模块 AI 4x U/I/R/RTD/TC ST； 4 条通道，每组 4 条； 过程报警；诊断 AQ 2x U/I ST； 2 条通道，每组 2 条； 替换值；诊断 COMMON 模式电压大约 10V 16 Bit； 0.3% 包括 Push-In 式前面板连接器， 馈电元素，屏蔽支架， 屏蔽端子

功能

  • 统一的显示和诊断方式：

    • 故障（红色 LED）和运行（绿色 LED）模块状态显示

    • 通道状态显示（通道已激活或已禁用，绿色 LED）或诊断显示（红色 LED）

    • 显示 24 V DC 电源电压（绿色 LED）

  • 支持的功能：

    • 持续稳定的 16 位高分辨率

    • 识别和维护数据 IM0 至 IM3

    • 固件更新

    • 与通道相关的参数分配

    • 硬件中断；可设置两个上限值和下限值

    • 按通道诊断（取决于测量类型/测量范围）

    • 在运行过程中进行校准

说明
通过 STEP 7 Basic 的断线功能，您可以检测到模拟量电流输出的断线事件。您可以使用诊断中断组织块 (OB82)评估断线事件。
本说明中使用信号模块 SM1234 。您也可以使用其它模拟量输出信号模块或者信号板。

S7-1200 PLC 中添加模拟量电流输出的信号模块并使能断线诊断
 

No.

S7-1200 PLC 中添加模拟量电流输出的信号模块并使能断线诊断

1.S7-1200 PLC 添加信号模块
您可以在在 S7-1200 系统手册第二章“安装”找到如何安装信号模块或信号板的说明。


图. 01

注意
 S7-1200 系统手册的条目ID：36932465。

2.在设备组态中添加信号模块
浏览硬件目录。在硬件组态中拖拽并释放设备到 S7-1200 机架上。


图. 02

 3.

配置模拟量输出通道，使能断线检测功能 

  • 在“项目树”中打开“设备组态”。

  • 在“设备视图”中选择模拟量信号模块。

  • 浏览模拟量信号模块的“属性”，“模拟量输出” > “通道 0”。

  • 选择“电流”作为模拟量输出类型。

  • 点击“使能断线诊断”确认按钮。


图.03

注意
替换值的范围是 [0...32511]。对于 20mA 的电流输出，对应的值是 27648。

表 01

使用“诊断中断”OB 评估断线事件
当模块检测到错误时调用“诊断中断” OB。
如果有诊断功能的模块使能了诊断中断，当检测到错误时，“诊断中断” OB 中断循环程序。
信号模块的诊断灯“DIAG”会闪烁，相关的通道将点亮。
 

No.使用“诊断中断” OB 评估断线事件
1.

增加“诊断中断” 组织块 OB82

  • 浏览项目树的“添加新块”条目。

  • 在“添加新块”窗口，点击“组织块 (OB)”按钮。

  • 选择“诊断中断”OB。

  • 点击“确认”按钮。

注意
在程序中只可以使用一个诊断中断 OB 。


图. 04

2.

读取“诊断中断”OB 启动信息

  • 浏览指令窗格，选择“指令” > “传送”。

  • 拖拽传送指令到“诊断中断”OB 网络中。

  • 将“IOstate”标签移动到全局标签 (例如“DB1:w_IOstate”)。

  • 编写需要监控的其他标签，请参考图. 05 中的例子。

 
Fig. 05

3.

评估“诊断中断”OB 启动信息
“诊断中断”OB 有如下启动信息：

“IOstate” (WORD)
“IOstate”包含有诊断功能模块的 I/O 状态。
在表 3 中可以找到“IOstate”标签的详细信息。

“laddr”(HW-ANY)
这是硬件标识：
硬件标识 (HW-ID) 鉴别模块或者模块功能单元(例如输出和高速计数)。 硬件标识由完整的数字组成并且由系统连同诊断报警一起，来定位故障模块或者功能单元。 (更多细节请参考图.7)

通过浏览“项目树”中的“PLC变量”，您可以确定功能单元的硬件标识 (HW-ID) 。选择“PLC变量”窗口的“常量”标签。表格列“值”中列举了所有已使用的硬件标识(图.06)。

“Channel”(UINT)
“Channel”包含使用于信号模块的输出通道的数量。

“multierror” (BOOL)
“multierror”位表示超过一个错误发生。


图. 06

表 02

STEP 7 Basic 在线诊断
当使用 STEP 7 Basic 在线访问 S7-1200 PLC ，可以使用诊断功能。

  • 在线 S7-1200 PLC。PLC 的弯曲信号表示诊断错误。(图. 07，蓝色环)。

  • 浏览“项目树”的“在线和诊断”。

  • 浏览“在线访问”窗口的导航区域，进入“诊断缓冲区”。

  • 在“事件”表里选择断线事件。

在“事件”表下，将显示选定事件的详细内容。您可以找到 HW-ID，通道号，事件类型。

注意
“事件到来”表示事件的开始，在该例子中为断线。
“事件离开”表示事件的结束。
信号模块“DIAG”灯和相关通道的指示灯会闪烁。


图. 07

“IOstate” 标识
下面的表格显示“IOstate”标识可能的“ I/O ”状态。
 

IO_state说明
Bit 0组态正确：

  • 1，如果组态正确

  • 0，如果组态不正确

Bit 4错误：

  • 1，如果错误存在(例如断线)

  • 0，如果错误不存在

Bit 5组态不正确：

  • 1，如果组态不正确

  • 0，如果组态再次正确

Bit 6I/O 不可访问：

  • 1，如果I/O访问错误发生
    在这种情况下，“laddr”标识包含 I/O 访问错误的硬件标识

  • 0，如果 I/O 能被再次访问

表 03

需求 

  • S7-1200 PLC

  • 以太网电缆 

  • PG / PC

  • STEP 7 Basic V10.5

  • 模拟量输出信号模块 / 模板

一．基本相关信息

1. SIMATIC NET PC 软件简介
SIMATIC NET 是西门子在工业控制层面上提供给您的一个开放的，多元的通讯系统。它意味着您能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATIC NET推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，这些通讯网络符合德国或国际标准，他们包括：
?工业以太网
? AS-I
? PROFIBUS
? PROFIBUS-PA
SIMATIC NET系统包括：
? 传输介质，网络配件和相应的传输设备
? 协议和服务
? 连接PLC和电脑到LAN网上的通讯处理器（CP模块）

2．用于PROFIBUS的先进PC组态
先进PC组态是随SIMATIC NET V6.0以上提供的。Advanced PC Configuration代表一个PC站的全新、简单、一致和经济的调试和诊断解决方案。它可以取代以前的PC组态工具COM L S7和COM PROFIBUS PC EDITION。 通过使用NCM PC V5.1+SP2或以上和STEP 7 V5.1+SP2或更高版本，一台PC 可以和在SIMATIC S7中一样进行组态，并通过网络装入。

这里提到两种组态工具NCM PC，STEP 7，区别如下：

  • NCM PC:
    NCM PC 是随SIMATIC NET 软件光盘提供，它可以创建PC项目和打开STEP 7项目。但NCM PC组态软件不能编辑STEP 7中的S7程序块

  • STEP 7:
    完整版本STEP 7软件的安装是包含NCM PC的，在STEP 7硬件组态环境中即可配置PC站

3．用于PROFIBUS的OPC服务器
OPC服务器随SIMATIC NET 软件光盘提供。
OPC(OLE For Process Control，用于过程控制的OLE)的基本原理是，OPC客户应用程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口，与OPC服务器进行通讯。

OPC服务器提供：

  • 数据访问接口2.05

  • 报警和事件接口1.02（单一事件）

  • 在不同制造商自动化产品之间的标准化。

  • 用于不同部件的相同的、用户友好的用户接口。

  • 从工业网/广域网中每个计算机的可访问性。

  • 经过客户机接口（C++）的高性能数据存取。

  • 经过自动化接口（VB）或包含OCX数据控制，使用容易。

  • 因特网通讯可通过XML DA接口实现。

  • 变量（项目）的成组化；这样可以在很短的时间内进行大容量的数据存取。

以下通讯访问组件可以通过OPC用于PROFIBUS:

  •  用于PROFIBUS-DP的DP通讯

  •  DP V0主站Class 1和主站Class 2；DP V1主站Class 1和主站Class 2；PROFIDRIVE V3接口，用于服务器

  •  用于PROFIBUS-FMS的FMS通讯

  •  S7通讯

  •  S5兼容通讯（发送/接收）基于FDL通讯界面

4．PC机的软件和硬件需求

  •  软件： SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.0 SP5 或以上版本
    NCM PC V5.1+SP2或以上版本
    STEP 7 V5.1+SP2或以上版本
    SOFTNET-S7授权(CP5611)或S7-5613授权(CP5613)

  • 硬件： CP5611或CP5613(A2)

  • PC机操作系统：根据不同版本SIMATIC NET 软件来选择，如WINDOWS2000; WINDOWSXP…

相关信息请点击 9859007 查阅SIMATIC NET软件兼容性列表。

5．SIMATIC NET软件产品性能及使用注意事项
请点击 15227599 查阅SIMATIC NET软件系列产品的性能数据及使用注意事项。


二．通过MPI建立OPC 服务器与S7 PLC 的S7连接（基于先进的PC组态）

1．例子中所用的软件与硬件

  •  SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.2 SP1

  •  STEP 7 V5.3 SP1

  •  CP5613

  •  S7 300 CPU315-2DP; SM374

  •  S7 CP5613授权
    注：CP5611、Simatic net V6.0或V6.1与本例组态过程相同。

2．OPC服务器与PLC S7 连接通讯的组态

> 步骤一： 配置PC站的硬件机架
当SIMATIC NET软件成功安装后，在PC机桌面上可看到Station Configurator的快捷图标，同时在任务栏(Taskbar)中也会有Station Configuration Editor的图标。

           
图1: Station Configurator 桌面快捷图标        图2：任务栏中的图标

1） 通过点击图标打开Station Configuration Editor配置窗口


图3：Station Configuration Editor配置窗口

2） 选择一号插槽，点击Add按钮或鼠标右键选择添加，在添加组件窗口中选择OPC Server点击OK即完成。


图4：添加OPC Server

3） 选择三号插槽添加CP5613,并分配CP5613 MPI参数，如地址、波特率等。这里我们将CP5613 MPI地址设为1，波特率为187.5K，Bus profile为“Standard”实际参数设定以用户应用为准。点击“OK”确认每一步设定后，完成CP5613的添加。


图5： 添加CP5613

 西门子SM534模拟量模块


图6： 分配CP5613参数

4） 点击“Station Name”按钮，指定PC站的名称，这里命名为“MPIOPC”。点击“OK”确认即完成了PC站的硬件组态。


图7：命名PC站名称

注：Station Name并不是特指PC机本机的名称

> 步骤二：配置控制台（Configuration Console）的使用与设置

1) 配置控制台（Configuration Console）是组态设置和诊断的工具，用于PC硬件组件和PC应用程序的组态和诊断。
2) 正确完成PC站的硬件组态后，打开配置控制台（start?simatic?simatic net?Configuration console），可以看到CP5613的模式已从PG mode切换到Configuration mode,插槽号（Index）也自动指向3。如图8。


图8 配置控制台（Configuration Console）

注：对于Simatic Net V6.1或V6.0版本的软件，你需要在上面窗口中，手动将模块模式（Mode of the module）从PG模式切换到组态模式（Configured mode），并设置Index号。
3) 在Access Points设定窗口中，将S7ONLINE 指向PC internal (local)。此设定是为PC站 组态的做准备。



图9：PC Station配置控制台Access Point

> 步骤三： 在STEP 7中组态PC Station

1) 打开SIMATIC Manager，通过File ? New创建一个新项目，如“MPIOPCDEMO”。通过Insert ? Station ? Simatic Pc Station插入一个PC站。特别注意的是，要将PC Station默认名称“SIMATIC PC Station(1)”改为与Station Configuration Editor 中所命名的Station Name名称相同，所以这里改名为“MPIOPC”。双击Configuration即可进入PC Station组态界面。



图10： STEP 7中创建新项目与建立Simatic PC Station

2) 在硬件组态中，从硬件目录窗口选择与已安装的Simatic net软件版本相符的硬件插入到与在Station Configuration Editor配置的 PC硬件机架相对应的插槽中。



图11： PC Station硬件组态

3) 分配CP5613 网络参数
双击CP5613打开其属性对话框，将CP5613接口设为MPI,并用New按钮建立一个MPI网络，MPI 地址与波特率的设置要与Station Configurator中对CP5613参数设置相同，过程如图12。


图12：CP5613参数设置

4) 完成PC站组件设置后，按下编译存盘按钮确定且存储当前组态配置


图13：组态的编译存盘

5) 编译无误后，点击“Configure Network”按钮，进入NetPro配置窗口。


图14：选择“Configure Network”按钮

6) 在NetPro网络配置中，用鼠标选择OPC Server后在连接表行鼠标右键插入一个新的连接或通过“Insert>New Connection”也可建立一个新连接。


图15：建立新连接

7) 如果在同一STEP 7项目中，所要连接的PLC站已经组态完成（OPC Server所要连接的MPI端口在同一MPI总线上已使能），在选择“Insert New Connectio”后，连接会自动创建，不需以下步骤的设置，仅需确认连接属性即可。如果在项目中没有所要连接的对象（如本例），你必须在Insert New Connection对话框中，选择“Unspecified”作为连接对象，并在连接属性中选择S7 connection。点击OK确认或“Apply”。


图16：在网络配置（NetPro）中添加新连接

8) 在S7 连接属性对话框中，将所要连接对象的MPI地址填入到图17标注的 Partner、Address对应空白框中。然后选择“Address Details”按钮，对地址进行进一步设置。所要设置的参数是机架和插槽号（Rock/Slot）。如果连接对象是S7 300 PLC，则机架和插槽号分别为0，2。如是S7 400 CPU，要根据实际机架和插槽号来设置。设置完成后点击OK确认。


图17：S7 连接属性与连接地址

注：Slot是指CPU所在插槽号

9) 确认所有配置后，已建好的S7连接就会显示在连接列表中。点击编译存盘按钮或选择Network>Save and Compile，如得到No error的编译结果，则正确组态完成。这里编译结果信息非常重要，如果有警告信息（Warning）显示在编译结果对话框中，这仅仅是一条信息。但如果有错误信息（error Message），说明组态不正确，是不能到PC Station中的。



图18： 组态编译存盘

> 步骤四：组态

1) 完成PC站组态后，即可在NetPro窗口点击功能按钮栏中按钮将组态到PC站中。需注意的是，过程中会删除已有相关组件的数据，新的组态数据将被到PC机。点击OK执行。


图19：组态

技术规范

商品编号

6ES7534-7QE00-0AB0



一般信息


产品类型标志

AI 4xU/I/RTD/TC /AQ 2xU/I ST

硬件功能状态

FS01

固件版本

V1.0.0

  • ● 可更新固件

是

产品功能


  • ● I&M 数据

是; I&M0 至 I&M3

  • ● 可变测量范围

否

  • ● 可变测量值

否

  • ● 测量范围调整

否

  • ● 可变输出范围

否

附带程序包的


  • ● STEP 7 TIA 端口，可组态 / 已集成，自版本

V13 / V13.0.2

  • ● STEP 7 可组态/ 已集成，自版本

V5.5 SP3 / -

  • ● PROFIBUS 版本 GSD 版 / GSD 修订版以上

V1.0 / V5.1

  • ● PROFINET 版本 GSD 版 / GSD 修订版以上

v2.3 / -

运行模式


  • ● 过采样

否

  • ● MSI

是

  • ● MSO

是

运行中的 CiR 配置


可在 RUN 模式下更改参数分配

是

可在 RUN 模式下校准

是

电源电压


额定值 (DC)

24 V

允许范围，下限 (DC)

20.4 V

允许范围，上限 (DC)

28.8 V

反极性保护

是

输入电流


耗用电流，值

200 mA; 24 V DC 供电时

传感器供电


24 V 传感器供电


  • ● 短路保护

是

  • ● 输出电流，值

20 mA; 每个通道 47 mA，持续时间 < 10 s

功率


来自背板总线的功率输出

0.7 W

功率损失


功率损失，典型值

3.3 W

模拟输入


模拟输入端数量

4

  • ● 电流测量时

4

  • ● 电压测量时

4

  • ● 测量电阻/电阻型热电偶时

2

  • ● 测量热电偶时

4

电压输入允许的输入电压（毁坏限制），值

28.8 V

电流输入允许的输入电流（毁坏限制），值

40 mA

温度测量的技术单位，可调节

是; °C / °F / K

带有过采样的模拟输入端

否

测量值定标

否

输入范围（额定值），电压


  • ● 0 至 +5 V

否

  • ● 0 至 +10 V

否

  • ● 1 V 至 5 V

是

  • ● 输入电阻（1 V 至 5 V）

100 k?

  • ● -1 V 至 +1 V

是

  • ● 输入电阻（-1 V 至 +1 V）

10 M?

  • ● -10 V 至 +10 V

是

  • ● 输入电阻（-10 V 至 +10 V）

100 k?

  • ● -2.5 V 至 +2.5 V

是

  • ● 输入电阻（-2.5 V 至 +2.5 V）

10 M?

  • ● -25 mV 至 +25 mV

否

  • ● -250 mV 至 +250 mV

是

  • ● 输入电阻（-250 mV 至 +250 mV）

10 M?

  • ● -5 V 至 +5 V

是

  • ● 输入电阻（-5 V 至 +5 V）

100 k?

  • ● -50 mV 至 +50 mV

是

  • ● 输入电阻（-50 mV 至 +50 mV）

10 M?

  • ● -500 mV 至 +500 mV

是

  • ● 输入电阻（-500 mV 至 +500 mV）

10 M?

  • ● -80 mV 至 +80 mV

是

  • ● 输入电阻（-80 mV 至 +80 mV）

10 M?

输入范围（额定值），电流


  • ● 0 至 20 mA

是

  • ● 输入电阻（0 至 20 mA）

25 ?; 加上约 42Ohm，用于通过 PTC 实现过压保护

  • ● -20 mA 至 +20 mA

是

  • ● 输入电阻（-20 mA 至 +20 mA）

25 ?; 加上约 42Ohm，用于通过 PTC 实现过压保护

  • ● 4 mA 至 20 mA

是

  • ● 输入电阻（4 mA 至 20 mA）

25 ?; 加上约 42Ohm，用于通过 PTC 实现过压保护

输入范围（额定值），热电偶


  • ● 类型 B

是

  • ● 输入电阻（类型 B）

10 M?

  • ● 类型 C

否

  • ● 类型 E

是

  • ● 输入电阻（类型 E）

10 M?

  • ● 类型 J

是

  • ● 输入电阻（类型 J）

10 M?

  • ● 类型 K

是

  • ● 输入电阻（类型 K）

10 M?

  • ● 类型 L

否

  • ● 类型 N

是

  • ● 输入电阻（类型 N）

10 M?

  • ● 类型 R

是

  • ● 输入电阻（类型 R）

10 M?

  • ● 类型 S

是

  • ● 输入电阻（类型 S）

10 M?

  • ● 类型 T

是

  • ● 输入电阻（类型 T）

10 M?

  • ● 类型 U

否

  • ● 类型 TXK/TXK(L) 符合 GOST

否

西门子SM534模拟量模块