上海朕锌电气设备有限公司

西门子6FC5357-0BB11-0AE0

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问题：   
S7-400中保持数据传输的一致性使用的是什么机理?

解答：
一致的数据指的是就内容来说是一致的，而 且它所描述了在某个时间点的一个称之为一致性数据的过程状态。要保持数据的一致性，它在传输或处理过程中不得被更新或改动。< /span>

样例 1：< /span>   
为了对CPU在循环程序处理过程中有一致的过程信号的映像，在程序处理前就把过程信号读入输入的过程映像中，并 且在程序处理后又写到输出的过程映像。然后，在程序处理过程中，用户程序在对操作数区输入(I)和输出(Q) 寻址时并不直接访问信号模块，而是访问CPU 的内部存储区里的过程映像 。< /span> 
样例 2： 
如果一个通讯块(比如 SFB 14 “GET”, SFB 15 “PUT”)被较高**级的过程警报OB所中断，就有可能出现不一致性。 现在，如果在该过程警报OB中的用户程序更改了已经部分被通讯块处理过的数据，那样的话被传输的数据中，部分是过程警报处理以前时间的数据，部 分则是过程警报处理以後时间的数据，这意味着，此数据是不一致的。

SFC 81 "UBLKMOV"    
使用 SFC 81 “UBLKMOV”，把一个内存区(源区)的内容一致地复制到另一个内存区(目标区)里 。复 制过程不得被操作系统的任何其它动作所打断。 
使用SFC 81 “UBLKMOV”，可复制下列内存区：

• 位存储器
• DB 内容
• 输入的过程映像
• 输出的过程映像

可复制的较大数据量为 512 字节。请注意与CPU性能有关的限制。有关的限制可从操作列表中看到。

既然复制过程不能打断，在使用 SFC 81“UBLKMOV” 时，可增大CPU对报警的响应时间。

源区和目标区不得互相交迭。如 果*的目标区大于源区，那么只把与源区里同样多的数据复制到目标区。如果*的目标区小于源区，那 么只把目标区能接收的那么多的数据复制入目标区。

通讯块和功能之间的一致性
对 S7-400 ，通 讯作业不在循环程序的执行处来处理，而是在程序循环过程中的一个固定的时间段里处理。从系统来讲，数据格式字节，字 和双字永远可以得到一致性的处理，就是说传输一个字节，一个字(两个字节)或双字(4个字节)是不会被打断的。  
如果通讯块(比如 SFB 12 “BSEND”)只能成对使用(象SFB 12 “BSEND” 和 SFB 13 “BRCV”) 而且它访问公共数据在用户程序中被调用，那么也访问本身数据区，比如通过 “DONE”参数对该数据区的访问，是可以协调的。通 过这些通讯块局部传输的数据的一致性，因而可以在用户的程序里得到保证。  
使用 S7 的通讯功能时动作是不一样的。用这些功能时目标设备 (比如 SFB 14 “GET”, SFB 15“PUT”) 里的用户程序不要求通讯块。在编程时就必须把一致性数据的大小已经考虑在内。

访问 CPU的工作内存   
操作系统的通讯功能是以固定长度数据包来访问CPU的工作内存。此数据包的大小与CPU性能有关，S7-400 CPU是32个字节。< /span> 
这样就确保了在使用通讯功能时报警响应时间不会被延长。由于这种访问与用户程序异步，你无法一致地传输任意个数字节的数据。< /span>
下面将解释为保证数据一致性所要遵循的规则。

用于 SFB 14 "GET" 或读变量的一致性规则

• 主动CPU(数据接收方)：通过调用SFB 14读出OB中接收区的数据，或者，如果无法这样做的话，r 在SFB 14的处理结束后读出接收区的数据。
• 被动CPU (数据发送方)：按照被动CPU (数据发送方)规定的数据块的大小写入与发送区大小等量的数据。
• 被动 CPU (数据发送方)：在封锁中断的情况下把要发送的数据写入发送区。< /span>

  
  

  下图给出了一个无法保证数据传输一致性的例子。因为它没有遵守一致性规则的*二条：被动 CPU (数据发送方)的数据块大小为 8 个字节，而传输的却是 32 个字节。

  
  

图 1：数据传输的例子

用于 SFB 15“PUT”或写变量的一致性规则

对于 SFB 15 “PUT”，如果遵循下列规则，数据传输将具有一致性：

• 主动CPU (数据发送方)： 把来自调用SFB 15 的OB 中的数据写入发送区。如果不可能，在 **次调用 SFB 15 结束后写入发送区。 
• 主动CPU (数据发送方)：把按照被动 CPU (数据发送方)*的块大小的数据写入发送区。< /span>
• 被动CPU (数据接收方)： 在封锁中断的情况下，从接收区里读出收到的数据。< /span>

  
  

  下图为一个数据传输的例子。由 于一致性规则的*二条没有得到遵守<被动CPU(数据接收方)*的数据块大小只有32 个字节，而发送的却是64个字节>，无 法保证数据的一致性。

  
  

图 2：无 法保证一致性的数据传输西门子6FC5357-0BB11-0AE0

通过SFC 81 “ UBLKMOV”可在S7-400 的用户程序里实现跨几个变量的大数据块一致性传输(不可中断的块移动)。

这样，例如通过SFB 14 “ GET”, SFB 15 “PUT”以及读/写变量，可实现对此数据的一致性访问。

从一台 DP 标准从站读出一致性数据，/ 然后把它一致性地写入一台 DP 标准从站。

通过SFC 14 “DPRD_DAT”从一台 DP 标准从站一致性地读出数据  
通过SFC 14 “DPRD_DAT”(从一台 DP 标准从站读出一致性数据)， 从一台DP标准从站一致性地读出数据。如果数据传输中无错误，则读出的数据被输入由RECORD*的目标区。< /span> 
目标区必须与你已经用STEP 7为选定的模块组态好的长度一致。每次调用SFC 14只能访问一个模块/DP ID 的数据(从组态好的起始地址)。

通过 SFC 15“DPWR_DAT” 把数据一致性地写入一台 DP 标准从站

通过 SFC 15“DPWR_DAT”（ 把数据一致性地写入一台DP标准从站）把 RECORD 里的数据一致性地传输入赋址好的DP 标准从站。 
源区的长度必须与通过 STEP 7 为选定模块组态好的长度一致。

注意：  
PROFIBUS DP标准定义了传输一致性用户数据的上限（见下一节）。通常的DP标准从站遵守这些限制。对于较老的CPU (<1999)，对 传输一致性用户数据存在与 CPU 有关的限制。 
请参考这些CPU的技术数据。在关键字 “DP 主站 -每台DP 从站的用户数据” 下去寻找CPU 可以一致性地从一台DP标准从站读出数据和一致性地写入一台DP标准从站的数据的较大长度,一些近期CPU的此项指标已经**过标准DP从站可能或接受的数据长度值。< /span>

一致性传输用户数据到一台 DP 从站的上限较大值
PROFIBUS DP标准规定了传输一致性用户数据到DP从站的上限。这就是为什么在一台DP标准从站里，可用一个数据块来一致性地传输较大达64 个字 = 128 字节的用户数据。 
当组态时，你定义了一致性区的大小。该大小用特殊的代码格式(德语缩写： SKF)表示为64 个字 = 128 字节(输入用128个字节，128个字节用于输出)设置的一致性数据较大长度。再长就不可行了。 
这个上限只适用于纯用户数据。诊断数据和参数被分组到完整的数据纪录里，因而总是得到一致性地传输。< /span> 
在通常的代码格式里(德语缩写： AKF)，可为一致性数据设置较大长度16 个字 = 32 个字节 (32 个字节用于输入，32 个字节用于输出)。再长就不可行了。 
在本文里请同样注意， 通常在一个非系统主站 (通过GSD连接)上的CPU 41x 作为 DP 从站时，必 须是用一般代码格式才可加以组态。基于这个理由，作为PROFIBUS DP上从站的 CPU 41x 的传输内存的较大长度为16 个字 = 32个字节。 

不使用SFC 14 或 SFC 15 时的一致性数据访问
一致性数据访问 大于 4 个字节时，对于下列的CPU 是可行的(不用SFC 14或SFC 15)。要 被一致性传输的一个 DP 从站的数据区数据是被传输到一个过程映像分区的。这样在此区域里的信息永远是一致的。然后可用 装载/传输命令 (比如L EW 1) 来访问过程映像。  
这为访问一致性数据提供了特别方便和有力的选项(低运行开销)。这一方案又为高效地结合和参数化驱动或其它 DP 从站成为可能。< /span>

它适用于下列CPU。固件版本 3.0 以上：

表 1：支持一致性数据访问的CPU(不用 SFC14/SFC15)

当你进行直接访问时 (比方说 L PEW 或 T PAW)，没有 I/O 访问错。

从 采用SFC14/15 方案转向采用过程映像方案时的注意要点：< /b>

•   当从SFC14/15 方案转向过程映像方案时，不建议同时使用系统功能以及过程映像。基本上讲，在用系统功能 SFC15 写时，过程映像是被追踪的，但 读出的时候就不被追踪了。 这意味着，过程映像值与系统功能 SFC14 的值之间的一致性是无法保证的。< /span>
• 在SFC 14/15 方案里，SFC 50 “RD_LGADR”输 出的地址区不同于过程映像方案的地址区
• 如果使用 CP 443-5 ext，同时使用系统功能以及过程映像会导致出现下列出错消息：“ 没有对过程映像的读/写”，或是“不可能再用SFC 14/15 进行读/写”。

  样例： 
  下面的例子 (过程映像分区 3 “TPA 3”）显示了  HW Config 中一种可能的组态。

  • TPA 3 在输出处：这50 个字节在过程映像分区3 里是一致的(下拉列表 “一致性范围 -> 总长度”)，因而可以通过一般的  “Load input xy”命令来读它。

  • 在输入下的下拉列表里选择 “过程映像分区 -> ---” 意味着过程映像里没有存储内容。只 能用系统功能SFC14/15来处理它。

组态注意事项:
有很多不同的方法用于捕获参考结点温度并通过参考结点和测量点的温度差得到其**温度值。

• 没有补偿
• 用电子模块 2 AI TC HF 进行内部补偿 
• 使用电阻温度计 Pt100 来捕获参考结点的温度
• 在每个热电偶的电源导体中使用补偿盒

没有补偿
只能捕获测量点的温度。参考结点(从铜导线到补偿线的转换处)的温度也会影响热电偶的电压。因此这种测量值是有缺陷的。

用电子模块 2 AI TC HF进行内部补偿
在终端模块 TM-E15S24-AT 和 TM-E15C24-AT 中有一个温度传感器。温度传感器将终端温度传到 2AI TC HF。对照来自电子模块通道的测量值来计算该值。
硬件配置中对于该补偿类型的 ET 200 S 站参数参见条目号： 19163406.

使用电阻温度计 Pt100 来捕获参考结点的温度
可以使用电阻温度计(Pt100 气候型测量范围)来捕获参考结点的温度：换句话说，通过与电子模块 2 AI RTD 连接的电阻温度计 PT100，对与电子模块 2 AI TC 连接的热电偶进行外部补偿。对参考点(从铜导线传输到热电偶)，PT100 必须具有良好的热传导性。如果直接连接热电偶，电子模块 2 AI TC HF 将被使用(参见“用电子模块 2 AI TC HF 进行内部补偿”)
在设置相应参数的 ET 200S 中，用 PT100 得到的该温度值被分发到 2AI TC ST 模块并且在模块中同测量点(参考结点数量：1)上捕获的温度值一起计算
如果连接到 2AI TC 输入的热电偶具有相同的参考结点，就用 2AI RTD 进行补偿。可以选择“RTD”或“None”作为 2AI TC 模块两个信道的参考结点。如果选择“RTD”，那么同一个参考结点(RTD信道)总是用于两个信道。

图. 01

ID 关于为该补偿类型在硬件配置中进行 ET 200S 站参数设置的相关信息参见条目号： 19164641.

在每个热电偶的电源导体中使用补偿盒
通过补偿盒进行补偿。补偿盒是由铜导线到补偿线的转换点。不需要用电子模块 2AI TC ST 作进一步处理。对于热电偶参考结点(如：终端箱)上温度的影响可以通过补偿盒进行补偿。补偿盒包含用于补偿特殊参考结点温度(补偿温度)的桥接。热电偶或它们的补偿线均连接到补偿箱。这样补偿盒就成了参考结点。如果实际的参考温度不同于参考温度，那么温度决定的桥接电阻器就会改变。这样就会产生一个正的或者负的补偿电压，而该电压会加到热电偶电压上。参考结点温度为 0o 的补偿盒用于补偿模拟输入模块。
 需要注意一下几点。

• 补偿箱必须有足够的电源供应。
• 电源供应单元必须有适当的干扰滤波器，如：通过接地屏蔽线圈

注意事项：
关于 ET200S 的温度补偿的更多信息请查看下列手册。