西门子信号板SB1223

上海朕锌电气设备有限公司

西门子信号板SB1223

安全门和急停按钮是安全组件的典型应用，广泛安装在各类应用中，如 切割机。 
 

在实施过程中，风险分析和评估通常伴随着问题一同提出，从而满足 PL（根据 ISO 13849）或 SIL（根据 IEC 62061）标准的相关要求（接线，工程组态等）。

这也正是本应用示例的切入点。在本应用示例中，采用模块化结构显示安全相关应用的基本实施步骤。

在本应用示例中，对安全门（有无门锁）、 急停以及各种组合进行单独检查。

在此，共包含  24 个具体应用。所有 24 个 F 块均存储在块库中。这样，用户可轻松地将 F 块集成到用户自己的 STEP 7 项目 (TIA Portal) 中，并根据要求进行定制操作。此外，也可直接下载所通过的硬件配置。

S7-1200 FC CPU 是实现简单型单机解决方案的理想控制器。当然，在此也可使用分布式解决方案。在本应用示例中，介绍了如何通过 PROFIsafe 连接 SINAMICS G120。
 

与单硬件解决方案不同，S7-1200 FC CPU 不仅易于操作，其快捷的诊断功能更是较大提高可应用的可用性。较重要的是： S7-1200 FC CPU 的工程组态基于 TIA Portal 自动化系统。因此，用户可受益于全集成自动化 (TIA) 的所有优势：TIA Portal 系统集高效性易于操作性以及**的前瞻性于一体。该系统适用于各种自动化与驱动技术相关的工程组态任务。

块库、文档和 SET 文件
 ZIP 文件“STEP 7 V15 块库”中包含有 24 个 F 块的块库，分别对应 24 个急停和安全门 应用场景。

对于  24 个应用场景中的每一个场景，本文档均包含以下内容：

• 所需软硬件的组件列表
• 连接图
• 各核心功能的相关说明
• 所提供 F 块的具体说明
• 相关的组态和参数设置信息
• 设置应用示例时的操作说明

此外，在本文档中还介绍了有关 F 程序中特定序列的更多信息，以及安全门和急停应用中的宝贵信息。例如，为了满足特定 PL/SIL 标准要求而所需考虑的各种因素。

1.概述

1.1 S7-1200 的PROFINET 通信口
S7-1200 CPU 本体上集成了一个 PROFINET 通信口，支持以太网和基于 TCP/IP 的通信标准。使用这个通信口可以实现 S7-1200 CPU 与编程设备的通信，与HMI触摸屏的通信，以及与其它 CPU 之间的通信。这个PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口，支持电缆交叉自适应，因此一个标准的或是交叉的以太网线都可以用于这个接口。

1.2 S7-1200支持的协议和较大的连接资源

S7-1200 CPU 的PROFINET 通信口支持以下通信协议及服务
? TCP
? ISO on TCP ( RCF 1006 )
? S7 通信 (服务器端)

通信口所支持的较大通信连接数
S7-1200 CPU PROFINET 通信口所支持的较大通信连接数如下：
? 3个连接用于HMI (触摸屏) 与 CPU 的通信
? 1个连接用于编程设备（PG）与 CPU 的通信
? 8个连接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP) 的编程通信，使用T-block 指令来实现
? 3个连接用于S7 通信的服务器端连接，可以实现与S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太网S7 通信
S7-1200 CPU可以同时支持以上15个通信连接，这些连接数是固定不变的，不能自定义。

TCP（Transport Connection Protocol）
TCP是由 RFC 793描述的标准协议，可以在通信对象间建立稳定、安全的服务连接。如果数据用TCP协议来传输，传输的形式是数据流，没有传输长度及信息帧的起始、结束信息。在以数据流的方式传输时接收方不知道一 条信息的结束和下一条信息的开始。因此，发送方必须确定信息的结构让接收方能够识别 。在多数情况下TCP应用了IP (Internet protocol) ，也就是“TCP/IP 协议”， 它位于 ISO-OSI 参考模型的*四层。
协议的特点：
? 与硬件绑定的高效通信协议
? 适合传输中等到大量的数据 (<=8192 bytes)
? 为大多数设备应用提供
– 错误恢复
– 流控制
– 可靠性
? 一个基于连接的协议
? 可以灵活的与支持TCP协议的第三方设备通信
? 具有路由兼容性
? 只可使用静态数据长度
? 有确认机制
? 使用端口号进行应用寻址
? 大多数应用协议，如TELNET、FTP都使用TCP
? 使用 SEND/RECEIVE 编程接口进行数据管理需要编程来实现

1.3 硬件需求和软件需求
硬件：西门子信号板SB1223
① S7-1200 CPU
② S7-300 CPU + CP343-1（支持S7 Client）
③ PC（带以太网卡）
④ TP以太网电缆
软件：
① STEP 7 Basic V10.5
② STEP 7 V5.4

2. ISO on TCP 通信
S7-1200 CPU 与S7-300/400 之间通过ISO on TCP 通信，需要在双方都建立连接，连接对象选择“Unspecified”。
所完成的通信任务为：
① S7-1200将DB3里的100个字节发送到S7-300的DB2中
② S7-300将输入数据IB0发送给S7-1200的输出数据区QB0。

2.1 S7-1200 CPU 的组态编程
组态编程过程与 S7-1200 CPU 之间的通信基本相似 （见 6.3 ），这里简单描述一下步骤：
① 使用STEP 7 Basic V10.5 软件新建一个项目
在STEP 7 Basic 的“Portal View”中选择 “Create new project”创建一个新项目
② 添加新设备
然后进入“Project view”，在“Project tree”下双击“Add new device”，在对话框中选择所使用的S7-1200 CPU添加到机架上，命名为 PLC_1。
③ 为 PROFINET 通信口分配以太网地址
在“Device View”中点击 CPU 上代表PROFINET 通信口的绿色小方块，在下方会出现PROFINET 接口的属性，在 “Ethernet addresses”下分配IP 地址为 192.168.0.1 ，子网掩码为255.255.255.0。
④ 在 S7-1200 CPU 中调用“TSEND_C”通信指令并配置连接参数和块参数
在主程序中调用发送通信指令，进入“Project tree” > “ PLC_1”>“Program blocks”>“Main”主程序中，从右侧窗口“Instructions”> “Extended Instructions”>“Communications”下调用“TSEND_C”指令，并选择“Single Instance”生成背景 DB块。然后单击指令块下方的“下箭头”，使指令展开显示所有接口参数。
然后，创建并定义发送数据区 DB 块。通过“Project tree”>“ PLC_1”> “Program blocks” >“Add new block” ，选择 “Data block”创建 DB 块，选择**寻址，点击“OK”键，定义发送数据区为 100个字节的数组。
根据所使用的参数创建符号表，如图1所示。
配置连接参数，如图2所示。
配置块接口参数，如图3所示。

图1 创建所使用参数的符号表图PLC tag

图2 配置连接参数

图3 配置 TSEND_C 块参数

⑤ 调用“TRCV”通信指令并配置块参数如图6 47所示。
因为与发送使用的是同一连接，所以使用的是不带连接的发送指令“TRCV”，连接“ID”使用的也是“TSEND_C”中的“Connection ID”号，如图4所示。

图4 配置 T_RCV 块参数

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