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西门子人机界面

人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成 MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)单元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。

（1）、MMC(Man Machine communication)

zui常用的MMC有两种：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是专门为配合西门子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘，与MMC不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI。

HMI有分为两种：嵌入式HMI和HMI。一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载HMI。

（2）OP(Operation pannel)

OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元，如： OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031zui为常用。

（3）、MCP(Machine control pannel)

MCP是专门为数控机床而配置的，它也是OPI上的一个节点，根据应用场合不同，其布局也不同，目前，有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D，MCP的MPI地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定。

对于SINUMERIK840D应用了MPI（Multiple Point Interface）总线技术，传输速率为187.5k/秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）总线，它的传输速率为1.5M/秒

STEP 7 可以将所有用户编写的程序以及程序块程序所需要的数据进行归档。由于能够在一个块内调用其他块（就像它们是子程序一样），可实现用户程序的结构化。从而使得 PLC 程序的结构更加清楚，也更加便于理解和更新。 提供以下类型的连接：

数据处理块 (DHB) 控制程序的执行。

OB 基于触发事件而被分为多个类别（例如，时间驱动、报警驱动）。根据相应的优先级别，一个类别可将另一个类别中断。

在启动了一个 OB 时，将提供关于触发事件的详细启动信息。此信息可在用户程序中进行分析。

功能块 (FB) 中包含实际用户程序。

功能块每次被调用时可被提供不同数据（所谓“实例"）。这些数据以及内部变量（例如，用于中间值）和结果存储在的实例数据块中，并由系统自动管理。

在调用一个 FB/SFB 时，实例数据块（实例 DB）被分配给该块。它们是在编译这些块时自动生成的。

用户可从其用户程序中的任意点或从一个 HMI 系统过来访问这些数据（当然也可以是符号形式）。

功能（FC）中包含经常使用的功能的例行程序

每个功能都有一个固定的功能值（除 IEC 标准外，还可具有多个初始参数）。调用之后，必须立即对输出参数进行处理。这样，功能就不需要任何实例数据块。

数据块（DB）是用于存储用户数据的数据区域。

除了在每种情况下分配给一个功能块的数据（实例数据）之外，还可定义全局数据，且全局数据可由任何软件模块（如用于配方的模块）使用。

一个基本或结构化数据类型可被分配给一个数据块的组件。例如，基本数据类型为布尔 (BOOL)、实型 (REAL) 或整型 (INTEGER)。结构化数据类型（字段与结构）包含基本数据类型（例如，一个配方）。数据块中的数据可以符号方式被寻址。这样就促进了编程，改善了程序的可读性。

系统功能块 (SFB)：集成到 CPU 操作系统中的功能块（参见上面），如 SEND、RECEIVE、控制器。SFB 的变量也归档在 IDB 中。

系统功能 (SFC)：集成在 CPU 操作系统中的功能（参见上面），如时间功能、块传输。

系统数据块 (SDB) 是用于 CPU 操作系统的数据，包含了系统设置，如模块参数

1. 称重模块订货号

SIWAREX U模块，有单通道和双通道之分
7MH4950-1AA01 单通道，每个模块只能连接一台秤；
7MH4950-2AA01 双通道，每个模块可以连接两台台秤；

2.必选附件

在SIWAREX U选型时，20针前连接器是必选的，下图所示的前连接器订货号为6ES7392-1AJ00-0AA0

3.可选附件

在SIWAREX U选型时，下列附件是可选的，用户可以根据自己的实际需要确定是否采购，不做强制要求。

（1） 因为目前很多电脑上没有RS232串口，所以与SIWATOOL软件通信时，需要使用USB/RS232转换器。西门子推荐使用ATEN UC-232A 型号的USB/RS232转换器（淘宝有售，如果无法买到该型号的转换器， DTECH的5002A或5001A 也可以作为替代型号。）
（2） 经过RS232/USB转换器出来的串口，不能直接与称重模块连接。用户还必须采购（订货号7MH4607-8CA）或者自己制作一根232电缆.

（3） 多个称重模块通过接线盒7MH4710-1EA（不锈钢外壳）或7MH4710-1BA（铝外壳），并联后连接至称重模块；
（4） 传感器自带电缆长度不够，需要进行延长时，需要使用延伸盒（7MH4710-2AA）；
（5） 从接线盒或者延伸盒，到称重模块之间的连接电缆为专用电缆（7MH4702-8AG 橙色外皮； 7MH4702-8AF蓝色外皮，用于防爆区域）；

（6） 为降低干扰对测量的影响，传感器屏蔽层通过专用屏蔽元件与安装导轨连接，屏蔽连接元件6ES7390-5AA00-0AA0和屏蔽连接端子6ES7390-5CA00-0AA0 如下图所示。

 PN/PN耦合器，订货号：6ES7158-3AD10-0XA0，能够实现两个不同以太网子网进行数据交换。PN/PN 耦合器具有两个 PROFINET 接口，每个接口连接到一个子网。在组态期间，从这一个PN/PN耦合器将生成两个IO设备，表示每个自带子网的站都有一个IO设备。 在每个子网内，PN/PN 耦合器的另一个部分作为总线节点。一旦组态完成，两个部分合并在一起。

    主要属性：

· 1440 字节的输入数据和 1440 字节的输出数据。

· 多达 16 个输入区域/输出区域可用于与以下虚拟模块交换数据。

· PN IO 控制器之间跨网络边界进行数据交换，同时保持网络隔离。

· 两个 PROFINET IO 子网之间具有电隔绝。

· 一侧网络端的错误对另一侧的网络端没有影响，但可以在另一侧网络端诊断错误。

· 冗余电源。

· 当使用“IO Modules”模块操作模式时，输入用户数据的状态信息。

· SIMATIC BusAdapter。

    元件与接口：

    通讯组态：

    使用博途软件组态PN/PN耦合器，CPU在同一项目中的组态方式进行说明：本问使用CPU1512C-1PN 连接 PN/PN Coupler X1 端，CPU1516-3PN/DP 连接PN/PN Coupler X2 端；

1.打开网络视图，在右边目录中找到“网络组件--网关”,将PN/PN Coupler拖曳至左侧视图中；右键PN/PN Coupler左侧X1部分，快捷菜单中选择“分配给新的DP主站/IO控制器”，将PN/PN耦合器X1 连接到CPU1512C-1PN的IO系统中；右键PN/PN Coupler左侧X2部分，快捷菜单中选择“分配给新的DP主站/IO控制器”，将PN/PN耦合器X2 连接到CPU1516-3PN/的IO系统中；PN/PN耦合器属性中，分别为PN/PN耦合器的X1 和X2 设置数据有效性显示（DIA）；

新增传输区，并设置PROFINET[X1]和PROFINET[X2]的IO地址；

下载组态，分别右键PN/PN耦合器左侧X1和右侧X2，分配设备名称；

2.在监控表中进行数据交换测试；

西门子S7-1500 CPU IO 设备的诊断功能（与1200完全相同），可使用 DeviceStates 和 ModuleStates 指令对分布式 IO 设备的站状态和子模块进行诊断。本文使用 1214C V4.0 CPU 和 ET200SP 的 PN 通信为例进行说明（DP通信同样适用）。

一、S7-1500与分布式IO设备的诊断准备

1硬件准备：

1. CPU 1214C DC/DC/DC，V4.0，一台

2. ET200SP 分布式 IO 站，PN 接口，两套

2、软件准备：

1. TIA Portal V14 SP1

3、使用 TIA Portal 创建一个新项目，正确配置，下载后，进入网络视图，所有站点状态正常。

二、使用 DeviceStates 指令对分布式 IO 子站进行诊断

1、创建全局数据块，用于存储状态数据

在全局数据块中创建数据类型为 Array of BOOL 数组，共计1024个元素。

2、编写程序

在 OB1 中调用 DeviceStates 指令，双击 LADDR 引脚，选择需要诊断的 IO 系统。将 MODE 设置为2，STATE 填写上述定义的全局数据块数组。

指令引脚说明：

参数 LADDR：

使用 LADDR 参数通过硬件标识符选择 PROFINET IO 或 DP 主站系统。
硬件标识符位于：

· PROFINET IO 或 DP 主站系统属性的网络视图中。

或数据类型为 HW_IOSYSTEM 的所列系统常量的 plc 变量表中。

参数 MODE：

使用 MODE 参数可读取状态信息。 可读取整个 PROFINET IO 或 DP 主站系统的下列一条状态信息：

· 1: IO 设备/DP 从站已组态

· 2: IO 设备/DP 从站故障

· 3: IO 设备/DP 从站已禁用

· 4: IO 设备/DP 从站存在

.5: 出现问题的 IO 设备/DP 从站。

参数 STATE：

通过 STATE 参数，输出由 MODE 参数选择的 IO 设备/DP 从站的状态。
如果使用 MODE 选择的状态适用于 IO 设备/DP 从站，则在 STATE 参数中将下列位设置为“1”：

· 位 0 = 1： 组显示。 至少有一个 IO 设备/DP 从站的第 n 位设置为“1”。

· 位 n = 1：通过 MODE 选择的状态将应用到 IO 设备/DP 从站。

o 对于 PROFINET IO 系统，第 n 位对应于相应 IO 设备的设备编号（请参见设备视图和网络视图中的 PROFINET 接口属性）。

o 对于 PROFINET DP 系统，第 n 位对应于 DP 从站的 PROFIBUS 地址（请参见设备视图和网络视图中的 DP 从站属性）。

使用“BOOL”或“Array of BOOL”作为数据类型：

· 要仅输出状态信息的组显示位，可在 STATE 参数中使用 BOOL 数据类型。

· 要输出所有 IO 设备/DP 从站的状态信息，请使用下列长度的 Array of BOOL：

· 对于 PROFINET IO 系统：1024 位

对于 DP 主站系统：128 位

3、程序测试

将程序下载到 PLC 中。监控全局数据块 devicestate。当 IO device_2 故障时（掉电或网线拔除导致丢站），state[2]=1