自动化机制的灵活性 标准机器项目简介标准机器项目是使用一组创新功能的 STEP 7 项目，它们支持轻松组态和调试标准机器或具有模块化结构的机器的灵活自动化解决方案。硬件配置包含作为 IO 控制器的 S7-1500 CPU 以及作为“PROFINET IO 系统主站”的已连接IO 设备。该主站采用最大配置，可以根据该最大配置为不同的标准机器派生不同的选项，例如 IO 系统随配置的不同而异。全面提升所有级别的灵活性标准机器项目具有以下集中式特性：• 从一个具有最大工程组态的项目（IO 系统主站），可以加载多个不同的标准机器版本（IO 系统选项）。标准机器项目涵盖 IO 系统的所有版本（选项）。• IO 系统选项可以使用简单的工具本地集成到现有网络中。以多种方式提供灵活性：• 如果组态合适，可以使用简单的工具本地调整 IO 控制器的 IP 地址参数。这样就可以将标准机器轻松集成到不同的工厂中，或者多次连接到网络中。具有这种特性的 IO 系统被称为“可多次使用的 IO 系统”。• 如果组态和编程合适，就可以本地操作 IO 系统选项的不同设置（所用 IO 设备的选择或 IO 设备的排列不同）。由于 IO 系统的特定组态可由用户程序控制，因此这被称为“IO 系统的组态控制”。• 如果组态和编程合适，您还可以独立于上述功能，在一个项目中使用集中式设备或分布式 I/O 设备的不同站选项。设备的模块选择和排列可以不同。由于站的具体组态由用户程序控制，这也被称为“组态控制”。更多信息有关组态控制的其它信息，请参见“组态控制（选件处理） (页 262)”部分。有关多次使用 IO 系统和 IO 系统组态控制的更多信息，请参见功能手册《使用 STEP 7 组态 PROFINET
防拷贝保护应用防拷贝功能可对程序提供保护，防止未经授权的复制。使用防拷贝功能，可将块与特定SIMATIC 存储卡或 CPU 关联在一起。与序列号链接意味着只能将此块与相应的 SIMATIC存储卡或 CPU 结合使用。防拷贝和专有技术保护建议：为防止未经授权而对防拷贝功能进行复位，请提供一个采用额外专有技术保护的防拷贝保护的块。首先设置该块的防拷贝保护，然后设置专有技术保护。有关建立专有技术保护的更多信息，请参见“专有技术保护 (页 254)”部分。设置防拷贝保护要设置防拷贝保护，请按以下步骤操作：1. 打开相应块的属性。2. 请在“常规”(General) 下选择“保护”(Protection) 选项。3. 在“防拷贝保护”（Copy protection）区域中，从下拉列表中选择“绑定 CPU 的序列号”（Bind to serial number of the CPU）条目或“绑定存储卡的序列号”（Bind to serialnumber of the memory card）条目。图 10-5 设置防拷贝保护保护10.7 防拷贝保护自动化系统系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK 2594. 如果在上传过程中，STEP 7 将自动插入序列号（动态绑定），则需激活选项“在下载到设备或存储卡时插入序列号”(Serial number is inserted when downloading to a device ora memory card)。通过“定义密码”(Define password) 按钮分配密码，以将块的使用与密码输入额外关联。如果要手动将 CPU 或 SIMATIC 存储卡的序列号绑定到某个块（静态绑定），则需激活“输入序列号”(Enter serial number) 选项。5. 现在，可以在“专有技术保护”(Know-how protection) 区域中设置块的专有技术保护。说明将防拷贝保护块下载到与指定序列号不匹配的设备中时，则系统将拒绝执行整个下载操作。这也意味着，不会下载不带防拷贝保护的块。取消防拷贝保护要取消防拷贝保护，请按下列步骤操作：1. 如果已设置，请移除 专有技术保护 (页 254)。2. 打开相应块的属性。3. 请在“常规”(General) 下选择“保护”(Protection) 选项。4. 在“防拷贝保护”(Copy protection) 区域中，从下拉列表中选择“不绑定”(No binding) 条目。图 10-6 取消防拷贝保护保护10.8 通过锁定 CPU/接口模块来提供保护自动化系统260 系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK10.8 通过锁定 CPU/接口模块来提供保护锁定选项使用安全前盖板为 CPU/Ihr 接口模块提供额外保护，以免受到未授权访问（例如访问SIMATIC 存储卡）。例如，可以通过以下方式进行锁定：• 加盖印章• 使用锁具锁定前盖板（锁孔直径：3 mm）图 10-7 CPU 上的锁紧装置。
组态控制（选件处理）简介通过组态控制（选件处理），可在一个项目执行不同的标准机器组态级别，而无需更改硬件配置或用户程序。组态控制的操作原理通过组态控制，可基于 S7-1500 自动化系统/ET 200MP 分布式 I/O 系统的一个组态，采用不同的标准设备组态级别。• 在项目中组态为全站组态方式（最大组态）。全站组态方式中包含模块化标准设备组件所需的所有模块。• 在项目的用户程序中包含各种站组态方式，可用于标准设备的不同组态级别以及站组态方式的选择。例如，站组态方式仅使用全站组态方式中的部分模块，且这些模块不按照所组态的顺序插入。• 标准设备制造商将根据标准设备的组态级别选择一种站组态方式，而无需更改项目或下载更改的组态。可使用编程的控制数据记录通知 CPU/接口模块：与全站组态方式相比，哪些模块缺失或插入了不同的插槽中。组态控制不会影响模块的参数分配。通过组态控制，可以灵活切换集中/分布式组态。但前提条件是，这种站组态方式源自全站组态方式。自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK 263下图显示了 S7-1500 自动化系统相应站组态方式中，标准设备的三种组态级别。图 11-1 S7-1500 自动化系统相应站组态方式中，标准设备的不同组态级别。优势• 单个 STEP 7 项目中采用所有站组态方式，可极大简化项目的处理与调试过程。• 易于维护、版本管理与升级。• 节省了大量硬件设备：仅会安装设备当前站组态方式所需的 I/O 模块。• 在构建、调试和生成标准设备文档时，具有极大的成本降低潜力。自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统264 系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK操作步骤要设置组态控制，请按以下步骤操作：表格 11- 1 调试 SIMATIC S7-1500 的操作步骤步骤 操作步骤 请参见...1 在 STEP 7 中启用组态控制 “组态 (页 264)”部分2 创建控制数据记录 “创建控制数据记录 (页 266)”部分3 传送控制数据记录 “在 CPU 启动程序中传送控制数据记录 (页 276)”部分用于组态控制的库用于组态控制的库可从 Internet 上下载
S7-1500/ET 200MP 自动化系统中各种数据类型的控制数据记录结构。凭借这些数据类型，自动化解决方案的组态控制实施更为灵活经济高效。11.2.1 组态要求使用 S7-1500 时，可通过集中插入模块和通过 PROFINET IO 进行通信的 ET 200MP 分布式I/O 系统进行组态控制。S7-1500 自动化系统：• STEP 7 Professional V13 及以上版本• CPU S7-15XX 固件版本 V1.5 及以上版本• 将启动参数“比较预设组态和实际组态”(Comparison preset to actual configuration) 设置为“即使不匹配也启动 CPU”(Startup CPU even if mismatch)（默认设置）。“比较预设组态和实际组态”(Comparison preset to actual configuration) 参数，位于巡视窗口中 CPU 属性的“常规 > 启动”(General > Startup) 内。自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK 265ET 200MP 分布式 I/O 系统：• STEP 7 Professional V13 及以上版本• IM 155-5 PN ST/HF• 在 STEP 7 中，已将接口模块分配给 IO 控制器/DP 主站• 将启动参数“比较预设模块和实际模块”(Comparison preset to actual module) 设置为“即使不匹配也启动 CPU”(Startup CPU even if mismatch)（默认设置）。“比较预设模块和实际模块”(Comparison preset to actual module) 参数，位于巡视窗口中接口模块属性口“启动”(Startup) 字段的“常规 > 模块参数”(General > Moduleparameters) 内。具体操作步骤组态 CPU/接口模块时，启用参数“允许通过用户程序重新组态设备”(Allow to reconfigurethe device via the user program)。• 对于 S7-1500 CPU，参数“允许通过用户程序重新组态设备”(Allow to reconfigure thedevice via the user program) 位于“组态控制”(Configuration control) 区域。• 对于 IM 155-5 PN 接口模块，参数“允许通过用户程序重新组态设备”(Allow toreconfigure the device via the user program) 位于“常规 > 模块参数”(General > Moduleparameters) 下方的“组态控制”(Configuration control) 字段内。图 11-2 以 S7-1500 CPU 为例，启用组态控制自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统266 系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK11.2.2 创建控制数据记录具体操作步骤要创建组态控制的控制数据记录，请按以下步骤操作：1. 创建一个包含控制数据记录结构的 PLC 数据类型。有关控制数据记录的结构，请参见：– S7-1500 自动化系统：“S7-1500 自动化系统的控制数据记录 (页 269)”部分。– ET 200MP 分布式 I/O 系统：“ET 200MP 分布式 I/O 系统的控制数据记录 (页 270)”部分。图 11-3 以 S7-1500 CPU 为例，创建控制数据记录 1962. 创建一个全局数据块。自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK 2673. 在数据块中，创建一个以上所创建 PLC 数据类型的数组。下图显示了 S7-1500 CPU 中包含 3 个控制数据记录的数据块。图 11-4 用于组态控制的数据块4. 在该控制数据记录的“起始值”(Start value) 列中，输入模块所在的插槽。图 11-5 插槽分配自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统268 系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK规则请遵循以下规则：• CPU/接口模块将忽略主站外部的控制数据记录中的插槽条目。• 控制数据记录中必须包含站组态方式中到最后一个插槽的所有条目。• 在控制数据记录中，在站组态方式中每个插槽只能使用一次。• 站组态方式中的每个插槽，只能分配给全站组态方式中的一个插槽。• 系统电源 (PS) 也应遵从组态控制规则。说明系统电源的组态控制使用数据记录下载组态（站组态方式）时，STEP 7 不会自动检查是否与预计电量相匹配。此时，需确保站组态方式中每个电源段提供的电量大于或等于消耗的电量。更多信息，请参见“供电平衡计算 (页 141)”部分。使用通信模块• 点到点通信模块：点到点通信模块可用于组态控制，而无任何限制。• PROFINET/以太网和 PROFIBUS 通信模块：使用 PROFINET/以太网或 PROFIBUS 通信模块时，CPU 固件版本 V1.7 及以上版本支持组态控制。如果将诸如 CM 1542-5（DP 主站或 DP 从站）等 PROFINET/以太网或PROFIBUS 通信模块插入集中组态中，则这些通信模块不受组态控制影响。因此，这些模块需位于全站组态方式中预分配的插槽内，并在控制数据记录中输入全站组态方式中的插槽编号（“站组态插槽 = 全站组态插槽”）。在站组态方式中，从 CPU 到最远处通信模块所用的所有插槽都必须包含在控制记录中。通过在 CPU 右侧直接插入通信模块，可实现系统最大灵活性。自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK 26911.2.2.1 S7-1500 自动化系统的控制数据记录插槽分配下表列出了 S7-1500 自动化系统的模块插槽分配：表格 11- 2 插槽分配插槽 模块 注释0 系统电源（可选） CPU 上游1 CPU 插槽 1 中始终为 CPU2 到 31 I/O 模块/系统电源（取决于站选项） CPU 下游控制数据记录在 S7-1500 自动化系统的组态控制中，可定义包含有插槽分配的控制数据记录 196V4.0。下表列出了控制数据记录的结构，并提供了各个元素的说明。表格 11- 3 组态控制：控制数据记录 196 的结构字节 元素 代码 说明0 块长度 4 + 插槽数 标头1 块 ID 1962 版本 43 版本 04 主站的插槽 0 站选项中的插槽分配 控制元素包含有关模块所在插槽的信息。基于以下规则，可确定相应字节中需输入的值：• 如果该模块包含在站组态方式中，则输入该模块的插槽号。• 如果该模块未包含在站组态方式中，则输入 255。5 主站的插槽 1 站选项中分配的插槽 1（始终为 1，因为 CPU始终位于插槽 1 中）6 主站的插槽 2 站选项中的插槽分配7 主站的插槽 3 站选项中的插槽分配： ： ：4 +（最大插槽编号）主站的最大插槽 站选项中的插槽分配自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统270 系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK11.2.2.2 ET 200MP 分布式 I/O 系统的控制数据记录插槽分配下表列出了 ET 200MP 分布式 I/O 系统的模块插槽分配：表格 11- 4 插槽分配插槽 模块 注释0 系统电源（可选） 接口模块上游1 接口模块 接口模块（插槽 1）不是一个组态控制元素，而是对组态控制进行控制。2 到 31 I/O 模块/系统电源（取决于站选项） 接口模块下游控制数据记录在 ET 200MP 分布式 I/O 系统的组态控制中，可定义包含有插槽分配的控制数据记录 196V3.0。下表列出了控制数据记录的结构，并提供了各个元素的说明。表格 11- 5 组态控制：控制数据记录 196 的结构字节 元素 代码 说明0 块长度 4 + 插槽数 标头1 块 ID 1962 版本 33 版本 04 主站的插槽 0 站选项中的插槽分配 控制元素包含有关模块所在插槽的信息。基于以下规则，可确定相应字节中需输入的值：• 如果该模块包含在站组态方式中，则输入该模块的插槽号。• 如果该模块未包含在站组态方式中，则输入 127。5 主站的插槽 2 站选项中的插槽分配6 主站的插槽 3 站选项中的插槽分配： ： ：4 + (最大插槽编号 - 1)主站的最大插槽 站选项中的插槽分配自动化机制的灵活性11.2 组态控制（选件处理）自动化系统系统手册, 01/2023, A5E03461186-AK 27111.2.2.3 ET 200MP 分布式 I/O 系统的反馈数据记录工作原理反馈数据记录可提供有关模块分配的精度信息，以检测控制数据记录中的分配错误。反馈数据记录通过单独的数据记录 197 V2.0 进行映射。插槽分配只有对组态控制进行了组态后，才有反馈数据记录，而且反馈数据记录通常来自最大数量框架（不含接口模块，即 31 个插槽）。下表列出了模块的插槽分配情况：表格 11- 6 插槽分配插槽 模块 注释0 系统电源（可选） 接口模块上游2 到 31 I/O 模块/系统电源（取决于站选项） 接口模块下游可以部分读取反馈数据记录。