过程映像和过程映像分区 过程映像 - 概述过程映像输入和过程映像输出过程映像输入和输出是信号状态的映像。CPU 将输入和输出模块中的值传送到过程映像输入和输出中。循环程序开始时，CPU 将过程映像输出以信号状态的形式传送到输出模块中。CPU 随后将输入模块的信号状态传送到过程映像输入中。过程映像的优点过程映像在程序循环执行过程中访问的过程映像信号始终一致。如果在程序执行期间输入模块的信号状态更改，那么信号状态会保留在过程映像中。CPU 在下一个循环时才对该过程映像进行更新。过程映像的一致性在更新过程映像时，SIMATIC Drive Controller 会将每个子模块的数据作为一致的数据进行访问。此行为与模块化 SIMATIC S7-1500 CPU 相同。每个子模块中可作为一致性数据访问的最大数据量，取决于 IO 系统。例如，PROFINET IO的数据量为 1024 个字节。32 个过程映像分区CPU 使用过程映像分区将特定模块中已更新的输入/输出与用户程序的特定部分进行同步。使用 SIMATIC Drive Controller 时，整个过程映像可细分为多达 32 个过程映像分区(PIP)。CPU 将在每个程序循环中自动更新 PIP 0（自动更新），并分配给 OB 1。在组态 IO 设备时，可以将其它 OB 分配给过程映像分区 PIP 1 到 PIP 31。OB 开始之前，CPU 将所分配过程映像分区 (PIPQ) 的输出直接写入 IO 设备的外设输出中。随后，CPU 将更新所分配输入的过程映像分区 (PIPI)，并读取相应的过程信号。组态8.8 过程映像和过程映像分区SIMATIC Drive Controller136 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC下图说明了过程映像分区的更新。图 8-8 更新过程映像分区同步处理接口 X142 的工艺 I/O定时器 DI、定时器 DQ、过采样 DI、过采样 DQ 和事件/周期测量工作模式需要在 OB91（MC 伺服）或 OB6x（同步模式中断 OB）中进行同步处理。如果您已组态了其中一种工作模式，但未设置同步处理，则在编译硬件配置时会出现错误。如果已将工艺 I/O 与工艺对象测量输入、输出凸轮或凸轮轨迹互连，则必须采用同步模式并分配给过程映像分区 OB 伺服。将工艺 I/O 与相应的工艺对象互连后，将自动进行设置。8.8.2 在用户程序中更新过程映像分区要求或者也可使用以下指令更新过程映像：• “UPDAT_PI”指令• “UPDAT_PO”指令指令位于 STEP 7“指令”(Instructions) 任务卡中的“扩展指令”(Extended instructions) 下的“过程映像”(Process image) 文件夹中。可从用户程序中的任意一点调用指令。使用“UPDAT_PI”和“UPDAT_PO”指令更新过程映像分区的要求：• 不能将过程映像分区分配给任何 OB。这意味着过程映像分区不会自动更新。说明更新 PIP 0PIP 0（自动更新）不能使用指令“UPDAT_PI”和“UPDAT_PO”进行更新。组态8.8 过程映像和过程映像分区SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC 137UPDAT_PI：更新输入的过程映像分区通过该指令，将 IO 设备输入模块中的信号状态读入到输入过程映像分区 (PIPI)。UPDAT_PO：更新输出的过程映像分区通过该指令，可以将 IO 设备输出过程映像分区传输到输出模块。对 I/O 设备的输入和输出进行直接 I/O 访问如果因编程原因需要对 I/O 进行直接读/写访问，也可以采用这种方式代替通过过程映像进行的 I/O 访问。直接（写入）I/O 访问也将写入过程映像。这将防止过程映像的后续输出再次改写通过直接访问写入的值。
TIA Portal 中的显示项目树在项目树中，STEP 7 为 SIMATIC Drive Controller 创建项目树。项目树包含项目的所有元素和编辑器。表格 8- 3 项目树的结构在“驱动控制器”(Drive Controller) 组文件夹下，可以找到 CPU 和 SINAMICSIntegrated。例如，在“PLC”条目下，可以找到 CPU 的设备组态和诊断选项。可使用 STEP 7Professional 对 CPU 进行组态、参数分配和编程。例如，在“集成”(Integrated) 条目下，可以找到集成自动转速控制的设备组态和诊断选项。可使用 SINAMICS Startdrive 对SINAMICS Integrated 进行组态和参数分配。组态8.4 TIA Portal 中的显示SIMATIC Drive Controller124 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC说明如果没有 SINAMICS Integrated 的条目，请检查是否已正确安装 SINAMICS Startdrive 以及是否已在设置中选中“包含 SINAMICS Integrated”(Including SINAMICS Integrated) 选项。在项目树中查找关联设备还可以将项目中的 CPU 和关联的 SINAMICS Integrated 分配给其它随机组。要查找相应的关联设备，请在项目树中执行以下步骤：1. 在 CPU 下，例如“PLC_1 [CPU 1504D TF]”，选择“分布式 I/O > PROFIdrive 系统”(Distributed I/O > PROFIdrive system) 下方的“SINAMICS Integrated”（例如“Integrated_1 [S120, CPU 150xD]”）。2. 使用 CPU 的“转到设备”(Go to device) 快捷菜单导航到关联的 SINAMICS Integrated。3. 要从 SINAMICS Integrated 导航到关联的 CPU，请选择 SINAMICS Integrated ，例如“Integrated_1 [S120, CPU 150xD]”。4. 使用快捷菜单“转到主 I/O 系统”(Go to master I/O system) 可返回 PROFIdrive 系统，从而返回到关联 CPU。网络视图网络视图显示 SIMATIC Drive Controller 的两个组件，例如：• PLC_1 [CPU 1504D TF] 和• Integrated_1 [S120, CPU 150xD]巡视窗口会根据网络视图中的选择显示不同的内容：• 选择一个接口 ① 进行组态• 选择 CPU ② 进行 CPU 设置。• 选择 SINAMICS Integrated ③ 进行 SINAMICS Integrated 设置（例如帧设置）• 选择 PROFIdrive Integrated 子网 ④ 设置总线周期时间（从而间接设置 MC 伺服时钟）或将 SINAMICS Integrated 与另一个时钟系统（X142 技术 I/O 或 PROFINET 接口X150）耦合。组态8.4 TIA Portal 中的显示SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC 125可以单独或一起复制/添加/删除 SIMATIC Drive Controller 的组件。如果随后组态SINAMICS Integrated，则需要将 SINAMICS Integrated 手动分配到主系统以建立PROFIdrive Integrated 连接。图 8-5 TIA Portal 中的显示 – 网络视图拓扑视图由于拓扑视图与 SINAMICS Integrated 无关，因此仅显示 SIMATIC Drive Controller 的CPU。设备视图SIMATIC Drive Controller 的两个组件均有一个单独的设备视图。• CPU 设备视图：CPU（包括通信接口）的参数分配• SINAMICS Integrated 设备：SINAMICS S120 驱动器组件（电源模块、电机模块和电机等）和驱动器框架等的组态可以通过链接方便轻松地在两个视图之间切换。在网络视图中，巡视窗口会根据设备视图中的选择显示不同的内容。组态8.5 组态信息SIMATIC Drive Controller126 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC8.5 组态信息8.5.1 组态软件注意事项路由PROFIdrive Integrated 代表低层网络。通过 PROFINET/PROFIBUS 连接的编程设备使用路由来访问 SINAMICS Integrated 。设置与 SINAMICS Integrated 的在线连接时必须满足以下要求：• 需要为要连接编程设备的接口组态一个子网。仅当组态了子网时，才可以路由到SINAMICS Integrated。• 必须将组态载入 CPU，CPU 路由信息才可用。可访问的设备由于 SINAMICS Integrated 已分配给低层网络，因此只能通过“可访问设备”(Accessibledevices) 访问高层 CPU，而不能访问 SINAMICS Integrated。PROFINET 接口的 IP 地址使用 SIMATIC Drive Controller 时，IP 地址 192.168.215.240 到 192.168.215.255 保留用于内部通信（子网掩码 255.255.255.240）。在组态 PROFINET 接口（X150、X160 和X130）时，必须确保内部地址不在其网络中。使用 IP 时，网络通过 IP 地址和子网掩码的“与”连接定义。Startdrive 安装（不包括 STEP 7 Professional）如果仅安装了 Startdrive，则可以“离线”组态 SINAMICS Integrated。无法使用在线功能，因为路由信息不可用。STARTER 组态工具不能使用 STARTER 组态工具组态 SINAMICS Integrated。作为新站上传SIMATIC 驱动器控制器可以作为新站上传。仅装入 CPU。要求：仅组态了 CPU，而未组态SINAMICS Integrated。当前不支持上传 SINAMICS Integrated。组态8.5 组态信息SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC 1278.5.2 SINAMICS Integrated 控制模式的混合运行SINAMICS Integrated 控制模式的混合运行伺服控制、矢量控制和 U/f 控制可以混合运行，但有一定的限制。允许：• 伺服控制与 U/f 控制混合运行• 矢量控制与 U/f 控制混合运行不允许：• 伺服控制与矢量控制混合运行对于混合运行，请注意以下允许的驱动器数量。伺服控制与 U/f 控制混合运行伺服控制与 U/f 控制混合运行时，采样时间为 125 μs 时采用伺服控制的驱动器消耗的计算性能与采样时间为 500 μs 时采用 U/f 控制的两个驱动器的消耗完全相同。与伺服控制相结合后，最多允许 11 个驱动器（1 个伺服控制驱动器加 10 个 U/f 控制驱动器）。表格 8- 4 混合运行伺服控制的驱动器数采样时间为 125 μs 和 62.5 μs 时和当前控制器周期时间下采用伺服控制的驱动器数采样时间为 500 μs 时和当前控制器周期时间下采用 U/f 控制的驱动器数6 125 µs 3 62.5 µs 0 -5 125 µs - - 2 500 µs4 125 µs 2 62.5 µs 4 500 µs3 125 µs - - 6 500 µs2 125 µs 1 62.5 µs 8 500 µs1 125 µs - - 10 500 µs0 - 0 - 12 500 µs组态8.5 组态信息SIMATIC Drive Controller128 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC矢量控制与 U/f 控制混合运行矢量控制与 U/f 控制混合运行时，采样时间为 250 μs 时采用矢量控制的驱动器消耗的计算性能与采样时间为 500 μs 时采用 U/f 控制的两个驱动器的消耗完全相同。与矢量控制相结合后，最多允许 11 个驱动器（1 个矢量控制驱动器加 10 个 U/f 控制驱动器）。表格 8- 5 混合运行矢量控制的驱动器数采样时间为 250 μs 和 500 μs 时和当前控制器周期时间下采用矢量控制的驱动器数采样时间为 500 μs 时和当前控制器周期时间下采用 U/f 控制的驱动器数6 500 µs 3 250 µs 0 -5 500 µs - - 2 500 µs4 500 µs - - 4 500 µs3 500 µs - - 6 500 µs2 500 µs - - 8 500 µs1 500 µs - - 10 500 µs0 - 0 - 12 500 µs说明矢量控制和 U/f 控制混合运行时，以下驱动器组群和当前控制器周期时间不可用：• 1 个驱动器（矢量控制，250 μs）和 8 个驱动器（U/f 控制，500 μs）• 2 个驱动器（矢量控制，250 μs）和 4 个驱动器（U/f 控制，500 μs）更多信息有关控制类型和系统规则以及可能的采样间隔的详细信息，请参见“SINAMICS S120 驱动功能手册
更改 SINAMICS Integrated 的当前控制器周期时间运动控制功能的反弹当前控制器周期时间 p0115[0] 更改为 ≠ 125 µs 会导致时钟系统重新初始化。此后，执行运动控制指令和访问运动 DB 可能会导致编程错误，默认情况下 CPU 将转入STOP 操作状态。解决方案：可通过组态编程错误 OB (OB 121) 来防止 CPU 停止。然后，可以通过运动控制指令“MC_Reset”（“重新启动”参数 = TRUE）确认发生的任何运动控制报警。操作建议当前控制器周期时间 = 125 µs 的伺服驱动器zuihao使用标准采样时间 p0112 = 3（出厂设置）。通过该设置后，驱动器在当前控制器周期时间 p0115[0] = 125 µs 的情况下运行。当前控制器周期时间 ≠ 125 µs 的伺服驱动器或矢量驱动器如果要求伺服驱动器中的当前控制器周期时间 ≠ 125 µs 或使用矢量驱动器，则运动控制指令和运动 DB 访问操作需要重新初始化时钟系统才可实现。例如，可以通过在启动 OB (OB 100) 中编程等待时间来实现此行为。增量下载不支持此过程。在这种情况下，组态 OB 121 并使用 MC_Reset 指令（参数“重新启动”= TRUE）来确认发生的任何运动控制报警。指定总线时钟周期要防止驱动器出现设备状况故障，总线时钟周期必须是当前控制器周期时间 p0115[0] 的整数倍值。组态8.6 地址分配SIMATIC Drive Controller130 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC8.5.4 确定 SINAMICS Integrated 版本SINAMICS Integrated 的固件版本显示在 SINAMICS Startdrive 中，使用选项“在线和诊断”(online & diagnostics)，然后是辅助选项“诊断 > 常规”(Diagnostics > General)。如果使用 Startdrive 无法在线连接到 SINAMICS Integrated（在此上下文中，另请参见“硬件/软件要求 (页 113)”部分），则可以通过以下方法确定设备上的 SINAMICS Integrated固件版本（PLC 固件 V3.0 及更高版本）：• 在 TIA Portal 的 CPU 诊断中，使用“驱动器控制器信息”(Drive Controller information)下的“在线和诊断”(online & Diagnostics) 选项和辅助选项“诊断 > 常规”(Diagnostics >General)• 在 CPU Web 服务器“诊断”(Diagnostics) 网页上的“驱动器控制器信息”(Drive ControllerInfo) 下的“识别”(Identification) 选项卡中• 在 CPU 的导出诊断缓冲区中8.6 地址分配8.6.1 寻址简介自动化组件和板载 I/O 必须具有唯一的地址，以便可以对其进行寻址。下文中，将介绍各种不同的地址区域。组态8.6 地址分配SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC 131I/O 地址I/O 地址（输入/输出地址）用于在用户程序中读取输入和设置输出。组态模块时，STEP 7 将自动分配输入和输出地址。每个模块使用一个连续的输入和/或输出地址范围，与其输入和输出的数据量相对应。SIMATIC Drive Controller 的板载 I/O 同样适用。图 8-6 通过 STEP 7 自动分配接口 X142 的输入/输出地址STEP 7 默认将模块的地址区指定为过程映像分区 0（“自动更新”）。过程映像分区在 CPU的主循环中进行更新。说明如果已将 X142 数字量输入/输出与工艺对象测量输入、输出凸轮或凸轮轨迹互连，则必须采用同步模式并分配给过程映像分区 OB 伺服。将数字量输入或数字量输出与相应的工艺对象互连后，将自动进行设置。设备地址（例如，以太网地址）设备地址是模块连接到子网的地址（例如，IP 地址或 PROFIBUS 地址）。通过这些地址，可在子网中寻址各种设备。如，用于下载用户程序。组态8.7 地址空间SIMATIC Drive Controller132 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC硬件标识符STEP 7 将自动指定一个硬件标识符（HW 标识符），用于标识和寻址模块和子模块。例如，在诊断报警或指令中，HW 标识符用于标识故障模块或被寻址的模块。在巡视窗口的“系统常量”(System constants) 选项卡中，可以找到所选模块的所有硬件标识符及硬件标识符的符号名称。图 8-7 在 STEP 7 中自动识别和寻址模块和子模块8.7 地址空间8.7.1 数字量输入和数字量输入/输出的地址空间数字量输入和数字量输入/输出的地址空间地址空间的分配取决于所使用的数字量输入和数字量输入/输出• 接口 X142 上的 8 DI/DQ（I/O 分配给 CPU）• 接口 X122/X132 上的 12 DI 和 8 DI/DQ（I/O 默认情况下分配给 SINAMICSIntegrated）组态8.7 地址空间SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC 133接口 X142 (CPU)接口 X142 的数字量输入/输出yongjiu分配给 CPU。表格 8- 6 接口 X142 的数字量输入/输出的输入/输出数据范围I 76 字节Q 42 字节STEP 7 自动分配地址。可以在 STEP 7 的硬件配置中更改地址，即自由分配起始地址。通道的地址将从该起始地址开始。地址位于 CPU 设备视图的“设备概览”(Device overview) 下和巡视窗口中“常规”(General) 选项卡上的“I/O 地址”(I/O addresses) 下。有关接口 X142 上的数字量输入/输出的控制和反馈接口的说明，请参见数字量输入/输出(X142) 的参数分配 (页 138)。接口 X122/X132 (SINAMICS Integrated)数字量输入和数字量输入/输出默认情况下分配给驱动器 (CU DO1)。可以使用帧互连，以便 CPU 也可以使用这些数字量输入和数字量输入/输出。为此，需组态消息帧 39x 以实现自动转速控制。说明在 SINAMICS Integrated 组态期间，默认设置报文 393。表格 8- 7 数字量输入和数字量输入/输出 X122/X132 的输入/输出数据范围帧 输入 输出 Integrated/CU320-2 的使用390 4 个字节 4 个字节 无测量输入；DI0 到 DI7；DI/DQ8 到 DI/DQ15391 14 个字节 6 个字节 2 个测量输入；DI0 到 DI7；DI/DQ8 到 DI/DQ15392 30 个字节 6 个字节 6 个测量输入；DI0 到 DI7；DI/DQ8 到 DI/DQ15组态8.7 地址空间SIMATIC Drive Controller134 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC帧 输入 输出 Integrated/CU320-2 的使用393 42 字节 8 字节 8 个测量输入；DI0 到 DI7；DI16、DI17、DI20、DI21、DI/DQ8 到DI/DQ15（对于 CU310-2，还包括：DI18、DI19、DI22、DO16 和 AI0）394 6 个字节 6 个字节 无测量输入；DI0 到 DI7；DI16、DI17、DI20、DI21、DI/DQ8 到DI/DQ15（对于 CU310-2，还包括：DI18、DI19、DI22、DO16 和 AI0）有关帧的控制和反馈接口的说明，请参见《SINAMICS S120/S150 列表手册》