6ES7953-8LF31-0AA0

西門子PLC S7-300系列如果需要使用熱插拔功能，需滿足以下條件：

　　（1）西門子PLC S7-300系列的型號要求：用戶需要配置CPU315以上的型號才能支持此功能；

　　（2）一般情況下，西門子PLC S7-300的主系統(tǒng)中無法使用熱插拔功能，而分布式I/O模塊-ET200M從站可以使用熱插拔功能；

　　（3）在分布式I/O模塊ET200M中使用熱插拔功能時，用戶需要配置接口模塊IM153的總線模塊，同時還需要配置西門子PLC S7-300系列的擴(kuò)展模塊的總線模塊；

　　（4）這些總線模塊需要安裝在有源導(dǎo)軌上，通過有源導(dǎo)軌可以實(shí)現(xiàn)模塊間電源及信號的連接和傳輸，當(dāng)其中一個模塊從有源導(dǎo)軌中拔出時，其他模塊還可以正常工作；

　　3.熱插拔功能的應(yīng)用

　　在西門子PLC S7-300系列組成的控制系統(tǒng)中，如果用戶需要配置為軟冗余系統(tǒng)，則可將ET200M從站配置為有源導(dǎo)軌，從而是實(shí)現(xiàn)模塊熱插拔的功能。軟冗余系統(tǒng)為用戶提供了系統(tǒng)信號的備份功能，確保了系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)一體化的關(guān)鍵是總體架構(gòu)的構(gòu)建，也就是說，在以芙蓉王專線為基礎(chǔ)的特色工藝加工過程中，如何協(xié)調(diào)所有資源，在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和流程下，有序、有理、有節(jié)的運(yùn)行，并在MES中體現(xiàn)，成為了構(gòu)建MES的主題思想。一個滿足這個目標(biāo)的架構(gòu)思想“三三”成為了總體架構(gòu)設(shè)計(jì)的主旋律。芙蓉王三三的的核心思想是指“三模統(tǒng)一”、“三級協(xié)調(diào)”、“三級聯(lián)動”。“三模統(tǒng)一”是“生產(chǎn)協(xié)同MES”的建設(shè)基礎(chǔ)，“三級協(xié)調(diào)”、“三級聯(lián)動”是“一體化MES”的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。如：下圖

組態(tài)王和多臺西門子 S7-300、400PLC 通過 dp 協(xié)議通訊時，設(shè)備地址應(yīng)如何定義？
1）硬件連接：計(jì)算機(jī)中插入一塊 CP5611（或 CP5613)可實(shí)現(xiàn)將多個 S7-300/400PLC連接在一條 DP 總線上。
2）DP 協(xié)議設(shè)置：所有 PLC 必須設(shè)置的 DP Sle 站， CP5611(或 CP5613)要求通過 Simatic net 設(shè)置的 DP  master 站；
3）組態(tài)王中設(shè)備地址定義：選擇 PLC/西門子/S7-200 系列(DP)/Profibus-DP ，設(shè)備地址固定為 1.1 (該地址與從站 PLC 的地址設(shè)置無關(guān))。

每一個狀態(tài)或者步用一個狀態(tài)元件表示，S0為初始步，也稱為準(zhǔn)備步，表示初始準(zhǔn)備是否到位。其它為工作步。

狀態(tài)元件是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，是可編程控制器的軟元件之一。 FX2N 共有 1000個狀態(tài)元件，其分類、編號、數(shù)量及用途如表1所示。

表1 FX2N的狀態(tài)元件

注：①狀態(tài)的編號必須在范圍內(nèi)選擇。

②各狀態(tài)元件的觸點(diǎn)，在PLC內(nèi)部可自由使用，次數(shù)不限。

③在不用步進(jìn)順控指令時，狀態(tài)元件可作為輔助繼電器在程序中使用。

④通過參數(shù)設(shè)置，可改變一般狀態(tài)元件和掉電保持狀態(tài)元件的地址分配。

3．狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC）的畫法

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC）也稱功能表圖。用于描述控制系統(tǒng)的控制過程。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的三要素：驅(qū)動動作、轉(zhuǎn)移目標(biāo)和轉(zhuǎn)移條件。其中轉(zhuǎn)移目標(biāo)和轉(zhuǎn)移條件*，而驅(qū)動動作則視具體情況而定，也可能沒有實(shí)際的動作。

步與步之間的有向連線表示流程的方向，其中向下和向右的箭頭可以省略。圖中流程方向始終向下，因而省略了箭頭

　　“三模統(tǒng)一”的提出，是解決業(yè)務(wù)和信息不對稱以及載體不對稱問題的基本思路，是為了完成信息交互，業(yè)務(wù)流程的無縫對接的有效手段，芙蓉王MES實(shí)踐證明，為了實(shí)現(xiàn)物流、信息流、資金流的統(tǒng)一，管控一體化，流程數(shù)字化、信息集成一體化，三模統(tǒng)一是一個很好的選擇。

　　“三模統(tǒng)一”的思想突破了國內(nèi)現(xiàn)有MES粗放的“金字塔”建設(shè)模式，使得MES系統(tǒng)在內(nèi)部搭建，如：計(jì)劃分解粒度，生產(chǎn)工序劃分，控制系統(tǒng)工作內(nèi)容更加清晰；使得與第三方系統(tǒng)的接口，更加**。充分實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度指令、作業(yè)指令的協(xié)調(diào)處理和基于事件的滾動排程，能夠使計(jì)劃指令、生產(chǎn)執(zhí)行調(diào)度、生產(chǎn)執(zhí)行工作在小的粒度上，有效、統(tǒng)一、實(shí)時的反映生產(chǎn)狀況，并使機(jī)臺、儲柜等小粒度對象、小粒度事件躍然在管理者眼中。真正實(shí)現(xiàn)計(jì)劃層、生產(chǎn)執(zhí)行層、控制層的統(tǒng)一。完成了專線數(shù)字化、生產(chǎn)精細(xì)化、生產(chǎn)過程可視化的驗(yàn)證，并為扁平式管理思路提供了很好的實(shí)踐證明。事件證明，三模統(tǒng)一的構(gòu)建，為常德芙蓉王專線的生產(chǎn)一體化帶來了質(zhì)的飛躍。

硬件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　為了適應(yīng)總體架構(gòu)的總體思路，硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從安全、性能和接口三個方面給予了足夠的支撐。在實(shí)際應(yīng)用中證明，本架構(gòu)除了滿足總體架構(gòu)的要求，同時在IT信息架構(gòu)規(guī)劃上，給出了整體的考慮。并通過GE智能平臺 Proficy的系統(tǒng)開放性，可擴(kuò)展性，采集并存儲各系統(tǒng)的生產(chǎn)，管理與分析數(shù)據(jù)，構(gòu)建完整的廠級桌面生產(chǎn)平臺。如下圖所示：

實(shí)時數(shù)據(jù)采集服務(wù)器

　　MES I/O采集服務(wù)器負(fù)責(zé)收集所有由生產(chǎn)設(shè)備底層供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)、報*信息和生產(chǎn)信息，并將其傳遞到實(shí)時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。這些被采集的數(shù)據(jù)由MES核心平臺PA進(jìn)行業(yè)務(wù)過濾和梳理，被記錄到MES應(yīng)用服務(wù)器的SQL數(shù)據(jù)庫中，以便進(jìn)行生產(chǎn)歷史追溯、質(zhì)量、設(shè)備分析、考核、報表查詢時使用。這些I/O采集服務(wù)器將從底層的現(xiàn)場總線上采集數(shù)據(jù)。

實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器

　　實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器是MES的基礎(chǔ)，所有數(shù)據(jù)來源與I/O數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。它主要包含四類數(shù)據(jù)，一類是設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，工藝質(zhì)量數(shù)據(jù)、物料加工數(shù)據(jù)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存儲主要是通過時間和標(biāo)簽記錄。

——海量數(shù)據(jù)存儲
——毫米級數(shù)據(jù)反映速度
——標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時數(shù)據(jù)引擎
——雙冗余結(jié)構(gòu)（采集和配置冗余）
——?dú)v史數(shù)據(jù)動態(tài)管理

MES應(yīng)用服務(wù)器

　　MES應(yīng)用服務(wù)器包含兩大部分內(nèi)容，一部分是PA服務(wù)，一部分是數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。PA服務(wù)主要完成對企業(yè)的業(yè)務(wù)建模、業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，是用于存儲業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)建模除了能夠滿足ISA-SP95界定的企業(yè)模型，并且可以對生產(chǎn)事件和生產(chǎn)活動進(jìn)行靈活的建模處理，使靜態(tài)生產(chǎn)模型與動態(tài)的實(shí)物模型實(shí)時同步。業(yè)務(wù)建模可直觀的理解如下。如下圖：

功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　采用Proficy Plant Applications架構(gòu)和功能。構(gòu)建制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)常德煙廠芙蓉王專線一體化生產(chǎn)的要求，是功能架構(gòu)設(shè)計(jì)的總體思路。整個功能解決方案與軟件的整合，是以實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫平臺和MS SQL server為基礎(chǔ)，通過其豐富的應(yīng)用功能模塊，靈活的平臺特點(diǎn)。完成生產(chǎn)工廠模型架構(gòu)的建設(shè)和生產(chǎn)事件的捕捉，完成生產(chǎn)控制與管理。對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析與管理，形成包括生產(chǎn)管理，生產(chǎn)與譜系跟蹤，質(zhì)量管理，效率分析，批次管理等不同MES的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)一體化、智能化生產(chǎn)，如下圖：

生產(chǎn)建模

　　如果說數(shù)據(jù)處理在MES系統(tǒng)中，是豐富內(nèi)容的體現(xiàn)，那么建模就是構(gòu)建體系靈魂的縮影。基于SP95標(biāo)準(zhǔn)的Proficy Plant Applications Administrator提供的建模功能，在常德芙蓉王專線系統(tǒng)中完成了現(xiàn)實(shí)工廠生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)虛擬工廠生產(chǎn)的模擬，在計(jì)算機(jī)中不僅反應(yīng)了生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)資源，包括生產(chǎn)車間，生產(chǎn)線，生產(chǎn)單元，生產(chǎn)參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)，過程參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等可見對象，同時對各種事件（換牌、停機(jī)、啟動）、以及事件行為等進(jìn)行了合適的映射。使實(shí)際生產(chǎn)（來自Proficy Historian）觸發(fā)的事件和生產(chǎn)行為，動態(tài)實(shí)時的在虛擬和現(xiàn)場的生產(chǎn)節(jié)拍中有序的穿梭。完成生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的**指揮與追蹤，終完成一體化的生產(chǎn)和生產(chǎn)歷史的回溯。