西門子軸卡6SN1118-0DG23-0AA1

西門子數控系統基本構成
    一．西門子840D系統的組成
    SINUMERIK840D是由數控及驅動單元（CCU或NCU），MMC，PLC模塊三部分組成，由于在集成系統時，總是將SIMODRIVE611D驅動和數控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設備總線互相連接，因此在說明時將二者劃歸一處。
    1.人機界面
    人機交換界面負責NC數據的輸入和顯示,它由MMC和OP組成：
    MMC包括：
    - OP單元
    - MMC
    - MCP三部分。
    MMC實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅；OP單元正是這臺計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中。
    a.MMC
    我們常用的MMC有兩種：
    MMCC100.2
    MMC103
    其中MMC100.2的CPU為486，不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2，而為SINUMERIK840D配MMC103。
    PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、 OP15等而開發的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅。PCU50、PCU70對應于MMC103，可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI, HMI有分為兩種：嵌入式HMI和HMI。一般標準供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載HMI。
    b.OP
    OP單元一般包括一個10.4〞TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031為常用。
    c.MCP
    MCP是專門為數控機床而配置的，它也是OPI上的一個節點，根據應用場合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關設定。
    對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構成的網絡中的一個節點。為提高人機交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒。
    2.數控及驅動單元
    a.NCU數控單元
    SINUMERIK840D的數控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,負責NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成.
    根據選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分為NCU561.2,NCU571.2, NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數控軟件和PLC控制軟件，并且帶有MPI或Profibus借口，RS232借口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅動模塊均排列在其右側。
    b．數字驅動
    數字伺服：運動控制的執行部分,由611D伺服驅動和1FT6(1FK6)電機組成    SINUMERIK840D配置的驅動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅動模塊（功率模塊）。
    電源模塊：主要為NC和給驅動裝置提供控制和動力電源，產生母線電壓，同時監測電源和模塊狀態。根據容量不同，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模塊，通過模塊上的訂貨號或標記可識別。
    611D數字驅動:是新一代數字控制總線驅動的交流驅動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現全閉環控制

S7連接組態 
本例中使用S7-300作為樣例建立S7連接，對于S7-400的組態步驟是一樣的。
在STEP7中打開S7-300項目文件，通過Options--Configure Network或者是相對應的圖標打開NetPro對話框。

在NetPro中選中S7-300站的CPU并通過菜單命令，Insert--New Connection添加一個新連接。

選擇連接伙伴為“unspecified”及連接類型為“S7 connection”。點擊“Apply”按鈕，之后S7連接的屬性對話框將打開。

由于S7連接是由S7-300創建，因此在S7連接的屬性對話框中須激活“Establish an active connection“復選框。輸入通信伙伴CP243-1的IP地址，之后點擊“Address Details”按鈕。

在“Address Details”對話框中，本地的TSAP通常選用默認，輸入通信伙伴的TSAP，本例中S7-200的TSAP為12.00。
注意：分別組態S7-200和S7-300時，本地和遠程的TSAP號是必須*對應的。通常本地TSAP是默認的，所以在組態此步驟時，需要兩邊確認一下。

在NetPro中選中S7-300站，保存及編譯后下載到S7-300 中，此處注意需要下載網絡組態。

對于S7-400的組態步驟一樣，需要對應本地TSAP及伙伴S7-200的TSAP (例子中為13.00)。

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STEP7編寫PUT/GET程序

需要在S7-300程序中，調用功能塊FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”。可以在Standard Library--Communication Blocks--Blocks下找到這些功能塊。
注意：
1. ID：為Netpro里組態S7連接屬性窗口中的Block paramters-Local ID。
2.ADDR_1為伙伴PLC的數據區域，由于通信伙伴是S7-200的V區，V區與S7-300的DB1地址相對應。
3.RD_1為本地PLC的數據接收區；SD_1為本地PLC的數據發送區。

如果通信無法建立，請查看“PUT”和“GET”指令的錯誤代碼，STATUS僅在一個周期內有效，需要在ERROR=1時捕捉錯誤狀態。如下圖所示：

對于FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”的輸入參數'ID"，也可通過鼠標右擊功能塊ID引腳，可以自動插入本地ID連接。如下圖所示：


如果使用S7-400必須調用功能塊SFB14 “GET” 和 SFB15 “PUT”。可以在Standard Library--System Function Blocks--Blocks 找到這些功能塊.

S7-300中調用功能塊FB14 “GET” 和FB15 “PUT”的例子程序 
可以通過以下ID號找到S7-300中調用功能塊FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”的例子程序: 18610307。
S7-400中調用功能塊SFB14 “GET”和SFB15 “PUT”的例子程序 
可以通過以下ID號找到S7-400中調用功能塊SFB14 “GET” 和 SFB15 “PUT”的例子程序:: 1819293。

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S7-200自由口通信簡介

S7-200 CPU的通信口可以設置為自由口模式。選擇自由口模式后，用戶程序就可以*控制通信端口的操作，通信協議也*受用戶程序控制。一般用于和第三方串行通信設備進行通信。

自由口模式可以靈活應用。Micro/WIN的兩個指令庫（USS和Modbus RTU）就是使用自由口模式編程實現的。

在進行自由口通信程序調試時，可以使用PC/PPI電纜（設置到自由口通信模式）連接PC和CPU，在PC上運行串口調試軟件（或者Windows的Hyper Terminal－超級終端）調試自由口程序。 
USB/PPI電纜和CP卡不支持自由口調試。

1自由口通信基本概念

1.1 自由口通信概述

S7-200PLC的通訊口支持RS485接口標準。采用正負兩根信號線作為傳輸線路。

工作模式采用串行半雙工形式，在任意時刻只允許由一方發送數據，另一方接收數據。

數據傳輸采用異步方式，傳輸的單位是字符，收發雙方以預先約定的傳輸速率，在時鐘的作用下，傳送這個字符中的每一位。

傳輸速率可以設置為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200。

字符幀格式為一個起始位、7或8個數據位、一個奇/偶校驗位或者無校驗位、一個停止位。

字符傳輸從低位開始，空閑線高電平、起始位低電平、停止位高電平。字符傳輸時間取決于波特率。

數據發送可以是連續的也可以是斷續的。所謂連續的數據發送，是指在一個字符格式的停止位之后，立即發送下一個字符的起始位，之間沒有空閑線時間。而斷續的數據發送，是指當一個字符幀發送后，總線維持空閑的狀態，新字符起始位可以在任意時刻開始發送，即上一個字符的停止位和下一個字符的起始位之間有空閑線狀態。

示例：用PLC連續的發送兩個字符（16#55和16#EE）(程序如圖3和圖4),通過示波器測量CPU通訊端口管腳3/8之間的電壓，波形如下圖1.：

圖1.兩個字符（16#55和16#EE）的波形圖

示例說明：

16進制的16#55換算成2進制等于2#01010101，16進制的16#EE換算成2進制等于2#11101110。如圖所示，當數據線上沒有字符發送時總線處于空閑狀態（高電平），當PLC發送*個字符16#55時，先發送該字符幀的起始位（低電平），再發送它的8個數據位，依次從數據位的低位開始發送（分別為1、0、1、0、1、0、1、0），接著發送校驗位（高電平或低電平或無）和停止位（高電平）。因為本例中PLC連續的發送兩個字符，所以*個字符幀的停止位結束后便立即發送下一個字符幀的起始位，之間數據線沒有空閑狀態。假如PLC斷續的發送這兩個字符，那么當PLC發送完*個字符幀的停止位后，數據線將維持一段時間空閑狀態，再發送下一個字符幀。

字符傳輸的時間取決于波特率，如果設置波特率為9.6k，那么傳輸一個字符幀中的一位用時等于1/9600*1000000=104us，如果這個字符幀有11位，那么這個字符幀的傳輸時間等于11/9600*1000=1.145ms.

自由口通信協議是什么？

顧名思義，沒有什么標準的自由口協議。用戶可以自己規定協議。

已知一個通信對象需要字符（字節）傳送格式有兩個停止位，S7-200是否支持？

字符格式是由基礎的硬件（芯片）決定的；S7-200使用的芯片不支持上述格式。

S7-200是否支持《S7-200系統手冊》上列明的通信波特率以外的其他特殊通信速率？

通信速率是由基礎的硬件（芯片）決定的；S7-200使用的芯片不支持沒有列明在手冊上的通信速率。

1.2 自由口通信要點

應用自由口通信首先要把通信口定義為自由口模式，同時設置相應的通信波特率和上述通信格式。用戶程序通過特殊存儲器SMB30（對端口0）、SMB130（對端口1）控制通信口的工作模式。

 CPU通信口工作在自由口模式時，通信口就不支持其他通信協議（比如PPI），此通信口不能再與編程軟件Micro/WIN通信。CPU停止時，自由口不能工作，Micro/WIN就可以與CPU通信。

通信口的工作模式，是可以在運行過程中由用戶程序重復定義的。

如果調試時需要在自由口模式與PPI模式之間切換，可以使用SM0.7的狀態決定通信口的模式；而SM0.7的狀態反映的是CPU運行狀態開關的位置（在RUN時SM0.7="1"，在STOP時SM0.7="0"） 自由口通信的核心指令是發送（XMT）和接收（RCV）指令。在自由口通信常用的中斷有"接收指令結束中斷"、"發送指令結束中斷"，以及通信端口緩沖區接收中斷。 與網絡讀寫指令（NetR/NetW）類似，用戶程序不能直接控制通信芯片而必須通過操作系統。用戶程序使用通信數據緩沖區和特殊存儲器與操作系統交換相關的信息。 XMT和RCV指令的數據緩沖區類似，起始字節為需要發送的或接收的字符個數，隨后是數據字節本身。如果接收的消息中包括了起始或結束字符，則它們也算數據字節。 調用XMT和RCV指令時只需要通信口和數據緩沖區的起始字節地址。

XMT和RCV指令與NetW/NetR指令不同的是，它們與網絡上通信對象的"地址"無關，而僅對本地的通信端口操作。如果網絡上有多個設備，消息中必然包含地址信息；這些包含地址信息的消息才是XMT和RCV指令的處理對象。

由于S7-200的通信端口是半雙工RS-485芯片，XMT指令和RCV指令不能同時有效