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西門子6ES7314-6EH04-0AB0選型手冊
西門子6ES7314-6EH04-0AB0
SIMATIC S7-300，CPU 314C-2PN/DP 緊湊型 CPU，帶 192 KB 工作存儲器， 24 DE/16 DA，4AE，2AA，1 Pt100， 4 個快速計數器(60 kHz)， 1 個 MPI/DP 12MBit/s 接口， 2 個 以太網 PROFINET 接口， 帶雙端交換機， 集成電源 24V DC， 前連接器（2x 40 極）和 需要微型存儲卡。SIMATIC S7-300, CPU 314C-2PN/DP 緊湊型CPU帶有192 KB工作存儲區, 24 數字量輸入/16 數字量輸出, 4模擬量輸入, 2模擬量輸出, 1 PT100, 4 快速計數器 (60 KHZ), 1. 接口 MPI/DP 12MBIT/S, 2. 接口以太網 PROFINET, 含 2個 PORT SWITCH, 集成 24V DC 電源, FRONT C。
診斷
通過診斷可以確定模板所獲取的信號(例如數字量模板)或模擬量處理(例如模擬量模板)是否正確。在診斷評估中，可參數化的診斷信息與不可參數化的診斷信息有區別。
可參數化的診斷信息：通過相應的參數始能診斷信息的發送
不可參數化的診斷信息：不管是否參數化均可發送診斷信息
如果發送診斷信息(例如無編碼器電源)，則模板執行一個診斷中斷。此時CPU中斷執行用戶程序，或中斷執行低優先級的中斷，來處理相應的診斷中斷功能塊(OB82)。
模塊的類型決定了診斷信息的種類：
數字量輸入/輸出模板 | ||||
診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 | |
| 無編碼器電源 | 編碼器電源過載編碼器 電源與M短路 | 看門狗故障 | 高電磁干擾模板損壞 | |
| 無外部輔助電壓 | 模板L+無電壓 | EPROM故障 | 高電磁干擾模板損壞 | |
| 無內部輔助電壓 | 模板L+無電壓內部模板 熔斷器損壞 | RAM故障 | 高電磁干擾模板損壞 | |
| 熔斷器熔斷 | 內部模板熔斷器損壞 | 過程報警丟失 | 過程中斷到達時間快于 CPU處理時間 | |
| 模板參數錯誤 | 傳向模板的參數錯誤 | |||
模擬量輸入模板 | ||||
診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 | |
| 無外部電壓 | 模板L+無電壓 | 測量范圍下溢 | 輸入值低壓下限 •測量范圍4至20mA 1至5V -傳感器極性接反 -測量范圍選擇錯誤 | |
| 組態/參數錯誤 | 傳向模板的參數錯誤 | |||
| 共模故障 | 輸入(M)與測量電路的參考 電勢差UCM太高 | |||
| 斷線 | 編碼器連接阻抗太高模板 和傳感器之間斷線通道開 路 | 測量范圍上溢 | 輸入值超過上限 | |
模擬量輸出模板 | ||||
診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 | |
| 無外部電壓 | 模板L+無電壓 | 對地短路 | 輸出過載輸出QV與MANA 短路 | |
| 組態/參數錯誤 | 傳向模板的參數錯誤 | 斷線 | 執行器阻抗太高模擬與執行 器之間斷線通道開路 | |
2、過程中斷
通過過程中斷，可以對過程信號進行監視和響應。
（1）數字量輸入模板
根據設置的參數，模板可以對每個通道組進行過程中斷，可以選擇信號變化的上升沿、下降沿或兩個沿均可。CPU中斷執行用戶程序，或中斷執行低優先級的中斷，來處理相應的診斷中斷功能塊(OB40)。信號模板可以對每個通道的一個中斷進行暫存。
（2）模擬量輸入模板
通過上限值和下限值定義一個工作范圍。模板將對測量值與這些限制值進行比較。如果超限，則執行過程中斷。CPU中斷執行用戶程序，或中斷執行低優先級的中斷，來處理相應的診斷中斷功能塊(OB40)
數字化的信息傳遞，提高了系統的自動化水平及運行的可靠性，解決了模擬信號傳輸所引起的干擾及漂移問題。
(3)其通信介質采用RS-485屏蔽雙絞線，遠可達1000m，因此可有效地減少控制電纜的數量，原系統中需要20芯控制電纜一般在4根以上，現在只需工作電源就可以，從而可以大大減少開發和工程費用，提高可靠性。
(4)通訊速率較高，可達187.5kbps。對于有5個變頻器，每個調速器有六個過程數據需刷新的系統，PLC的典型掃描周期為幾百毫秒。
(5)它采用與PROFIBUS相似的操作模式，總線結構為單主站、主從存取方式。報文結構具有參數數據與過程數據，前者用于改變調速器的參數，后者用于快速刷新調速器的過程數據，如啟動停止、邏輯鎖定、速度給定、力矩給定等。具有*的快速性與可靠性。
2.2西門子USS通信協議[1]
(1)協議概況
●Siemens驅動器所定義的USS協議，是Profibus通信協議的簡化，通過其總線可以連接31個節點，傳輸速率可以達到19.2k比特率，通過主站(PC、PLC)進行控制。
●USS總線上的每個傳動裝置都有一個站號，主站通過它識別每個傳動裝置。
●USS可以是主從結構:從站回應主站發來的報文并發送報文。也可以是廣播通訊方式:報文同時發送給所有的傳動裝置。
(2)協議說明
所有數據報文都由14個字節組成，是標準的異步報文格式:1個起始位，8個數據位，一個偶校驗位和一個停止位。數據報文的結構如下:
主站到從站的報文格式:
從站到主站的報文格式:
(3)USS協議報文描述
●STXSTX是單字節的ASCⅡSTX字符(值為02),表示報文的開始。
●LGELAE是單字節區域，表示報文中LAE區域后的字節數。
●ADRADR是單字節區域，包含從站傳動裝置的地址::
其中位5是廣播位。選擇是否將這報文以廣播方式發送給總線上的所有驅動器，位0~4是驅動器總線地址。
●BCCBCC是單字節區域，對報文中該區域以前所有的字節進行異或校驗。
●INDIND是16位的區域，通用傳動裝置應設為0。
●PKEPKE是16位的區域，用來控制傳動裝置的參數讀寫，定義如下:位0~10為參數號，位12~15為參數讀寫控制，如2038H，2代表讀參數，38H表示十進制ID為56的參數。
●VALVAL是16位的區域，通過讀寫參數命令將參數值寫到對應的參數ID中。
STW是16位的控制字區域，控制傳動裝置的運行，如047F表控制電機正向運行。
ZSW是16位的狀態字區域，表示傳動裝置不同的運行狀態。
●HSW/HIWHSW是設定電機速度的16位的區域。如4000H對應額定速度的100%
HIW是讀取電機速度的16位區域，可以讀出電機速度。如當前轉速=(HIW×額定速度)/4000H。
3自由口設定
3.1鉆機傳動系統設備配置
多年來，我國鉆機市場一直以機械鉆機為主，通過柴油發電機帶動變速齒輪箱來調節絞車和泥漿泵的轉速，率低下，耗能高，故障率高。隨著鉆機市場電驅動鉆機的推廣與普及，我國的鉆機經歷了購買二手舊鉆機，進口新鉆機到自主生產的過程，在此基礎上，鉆機也進行了一次大的更新，從模擬電路控制直流傳動到數字化的直流傳動設備，再到到高性能的具有通信功能的傳動設備;在鉆機實現自動化過程也經歷了由繼電器到開關量PLC再到高性能PLC(模擬量+總線通訊)的過程，現階段鉆機設備配置以高性能PLC控制為主，通過通訊功能讀取數據和并根據工況改寫驅動器的相關數據，這樣*的控制理論(模糊控制、神經網絡控制等)就很容易的通過上位機實現，從而控制交直流驅動器實現調速的智能化。該系統通過S7-200CPU226作為主站，五臺6SE71系列變頻器作為從站，其中650kW的變頻器帶動絞車/鉆機，500kW的變頻器兩兩同步工作，帶動1300系列的泥漿泵，參見圖1。
圖1USS通訊系統配置
3.2自由口用戶數據存儲器[3]
在USS協議中，用戶數據存儲器分配如附表:
附表
驅動器參數設定區VB0-VB39共40個字節
發送/接受緩沖區從VB40開始，用戶自由分配
系統數據區VB4022-VB4095共74個字節
其中驅動器參數設定區主要完成從站數目(VB0)、每個從站LAE長度設定(VB1-VB31)、廣播傳送方式LAE(VB33)長度、傳送時間(VW34)，初始化發送/接受緩沖區首地址(VD36)(設定值為VB40-VB4021)，其中V表示可變、B為字節、W為字、D為雙字。
3.3用戶數據區設定
在USS協議中每個從站需要44個字節，發送/接受緩沖區各占22個字節(對應從站+USS協議(發送+接受)+狀態位)，其中狀態位表示數據發送狀態，在該系統中發送/接收首地址設為VB2000，用戶數據區以循環方式傳送數據時分配如下:
絞車:從站1，地址VB2000-2043
泥漿泵1的A變頻器:從站2，地址VB2044-2087
泥漿泵1的B變頻器:從站3，地址VB2088-2131
泥漿泵2的A變頻器:從站4，地址VB2132-2175
泥漿泵1的B變頻器:從站5，地址VB2176-2219
以廣播方式發送數據時地址如下:
只有發送緩沖區:VB2220-2263，接受緩沖區同上
定義完數據區后，就可以根據每個地址的功能，在PLC編程時寫入相應的控制字就可以完成控制功能