GSD文件介紹
GSD文件是一種設(shè)備描述文件，一般以“*.GSD”或“*.GSE”為后綴。它描述了設(shè)備的功能參數(shù)，用來將不同廠家支持PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起。另外在工程開發(fā)中有時候由于開發(fā)人員不同，要用兩個獨(dú)立的STEP 7項目來實(shí)現(xiàn)同一個PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)通訊，此時需要借助GSD文件的方法來實(shí)現(xiàn)。
2 GSD文件的導(dǎo)入方法
下面以CPU314C-2DP為例，說明一下 GSD 文件的導(dǎo)入步驟：
首先從西門子網(wǎng)站上下載相關(guān)產(chǎn)品的 GSD 文件，下面是SIMATIC系列產(chǎn)品的GSD文件下載鏈接：113652
選擇相關(guān)產(chǎn)品并下載到本地硬盤中。
圖 1 GSD文件下載界面
打開SIMATIC Manager，進(jìn)入硬件組態(tài)界面，選擇菜單欄的“Options”->“Install GSD File…”，如圖 2 所示。
圖 2 安裝GSD文件
進(jìn)入GSD安裝界面后，選擇“Browse…”，選擇相關(guān)GSD文件的保存文件夾，選擇對應(yīng)的GSD文件（這里選擇語言為英文的“*.GSE”文件），點(diǎn)擊“Install”按鈕進(jìn)行安裝。
圖 3 選擇安裝GSD文件
安裝完成后可以在下面的路徑中找到CPU314C-2DP，如圖 4：
圖 4 硬件目錄中的保存路徑
3 CP342-5做主站采用GSD方法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP 通信
3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B
PROFIBUS DP主站由CPU314+CP342-5組成，其中CP342-5做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：
圖 5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
3.2 從站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314-2DP，雙擊DP接口，分配一個PROFIBUS地址，然后在“Operating Mode”中選擇“DP salve”模式，進(jìn)入“Configuration”標(biāo)簽頁，新建兩行通信接口區(qū)，如圖 6所示：
圖 6 從站通信接口區(qū)
注意：上述從站組態(tài)的通信接口區(qū)和主站導(dǎo)入的GSD從站的通信接口區(qū)在順序、長度和一致性上要保持一致。
3.3 主站組態(tài)及編程
3.3.1主站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314以及CP342-5，然后雙擊CP342-5，將“Operating Mode”設(shè)置為“DP Master”。新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照圖4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后組態(tài)CPU314C-2DP從站對應(yīng)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，和從站組態(tài)時通信接口區(qū)保持一致，如圖 7所示。
圖 7 主站組態(tài)
3.3.2 主站編程
由于CP342-5提供的是虛擬地址映射區(qū)，所以需要分別調(diào)用FC1（DP_SEND）和FC2（DP_RECV）來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問。如圖8 和圖9所示。
圖 8發(fā)送程序
圖 9接收程序
如圖7所示，主站側(cè)在組態(tài)CPU314C-2DP GSD從站時，第一行通信接口區(qū)選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”，“Master_I”對應(yīng)主站的IB0。參照圖6可知“Slave_Q”對應(yīng)從站的QB0， 表示數(shù)據(jù)由從站的QB0發(fā)送到主站的IB0。又由于CP342-5通過調(diào)用FC2，將IB0讀取的數(shù)據(jù)保存在MB11，所以數(shù)據(jù)由從站的QB0經(jīng)過主站的IB0，最終保存在MB11。 同理可分析第二行通信接口區(qū)“Master_Q Slave_I 1B unit”。綜上所述，主站和從站通信接口的對應(yīng)關(guān)系，如表 1：
| 主站 | 傳輸方向 | 從站 |
| MB11（IB0） |
|
QB0 |
| MB10（QB0） |
|
IB0 |
表1 主站和從站通信接口區(qū)對應(yīng)表
4 S7-300做主站采用GSD方法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP 通信
4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B
PROFIBUS DP主站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：
圖 10 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
4.2 從站組態(tài)
組態(tài)步驟同3.2節(jié)，這里不再贅述。
4.3 主站組態(tài)
首先新建S7-300站，添加CPU314C-2DP，雙擊DP接口，新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照圖4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后為CPU314C-2DP從站組態(tài)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，必須和從站組態(tài)時通信接口區(qū)保持一致。如圖 11所示。
圖 11 主站組態(tài)
主站和從站通信接口區(qū)的對應(yīng)關(guān)系如表 2 所示：
| 主站 | 傳輸方向 | 從站 |
| IB0 |
|
QB0 |
| QB0 |
|
IB0 |
表 2 主站和從站通信接口區(qū)對應(yīng)表
注：文檔涉及到西門子產(chǎn)品如下：
表 3 產(chǎn)品列表
| 產(chǎn)品名稱 | 訂貨號 | 版本號 |
| STEP 7（英文版） | 6ES7 810 - 4CC08 - 0YA5 | V5.4 SP5 |
| CPU314C-2DP | 6ES7 314 - 6CG03 - 0AB0 | V2.6 |
| CPU314 | 6ES7 314 - 1AG13 - 0AB0 | V2.6 |
| CP342-5 | 6GK7 342 - 5DA02 - 0XE0 | V5.2 |
| PS307 | 6ES7 307 - 1EA00 - 0AA0 |
S7—200PLC系統(tǒng)主機(jī)（CPU）模塊的外形和模塊功能簡介
S7—200系統(tǒng)CPU 22*系列PLC主機(jī)(CPU模塊)的外形如圖1所示。S7—200CPU模塊包括一個中央處理單元、存儲器、電源以及數(shù)字I／O點(diǎn)，這些都被集成在一個緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，以便對工業(yè)自動化控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。輸人部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號，輸出部分則輸出控制信號，控制工業(yè)過程中的設(shè)備。
圖1 CPU 22*系列PLC的CPU外形
從CPU模塊的功能來看，SIMATICS7—200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，經(jīng)歷了兩代：第一代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 21*，現(xiàn)已停產(chǎn)。第二代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 22*，是在21世紀(jì)初投放市場的。其速度快，具有極強(qiáng)的通訊能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元。
(1)CPU 221 CPU 221具有6輸入／4輸出，共計10個點(diǎn)的I／O，無擴(kuò)展能力，有6 KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間。還具有4個獨(dú)立的30 kHz高速計數(shù)器，2路獨(dú)立的20 kHz高速脈沖輸出端，1個RS—485通訊／編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由通訊方式。非常適合于小點(diǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。
(2)CPU 222 CPU 222除了具有CPU 221的功能外，其不同點(diǎn)在于：它有8輸人／6輸出，共計14點(diǎn)I／O。可以帶兩個擴(kuò)展模塊，最多擴(kuò)展8路模擬量和64個I／O，因此是更廣泛的全功能控制器。
(3)CPU 224 它在CPU 222的基礎(chǔ)上使主機(jī)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)增為24點(diǎn)，有14輸入／10輸出，可以帶7個擴(kuò)展模塊，最大可擴(kuò)展為168點(diǎn)數(shù)字量或者35點(diǎn)模擬量的輸入和輸出；存儲容量也進(jìn)一步增加，有內(nèi)置時鐘，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高速計數(shù)器的數(shù)量，具有較強(qiáng)的控制能力。
(4)CPU 226 這種模塊在CPU 224的基礎(chǔ)上功能又進(jìn)一步增強(qiáng)，有24輸入／16輸出，主機(jī)輸入和輸出點(diǎn)數(shù)增到40點(diǎn)，最大可擴(kuò)展為248點(diǎn)數(shù)字量或35點(diǎn)模擬量；增加了通訊口的數(shù)量，通訊能力大大增強(qiáng)；它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。
每一款主機(jī)模塊上都集成了24V直流電源，可以直接用于連接傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。利用EEPROM存儲存儲程序和配置信息。用戶數(shù)據(jù)可通過主機(jī)的超級電容存儲若干天，電池模塊可選，可使數(shù)據(jù)的存儲時間延長到200天?？梢杂闷胀ㄝ斎攵俗硬蹲奖?/span>CPU掃描周期更快的脈沖信號，利用中斷輸入，允許以極快的速度對信號的上升沿做出響應(yīng)。速度為30 kHz的高速計數(shù)器可以編程，并具有復(fù)位輸入端，多個獨(dú)立的輸入端，可同時用作加減計數(shù)，可以連接相應(yīng)數(shù)量的相位差為90度的A／B相增量編碼器。2路最大可達(dá)20kHz的高頻脈沖輸出，可用以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位任務(wù)?？梢杂媚K上的電位器來改變它對應(yīng)的特殊寄存器中的數(shù)值，可以即時更改程序運(yùn)行中的一些參數(shù)，如定時／計數(shù)器的設(shè)定值、過程量的控制參數(shù)等。實(shí)時時鐘可用以對信息加注時間標(biāo)記，記錄機(jī)器運(yùn)行時間或?qū)^程進(jìn)行時間控制。
現(xiàn)在西門子公司新推出了一種增強(qiáng)型的CPU 226XM，它在用戶程序存儲容量上擴(kuò)大到8K字，其他指標(biāo)和CPU 226相同。
西門子S7-200系列PLC模擬量擴(kuò)展模塊型號及用途
當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，CPU主機(jī)可以連接擴(kuò)展模塊，利用這些擴(kuò)展模塊進(jìn)一步完善CPU的功能。常用的擴(kuò)展模塊有兩類，即模擬量輸入／輸出擴(kuò)展模塊、特殊功能模塊。模擬量擴(kuò)展模塊類型如表1所列。
表1 模擬量擴(kuò)展模塊型號及用途
|
分類 |
型號 |
I/O規(guī)格 |
功能及用途 |
|
模擬量輸入擴(kuò)展模塊 |
EM231 |
AI4 x 12位 |
4路模擬輸入，12位A/D轉(zhuǎn)換 |
|
AI4 x熱電偶 |
4路熱電偶模擬輸入 |
||
|
AI4 x RTD |
4路熱電阻模擬輸入 |
||
|
模擬量輸出擴(kuò)展模塊 |
EM232 |
AQ2 x 12位 |
2路模擬輸出 |
|
模擬量輸入/ 輸出擴(kuò)展模塊 |
EM235 |
AI4/AQl x 12 |
4路模擬輸入，1路模擬輸出，12位轉(zhuǎn)換 |
S7-200 主機(jī)的特殊功能模塊有多種類型，例如：功能模塊有EM253位置控制模塊、EM277 Profibus-DP模塊、EM241調(diào)制解調(diào)器模塊、CP243-1以太網(wǎng)模塊、CP243-2 AS-I接口模塊等
看到很多網(wǎng)友問學(xué)習(xí)PLC的方法, 現(xiàn)將我個人學(xué)習(xí)PLC編程的心得總結(jié)如下，大家有更好的方法請補(bǔ)充：
1.有一定的電工基礎(chǔ)-----掌握傳感器、接近開關(guān)、編馬器、氣動元件等常用器件的使用及繼電器控制原理。
2.再學(xué)數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換-----掌握二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制、BCD碼、ASCI碼的概念。
3.選擇你所在地區(qū)流型的PLC品牌做為學(xué)習(xí)的機(jī)種.---------學(xué)會后可以更好的與實(shí)際工作對接。
4.買臺手提電腦(配制不低于CPU最好是雙核或以上 ,1G內(nèi)存,硬盤80G,帶串口)----必備學(xué)習(xí)及外出干活的工具。
5. 學(xué)會電腦的基本操作，如開機(jī)關(guān)機(jī)、文件保存以及WORD、EXCEL辦公軟件的基本應(yīng)用（電腦使用者必會）；常用軟件的安裝與卸載（如編程軟件的安裝和卸載）；打字（用于程序起名及加注釋）。
6.尋找PLC編程軟件及仿真軟件、教學(xué)軟件（當(dāng)然還要學(xué)會使用它們）。-----必備學(xué)習(xí)用具。
7. 買相關(guān)書及視頻教材（電工論壇有歐姆龍，西門子，松下PLC視頻教程直播）。-----學(xué)習(xí)資料。
8. 找齊該PLC編程手冊、使用手冊、使用案例,可從網(wǎng)上收集或參加產(chǎn)品推廣會獲得。----工作中肯定會用到的資料.
9. 以上準(zhǔn)備好后,您可以自學(xué)PLC了,一般來說PLC梯形圖的基本指令好學(xué),其邏輯關(guān)系與繼電器控制原理圖相通。但功能指令就難很多了。
10.最好是到有實(shí)力口碑好的學(xué)校培訓(xùn).-----比起自學(xué)可縮短學(xué)習(xí)時間，學(xué)得更系統(tǒng)，還可多交恩師、學(xué)友以利于今后發(fā)展。
11. 用一切辦法多結(jié)識周圍的同行、PLC廠家、代理商，以便于得到他們的幫助及有用的信息。
12. 堅持學(xué)習(xí),多與同行交流,多動手實(shí)踐.-----編程是理論與技能高度結(jié)合的,應(yīng)多看書多實(shí)踐才能提高編程技術(shù)。
13. 當(dāng)外出包工程時,還要準(zhǔn)備該類型PLC程序解密軟件------因?yàn)橛袝r你會忘記自己程序中已加的密碼，還有時是別人加密的程序，客戶要你J將它再優(yōu)化、增加新功能、修改參數(shù)、將原來定時停機(jī)的程序刪除。這也是很多人找解碼軟件的原因。
軌道交通集團(tuán)作為世界領(lǐng)先的軌道車輛和相關(guān)服務(wù)的供應(yīng)商，其業(yè)務(wù)范圍涵蓋了軌道車輛的各個領(lǐng)域，包括干線鐵路、地鐵和機(jī)車、以及有軌電車和輕軌車輛。西門子軌道交通集團(tuán)整合其在城市、城際和貨運(yùn)軌道交通等方面的優(yōu)勢，為客戶提供環(huán)保、高效、可靠的軌道交通全面解決方案。在過去的 100 多年間，西門子成功地為中國交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和現(xiàn)代化作出了貢獻(xiàn)。不僅成功參與建設(shè)了上海、廣州、深圳、蘇州、杭州、鄭州、寧波和武漢的城市地鐵建設(shè)，還為干線鐵路提供了交流電力機(jī)車、高速列車零部件以及維修維護(hù)服務(wù)。此外，集團(tuán)還與本地合作伙伴攜手不斷開拓有軌電車以及城際列車市場。
西門子S7-200系列PLC模擬量擴(kuò)展模塊型號及用途
當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，CPU主機(jī)可以連接擴(kuò)展模塊，利用這些擴(kuò)展模塊進(jìn)一步完善CPU的功能。常用的擴(kuò)展模塊有兩類，即模擬量輸入／輸出擴(kuò)展模塊、特殊功能模塊。模擬量擴(kuò)展模塊類型如表1所列。
表1 模擬量擴(kuò)展模塊型號及用途
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分類 |
型號 |
I/O規(guī)格 |
功能及用途 |
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模擬量輸入擴(kuò)展模塊 |
EM231 |
AI4 x 12位 |
4路模擬輸入，12位A/D轉(zhuǎn)換 |
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AI4 x熱電偶 |
4路熱電偶模擬輸入 |
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AI4 x RTD |
4路熱電阻模擬輸入 |
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模擬量輸出擴(kuò)展模塊 |
EM232 |
AQ2 x 12位 |
2路模擬輸出 |
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模擬量輸入/ 輸出擴(kuò)展模塊 |
EM235 |
AI4/AQl x 12 |
4路模擬輸入，1路模擬輸出，12位轉(zhuǎn)換 |
S7-200 主機(jī)的特殊功能模塊有多種類型，例如：功能模塊有EM253位置控制模塊、EM277 Profibus-DP模塊、EM241調(diào)制解調(diào)器模塊、CP243-1以太網(wǎng)模塊、CP243-2 AS-I接口模塊等
