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S7-1200 存儲(chǔ)卡使用

1 S7-1200 存儲(chǔ)卡介紹

S7-1200 CPU 使用的存儲(chǔ)卡為 SD 卡，存儲(chǔ)卡中可以存儲(chǔ)用戶項(xiàng)目文件，有如下四種功能：

1. 作為 CPU 的裝載存儲(chǔ)區(qū)，用戶項(xiàng)目文件可以僅存儲(chǔ)在卡中，CPU 中沒有項(xiàng)目文件，離開存儲(chǔ)卡無法運(yùn)行。
2. 在有編程器的情況下，作為向多個(gè)S7-1200PLC 傳送項(xiàng)目文件的介質(zhì)。
3. 忘記密碼時(shí)，清除 CPU 內(nèi)部的項(xiàng)目文件和密碼。
4. 24M卡可以用于更新S7-1200CPU 的固件版本。

圖. 1: S7-1200 存儲(chǔ)卡

怎樣插入存儲(chǔ)卡：

將CPU上擋板向下掀開，可以看到右上角有一 MC 卡槽，將存儲(chǔ)卡缺口向上插入，如下圖所示：

圖. 2: 插入存儲(chǔ)卡

注意

• 對(duì)于 S7-1200 CPU ，存儲(chǔ)卡不是必須的。

• 將存儲(chǔ)卡插到一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的 CPU 上，會(huì)造成 CPU 停機(jī)。

• S7-1200 CPU 僅支持由西門子制造商預(yù)先格式化過的存儲(chǔ)卡， 存儲(chǔ)卡訂貨號(hào)如下表所示：

• 如果使用 Windows 格式化程序?qū)?SIMATIC 存儲(chǔ)卡重新進(jìn)行格式化，CPU 將無法使用該重新格式化的存儲(chǔ)卡。 

• 目前，S7-1200 仍不能使用存儲(chǔ)卡實(shí)現(xiàn)配方和數(shù)據(jù)歸檔這樣的高級(jí)功能。

2 存儲(chǔ)卡的工作模式
存儲(chǔ)卡有兩種工作模式：

• 程序卡：存儲(chǔ)卡作為S7-1200 CPU 的裝載存儲(chǔ)區(qū)，所有程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在卡中，CPU 內(nèi)部集成的存儲(chǔ)區(qū)中沒有項(xiàng)目文件，設(shè)備運(yùn)行中存儲(chǔ)卡不能被拔出 。
• 傳輸卡：用于從存儲(chǔ)卡向 CPU 傳送項(xiàng)目，傳送完成后必須將存儲(chǔ)卡拔出。CPU 可以離開存儲(chǔ)卡獨(dú)立運(yùn)行。

修改存儲(chǔ)卡的工作模式：

在STEP 7 Basic 軟件的項(xiàng)目視圖下，點(diǎn)擊左側(cè)"項(xiàng)目視圖“--->"SIMATIC Card Reader" --->您的讀卡器型號(hào)，如下圖所示：

圖. 3: 項(xiàng)目視圖

右擊存儲(chǔ)卡的盤符（這里是F:），選擇“屬性”按鈕，打開下面窗口：

圖. 4: 存儲(chǔ)卡屬性

用戶在“存儲(chǔ)卡類型”中選擇需要的工作模式，點(diǎn)擊“確認(rèn)”完成設(shè)定。

3 程序卡的不同模式
優(yōu)點(diǎn)：更換 CPU 時(shí)不需要重新下載項(xiàng)目文件。
3.1 上載用戶文件到存儲(chǔ)卡

• 第一步: 按照上面方法將存儲(chǔ)卡設(shè)定到“編程”模式。建議客戶做此操作之前清除存儲(chǔ)卡中的所有文件。
• 第二步: 設(shè)置 CPU 的啟動(dòng)狀態(tài)。在"項(xiàng)目樹"中右擊 CPU 選擇“屬性”，在“屬性”窗口中點(diǎn)擊“啟動(dòng)”,此處我們必須選擇“暖啟動(dòng)-RUN 模式”。

圖. 5: 啟動(dòng)

• 第三步: 將 CPU 斷電
• 第四步: 將存儲(chǔ)卡插到 CPU 卡槽內(nèi)
• 第五步: 將 CPU 上電
• 第六步: 在 STEP 7 Basic 中點(diǎn)擊下載，將項(xiàng)目文件全部下載到存儲(chǔ)卡中。此時(shí)下載是將項(xiàng)目文件（包括用戶程序、硬件組態(tài)和強(qiáng)制值）下載到存儲(chǔ)卡中，而不是 CPU 內(nèi)部集成的存儲(chǔ)區(qū)中。

完成上述步驟后，CPU可以帶卡正常運(yùn)行。此時(shí)如果將存儲(chǔ)卡拔出，CPU 會(huì)報(bào)錯(cuò)，"ERROR"紅燈閃爍。

3.2 常見問題

 FAQ 1
為什么插上存儲(chǔ)卡后 CPU 的“MAINT”燈閃爍，使用STEP 7 Basic下載時(shí)提示報(bào)錯(cuò)“The download of the hardware configuration failed (0050 -133 2 2458)”？
回答
請(qǐng)清除存儲(chǔ)卡中的所有文件，重新使用STEP7 Basic軟件將存儲(chǔ)卡設(shè)置到“編程”模式，然后再重復(fù)上述步驟。請(qǐng)您也檢查存儲(chǔ)卡上的撥碼開關(guān)，檢查存儲(chǔ)卡是否處于寫保護(hù)模式。

 FAQ2
為什么CPU斷電上電后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，而不進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)？
回答
原因是 CPU 的啟動(dòng)方式不是“暖啟動(dòng)-RUN 模式”，詳細(xì)請(qǐng)參考上面“第二步”。

4 使用傳輸卡模式
優(yōu)點(diǎn): 編程器存在的情況下，傳輸卡可以向多個(gè)S7-1200 PLC 復(fù)制項(xiàng)目文件。

4.1 向處于傳輸模式的存儲(chǔ)卡中裝載項(xiàng)目

• 第一步: 按照上面方法將存儲(chǔ)卡設(shè)定到“ 傳輸”模式。建議客戶做此操作之前清除存儲(chǔ)卡中的所有文件。
• 第二步: 設(shè)置 CPU 的啟動(dòng)狀態(tài)：在"Project tree"中右擊 CPU 選擇“屬性”，在“屬性”窗口中點(diǎn)擊“啟動(dòng)”,此處我們必須選擇“暖啟動(dòng)-RUN 模式”。
• 第三步: 直接拖拽 PLC 設(shè)備到存儲(chǔ)卡盤符

圖. 6: 拖拽

用戶也可以直接將一張已經(jīng)做好的“程序卡”更改為“傳輸卡” 。

4.2 從存儲(chǔ)卡復(fù)制項(xiàng)目到 S7-1200 PLC

• 第一步: 將 CPU 斷電
• 第二步: 插卡到 CPU 卡槽
• 第三步: 將 CPU 上電，用戶會(huì)看到 CPU 的"MAINT"黃燈閃爍
• 第四步: 將 CPU 斷電，將存儲(chǔ)卡拔出
• 第五步: 將 CPU 上電

 FAQ
為什么 CPU 斷電上電后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，而不進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)？
回答

1. CPU 的啟動(dòng)方式不是“暖啟動(dòng)-RUN 模式”，詳細(xì)請(qǐng)參考上面“第二步”。
2. 檢查第三步，必須拖拽 PLC 項(xiàng)目到存儲(chǔ)卡盤符，而不只是程序塊等其他項(xiàng)目?jī)?nèi)容。下載到存儲(chǔ)卡中的項(xiàng)目文件有可能不完整，例如缺失硬件組態(tài)等。

5 使用存儲(chǔ)卡清除密碼

如果客戶忘記了之前設(shè)定的 S7-1200 的密碼，通過”恢復(fù)出廠設(shè)置“無法清除 S7-1200 內(nèi)部的程序和密碼，使用存儲(chǔ)卡是清除密碼的唯一方法。詳細(xì)步驟如下：

1. 將 S7-1200 設(shè)備斷電
2. 插入一張存儲(chǔ)卡到 S7-1200 CPU 上，存儲(chǔ)卡中的程序不能有密碼保護(hù)
3. 將 S7-1200 設(shè)備上電

S7-1200 CPU 上電后，會(huì)將存儲(chǔ)卡中的程序復(fù)制到內(nèi)部的 FLASH 寄存器中，即執(zhí)行清除密碼操作。

客 戶也可以用相同的方法插入一張全新的或者空白的存儲(chǔ)卡到 S7-1200 CPU，設(shè)備上電后，S7-1200 CPU 會(huì)將內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)的程序轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)卡中，拔下存儲(chǔ)卡后，S7-1200 CPU 內(nèi)部將不在有用戶程序，即實(shí)現(xiàn)了清除密碼。存儲(chǔ)卡中的內(nèi)容可以使用讀卡器清除。

注意: 不要格式化存儲(chǔ)卡。

6 使用24M存儲(chǔ)卡更新 S7-1200 CPU 的固件版本

S7-1200 的固件版本可以從西門子官方網(wǎng)站下載:http://support.automation.siemens.com/WW/view/en.。用戶可以使用西門子網(wǎng)站右上方的搜索引擎在“Download”分類中搜索“S7-1200 firmware”。

注意

1. 不同訂貨號(hào)的S7-1200 CPU 的固件文件不相同，下載地址也不相同。用戶在下載和更新固件之前請(qǐng)核對(duì)產(chǎn)品訂貨號(hào)。
2. 2M存儲(chǔ)卡不能用于 CPU 固件升級(jí)。
3. 固件升級(jí)前 CPU 內(nèi)部存儲(chǔ)的項(xiàng)目文件（程序塊、硬件組態(tài)等）不受影響，不會(huì)被清除。
4. 如果存儲(chǔ)卡中的固件文件訂貨號(hào)與實(shí)際 CPU 的訂貨號(hào)不一致，即使執(zhí)行了下列步驟，CPU的原固件版本也不會(huì)改變。

更新 CPU 的固件版本具體步驟如下：

• 第一步: 使用電腦通過讀卡器清除存儲(chǔ)卡中內(nèi)容。注意：不要格式化存儲(chǔ)卡！
• 第二步: 從西門子官方網(wǎng)站下載最新版本的固件文件。下載并解壓縮，用戶可以得到一個(gè)“S7_JOB.SYS”文件和“FWUOPDATE.S7S”文件夾。
• 第三步: 將“S7_JOB.SYS”文件和“FWUOPDATE.S7S”文件夾拷貝到存儲(chǔ)卡中。
• 第四步: 將存儲(chǔ)卡插到 CPU 1200 卡槽中。此時(shí)CPU會(huì)停止，“MAINT”指示燈閃爍。
• 第五步: 將 CPU 斷電上電 。CPU的“RUN/STOP” 指示燈黃綠交替閃爍說明固件正在被更新中。如果“RUN/STOP” 指示燈常亮，“MAINT”指示燈閃爍說明固件更新已經(jīng)結(jié)束。
• 第六步: 拔出存儲(chǔ)卡。
• 第七步: 再次將 CPU 斷電上電。

用戶可以在"STEP 7 Basic軟件--->online & diagnostics--->Diagnostics--->General"中在線查看 CPU 目前的固件版本。

S7-1200與變頻器的連接

1.1本例程的系統(tǒng)配置
本例程中用到的硬件： S7-1200（CPU 1214C）、G120 ( 控制單元CU240B-2 )、一臺(tái)裝有TIA Portal軟件的PC機(jī)、CM1241模塊、電源模塊、標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)線。

1.2 硬件連接

1.2.1硬件連線
本例程中的硬件間的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖1-1

1.2.2 PLC與控制單元通信端口之間的連接
用電纜將CU240B-2 Modbus 通訊接口與PLC通信模塊連接起來，如下圖所示。

圖1-2

2 變頻器設(shè)置

2.1 地址設(shè)置
可以通過控制單元上的地址開關(guān)，也可以通過參數(shù) P2021 或 STARTER 中“Control Unit / Communication / Field bus”頁面來確定變頻器的 Modbus-RTU 地址。
只有所有地址開關(guān)都設(shè)為“OFF”(0)時(shí)，P2021 或 STARTER 中的設(shè)置才有效。否則，Modbus-RTU 地址為地址開關(guān)所設(shè)置的地址。

2.2 參數(shù)設(shè)置
除了設(shè)置地址之外，還需要對(duì)其他一些變頻器的通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，才可以進(jìn)行MODBUS通信。具體需要設(shè)置的參數(shù)如表2-1所示：

表2-1

3 PLC組態(tài)和編程

3.1 創(chuàng)建項(xiàng)目
首先創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，點(diǎn)擊創(chuàng)建新項(xiàng)目，輸入名稱，路徑等信息。

圖3-1

3.2 硬件組態(tài)
按照新手上路的提示首先選擇設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行硬件組態(tài)。

圖3-2

點(diǎn)擊添加新設(shè)備，添加相應(yīng)型號(hào)的設(shè)備，修改設(shè)備名稱，選擇版本號(hào)，點(diǎn)擊添加。

圖3-3

在彈出的設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的右側(cè)硬件目錄中，找到通信模塊-點(diǎn)到點(diǎn)-CM1241(RS485)，加入CM1241通信模塊。

圖3-4

雙擊設(shè)備視圖中的RS485端口，設(shè)置端口組態(tài)，本例程配置如下圖。

圖3-5

在左側(cè)的項(xiàng)目樹-設(shè)備-在線訪問-Broadcom NetXtreme。。。（本例程PC機(jī)所使用的網(wǎng)卡），雙擊更新可使用的設(shè)備，搜索到連接的設(shè)備。

圖3-6

3.3 編程
在左邊的設(shè)備中找到S7-1200/程序塊，打開主程序（Main[OB1]）。在右邊的指令欄里選擇通信/通信處理器/MODBUS，添加MB_COMM_LOAD和MB_MASTER。

圖3-7

在彈出的調(diào)用選項(xiàng)中，定義一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊。

圖3-8

使用同樣的方法，再加入一個(gè)MB_MASTER模塊，同樣定義背景數(shù)據(jù)塊。

圖3-9

分別按照?qǐng)D3-10、圖3-11設(shè)置MB_COMM_LOAD和MB_MASTER模塊。

圖3-10

圖3-11

其中，MB_COMM_LOAD與MB_MASTER指令的參數(shù)說明，請(qǐng)參考表3-1，表3-2。

表3-1 MB_COMM_LOAD指令的參數(shù)

表3-2 MB_MASTER指令的參數(shù)

3.4 下載
編譯，確認(rèn)無誤后，點(diǎn)擊下載。在彈出的“擴(kuò)展的下載到設(shè)備”中，選擇PG/PC接口類型，以及PG/PC接口。選擇設(shè)備，并點(diǎn)擊下載。

圖3-12

在彈出的下載預(yù)覽中，查看將要覆蓋的內(nèi)容，選擇統(tǒng)一下載，并點(diǎn)擊下載。

圖3-13

3.5 監(jiān)視
點(diǎn)擊轉(zhuǎn)到在線，并點(diǎn)擊啟動(dòng)監(jiān)視，此時(shí)即可通過PLC給變頻器進(jìn)行MODBUS通信。

圖3-14

4 MODBUS通信控制變頻器

4.1 使用MODBUS通信控制變頻器啟停
如下圖所示，打開Tag_1，使能MB_MASTER。使能完成之后，關(guān)閉Tag_1。

圖4-1

如圖4-2，將MODE改為1（即寫入數(shù)據(jù)），DATA_ADDR寫入40101（主設(shè)定值寄存器號(hào)），DATA_PTR寫入1000（給定值的寫入值）。然后REQ使用一個(gè)脈沖沿來發(fā)送給定值。此時(shí)，變頻器的給定值已經(jīng)改為1000。
然后將DATA_ADDR寫入40100（控制字寄存器號(hào)），DATA_PTR寫入047E（停車），然后REQ使用一個(gè)脈沖沿來發(fā)送停車命令。再將DATA_ADDR寫入40100（控制字寄存器號(hào)），DATA_PTR寫入047F（啟動(dòng)），然后REQ使用一個(gè)脈沖沿來發(fā)送啟動(dòng)命令。

圖4-2

注意：
MB_COMM_LOAD使能完成之后，一定要將Tag_1關(guān)閉，否則MB_MASTER模塊將無法使用。
變頻器啟動(dòng)位需要一個(gè)上升沿，所以先給其停車命令，然后發(fā)送啟動(dòng)命令，利用上升沿來啟動(dòng)變頻器。

4.2 使用MODBUS通信修改和查看變頻器參數(shù)
現(xiàn)在，以參數(shù)P1120加速時(shí)間為例，對(duì)參數(shù)的修改和查看進(jìn)行講解。
首先，進(jìn)行讀參數(shù)的演示。將MODE輸入改為0（即讀參數(shù)模式），將DATA_ADDR中寫入40322（即加速時(shí)間的寄存器號(hào)），然后REQ使用脈沖沿來發(fā)送一個(gè)讀請(qǐng)求。此時(shí)，可以接收到參數(shù)P1120中的數(shù)據(jù)位1000（即加速時(shí)間為10s）。

圖4-3

然后進(jìn)行寫參數(shù)：將MODE輸入改為1（即寫參數(shù)模式），將DATA_ADDR中寫入40322（即加速時(shí)間的寄存器號(hào)），在DATA_PTR中寫入500，然后REQ使用脈沖沿來發(fā)送一個(gè)寫請(qǐng)求。此時(shí)，已經(jīng)將500寫入了參數(shù)P1120之中，加速時(shí)間改為5s。

圖4-4

控制單元中的 Modbus 寄存器和對(duì)應(yīng)的參數(shù)如下表所示：

表4-1 Modbus 寄存器和對(duì)應(yīng)的參數(shù)