SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统 – 高效的机器级操作员控制和监视
当人们必须使用执行各种任务的机械和设备（从转筒式干燥机到废物压实机）进行作业时，需要监视和操作员控制设备。为您的具体任务找到合适的设备并不难。面临的挑战是找到一个不会过时、灵活的解决方案，该解决方案既可集成到更别的网络中，又可满足对透明度和数据提供提出的日益增长的需求。多年来，SIMATIC HMI 面板已在所有工业领域的各种不同应用中证明了它们的价值。目前使用的系统范围与相应设备中的应用程序和技术的范围一样广泛。
SIMATIC HMI 代表高效的机器级操作员控制和监视，并具有一些独特优势：
高效工程
可视化的创建可比以前更快更轻松。
创新的设计和操作
可视化成为机器的显著特点。
明亮的 HMI 操作面板
适合每种应用的适宜操作面板。
安全备份
保护投资和专有技术，安全操作。
快速调试
大幅节省测试和维修时间：
基于 PC 的开放性
适用于灵活、独立的应用
SIMATIC WinCC Unified 是全新的可视化系统，可使用户应对机器和工厂结构中的各种数字化挑战。
先进的硬件和软件技术使现在和将来都可以实现这一目标。TIA Portal 中久经验证的测试的工程技术、新 web 技术以及未来几年的出色性能裕量，以及可随心实施自己的想法。
CPU 有一个内部电源，用于为 CPU、信号模块、信号板和通信模块供电，并可满足其它 24 V DC 用户的电源要求。有关 CPU 所提供的 5 V DC 逻辑预算以及信号模块、信号板和通信模块的 5 V DC 功率要求的信息，请参考技术规范。请参考“计算功率预算”来确定 CPU 可以为您的配置提供多少电能（或电流）。CPU 提供 24 V DC 传感器电源，可以为输入点、信号模块上的继电器线圈电源或其它要求供给 24 V DC。如果您的 24 V DC 电源要求超出该传感器电源的预算，则必须给系统增加外部 24 V DC 电源。有关具体 CPU 的 24 V DC 传感器电源功率预算，请参考技术规范。如果需要外部 24 V DC 电源，请确保该电源不要与 CPU 的传感器电源并联。为提高电噪声防护能力，建议连接不同电源的公共端 (M)。
警告 将外部 24 V DC 电源与 24 V DC 传感器电源并联会导致这两个电源之间有冲突，因为每个电源都试图建立自己的输出电压电平。该冲突可能使其中一个电源或两个电源的寿命缩短或立即出现故障，从而导致 PLC 系统的运行不确定。运行不确定可能导致死亡、人员重伤和/或财产损失。DC 传感器电源和任何外部电源应分别给不同位置供电。 |
1. PROFIBUS DP系统之一：带DP口的主/从系统
带DP口的主/从系统设计十分灵活，它允许用CPU中不同的数据区域来储存DP过程数据。对数据区域的选择取决于CPU的类型和应用。过程映像区，位存储器以及数据块都可用于DP输入，输出数据。过程映像是标准的数据分配。在CPU的过程映像中须有充分的空间为DP保留一个连续的输入区域和一个连续的输出区域。这可能受中央配置中过程映像大小和信号模块数量的限制。位存储器与过程映像相同，这个区域适合于DP信号的全局存储。例如，如果过程映像可利用的空间(没有被中央信号模块占据的空间)不够用，则可以使用位存储区。 数据块也可以用来存储DP信号。在有关的DP数据区只被一个程序调用时使用这种存储。建立S7-300 PLC主站的硬件组态（带DP口）：双击“X2/DP”栏或“CP342-5”栏，在对话框内选中“DP-Master”，在PROFIBUS总线上添加ET-200 从站：主站/从站的I/O地址不能重复，它是由系统软件分配的。如果用户需要对地址进行修改，可以通过模板特性对话框重新设置。
2．PROFIBUS DP系统之二：带通讯模板CP的主站系统。
采用通讯模板CP的主站/从站系统，则主站/从站的I/O地址可以重复，因为此时的PLC系统相当于两个CPU。用户可以通过模板特性对话框任意设置I/O地址，只是主站或从站内的I/O地址不能重复。当配置CP时，必须设定操作模式（Operating Mode）， CP342-5 DP总是需要DP-SEND和DP-RECV。这些组块通过底板总线在CPU和CP之间转移数据．，CP342-5的数据总是连续地传输。主站大数据长度是240字节，从站大数据长度是86字节。DP-SEND（发送）将CPU中的*的DP数据区的数据发送到PROFIBUS CP的发送缓冲器，以便传送给DP从站；DP-RECV（接收）从DP从站中读出数据，将PROFIBUSCP接收缓冲区的数据放入CPU*的DP数据区中。
DP-SEND（发送块）和DP-RECV（接收块）结构 DP-RECV（接收块）各端子参数的类型及功能 DP-SEND（发送块）各端子参数的类型及功能
3. PROFIBUS DP系统之三：带智能从站的DP系统。
S7-1200 系统中的一些 24 V DC 电源输入端口是互连的，并且通过一个公共逻辑电路连接多个 M 端子。例如，在数据表中*为“非隔离”时，以下电路是互连的：CPU 的 24 V DC 电源、SM 的继电器线圈的电源输入或非隔离模拟量输入的电源。所有非隔离的 M 端子必须连接到同一个外部参考电位。
自动化任务：在 S7-300 主站控制器和多个 S7-1200 从站之间，通过工业以太网 (IE) 进行确定性的数据传输 (例如，用于时间同步)。对于确定性数据传输，主站依次与每个从站交换数据。应该在任务 A 中通过 S7-通 信、在任务 B 中通过开放式 TCP/IP (T-通信) 进行数据交换。
图 01 展示了两个任务的演示设置，在此 S7-300 主站是与两个 S7-1200 从站进行通信。
主站和从站包含了发送和接收块 (Send_DB 和 Receive_DB)。在接收到同步命令之后，主站读取系统时间，并通过 PUT 块 将此信息和用户数据发送到**个从站，以进行 S7 通信。PUT 块将它自己的系统时间与从主站中接收到的日时钟钟信息进行同步。然后主站通过 GET 通信块获得从站 1 的用户数据。之后将从站 1 的此用户数据存储在主站接收块的相关位置中。对所有后续从站单元重复此过程。在完成主站和**后一个从站之间的数据交换之后，主站单元重新启动与从站 1 的数据交换。
解决方案 B：T-通信
S7-1200 和 S7-300/400 都提供了用于开放式 TCP/IP 通信的功能块 - T 通信块 TCON、TSEND、TRCV 和 TDISCON。当选择协议为 “ISO-on-TCP”，则 “ISO-on-TCP” 提供了面向消息的操作原理，这在 SIMATIC 系统之间进行 通信时特别有用。在 STEP 7 V5.4 中使用‘开放式通信向导’ (OC 向导) 组态该连接。各个连接伙伴通过 IP 地址来识别。OC 向导保留一个连接资源，并创建一个相关的连接数据块。伙伴的 IP 地址存储在此数据块中。开放式 IE 通信的**连接数取决于所使用的 CPU。对于所使用的 CPU 315-2 PN/DP，可以使用“ISO-on-TCP”同时建立**多 8 个连接 。通过更改连接数据块中的 IP 地址，可 通过相同的连接资源连续地与逾 8 个通信伙伴进行数据交换。
图 01
S7-300 紧凑型控制器 CPU 315-2PN/DP 使用 STEP 7 V5.4 + SP5 + HF1 编程用户界面进行组态。
S7-1200 紧凑型控制器使用 STEP 7 Basic V10.5 SP2 编程用户界面进行组态。
自动化解决方案：解决方案 A：S7-通信
S7-1200 PLC 为 S7 通信提供了被动服务器功能。由 S7-300 客户端通过 PUT 和 GET 块进行组态。在 STEP 7 V5.4 的 NetPro 中组态连接。为到 S7 服务器的每个连接分配一个确切的 ID。客户端通过动态更改此连接 ID 与服务器进行通信。在 NetPro 中可组态的**连接数取决于所使用的 S7-300 CPU 的类型。CPU 315-2 PN/DP 可在 NetPro 中组态**多 14 个 S7-连接。
注意事项：
只有 S7-300 控制器支持S7 通信块 PUT 和 GET 的 ID 动态更改。对于 S7-400 控制器，每个通信块都需要一个静态 ID。
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