西门子6ES7222-1BF22-0XA8

1．S7-400中多CPU环境的注意事项

在共用K总线和P总线不分段的子机架UR1或UR2上运行

? 所有在一个公用外设总线(P)和通讯(K)总线上操作的CPU运行状态(CPU运行系统性能)都将自动同步。
? 一个复杂的大任务可以拆开到较多4个CPU上来计算。
? 通过简单插入CPU实现性能的按比例升级是可能的。
? 增加系统资源(内存，标准区，计数器...)。 但输入/输出点数不会增加。
? 可以把时间临界和非时间临界过程区域分离开来 (即：一个快速闭环控制器的快速制)。
? 多CPU可以共用一个CP模板和外部通讯。I/O 模板只能*一个CPU。 其中一个停止，其它CPU也将停止。
? 以下订货号的S7-CPU支持多CPU操作模式：
6ES7412-1XF01-0AB0
6ES7413-1XG01-0AB0
6ES7413-2XG01-0AB0
6ES7414-1XG01-0AB0
6ES7414-2XG01-0AB0
6ES7414-2XJ00-0AB0 版本 3 以上
6ES7416-1XJ01-0AB0
6ES7416-2XK00-0AB0 版本 3 以上
6ES7416-2XL00-0AB0 版本 3 以上
? M7-CPU 486-3 Pentium 75 MHz (原为：CPU 488-4)和488-3 Pentium 120 MHz (原为：CPU 488-5)目前不支持多CPU操作。

在分段子机架CR2上的运行

? 分段子机架包含有两个独立的P总线，其中10个插槽在分段1中，8个插槽在分段2。
? 每个外围总线分段使用一个CPU，I/O模块分配到本地的CPU上。CPU各自独立运行，没有运行状态的同步。
? 公共通讯总线允许子单元间进行通讯而不需要附加硬件。
? 因此，2 个单独的控制器可以组态到一个CR中。这样可以在柜子中节省空间。
? 成本上很节约，因为仅需一个子机架和一个电源供应单元。
? S7-400 和M7-400 CPU都可以没有任何的限制地使用，也就是说，甚至可以将S7 和M7 CPU一起放在CR2中。(警告：要把M7-CPU 486-3 与 488-3 一起在CR2中运行，只能使用M7-SYS V2.0 和 STEP7 基本软件 V3.1。原来的CPU 488-4 与 488-5 不能够在CR2中运行)。

2．测试环境

2.1 硬件
CPU416-3 和 CPU412-2

2.2 软件
Windows XP professional SP2
STEP7 V5.3 SP3
进行BSEND,BREV 和USEND ，UREV通讯

3. 硬件组态

 

分别设定CPU不同的MPI地址，可以通过底板K总线从一个CPU对多个CPU编程

 

创建一个S7连接

 

接口为PLC internal，从底板K总线通讯。

 

创建2个连接，因为要测试2种通讯方式，存盘编译无错误退出。BSEBD,BRCV(SFB12,SFB13)和USEND,URCV(SFB8,SFB9).
BSEND可以传输64K，带效验速度慢。USEND可以传输440字节，不效验速度快。

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分别下载CPU的block下System data

 

4. 软件编程
从标准系统库拷贝标准系统块，粘贴到自己的项目中

 

在菜单PLC－Monitor/Modify Variables下进行测试
可以使用强制变量和监视功能

问题：   
S7-400中保持数据传输的一致性使用的是什么机理?

解答：
一致的数据指的是就内容来说是一致的，而 且它所描述了在某个时间点的一个称之为一致性数据的过程状态。要保持数据的一致性，它在传输或处理过程中不得被更新或改动。< /span>

样例 1：< /span>   
为了对CPU在循环程序处理过程中有一致的过程信号的映像，在程序处理前就把过程信号读入输入的过程映像中，并 且在程序处理后又写到输出的过程映像。然后，在程序处理过程中，用户程序在对操作数区输入(I)和输出(Q) 寻址时并不直接访问信号模块，而是访问CPU 的内部存储区里的过程映像 。< /span> 
样例 2： 
如果一个通讯块(比如 SFB 14 “GET”, SFB 15 “PUT”)被较高**级的过程警报OB所中断，就有可能出现不一致性。 现在，如果在该过程警报OB中的用户程序更改了已经部分被通讯块处理过的数据，那样的话被传输的数据中，部分是过程警报处理以前时间的数据，部 分则是过程警报处理以後时间的数据，这意味着，此数据是不一致的。

SFC 81 "UBLKMOV"    
使用 SFC 81 “UBLKMOV”，把一个内存区(源区)的内容一致地复制到另一个内存区(目标区)里 。复 制过程不得被操作系统的任何其它动作所打断。 
使用SFC 81 “UBLKMOV”，可复制下列内存区：

• 位存储器
• DB 内容
• 输入的过程映像
• 输出的过程映像

可复制的较大数据量为 512 字节。请注意与CPU性能有关的限制。有关的限制可从操作列表中看到。

既然复制过程不能打断，在使用 SFC 81“UBLKMOV” 时，可增大CPU对报警的响应时间。

源区和目标区不得互相交迭。如 果*的目标区大于源区，那么只把与源区里同样多的数据复制到目标区。如果*的目标区小于源区，那 么只把目标区能接收的那么多的数据复制入目标区。

通讯块和功能之间的一致性
对 S7-400 ，通 讯作业不在循环程序的执行处来处理，而是在程序循环过程中的一个固定的时间段里处理。从系统来讲，数据格式字节，字 和双字永远可以得到一致性的处理，就是说传输一个字节，一个字(两个字节)或双字(4个字节)是不会被打断的。  
如果通讯块(比如 SFB 12 “BSEND”)只能成对使用(象SFB 12 “BSEND” 和 SFB 13 “BRCV”) 而且它访问公共数据在用户程序中被调用，那么也访问本身数据区，比如通过 “DONE”参数对该数据区的访问，是可以协调的。通 过这些通讯块局部传输的数据的一致性，因而可以在用户的程序里得到保证。  
使用 S7 的通讯功能时动作是不一样的。用这些功能时目标设备 (比如 SFB 14 “GET”, SFB 15“PUT”) 里的用户程序不要求通讯块。在编程时就必须把一致性数据的大小已经考虑在内。

访问 CPU的工作内存   
操作系统的通讯功能是以固定长度数据包来访问CPU的工作内存。此数据包的大小与CPU性能有关，S7-400 CPU是32个字节。< /span> 
这样就确保了在使用通讯功能时报警响应时间不会被延长。由于这种访问与用户程序异步，你无法一致地传输任意个数字节的数据。< /span>
下面将解释为保证数据一致性所要遵循的规则。

用于 SFB 14 "GET" 或读变量的一致性规则

如果是 SFB 14 “GET”，只要遵循下列规则就可一致性地传输数据。

• 主动CPU(数据接收方)：通过调用SFB 14读出OB中接收区的数据，或者，如果无法这样做的话，r 在SFB 14的处理结束后读出接收区的数据。
• 被动CPU (数据发送方)：按照被动CPU (数据发送方)规定的数据块的大小写入与发送区大小等量的数据。
• 被动 CPU (数据发送方)：在封锁中断的情况下把要发送的数据写入发送区。< /span>

  
  

  下图给出了一个无法保证数据传输一致性的例子。因为它没有遵守一致性规则的*二条：被动 CPU (数据发送方)的数据块大小为 8 个字节，而传输的却是 32 个字节。

  
  

图 1：数据传输的例子

用于 SFB 15“PUT”或写变量的一致性规则

对于 SFB 15 “PUT”，如果遵循下列规则，数据传输将具有一致性：

• 主动CPU (数据发送方)： 把来自调用SFB 15 的OB 中的数据写入发送区。如果不可能，在 **次调用 SFB 15 结束后写入发送区。 
• 主动CPU (数据发送方)：把按照被动 CPU (数据发送方)*的块大小的数据写入发送区。< /span>
• 被动CPU (数据接收方)： 在封锁中断的情况下，从接收区里读出收到的数据。< /span>

  
  

  下图为一个数据传输的例子。由 于一致性规则的*二条没有得到遵守<被动CPU(数据接收方)*的数据块大小只有32 个字节，而发送的却是64个字节>，无 法保证数据的一致性。

  
  

图 2：无 法保证一致性的数据传输

通过SFC 81 “ UBLKMOV”可在S7-400 的用户程序里实现跨几个变量的大数据块一致性传输(不可中断的块移动)。

这样，例如通过SFB 14 “ GET”, SFB 15 “PUT”以及读/写变量，可实现对此数据的一致性访问。

从一台 DP 标准从站读出一致性数据，/ 然后把它一致性地写入一台 DP 标准从站。

通过SFC 14 “DPRD_DAT”从一台 DP 标准从站一致性地读出数据  
通过SFC 14 “DPRD_DAT”(从一台 DP 标准从站读出一致性数据)， 从一台DP标准从站一致性地读出数据。如果数据传输中无错误，则读出的数据被输入由RECORD*的目标区。< /span> 
目标区必须与你已经用STEP 7为选定的模块组态好的长度一致。每次调用SFC 14只能访问一个模块/DP ID 的数据(从组态好的起始地址)。

通过 SFC 15“DPWR_DAT” 把数据一致性地写入一台 DP 标准从站

通过 SFC 15“DPWR_DAT”（ 把数据一致性地写入一台DP标准从站）把 RECORD 里的数据一致性地传输入赋址好的DP 标准从站。 
源区的长度必须与通过 STEP 7 为选定模块组态好的长度一致。

注意：  
PROFIBUS DP标准定义了传输一致性用户数据的上限（见下一节）。通常的DP标准从站遵守这些限制。对于较老的CPU (<1999)，对 传输一致性用户数据存在与 CPU 有关的限制。 
请参考这些CPU的技术数据。在关键字 “DP 主站 -每台DP 从站的用户数据” 下去寻找CPU 可以一致性地从一台DP标准从站读出数据和一致性地写入一台DP标准从站的数据的较大长度,一些近期CPU的此项指标已经**过标准DP从站可能或接受的数据长度值。< /span>

一致性传输用户数据到一台 DP 从站的上限较大值
PROFIBUS DP标准规定了传输一致性用户数据到DP从站的上限。这就是为什么在一台DP标准从站里，可用一个数据块来一致性地传输较大达64 个字 = 128 字节的用户数据。 
当组态时，你定义了一致性区的大小。该大小用特殊的代码格式(德语缩写： SKF)表示为64 个字 = 128 字节(输入用128个字节，128个字节用于输出)设置的一致性数据较大长度。再长就不可行了。 
这个上限只适用于纯用户数据。诊断数据和参数被分组到完整的数据纪录里，因而总是得到一致性地传输。< /span> 
在通常的代码格式里(德语缩写： AKF)，可为一致性数据设置较大长度16 个字 = 32 个字节 (32 个字节用于输入，32 个字节用于输出)。再长就不可行了。 
在本文里请同样注意， 通常在一个非系统主站 (通过GSD连接)上的CPU 41x 作为 DP 从站时，必 须是用一般代码格式才可加以组态。基于这个理由，作为PROFIBUS DP上从站的 CPU 41x 的传输内存的较大长度为16 个字 = 32个字节。 

不使用SFC 14 或 SFC 15 时的一致性数据访问
一致性数据访问 大于 4 个字节时，对于下列的CPU 是可行的(不用SFC 14或SFC 15)。要 被一致性传输的一个 DP 从站的数据区数据是被传输到一个过程映像分区的。这样在此区域里的信息永远是一致的。然后可用 装载/传输命令 (比如L EW 1) 来访问过程映像。  
这为访问一致性数据提供了特别方便和有力的选项(低运行开销)。这一方案又为高效地结合和参数化驱动或其它 DP 从站成为可能。< /span>

它适用于下列CPU。固件版本 3.0 以上：

S7-400 CPU	MLFB
CPU 412-1	6ES7 412-1XF03-0AB0
CPU 412-2	6ES7 412-2XG00-0AB0
CPU 414-2	6ES7 414-2XG03-0AB0
CPU 414-3	6ES7 414-3XJ00-0AB0
CPU 416-2	6ES7 416-2XK02-0AB0
CPU 416-3	6ES7 416-3XL00-0AB0
CPU 417-4	6ES7 417-4XL00-0AB0
CPU 414-4H	6ES7 414-4HJ00-0AB0
CPU 417-4H	6ES7 417-4HL01-0AB0

表 1：支持一致性数据访问的CPU(不用 SFC14/SFC15)

当你进行直接访问时 (比方说 L PEW 或 T PAW)，没有 I/O 访问错。

从 采用SFC14/15 方案转向采用过程映像方案时的注意要点：< /b>

•   当从SFC14/15 方案转向过程映像方案时，不建议同时使用系统功能以及过程映像。基本上讲，在用系统功能 SFC15 写时，过程映像是被追踪的，但 读出的时候就不被追踪了。 这意味着，过程映像值与系统功能 SFC14 的值之间的一致性是无法保证的。< /span>
• 在SFC 14/15 方案里，SFC 50 “RD_LGADR”输 出的地址区不同于过程映像方案的地址区
• 如果使用 CP 443-5 ext，同时使用系统功能以及过程映像会导致出现下列出错消息：“ 没有对过程映像的读/写”，或是“不可能再用SFC 14/15 进行读/写”。

  样例： 
  下面的例子 (过程映像分区 3 “TPA 3”）显示了  HW Config 中一种可能的组态。

  • TPA 3 在输出处：这50 个字节在过程映像分区3 里是一致的(下拉列表 “一致性范围 -> 总长度”)，因而可以通过一般的  “Load input xy”命令来读它。

  • 在输入下的下拉列表里选择 “过程映像分区 -> ---” 意味着过程映像里没有存储内容。只 能用系统功能SFC14/15来处理它。

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