西门子PLC6ES7211-1BE40-0XB0

西门子PLC6ES7211-1BE40-0XB0

6ES7211-1BE40-0XB0 SIMATIC S7-1200，CPU 1211C， 紧凑型 CPU，AC/DC/继电器， 机载 I/O： 6 个 24V DC 数字输入；4 个 2A 继电器数字输出； 2 AI 0-10V DC， 电源：交流 47-63Hz 时 85-264V AC， 程序存储器/数据存储器 50 KB

设计

1.1标准概述
         IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准，它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。同传统的IEC60870-5-103标准相比，它不仅仅是一个单纯的通信规约，而是数字化变电站自动化系统的标准，它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC61850标准。IEC61850是至今为止较为完善的变电站自动化标准，它不仅规范保护测控装置的模型和通信接口，而且还定义了数字式CT、PT、智能式开关等一次设备的模型和通信接口。采用IEC61850国际标准可以大大提高变电站自动化技术水平、提高变电站自动化安全稳定运行水平，节约开发验收维护的人力物力，实现完全的互操作，如图1所示。
         IEC61850与传统的SCADA协议不同的是，它不仅是一个简单的协议，更涉及到通信网络性能要求、对象建模、系统和项目管理等多方面的规范要求。IEC61850采用面向对象的建模方法和抽象、分层映射的技术，通过规范系统和项目管理以及一致性测试等途径来保证其目标的实现，并且IEC61850不仅适用于变电站自动化系统内部网络通信，也适用于配电自动化、电能计量系统、发电厂自动化系统、风力发电以及其它工业领域。

图1：IEC61850与数字化变电站(SAS)之间的相互关系：

1.2 制造报文规范MMS
        制造报文规范(Manufacturing Message Specification,MMS)是网络上实时处理和监控系统信息交换的国际标准，由国际标准化组织和国际电工**工业自动化技术**TC184工业组负责制定和发展，它适合于在不同的设备、应用、发展商和领域内提供通用信息服务，例如：MMS提供的读(Read)服务允许网络上的设备、应用或计算机从另外一个设备、应用或计算机内读取所需的变量，而不管这个变量是在可编程逻辑控制器、机器人、远方终端设备或智能电子设备内。MMS已经广泛应用在制造、石油化工、电力工业和太空探索等领域。
        MMS由以下各部分组成：

1) 服务规范(Service Specification)
2) 协议规范(Protocol Specification)
3) 机器人伴同标准(Robot Companion Standard)
4) 数字控制器伴同标准(Numberical Controller Companion Standard)
5) 可编程逻辑控制器伴同标准(Programmable Logical Controller Companion Standard)
6) 过程控制系统伴同标准(Process Control System Companion Standard)

        上列各部分中，**部分服务规范和*二部分协议规范是其核心，服务规范包含的定义
有：①虚拟制造设备(Virtual Manufacturing Device,VMD)；②网络上节点间的信息交换；③与VMD有关的属性和参数。协议规范定义的是通信规则，包括：①信息格式；②通过网络的信息顺序；③MMS层与ISO/OSI开放模型的其他层的交互，而3)-6)则是针对不同的应用领域的伴同标准。
         MMS提供了丰富的针对对等式实时通信网络的一系列任务，已经成为许多工业领域的控制设备的通信协议，例如CNC、可编程逻辑控制器、机器人、电力领域中的远方终端设备(RTU)、能源管理系统(EMS)、重合器、开关等IED设备。许多流行的计算机平台都支持基于MMS的互联，在软件支持上，更多的API、图形界面、网关、字处理、电子表格、关系型数据库都支持MMS，从通信连接上看，MMS在以太网、令牌总线、串行接口RS-232C、OSI、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易实现，如图2所示：

西门子PLC6ES7211-1BE40-0XB0
图2：MMS在IEC61850报文结构中的位置

1.3 IEC61850标准的体系结构
        变电站自动化系统由各种IED 组成，主要完成变电站内设备的控制、监视和保护功能，并实现系统配置、通信管理和软件管理等系统维护功能。IEC 61850 标准将变电站自动化系统在逻辑上划分为3 层(即变电站层、间隔层和过程层)，并将具体应用功能分解为许多常驻在不同IED 内、彼此间相互通信的单元，称为逻辑节点(logical node，LN)，然后以LN 为对象建立变电站内IED 的统一的数据和服务模型，旨在解决不同厂商提供的IED间的数据交换、信息共享等问题。
        遵循IEC 61850 标准的变电站自动化系统主要包括：①主站自动化系统软件(人机界面、数据库及系统管理等)；②间隔层装置(保护、测控单元等)；③过程层设备，包括电子式电流/电压互感器(electronic current/potential transducer，ECT/EPT)、智能断路器/隔离开关、合并单元等；④工程化工具(如配置工具等)，用于管理IEC 61850所定义的的通信模型，并满足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(一致性测试)的规范要求，如图3所示：

图3：IEC61850与数字化变电站接口与体系结构

1.4数据模型
        在了解数据模型之前，首先需要了解一些关于IEC61850 的重要概念
智能电子设备(IED)：实际的物理设备，如开关、断路器，综保等。
功能：变电站自动化系统执行的任务，如：母线保护、联锁、报警管理等。
逻辑设备(LD)：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据，物理设备可以包含一个或多个LD。
逻辑节点(LN)：用来描述系统功能的基本单位，是数据对象的容器，可以任意分配到
IED，每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义，并通过他们的服务与外部进行交互。
在IEC61850 中，一个IED 设备的外部性能通过Server 服务器类来表征，Server 服务器可以包含一个或多个逻辑设备，一个逻辑设备可以包含多个逻辑节点，在IEC61850 中一些逻辑节点是电力系统实设备的映射。一个IED 设备要实现特定功能必然需要这些逻辑节点来较终实现操作、控制的功能。可以简单理解逻辑设备是IED 设备实现具体一个功能的抽象容器，在这个容器中包含了实现功能所需的相应的逻辑节点。
        下图4描述了从一个实际的项目中如何对实际的物理设备建模的完整过程：

图4:设备建模的完整过程

        就针对一个具体的IED设备模型而言，下图5描述了该物理设备中所包含的内容及其交互关系：

图5：数据模型所包含的内容及交互关系

        下图6为一个实际的IED物理设备所包含的相关内容，该图描述了该LED设备中其中一个逻辑设备”Tampa_Control”的逻辑节点”Q0XCBR1”断路器的”位置Pos”数据的相关状态 “stVal和ctlVal”。

图6：一个实际的IED设备所包含的内容

2 “IEC61850 Server Library”软件包概述

2.1 “IEC61850 Server Library”通信概述
        “IEC61850 Server Library”软件包是西门子推出的基于S7-300/400作为服务器端的IEC61850规约的通信解决方案，通过该软件包，可以将S7-300/400 “虚拟”为一个IEC61850服务器端设备，之后S7-300/400 可以支持在IEC61850总线上的过程变量导出，下图7为“IEC61850 Server Library”软件包通信总览：

图7：“IEC61850 Server Library“软件包通信总览

“IEC61850 Server Library “软件包具有如下特征：
1) 功能完全的功能块库，支持德语及英语的在线帮助。
2) 每个IEC61850 客户端设备将通过一个ISO-On-TCP连接服务器。
3) 较多可以支持100 Data-Attribute及10 DataSet(每个DataSet包含100个Data-Attributes)：
4) Data-Attribute支持如下数据类型，如图8所示：

 

图8：”IEC61850 Server Library”所支持的数据类型

5) 支持如下MMS服务类型，如下图9所示：

 

图9：”IEC61850 Server Library”所支持的MMS服务类型

6) 提供基于XML语言描述的SCL和.icd文件，供客户端访问
7) 通过标准PCS7或Step7工具进行编程
8) 支持S7-300/S7-400/S7 mec
9) 冗余设计(用于S7-400H)
10) 带通信诊断功能
11) 软件包仅支持通过CP343/443-1建立通信连接，不支持CPU的集成PN口创建连接

2.2 “IEC61850 Server Library”软件包工作原理
        下图10描述了“IEC61850 Server Library”软件包的工作原理：

图10：“IEC61850 Server Library”软件包的工作原理

        从图10可以看出，软件包中主要的核心为数据模型.ICD文件及Table DB数据块，两者之间必须一致，这个将包含在软件包中，其中.ICD文件提供给IEC61850客户端用于IEC61850通信的连接、变量的导出及读写等，Table DB数据块用于下载到S7-300/400中用于创建S7-300/400作为IEC61850服务器的数据模型，之后将其匹配到主功能块“SVR_IEC61850”中。
        在软件包的实际应用中还需要注意以下几点：

1) 允许多个IEC61850客户端访问同一个S7-300/400 IEC61850服务器，但是每个客户端需要创建多个ISO-on-TCP连接并多次调用之后将其匹配到功能块“SVR_IEC61850”,此时将功能块“SVR_IEC61850”均连接到同一个Table DB，这样能够保证客户端访问服务器的数据一致性。
2) 通过DataSet(数据集)可以批量读写Data-Attribute，软件包只支持静态DataSet功能，不支持动态的 DataSet创建，因此只允许IEC61850客户端的静态DataSet访问请求。
3) 所有的Data-Attribute及DataSet均可以在 Table DB中更改，这可以通过软件包 的SCL源文件编辑，当更改Table DB时，.ICD文件(软件包中的server_x_y.icd文件)也必须调整以保证更改后的Table DB与.ICD文件保持一致

**段时间在热线上碰到一个STEP7项目硬件组态编译报错的问题，错误代码为 1230:2015，查询了一下，相关信息较少，在这里把问题和解决的方法和大家分享一下。
客户：我的电脑打开一个以前备份的项目报错，错误代码是1230:2015
我：您的项目是本机STEP 7 软件创建的吗？
一边询问用户相关信息，一边快速查找错误代码
客户：不是这个电脑编的，但是以前使用正常的，在同事的电脑上用STEP 7 打开也没问题，我的怎么不行？其他拷来的项目也没问题
我：copy来的项目要求您的STEP 7 版本及功能软件要**或等于原编程环境
客户：这个肯定的。
既然其他的项目没有问题，运行环境版本也同过，那问题多半是在该项目上，这时我已经找到了该错误可能的原因，如图1，于是逐一询问用户

图1
我：您的项目存哪儿了？那个盘上的空间够不够啊？（觉得可能性较小，现在硬盘都很大，但不能排除万一）
客户：我看看，~~~~~~，空间没有问题，还好多G(bytes)呢
我：您这个项目有没有其它窗口正在编辑啊？比方Netpro 等
客户：没有，只打开了SIMATIC Manager 这一个项目和它的硬件组态窗口，连其它项目都没开
我：那您看一下这个项目的“S7 Program”，对比一下完整吗？
客户：程序块都不少，也能打开，就是硬件组态不让编译保存。我这都是较终备份程序，没随便动过啥
感觉很奇怪，难道是他的STEP 7 软件有问题
我：既然他的STEP 7 打开编译没有问题，只在您的PC 上有问题，那不排除软件有问题的可能性。您看一下 …>SIEMENS > STEP 7 > S7TMP ，这个文件夹是否可用？有没有设成只读属性？还有您有没有新建项目测试过？
自己觉得可能性较小，这个文件夹一般没人动它的
用户：是好的。新建的项目也没有错。我们两台电脑操作系统和STEP 7 都是一样的版本， WinxpSP2 Professional 和STEP 7 V5.4SP3兼容性我查过没问题的，不是要重装软件吧？我这个项目硬件设备很多，如果重新建硬件组态很容易出错。还有没有什么办法呀？
感觉山穷水尽了，重装软件很费时间，软件问题的可能性降到了很低。拿来项目测试吧，这边工程师多，不同角度看问题，或许可能有新发现呢，于是乎
我：您把您的项目发过来吧，我在测试机上帮您试一下，您先别重装软件，照您的描述软件问题可能性小。有了结果我尽快联系您，如果没有结果明天我也联系您，您做好较坏的打算就是重新组态硬件，或则使用正常的那个PC机修改项目。
于是用户发来的项目，在我的测试机上试验，编译保存硬件果然报错，如图2：


图 2
仔细的阅读错误帮助信息（图1），发现“S7 Program”or “M7 Program”folder missing 这条较可能还隐藏着什么，或许我之前理解的有误，不仅仅指这个文件有问题还可能里面所包含的内容有缺失，这个无法是看出来的。于是备份用户发过来的项目，删除了位于“S7 Program”中Blocks的System Data，大家都知道硬件组态的信息编译保存后就存储在这里，既然原来的有错，那就删了重新生成吧。删除后硬件组态编译保存，出现了如下信息，如图 3


图 3
信息里明确指出了一个文件有问题，感觉有希望了，于是打开该文件夹，如图4，


图 4
和编译正常的项目图 5相对比，少了一个名称为link的文件夹。


图5

发现问题了就有希望解决了，继续试验，得出如下解决方法：
1、从其他硬件组态编译正常的项目相应目录拷贝文件夹 “link” 到该项目中 C:\Program Files\Siemens\Step7\S7Proj\lgshuiga\sdb\00000001
打开 “link”文件夹，更改 .dbf文件名称与link文件所在的文件夹名称一致，如有多个文件夹00000001/00000002/00000003，分别拷入更改即可。
此硬件组态编译正常的项目可以不是问题项目的备份项目，只要硬件编译正常即可。
2、新建文件夹命名“link”，其他硬件组态编译正常的项目相应目录拷贝 .dbf文件到该项目中 C:\ProgramFiles\Siemens\Step7\S7Proj\lgshuiga\sdb\00000001\link，更改 .dbf文件名称
如图 6，红色标示部分要保持一致。


图 6
于是联系客户，告之解决方案，用户也很快解决了问题。建议用户对于要备份的项目较好使用 File >Archive 功能存档，这样存档的项目在传送过程中不容易缺失，而不是直接文件夹拷贝。 西门子变频器G120系列6SL3210-1PC22-2UL0
6SL3252-0BB01-0AA0 SAFE BRAKE RELAY FOR PM
6SL3254-0AM00-0AA0 MMC FOR SINAMICS G120/ET 200S FC
6SL3255-0AA00-2AA1 SINAMICS G110/G120 PC-INVERTER CON. KIT
6SL3255-0AA00-2CA0 PC-CONVERTER-CONNECTOR-SET-2
6SL3255-0AA00-4BA1 SINAMICS G110 BASIC OPERATOR PANEL
6SL3255-0AA00-4CA1 SINAMICS G120 BASIC OPERATOR PANEL BOP-2
6SL3255-0AA00-4HA0 SINAMICS G120/G120D IOP HANDHELD
6SL3255-0AA00-4JA0 SINAMICS G120 INTELLIG.OPERAT.PANEL IOP
6SL3255-0AA00-4JA1 SINAMICS G120 INTELLIG.OPERAT.PANEL IOP
6SL3255-0BT01-0PA0 SINAMICS G120 CHEM. IND. MODULE CM240NE
6SL3256-0AP00-0JA0 SINAMICS G120 IOP/BOP-2 DOOR MOUNT KIT
6SL3260-4TA00-1AA6 SINAMICS G120 OPTION KIT CHEM. IND. MOD.
6SL3260-6AA00-0DA0 SINAMICS G120 MOUNTING FRAME FSA PT
6SL3260-6AB00-0DA0 SINAMICS G120 MOUNTING FRAME FSB PT
6SL3260-6AC00-0DA0 SINAMICS G120 MOUNTING FRAME FSC PT
6SL3262-1AA00-0BA0 SCREENING KIT FOR PM FSA U
6SL3262-1AB00-0DA0 SCREENING KIT FOR PM FSB F/U
6SL3262-1AC00-0DA0 SCREENING KIT FOR PM FSC F/U
6SL3262-1AD00-0DA0 SCREENING KIT FOR PM FSD/E F/U
6SL3262-1AF00-0DA0 SCREENING KIT FOR PM FSF F/U
6SL3262-1BA00-0BA0 DIN RAIL MOUNTING KIT FOR PM FSA
6SL3262-1BB00-0BA0 DIN RAIL MOUNTING KIT FOR PM FSB
6SL3262-1FD00-0CA0 SCREENING KIT FOR PM260 FSD F/U
6SL3262-1FF00-0CA0 SCREENING KIT FOR PM260 FSF F/U
6SL3264-1EA00-0EA0 SCREENING TERMINATION KIT G120 CU240S
6SL3264-1EA00-0FA0 SINAMICS CU SHIELD CONNECTION KIT 1
6SL3264-1EA00-0HA0 SINAMICS CU SHIELD CONNECTION KIT 2
6SL3264-1EA00-0HB0 SINAMICS CU SHIELD CONNECTION KIT 3
6SL3264-1EA00-0LA0 SINAMICS CU-SHIELD CONNECTION KIT 4
6SL3266-1EA00-0DA0 SINAMICS G120 SCREENING **TE FOR FSA PT
6SL3266-1EB00-0DA0 SINAMICS G120 SCREENING **TE FOR FSB PT
6SL3266-1EC00-0DA0 SINAMICS G120 SCREENING **TE FOR FSC PT
6ZB2480-0CG00 TRAININGSKOFFER G120 MIT CU230 -P2 HVAC
6ZB2480-0CH00 TRAININGSCASE G120 - 115V AC WITHOUT CU
6ZB2480-0CJ00 TRAININGSKOFFER G120 - 230V AC OHNE CU
6SL3210-1NE12-2UL1 SINAMICS PM230 IP20-FSA-U-400V- 0.75KW
6SL3210-1NE13-1AL0 SINAMICS PM230 IP20-FSA-A-400V- 1,1KW
6SL3210-1NE13-1AL1 SINAMICS PM230 IP20-FSA-A-400V- 1,1KW
6SL3244-0BB12-1FA0 SINAMICS G120 CU240E-2 PN
6SL3244-0BB12-1PA0 SINAMICS G120 CU240E-2 DP
6SL3244-0BB12-1PA1 SINAMICS G120 CU240E-2 DP
6SL3244-0BB13-1BA0 SINAMICS G120 CU240E-2 F
6SL3244-0BB13-1BA1 SINAMICS G120 CU240E-2 F
6SL3244-0BB13-1FA0 SINAMICS G120 CU240E-2 PN-F
6SL3244-0BB13-1PA0 SINAMICS G120 CU240E-2 DP-F
6SL3244-0BB13-1PA1 SINAMICS G120 CU240E-2 DP-F
6SL3246-0BA22-1BA0 SINAMICS CU250S-2
6SL3246-0BA22-1CA0 SINAMICS CU250S-2 CAN
6SL3246-0BA22-1FA0 SINAMICS CU250S-2 PN
6SL3246-0BA22-1PA0 SINAMICS CU250S-2 DP
6SL3252-0BB00-0AA0 BRAKE RELAY FOR PM
6SL3210-1PB13-0AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-230V-0.55KW
6SL3210-1PB13-0UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-230V-0.55KW
6SL3210-1PB13-8AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-230V-0.75KW
6SL3210-1PB13-8UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-230V-0.75KW
6SL3210-1PB15-5AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSB-A-230V-1.1KW
6SL3210-1PB15-5UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSB-U-230V-1.1KW
6SL3210-1PB17-4AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSB-A-230V-1.5KW
6SL3210-1PB17-4UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSB-U-230V-1.5KW
6SL3210-1PB21-0AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSB-A-230V-2.2KW
6SL3210-1PB21-0UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSB-U-230V-2.2KW
6SL3210-1PB21-4AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSC-A-230V-3KW
6SL3210-1PB21-4UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSC-U-230V-3KW
6SL3210-1PB21-8AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSC-A-230V-4KW
6SL3210-1PB21-8UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSC-U-230V-4KW
6SL3210-1PC22-2AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSC-A-230V-5.5KW
6SL3210-1PC22-2UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSC-U-230V-5.5KW
6SL3210-1PC22-8AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSC-A-230V-7.5KW
6SL3210-1PC22-8UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSC-U-230V-7.5KW
6SL3210-1PE11-8AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-400V-0,55KW
6SL3210-1PE11-8AL1 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-400V-0,55KW
6SL3210-1PE11-8UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-400V-0,55KW
6SL3210-1PE11-8UL1 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-400V-0.55KW
6SL3210-1PE12-3AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-400V-0,75KW
6SL3210-1PE12-3AL1 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-400V-0,75KW
6SL3210-1PE12-3UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-400V-0,75KW
6SL3210-1PE12-3UL1 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-400V-0,75KW
6SL3210-1PE13-2AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-400V-1,1KW
6SL3210-1PE13-2AL1 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-400V-1,1KW
6SL3210-1PE13-2UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-400V-1,1KW
6SL3210-1PE13-2UL1 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-400V-1,1KW
6SL3210-1PE14-3AL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-400V-1,5KW
6SL3210-1PE14-3AL1 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-A-400V-1,5KW
6SL3210-1PE14-3UL0 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-400V-1,5KW
6SL3210-1PE14-3UL1 SINAMICS PM240-2 IP20-FSA-U-400V-1.5KW
西门子PLC6ES7211-1BE40-0XB0

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