西门子S7-1200组态控制优势应用

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西门子S7-1200组态控制优势应用

1 组态控制的优势和应用
组态控制功能可以用来创建一个要在多种不同安装中使用的自动化解决方案（机器），各种硬件组态可以保存在 CPU 中，通过用户程序改变硬件组态与实际安装对应。
下面通过一个实际案例说明一下组态控制的优势和应用。

比如一个蛋糕生产线的 OEM 设备提供商，有些工厂需要烘焙的生产线，那么该设备提供商需要组态一个烘焙项目，需要 S7-1200 CPU 和 I/O 模块 A 来负责蛋糕加热的工艺。如图 1-1 所示。

图 1-1 烘焙生产线
同时，有的工厂在烘焙的基础上，还需要添加包装工艺，如果没有组态控制功能，那么该设备提供商需要建立另外一个烘焙与包装项目，在原先 S7-1200 CPU 和I/O 模块 A 的基础上添加 I/O 模块 B 来负责包装工艺，如图 1-2。

图 1-2 烘焙与包装生产线
另外，这个设备提供商的有些客户还需要蛋糕装饰工艺，在原先烘焙和包装基础上添加例如裱花或打奶油工艺，同样如果没有组态控制功能，该设备提供商还需要针对此类客户创建一个新项目，再增加一个 I/O 模块 C 来负责装饰工艺环节，如图 1-3 。

由此可见，在没有组态控制之前，设备提供商需要针对不同客户的不同需求配置多个项目，但是其实这些项目都是基于同一个烘焙设备上添加了不同的组件。利用现在的组态控制功能就可以组态一个最全的配置，然后根据不同需要，通过用户程序灵活调整组态。

2组态控制功能组态
S7-1200cpu从固件版本V4.1起开始支持组态控制功能，其组态如下所述：

2.1组态控制功能启用
使用组态控制功能之前，需要在CPU设备组态的属性里选择“允许通过用户程序重新组态设备”复选框来启动组态控制功。如图2-1

图2-1启动组态功能

2.2创建新数据类型

2.3 创建控制数据块
用刚刚创建的数据类型创建一个包含控制数据的数据块，如图 2-3 。

图 2-3 添加新的数据块
在新生成的数据块中，按图 2-4 所示组态 Block_length、Block_ID、版本以及次版本。
根据是否存在插槽以及其在实际安装中的位置组态插槽的值：
Ø 0：实际组态中不存在已组态的模块。（插槽为空。）
Ø 1 到 9，101 到 103：已组态插槽的实际插槽位置
Ø 255：STEP 7 设备组态在此插槽中不包含模块。

2.4 编程传送控制数据记录
在启动OB中，调用扩展的WRREC（写入数据记录）指令，将创建的控制数据记录传送到硬件ID 33的索引196。使用标签和JMP（跳转）指令等待WRREC指令完成。

图2-5启动OB中程序
注意，WRREC指令在启动OB中传送完控制数据记录后组态控制才会生效。如果已启用组态控制但CPU不具有控制数据记录，则在退出STARTUP模式时会转到STOP模式。所以需要确保启动OB 中包含传输控制数据记录的程序。

图 2-6 插槽号分配
控制数据记录 196 包含插槽分配并表示实际组态，如下所示：

图 2-7 数据记录 196 结构
修改控制数据记录时请遵守以下准则：
Ø 组态控制不支持通信模块的位置更改。插槽101到103的控制数据记录插槽位置必须与实际安装对应。如果没有为插槽配置模块，请为该插槽位置输入255。
Ø 在已填充（已使用）的插槽之间不能有嵌入式空（未使用）插槽。
例如，如果实际组态在插槽4中有一个模块，则实际组态在插槽2和3中也必须有模块。相应地，如果实际组态在插槽102中有一个通信模块，则实际组态在插槽101中也必须有一个模块。
Ø 如果已启用组态控制，却没有控制数据记录，则 CPU 仍未做好运行准备。
如果启动 OB 未传送一个有效的控制数据记录，则 CPU 从启动模式返回到STOP 模式。 CPU 在这种情况下不会初始化集中式 I/O，并将在诊断缓冲区中输入转到 STOP 模式的原因。
Ø CPU 将成功传送的控制数据记录保存在保持性存储器中，也就是说，在不更改组态的情况下重启时无需重新写入控制数据记录 196。
Ø 每个实际插槽只能在控制数据记录中出现一次。
Ø 只能将一个实际插槽分配给一个已组态插槽。

3 组态控制示例
本示例介绍了由一个 CPU 和三个 I/O 模块组成的配置。在第一次实际安装中，插槽 3 处的模块并不存在，因此可使用组态控制将其“隐藏”。
第二次安装时，应用将包括最初隐藏的模块，但现在该模块位于最后一个插槽中。修改后的控制数据记录可提供有关模块插槽分配的信息。
3.1 示例 1 —— 已组态但未使用模块
设备组态包含实际安装中可能存在的所有模块（最大组态）。如图 3-1 所示。