PCS7软件ProfiBus通讯培训(高端培训)
西门子STEP7和PCS7培训(高端培训)
入停止模式。诊断中断还对CPU所有内外部故障，包括模块前连接器拔出、硬
件中断丢失等作出响应。
OB83：用于模块插拔事件的中断处理，事件出现，CPU自动调用OB83报警，
如果程序中没有创建OB83，CPU进入停止模式。
OB84：用于处理存储器、冗余系统中两个CPU的冗余连接性能降低等事件。
OB85：用于处理操作系统访问模块故障、更新过程映像区时I/O访问故障、事
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同步错误中断组织块OB121/OB122
• OB121处理与编程故障有关的事件，例如调用的 函数没有下载到CPU中、BCD码出错等；
• OB122处理与I/O地址访问故障有关的事件，例如 访问一个I/O模块时，出现读故障等；
• 如果上述故障出现，在程序中没有创建OB121、 OB122，CP进入停止模式。
• 备用电池必须为西门子专用电池，原先是两 块1共.1057V页的电池，现在是一块20320./16/1V3的电池。 79
CPU模块
• CPU有CPU550和CPU551两种类型，现在CPU550 已经停产，现在市场流行和我们项目中正在使 用的都是CPU551。
• 它是针对开闭环控制任务设计，对处理性能要 求极高，具有RISC（reduced instruction set computer) R5000处理器的64位CPU。
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组织块功能明细
• 1、自由循环组织块OB1 • 2、日期中断组织块OB10~OB17 • 3、时间延迟中断组织块OB20~OB23 • 4、循环中断组织块OB30~OB38 • 5、硬件中断组织块OB40~OB47 • 6、DPV1中断组织块OB55~OB57 • 7、多处理器中断组织块OB60 • 8、时钟同步中断组织块OB61~OB64 • 9、工艺同步处理中断组织块OB65 • 10、冗余故障中断组织块OB70、OB72 • 11、异步故障中断组织块OB80~OB87 • 12、处理中断组织块OB88 • 13、背景循环中断组织块OB90 • 14、启动中断组织块OB100~OB102 • 15、同步错误中断组织块OB121、OB122
2024年PCS7培训教材教程
PCS7培训教材教程一、引言随着工业4.0的兴起，工业自动化控制系统在我国得到了广泛应用，其中西门子PCS7系统凭借其强大的功能和稳定性，在工业控制领域占据重要地位。
为了帮助广大工程技术人员更好地掌握PCS7系统的使用方法，本教程将详细讲解PCS7系统的基本原理、配置方法、编程技巧和故障处理等内容。
通过本教程的学习，读者将能够熟练运用PCS7系统进行工业自动化控制系统的设计和实施。
二、PCS7系统概述1.PCS7系统简介（1）高度集成：PCS7系统将过程控制、离散控制、驱动控制、批量控制等功能集成在一个统一的平台上，实现了各子系统之间的无缝连接。
（2）开放性：PCS7系统支持多种现场总线协议，如Profibus、Profinet等，便于与第三方设备进行集成。
（3）易于扩展：PCS7系统采用模块化设计，可根据项目需求进行灵活扩展。
（4）高效稳定：PCS7系统采用高性能的硬件平台和优化的软件算法，保证了系统的稳定性和高效性。
2.PCS7系统组成（1）工程师站（EngineeringStation）：用于系统配置、编程和维护。
（2）操作员站（OperatorStation）：用于实时监控和控制生产过程。
（3）控制器（Controller）：用于执行控制策略，如SIMATICS7-400、SIMATICS7-1500等。
（4）现场仪表和执行器：用于实时采集现场数据和执行控制指令。
三、PCS7系统配置与编程1.系统配置（1）硬件配置：根据项目需求，选择合适的控制器、I/O模块、通讯模块等硬件设备。
（2）软件配置：安装PCS7软件，并进行系统授权和更新。
（3）网络配置：配置工程师站、操作员站与控制器之间的网络连接。
2.编程（1）CFC编程：采用连续功能图（CFC）编程方式，实现控制策略的快速搭建。
（2）SFC编程：采用顺序功能图（SFC）编程方式，实现复杂控制逻辑的编写。
（3）GRAPH编程：采用GRAPH编程方式，实现批量控制过程的编写。
PCS7 Profibus通信(PM125)
实训名称PCS7 Profibus通信二（PM125）实训日期
②对CP443-1进行挂网线（工业以太网）操作，并正确填写CP443-1的MAC地址；
③在CPU模块下，删除已有的DP总线，并新建Profibus DP总线，默认总线地址为2；
④对ET200M进行设置，新挂一个PM125模块，Address（地址）设置为7，添加4个“Universal module”，并按下表依次设置DI\AIDO\AO通道，设置完毕如下图所示；
2、AS组态：
①打开HWConfig（硬件组态）视图，双击Hardware（硬件）对象，在打开的对话框内(如下图所示)观察电源模块、CPU模块和CP443-1模块的参数型号是否配置正确，订货号（order number）是否跟实物上标的字符一致，不一致的模块要进行替换；
第1页共5页指导教师签名
苏州市职业大学实训报告
苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程学院班级姓名学号
实训名称PCS7 Profibus通信二（PM125）实训日期
一、实训目的
1、掌握SIMATIC PCS7的硬件组态。
2、利用Profibus总线实现CPU和PM125之间的通信。
二、实训器材
SMPT1000 PCS7
三、基础知识
Profibus协议结构是根据ISO7498国际标准，以开放式系统互联网络（OSI）作为参考模型的，OSI模型共有7层，Profibus DP定义了第1、2、7层和用户接口，其中用户接口规定了用户系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同Profibus DP设备的设备行为。
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PCS7学习经验(高端培训)
在一个单一的显示器上显示
系统总线
控制器
根据工厂结构,灵活的适用的OS层 (例如: 每个工厂区/过程单元 1个服务器 ) 通过分散的数据库,增强有效性 几个系统区的同时操作.
六、PCS7软件的安装（以PCS7 V7.1为例）：
1、安装软件准备 1.1安装 PCS 7 V7.1 软件的操作系统要求:
二、PCS7过程控制系统具备了以下几个方 面的特点 ：
○ 高度的可靠性和稳定性 ○ 高速度，大容量的控制器 ○ 客户/服务器的结构 ○ 集中的，从上到下的组态方式 ○ 能灵活、可靠地嫁接于老系统 ○ 集中的，友好的人机界面 ○ 含有配方功能的批量处理包 ○ 开放的结构，可以同管理级进行通讯 ○ 同现场总线技术溶为一体
● Windows XP Embedded Standard 2009 ● Windows XP Professional SP3 (32Bit)
● Windows Server 2003 SP2 Standard Edition (32Bit) ● Windows Server 2003 R2 SP2 Standard Edition (32Bit) ● Windows 7 Ultimate SP1 (32Bit) ● Windows 7 Ultimate SP1 (64Bit)
工程师培训资料
• 标题：PCS7学习经验（高端培训） • 培训人：xx
一、PCS7概述：
PCS7是西门子的DCS系统，基于过程自动化，从传感器、执行器到控制器， 再到上位机，自下而上形成完整的TIA（全集成自动化）架构。主要包括Step7、 CFC、SFC、SimaticNet和WinCC以及PDM等软件，组态对象选用S7-400高端CPU （CPU41X）。PCS7并不等同于Step7+WinCC，PCS7中的OS中的很多模板和画面都 是在Step7中用CFC和SFC自动生成的，变量记录和报警记录也都是由Step7中编 译传送到WinCC中去的，并不需要象使用普通WinCC那样手动组态画面、变量记 录和报警记录 。
PCS7 Profibus通信二(PM125)
图1 AS硬件组态窗口PM125的配置Catalog中选择Profile：Standard，在出现的树形菜单中依次打开PROFIBUS Additional Field Devices（附加现场设备）→General（通用）→CONVERTER（转换设备）→PM125 ，将该设备拖到PROFIBUS(2):DP Master system(2)上，弹出组件设置窗口，Address 址）设置为7，点击OK。
点击PM125 ，在Catalog 的PM125中选择Universal module并双击，该模块将自动添加PM125详细配置窗口的第一行。
双击该行，将打开Properties-DP Slave（属性-DP从站）对话框。
在I/O Type(I/O类型)中选择Input，在随后出现的Input组中，将Start Address（启始地址）设置为0，length设置为2，Unit设置为Byte，继续设置PM125的其它三个参数，设置后所示图2 PM125配置窗口页共4页指导老师签名苏州市职业大学实训报告图3 OS硬件组态窗口建立网络连接在Component View 的左侧树形结构中选择WinCC Appl对象，在右侧详细视图中双击Connections，将打开NetPro对话框，双击PC站的WinCC Appl对象，将弹出新建链接的对话框，使用默认设置，单击OK，然后保存并编译。
（如图4所示）图4 网络连接窗口第3页共4页指导老师签名苏州市职业大学实训报告图5 PC/PG设置窗口站，单击PLC→Configure，将打开Configure对话框，取消计算机的名称复选框，按钮，当出现如下图6所示的对话框时，保存设置。
图6 OS与SCE配置图7 SCE的状态图选择PC站，接着选PLC→Download进行下载OS，下载成功后SCE的状态如图7所示选择SIMATIC 400（1）文件夹，单击Download ，全部单击OK进行下载AS。
PROFIBUS技术培训
PROFIBUS技术培训在课程开始的第一部分，学员将会学习PROFIBUS的基本原理和特点，包括PROFIBUS的工作模式、数据传输方式、网络架构和通信协议等。
通过理论知识的学习，学员将了解PROFIBUS的工作原理，为后续的实际操作打下坚实的基础。
在课程的第二部分，学员将进行PROFIBUS网络的实际配置和调试操作，包括网络拓扑结构的设计、节点配置、参数设置、通信测试等。
通过实际操作，学员将掌握PROFIBUS网络的安装调试技能，并且能够独立完成PROFIBUS网络的搭建和调试工作。
在课程的最后部分，学员将学习PROFIBUS网络的故障排除和维护技能，包括常见故障的诊断与处理、网络性能优化、维护策略等。
通过学习这些知识和技能，学员将能够快速准确地解决PROFIBUS网络中出现的各种故障，并且能够根据实际需求对网络进行合理的维护和优化。
通过PROFIBUS技术培训，工程师和技术人员将能够全面了解和掌握PROFIBUS网络通信协议的相关知识和技能，为他们在实际工作中的应用和发展提供坚实的支持和保障。
同时，这也将有助于推动PROFIBUS技术在工业领域的广泛应用和推广。
PROFIBUS（Process Field Bus）是一种用于自动化领域的现场总线通信协议，已经成为工业自动化领域中最流行的通信协议之一。
随着工业自动化应用的不断增加，对PROFIBUS技术的需求也在不断增加，因此掌握PROFIBUS技术的工程师和技术人员也日益受到重视。
因此，PROFIBUS技术培训的重要性不言而喻。
在PROFIBUS技术培训中，学员将会接触到丰富的教学内容和实践操作，这些内容旨在帮助学员全面深入地理解PROFIBUS网络通信协议，从而使他们能够在实际工作中熟练应用PROFIBUS技术。
在培训过程中，学员将通过讲授和实际操作相结合的方式，学习到PROFIBUS的基本理论知识，掌握PROFIBUS网络的拓扑结构、传输速率、节点配置和通信协议等基础知识。
PCS7 Profibus通信一(ET200M)
变送器安装在现场，其工作电源从控制室送来，而输出信号传送到控制室。变送器传输电源和输出信号的方式有四线制传输和两线制传输。智能变送器的输出信号是数字信号，可以实现多个信号在同一通信电缆（总线）上传输，这些信号必须遵守共同的通信规范和标准。
2、AS组态：
①打开HWConfig（硬件组态）视图，双击Hardware（硬件）对象，在打开的对话框内(如下图所示)观察电源模块、CPU模块和CP443-1模块的参数型号是否配置正确，订货号（order number）是否跟实物上标的字符一致，不一致的模块要进行替换；
②对CP443-1进行挂网线（工业以太网）操作，并正确填写CP443-1的MAC地址；
四、实训内容及步骤
1、新建工程项目：
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苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程学院班级姓名学号
实训名称PCS7 Profibus通信一（ET200M）实训日期
使用“新建工程向导”新建一个工程项目，选择正确的CPU模块，CP443-5通信模块的个数勾选为“0”，激活OS对象下的PCS7 OS，选择合适的保存路径来保存我们新建的工程项目。
③在CPU模块下，删除已有的DP总线，并新建Profibus DP总线，默认总线地址为2；
④对ET200M进行设置，新挂一个IM 153-2模块，并添加I/O卡件，在此过程中要按照ET200M的实际I/O卡件的顺序和型号进行添加，添加完毕如下图所示；
第2页共5页指导教师签名
PCS7系统培训讲义
PCS7系统培训讲义PCS7系统培训讲义1.概述PCS7（Process Control System）系统是一种以西门子S7-400系列PLC为基础的控制系统，此种控制系统介于西门子T-2000（T-XP）系统与T-3000系统之间，是一种过渡产品。
在硬件方面，与T-3000系统卡件完全一致。
沧东电厂一期使用PCS7组态的系统共有四个，分别是DEH系统、MEH系统、ETS系统和循环水系统。
每台机组配一台上位机对以上四套系统进行软硬件组态，其中DEH系统在上位机中有操作画面，其他三套系统无操作画面。
四套系统都通讯至DCS中进行显示和操作。
2.PCS7网络2.1.网络查看方法（以ETS为例）路径：Huanghua_ETS_Prj→Ethernet2.2.网络组成PCS7的网络主要由以下设备及其附属设备组成：电源模件、CPU 模件、通讯模件。
2.3.电源模件电源模件的供电电源为24VDC，每套系统配两个，冗余配置。
每个电源模件可配两个3.6V 电池，防止突然断电时程序丢失。
电源模件型号：405-0KA02-0AA0。
2.4.CPU模件每套系统的CPU模件都是冗余配置，正常工作是一主一备，但同时监视互连的通讯总线数据，一旦发现工作的CPU故障，备用CPU马上自动启动，这从一定程度上避免了由于硬件故障导致的系统瘫痪。
ETS、MEH和循环水使用的都是S7-414H型CPU，DEH使用的是S7-417H型CPU，CPU可以通过拨码区分地址，一般左侧CPU拨码至RACK0，右侧CPU拨码至RACK1。
CPU上的MRES是一个自复位拨码开关，长时间拨至MRES位可以将CPU代码清除。
第一次上电后，CPU需要有10分钟左右的自检时间。
2.4.1.同步模块同步模块安装在CPU上，每个CPU安装两个。
通过光纤将两侧CPU上部、下部两个同步模块分别连接，其作用为使两个冗余CPU之间进行同步。
当任意同步模块工作异常时，备用侧CPU会停运。
讲座-20 PCS7的ProfibusDP总线通讯学习文档
实验步骤
单击【OK】应用所有默认设置，PROFIBUS(1)条目已在Subnet （子网）列表中输入并选中。 单击【OK】，随即会应用设置，打开Properties – MPI/DP (R0/S3.2)（属性 - MPI/DP - (R0/S3.2)）对话框。 单击【OK】，将应用设置并关闭该对话框。在HW Config窗口 中，可以看到CPU 412-3H的MPI/DP端口已经连接了ProfiBus 总线PROFIBUS(1): DP master system (1)。
Dpro
PCS7的ProfibusDP总线通讯
《深入浅出过程控制-小锅带你学过控》
实验目的
掌握Profibus总线的基本知识 掌握基于ProfibusDP总线的主站和从站通信
Dpro
基础知识
传统现场设备通信：
现场设备与控制器之间的通信常用一对一连线的方式，传4~20mA或 数字量信号,这种通信技术信息量有限，难以实现设备之间及系统与外界 之间的信息交换。
Dpro
基础知识
Profibus包括三部分：
ProfibusDP DP（Decentralized Periphery）：分散式外围I/O协议，适合于加工自动化领域
应用。使用高速廉价的串行通信连接，用于总线主站与其所属从站设备之间进行 简单、快速、循环和时间确定性的过程数据的交换，实现自动控制系统与分散的 I/O之间的通信。 ProfibusPA
许多支持Profibus总线通信的智能仪表都可以作为DP从站 接入ProfibusDP网络，而小锅作为高精度的半实物仿真系统 ，提供了Profibus通信功能，因此，可以把小锅作为DP从站 ，直接与小P的主控器通信。
Dpro
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• 当使用分段耦合器，PA装置能很方便的连接到DP网络
二 传输技术
• 现场总线系统的应用在很大程度上取决于选择哪种传 输技术
• 除了传输可靠性、传输速度、传输距离等通用的要求 以外，考虑一些使用的灵活性及其它一些机电因素也 十分重要
别等功能)。
• 提供244字节报文格式，提供通信接口的故障安全模式(当IO 故障时输出全为零)。
PROFIBUS 家庭
EN 50170 Volume 2
通用目的自动化
工厂自动化
过程自动化
PROFIBUS-FMS
RS 485 / FO
通用
PROFIBUS-
DP
RS 485 / FO 快速
-大范围的应用 -多主通信
控制器
CNC
TCP/IP/Ethernet
PC/VME
VME/PC
PROFIBUS-FMS
PLC
DCS
PROFIBUS-DP
PROFIBUS-PA
其它技术特点
• 信号线可用设备电源线。 • 每条总线区段可连接32个设备，不同区段用中继器连接。 • 传输速率可在9.6kB/S～12MB/S间选择。 • 传输介质可以用金属双绞线或光纤。 • 提供通用的功能模块管理规范。 • 在一定范围内可实现相互操作。 • 提供系统通信管理软件(包括波形识别、速率识别和协议识
DP的协议结构
• DP定义了物理层、数据链路层和用户接口，三至七 层未加描述
• 这种结构是为了确保数据传输的快速有效地进行 • DP中的物理层和数据链路层与FMS中的定义完全相同，
二者采用了相同的传输技术（光纤或RS485传输）和 统一的总线控制协议（报文格式），直接数据链路映 像DDLM为用户接口与数据链路层之间的信息交换提供 了方便。
工程师培训资料
• 标题：PCS7软件ProfiBus通讯培训（高端培训） • 培训人：xx
• ProfiBus主要有三部分组成，包括：ProfiBus-DP、 ProfiBus-PA、 ProfiBus-FMS ，简称DP、PA和FMS
• ProfiBus-DP（H2）是一种经优化的高速低成本通信， 专为自动控制系统和设备级分散I/O之间的通信设计
PROFIBUS 协议符合 ISO/OSI 的开放系统参考模
型
FMS
DP
PA
用户层
应用层 (7)
(3)-(6)
数据链路层 (2)
物理层 (1)
Layer
FMS
设备 行规
现场总线信息规范
DP- 行规
PA- 行规
DP- 扩充功能 DP 基本功能
未用 现场总线数据链路 RS-485 / 光纤
EN 50 170
• Profibus 既适合于自动化系统与现场I/o单元的 通讯，也可用于直接连接带接口的变送器、执行器、 传动装置和其它现场仪表对现场信号进行采集和监 控。并且用一对双绞线替代了传统的大量的传输电 缆，大量节省了电缆的费用，也相应节省了施工调 试以及系统投运后的维护时间和费用
• Profibus协议以OSI为参考模型，其协议结构如下 图所示
• ProfiBus-PA(H1)是专为过程自动化设计，提供本安传 输技术，可使传感器和执行机构联在一根总线上，主要 用于现场设备层的总线
• ProfiBus-FMS主要用于车间级监控网络，解决车间级通 用性通信任务，是一个令牌结构的实时多主网络
• 一般将DP和FMS混合使用 • Profibus 的三个兼容产品，使得Profibus 既适合于
IEC 接口
IEC 1158-2 PROFIBUS 导则 + 行规
FMS的协议结构
• FMS定义了物理层、数据链路层和应用层和用户接口，三到 六层未加描述
• 物理层提供了光纤和RS485二种传输技术 • 数据链路层完成总线的存取控制并保证数据的可靠性 • 应用层定义了低层接口LLI和现场总线信息规范FMS • LLI的作用是协调不同的通信关系并提供不信赖设备的第
ò 在运行期间，接入和断开一个或几个站不会影响其他站的工作
，即使
在本质安全区也如此提。供三种不同的物理层选择:
• RS 485:
用于 DP 和
FMS
• IEC 1158-2:
用于 PA
• 光纤:
二层访问接口，FMS提供了范围广泛的功能来保证它的普遍 应用 • 在不同的应用领域中，具体需要的功能范围必须与具体应 用要求要适应，这些适应性定义称之为行规，行规提供了 设备的可互换性，保证不同厂商生产的设备具有相同的通 信功能 • FMS在用户接口中规定了相应的用户及系统以及不同设备可 调用的应用功能，定义了现场设备行为的行规
-即插即用 - 高 效、廉 价
PROFIBUSPA
IEC 1158-2 面向应用
-总线供电 -本质安全
1. Profibus 基本特征
• 一. 协议结构 • Profibus现场总线是目前应用最广泛的现场总线技术之
一。DP和PA的完美结合使得Profibus现场总线在结构和性 能上优越于其它现场总线
• 例如，当应用于过程自动化时，特别是涉及本质安全 防爆的应用场合，数据和电源在同一根总线上传输就 很有必要
• 由于单一的传输技术不可能满足所有要求，因此 Profibus提供了RS485传输、IEC1158-2传输和光纤传 输三种类型
三种有效的传输技术
பைடு நூலகம்
站1
.....
站n
终端
终端
ò PROFIBUS 使用两端有终端的总线拓扑
自动化系统与现场I/o单元的通讯，也可用于直接连接 带接口的变送器、执行器、传动装置和其它现场仪表对 现场信号进行采集和监控。
工厂级
总线 循环时间
< 1000 ms
车间级
总线 循环时间
< 100 ms
现场级
总线 循环时间
< 10 ms
通信透明 从 传 感 器／执 行 器 到 区 域 控 制 器
Ethernet/TCP/IP 区 域
• 用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应 用功能，并详细说明了各种不同DP行规
PA的协议结构
• PA主要应用于过程控制领域，可以把测量变送器、 阀门、执行机构用一根总线连接起来
• PA数据传输采用扩展的DP协议，只是在上层增加了描 述现场设备行为的PA行规
• 简单的说，PA就相当于DP通信协议加上最适合现场仪 表的传输协议IEC1158-2