如何实现Comfort Panel（精智系列面板）和S7-400H PN的工业以太网通信

1 简介
       西门子新推出了新一代的Comfort Panel（精智系列面板）和带有PROFINET 接口的S7-400H PN(CPU 41x-5H)，在Comfort Panel和S7-400H PN之间建立以太网连接的配置过程中，较之传统操作面板和S7-400H，组态软件和方式都产生了变化。
注意：本文只描述S7-400H PN通过集成PN接口连接Comfort Panel，S7-400H PN通过集成MPI/DP接口或CP443-1（IP地址）连接Comfort Panel，或连接支持脚本功能的其它操作面板（例如xP277等）也可以参考本文。
       本文中所使用的硬件和软件环境如下：
(A) S7-400H PN
CPU 416-5 H PN/DP (6ES7 416-5HS06-0AB0, Firmware V6.0)
IM153-4 PN HF (6ES7 153-4BA00-0XB0, Firmware V4.0)
SM 321/322 16DI/DO
(B) TP900 Comfort Panel (6AV2 124-0JC01-0AX0)
(C) TIA Portal ES 工程师站
Field PG M3 (6ES7 715-1BB20-0AA0)
Windows 7 Ultimate SP1(X64)
STEP7 Professional 2010 SR2 (STEP7 V5.5 SP2 HF1), TIA Portal V11 SP2 Upd4 (STEP7 Professional V11 SP2 Upd4, WinCC Professional V11 SP2 Upd4)
注意
由于TIA Portal V11 SP2尚未支持S7-400H，所以仍需要经典STEP7 V5.5 SP2 HF1组态S7-400H PN；可以参考以下链接：
59216386

而仅需要WinCC Comfort V11 SP2组态Comfort Panel即可。
建议安装WinCC Comfort/Advanced/Professional V11 SP2，可以参考以下链接：
56897511

2组态Comfort Panel和S7-400H PN的以太网连接
在ES站上的STEP7中组态S7-400H PN，在TIA Portal中组态Comfort Panel及其和S7-400H PN的以太网连接。

2.1 组态S7-400H PN项目
S7-400H PN的典型配置如1图所示。

图1

(A) 打开STEP7，参照实际配置，创建 SIMATIC H Station，如图2所示。

图2

(B) 设置Rack0上的CPU 的PN接口地址为192.168.0.101，Rack1上的CPU的PN接口地址为192.168.0.102。
(C) 在Rack0上的CPU属性中选择Clock memory，设置Memory byte为MW10，如图3所示。

图3

2.2 组态Comfort Panel项目
(A) 打开TIA Portal，创建新项目，添加 HMI设备，选择Comfort Panel，如图4所示。

图4

(B) 设置Comfort Panel的以太网的IP地址为192.168.0.100。
(C) 在Connection中添加用于监控Rack0的CPU的连接PLC_1，通信驱动选择”SIMATIC S7-300/400”，设置IP地址为192.168.0.101，Expansion slot为3，Rack为0，如图5所示

图5

(D) 在Connection中添加用于监控Rack1的CPU的连接PLC_2，通信驱动选择”SIMATIC S7-300/400”，设置IP地址为192.168.0.102，Expansion slot为3，Rack为1，如图6所示

图6

(E) 在Connection中添加用于创建过程变量的连接PLC_Changer_12，通信驱动选择”SIMATIC S7-300/400”，设置IP地址为192.168.0.101，Expansion slot为3，Rack为0
(F) 在HMI tags中添加如下内部和外部过程变量，如图7所示。

图7

(F) 本文附件Connection.zip中包含三段脚本。在Scripts中添加过程Connection_PLC1，将 connecton_PLC1.txt中的文本分别拷贝到Sub中，注意系统函数ChangeConnection的参数需要和连接PLC_1的地址和位 置一致，如图8所示。

图8

(G) 在Scripts中添加过程Connection_PLC2，将connecton_PLC2.txt中的文本拷贝到脚本中，注意系统函数ChangeConnection的参数需要和连接PLC_2的地址和位置一致。
(H) 在Scripts中添加过程Connection_lost，将connecton_lost.txt中的文本拷贝到脚本中，如图9所示。

图9

(H) 在变量trigger_PLC1的Properties-Event-Value change中添加函数，分配之前创建的过程Connection_PLC1，如图10所示。

图10

(I) 在变量trigger_PLC2的Properties-Event-Value change中添加函数，分配之前创建的过程Connection_PLC2。
(I) 在Schedule tasks中添加任务Check_Connection，Trigger选择1 Minute，在Properties-Event-Update中添加函数，分配之前创建的过程Connection_lost，如图11所示。

图11

(J) 在Screen中添加测试画面，显示所有变量和报警信息，如图12所示。

图12

2.3 切换连接的脚本逻辑解释
       以变量trigger_PLC2触发过程Connection_PLC2为例解释切换脚本的逻辑：
(A) 变量trigger_PLC2表示PLC2的Clock Menory Byte的第4位，即每0.8秒0/1变化一次，其数值更新触发过程Connection_PLC2。
(B) 首先执行初始化，即确认连接PLC_2正常，而连接PLC_Changer_12默认指向连接PLC_1。
(C) 然后执行连接PLC_1的状态检测，变量con_state_PLC1累加1；如果连接PLC_1正常，则变量trigger_PLC1同样触发过程 Connection_PLC1，这样变量con_state_PLC1即被复位为1，连接PLC_Changer_12依然指向连接PLC_1。
(D) 如果连接PLC_1中断，trigger_PLC1不会触发过程Connection_PLC1，这样变量con_state_PLC1一直累加，不会复 位，直至大于10；此时执行连接切换，将连接PLC_Changer_12指向连接PLC_2，并标识连接PLC_1无效。
(E) 如果连接PLC_1和PLC_2都无效，则尝试切换连接将PLC_Changer_12指向连结PLC_2。
       以变量trigger_PLC1触发过程Connection_PLC1切换连接的逻辑同上。
       在Schedule tasks中触发过程Connection_lost的逻辑解释如下：
(A) 每隔一分钟判断变量con_state_PLC1/2的值：连接PLC_1/2正常时，将变量con_state_PLC1/2设置为5；
(B) 而当变量con_state_PLC1/2大于等于5时，标识连接PLC_1/2无效。
       根据上述过程的脚本逻辑，变量con_state_PLC1/2的值和连接PLC1/2的状态对应关系如表1所示。

表1

2.4 下载调试项目
       将项目编译后下载到Comfort Panel后，做以下调试：
(A) 初始时，Comfort Panel和S7-400H PN的连接正常，变量trigger_PLC1/2在0/1变化，变量con_state_PLC1/2基本上在1/2变化，连接默认指向连结PLC_1，如图13所示。

图13

(B) 拔掉连接PLC_1的网线，连结PLC_1中断，变量trigger_PLC1无效，变量con_state_PLC1为100，连接PLC_Changer_12切换到连接PLC_2，如图14所示。

图14

(C) 重新连接PLC_1的网线，连结PLC_1恢复，变量trigger_PLC1在0/1变化，连接PLC_Changer_12依然保持到连接PLC_2，如图15所示。

图15

(D) 手动停止PLC2，变量trigger_PLC2不再变化，不再执行过程Connection_PLC2中对变量con_state_PLC2的复位操 作，变量con_state_PLC2为100，连接PLC_Changer_12切换到连接PLC_1，如图16所示。

图16

该项目可以实现Comfort Panel在S7-400H PN单CPU断线和停机时的自动切换。

附件：

( 1 KB ) Connection.zip ( 1 KB )

关键词
WinCC，博途，精智系列面板，S7-400H PN，工业以太网，TCP/IP

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