数据记录功能

一、数据记录概述

S7-1500全系列CPU都支持数据记录功能，在用户程序中可使用数据记录指令，将过程值保存到数据日志文件中。

可以用 “Data Logging” 指令将过程数据值存储在永久性日志文件中，数据日志文件按照标准 CSV 格式存储在S7-1500 CPU 存储卡中。

使用S7-1500 CPU内置的 Web 服务器，可管理数据日志文件，实现数据日志文件的下载、清空和删除； 或将数据日志文件传送到PC，使用标准电子表格工具（如Excel）分析数据。还可以通过读卡器直接打开存储卡来访问和管理数据日志文件。

图1. 数据记录

二、S7-1500数据记录实验环境和内容

在本应用实例中，通过以下产品进行数据记录功能组态，实现数据记录的创建以及管理日志文件。

软件：

TIA V15.1

Internet Explorer 11

硬件：

CPU 1511C-1PN V2.6

SIMATIC MC 24M

实验内容将数据日志文件存储在 S7-1500 CPU 装载存储器中，使用PLC Web 服务器进行管理为例，实现下述功能：

1.执行“DataLogging”指令集将产品型号“Type”，长度“Length”，宽度“Width”三个变量值写入到数据日志文件；

2.当写入的条数达到设定的3条记录条数时，自动关闭该数据日志文件 ；

3.当写入的条数达到设定的3条记录条数时，可选择以下两种情况之一再分别写入数据记录：

情况一：如果旧的变量值允许被新的变量值覆盖，再打开这个数据日志文件，循环写入1条数据记录；

情况二：如果想保存之前的变量值，创建一个新的数据日志文件，再写入1条新的数据记录。

三、S7-1500 数据记录组态

1、数据记录创建

1.1、数据记录的程序指令

Data Logging 用于在程序中创建、打开、写入、清空、关闭、删除以及新建数据记录。从 “指令” →“扩展指令” →“Data Logging” 下可调用相关功能指令。如下图2所示

图2. Data Logging指令

1.2、创建全局数据块及变量

数据记录的输入数据值将存储在自定义结构体 “Data” 中：

• DataLogName (String)：该变量包含同时用作 CSV 文件名的数据日志名称。
• DataLogID (DWord)：调用 “DataLogCreate” 指令时，将数据记录 ID 写入该变量中。 “DataLogCreate” 指令会自动分配数据记录的 ID，在其它 DataLog 指令中，可使用变量 “DataLogID” 寻址该数据记录。
• Header (String)：该变量中包含数据日志的标头，即数据记录的各列名称。
• Data (Struct)：该变量中包含将写入数据日志的 3 个过程值。每次写入一个记录时，都会将当前值写入一个新记录中。

图3. 全局数据块

1.3、创建数据记录

调用指令 “DataLogCreate”，可在装载存储器的 “\DataLogs” 目录下创建一个新的数据记录文件，通过以下输入参数调用该指令：

• REQ (BOOL)：REQ =“TRUE”上升沿时，创建数据日志。
• RECORD (3)：在数据日志中，最多可写入 3 个数据记录。之后，将覆盖最旧的数据记录。
• FORMAT (1)：将数据日志创建为 CSV 文件。
• TIMESTAMP (1)：启用：将自动创建数据记录的两个附加列（日期和时间）。每次执行 “DataLogWrite” 时，都将当前时间戳写入数据记录中。
• NAME (VARIANT)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogName” 的指针。
• ID (DWORD)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogID” 的指针。
• HEADER (VARIANT)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “Header” 的指针。
• DATA (VARIANT)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “Data” 的指针。

图4. 创建数据记录

1.4、写入数据记录

通过 “DataLogWrite” 指令，可将数据记录写入当前的数据日志中。通过 ID 参数，可选择待写入数据记录的数据日志。该指令将创建一条新的数据记录，在创建数据记录时并通过 DATA 参数指定其格式。

• REQ (BOOL)：REQ =“TRUE”上升沿时，创建数据日志。
• ID (DWORD)：指向数据块“DataLog”中变量“DataLogID”的指针。

图5. 写入数据记录

1.5、当写入的条数达到设定的记录条数时，可选择以下两种情况之一再分别写入数据记录

情况一：循环写入数据记录，在指令 “DataLogCreate” 参数 RECORDS 中，可指定数据日志中所存储数据记录的最大数目，如果达到了数据日志中数据记录指定的最大数目，再次写入时则覆盖最早的数据记录，以此实现循环记录。

如果需要写入已关闭的数据日志，可使用指令 “DataLogOpen” 打开存储卡上的现有数据日志，可通过数据日志的 ID 或名称，选择需打开的数据日志， 最多可同时打开 10 个数据日志。 通过以下输入参数调用该指令：

• REQ (BOOL)：REQ =“TRUE”上升沿时，创建数据日志。
• Mode(0)：MODE=“0” 保留数据日志中的数据记录；MODE=“1” 删除数据日志的数据记录，但保留标题。
• NAME (VARIANT)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogName” 的指针。
• ID (DWORD)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogID” 的指针。
• DATA (VARIANT)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “Data” 的指针。

图6. 打开数据记录

情况二： 新建数据记录，

通过指令 “DataLogWrite” 状态位为 “16#0001” 来判断数据日志已满，执行指令 “DataLogClose” 来关闭已满数据日志，并使用指令 “DataLogNewFile” 来创建新的数据日志文件，可创建一个属性与现有数据日志相同的新数据日志，将允许保留现有数据记录的内容。调用时，该指令将在存储卡中创建一个新的数据记录，日志名称在 NAME 参数中已定义。ID 参数用于指定旧数据记录的 ID，该数据记录的属性将应用于新的数据记录。随后，新数据记录的 ID 将通过 ID 参数输出。创建新数据记录后，将自动打开该文件。

• REQ (BOOL)：REQ =“TRUE” 上升沿时，创建数据日志。
• RECORD (3)：在数据日志中，最多可写入 3 个数据记录。
• NAME (VARIANT)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogNewName” 的指针。
• ID (DWORD)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogID” 的指针。
• DATA (VARIANT)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “Data” 的指针。

图7. 新建数据记录

1.6、关闭数据记录

通过“DataLogClose”指令，可关闭一个打开的数据日志。使用 ID 参数，选择数据日志。当写入的条数达到设定的3条记录条数时，数据日志已满 “DataLogWrite” 指令的输出参数 STATUS=16#0001。因此，可编程使用该状态字节自动关闭该数据日志文件。

• REQ (BOOL)：REQ =“TRUE”上升沿时，创建数据日志。
• ID (DWORD)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogID” 的指针。

图8. 关闭数据记录

1.7、清空数据记录

指令 “DataLogClear” 可删除现有数据记录中的所有数据记录。该指令不会删除 CSV 文件的标题。 通过参数 ID，可选择待删除数据记录的数据日志。要求删除数据记录前，必须打开数据记录。

• REQ (BOOL)：REQ =“TRUE”上升沿时，创建数据日志。
• ID (DWORD)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogID” 的指针。

图9. 清空数据记录

1.8、删除数据记录

使用 “DataLogDelete” 指令，可以删除存储卡上的数据记录文件。仅当使用指令 “DataLogCreate” 或 “DataLogNewFile” 创建数据日志和包含的数据记录时，才能将其删除。

• REQ (BOOL)：REQ =“TRUE”上升沿时，创建数据日志。
• NAME (VARIANT)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogName” 的指针。
• DelFile(1)：0：将保留数据记录；1：将删除数据记录。
• ID (DWORD)：指向数据块 “DataLog” 中变量 “DataLogID” 的指针。

图10. 删除数据记录

2、数据记录管理

2.1、配置Web服务器

图11. Web服务器配置

2.2、管理数据日志文件的两种方式

方式1：登录Web服务器进行管理，打开 IE 浏览器，输入 S7-1500 CPU 的 IP 地址（如192.168.0.6），进入Web管理界面。可以对创建的数据记录文件进行删除、下载和清空操作。

图12. 激活记录

方式2：通过读卡器直接访问存储卡中的数据日志文件，如下图：

图13. 存储卡文件

将上述两种方式获取的数据日志文件直接可以用 Excel 来打开查看数据，如下图：

图14. 记录文件

2.3、当写入的条数达到设定的记录条数时，两种情况的测试结果如下所示。

情况一结果：

如果旧的变量值允许被新的变量值覆盖，再次打开 “Product” 这个数据日志文件，写入一条新记录后，发生如下图15将变化，第一条旧记录将被覆盖。

图15. 新记录文件

情况二结果：

如果想保存之前的变量值，创建一个新的数据日志文件，再写入新的数据记录。如下图16所示：

图16. 创建新记录文件

四、常见问题

1、调用 “DataLogCreate” 指令创建的数据日志文件个数是否有限制？

数据记录保存在存储卡或内部装载存储器的“\DataLogs”目录中。数据日志中可存储的数据量取决于存储卡上的可用空间，或所用 CPU 内部装载存储器中的存储空间。对于 S7-1200 CPU，生成的 CSV 文件的最大大小为 500,000,000 字节；而 S7-1500 CPU 为 1,000,000,000 字节。

2、对每个数据日志文件写入的最大数据记录条数是否有限制？

“DataLogCreate”指令的“RECORDS”输入参数是“UDINT” 数据类型，限值是4,294,967,295。 RECORD 参数的实际限值取决于单个记录的大小、其它数据日志的大小及装载存储器的可用资源。

3、对每个数据日志文件声明的最大数据元数个数是否有限制？

所声明数据元素的个数与标题参数中指定的列数相对应，数据结构可包含最多 256 个元素。

4、如何打开数据日志文件？打开的数据日志个数是否有限制？

执行“DataLogCreate”和“DataLogNewFile”操作后会自动打开数据日志文件。此外，对于已经关闭的数据日志文件，执行“DataLogOpen”指令可重新打开数据日志文件，最多可同时打开 10 个数据日志。

5、如何判断存储卡寿命到期？

SIMATIC 存储卡的使用寿命主要取决于以下因素：

• SIMATIC 存储卡的容量
• 写操作的频率
• 写入 SIMATIC 存储卡的数据量

写入或删除操作（尤其是通过用户程序对 SIMATIC 存储卡进行循环写入/删除），会缩短其使用寿命。 如下17图，可选择达到SIMATIC存储卡的使用寿命阈值时是否生成诊断中断和诊断缓冲区条目。

图17. 存储卡阈值