西門子TP900觸摸屏

6AV2124-0JC01-0AX0 SIMATIC HMI TP900 Comfort， 精智面板， 觸摸式操作， 9” 寬屏 TFT 顯示屏， 一千六百萬色， PROFINET 接口， MPI/PROFIBUS-DP 接口， 12MByte 項目組態(tài)存儲器， Windows CE 6.0， 可項目組態(tài)的較低版本 WinCC Comfort 11版

一、應(yīng)用概述
這個應(yīng)用可以不使用SIMATIC S7系列PLC，只利用HMI設(shè)備如MP370/TP170 B來控制MM440變頻器的運行控制和監(jiān)控。
這一應(yīng)用要求變頻器帶有Profibus-DP通訊模板，所有最后數(shù)字位為7的SIMATIC OP/TP ，MP， TD都可以做為2類主站實現(xiàn)這個功能。（IF1B接口）。
本例采用的是：
硬件設(shè)備：MM440＋Profibus模板 MP370屏
軟件環(huán)境：WinCC Flexible 2007
任何時候MP370都只能控制一臺MM440，所以變頻器外圍應(yīng)該設(shè)置急停電路來實現(xiàn)緊急情況下的變頻器停車。
急停電路應(yīng)該由急停開關(guān)（常閉接點）、自閉鎖的繼電器/接觸器和確認按鈕構(gòu)成。當急停時，自閉鎖的繼電器/接觸器斷開，數(shù)字輸入端的接入電平為0V，當急停按鈕被釋放，必須要按確認按鈕以使繼電器接觸器重新自閉鎖，這時數(shù)字輸入端才能重新接入+24V高電平。
出于安全原因，不允許將急停開關(guān)直接接到數(shù)字輸入端。當急停開關(guān)被釋放，變頻器可以立即上電。

二、功能描述
Micromaster 440變頻器可以不用SIMATIC S7，而直接通過ProTool / WinCC Flexible進行簡單控制和狀態(tài)顯示。
在MP370屏的功能界面完成驅(qū)動的設(shè)置定義，參數(shù)通過MP370設(shè)定值的輸入/輸出變量傳給變頻器，寫控制字或讀取狀態(tài)字來控制變頻器或顯示變頻器狀態(tài)。相對于MP 370，MM440充當了SIMATIC S7控制器的角色。

三、操作步驟：

1.設(shè)置MM440的DP地址，在屏的control panel\Transfer菜單中設(shè)置其地址與通訊速率。使用DP電纜連接MM440 的DP接口與屏的IF 1B接口。

2.建立新的項目，選擇正確的屏和設(shè)備版本

3. 新建連接。所建連接類型為SIMATIC S7 300/400，屏的接口為IF 1B，需要注意的是此處的PLC設(shè)備就是帶有Profibus-DP模板的MM440變頻器，DP地址即為撥碼開關(guān)或P918所設(shè)的地址。

 

4. 建立變量。用DB塊指示變頻器的各個參數(shù)，根據(jù)變頻器個參數(shù)是U32或者U16在建立變量時為其選擇正確的數(shù)據(jù)類型。在變量地址選擇時DB號為變頻器的參數(shù)號，DB塊中起始位置表示的變頻器參數(shù)的index值，如要對P1121.0進行讀寫，則變量的地址應(yīng)為DB1121 DBD0。

 

5.創(chuàng)建畫面。通過拖動工具欄中的對象在畫面上合理布局需要顯示的各個變量，將I/O域連接相應(yīng)變量，注意顯示格式。在畫面設(shè)計時應(yīng)注意添加“退出”按鈕，并將單擊事件設(shè)為“stop run time”。

 西門子TP900觸摸屏

6、寫B(tài)I類型的參數(shù)時，因為變頻器進行的BICO連接，數(shù)據(jù)類型為U32型，但它實際得到的值是0/1信號，但在Flexible中只能定義數(shù)據(jù)類型為DInt型，而不能定義為Bool型，否則為無效數(shù)據(jù)格式。在進行對BI進行寫操作時，系統(tǒng)將0做為0，將65536即2的17次方做為1。

7、變頻器的起/停通過自由功能塊完成，在變頻器應(yīng)激活自由功能塊功能及相應(yīng)使用的自由功能塊，本例使用邏輯塊，同理也可以使用定時器、比較器等來實現(xiàn)這一功能。激活自由功能塊，設(shè)置P2810.1=1，AND1的輸出r2811連接到P840。在屏的組態(tài)中建立變量DB2810 Dint型，定義按鈕“ON”的單擊事件為給AND1 P2810賦值為65536即1，按鈕“OFF”的單擊事件為為P2810賦值為0。在屏的組態(tài)中建立變量DB2889 Real型，對變頻器參數(shù)P2889進行讀寫，并將2889連接到P1070做為變頻器的頻率給定值，注意通過P2889設(shè)定的頻率值是以百分數(shù)來顯示的。

 

8、編譯并下載。選擇正確的通訊方式和站地址。若提示設(shè)備版本不正確，需進行OS升級。

生成樹協(xié)議 Spanning Tree 和快速生成樹 Rapid Spanning Tree分別定義在 IEEE 802.1D/W中，是一種橋到橋的鏈路管理協(xié)議，它在防止產(chǎn)生自循環(huán)的基礎(chǔ)上提供路徑冗余。為使以太網(wǎng)更好地工作，兩個工作站之間只能有一條活動路徑。網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的發(fā)生有多種原因，較常見的一種是有意生成的冗余鏈路，防止一個鏈路或交換機失敗，會有另一個鏈路或交換機替代。
STP 是一種橋到橋的通信技術(shù)，提供發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)物理環(huán)路的服務(wù)。該協(xié)議規(guī)定了網(wǎng)橋創(chuàng)建無環(huán)回Loop-Free 邏輯拓樸結(jié)構(gòu)的算法。換句話說，STP 提供了一個生成整個*二層網(wǎng)絡(luò)的無環(huán)回樹結(jié)構(gòu)。
生成樹協(xié)議操作對終端站透明，也就是說，終端站并不知道它們自己是否連接在某單個局域網(wǎng)或多交換局域網(wǎng)中。當兩個網(wǎng)橋相互連接在相同的由兩臺計算機組成的網(wǎng)絡(luò)中時，生成樹協(xié)議支持兩網(wǎng)橋之間相互交換信息，這樣只需要其中一個網(wǎng)橋處理兩臺計算機之間發(fā)送的信息。
橋接設(shè)備之間通過使用網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Bridge Protocol Data Unit，BPDU）交換各自狀態(tài)信息。生成樹協(xié)議通過發(fā)送 BPDU 信息為交換網(wǎng)絡(luò)配置根交換機和根端口，并為每個交換網(wǎng)路區(qū)段（switched segment）配置*端口。
網(wǎng)橋中的生成樹算法可以用來決定如何使用生成樹協(xié)議，該算法的優(yōu)點在于能夠避免網(wǎng)橋環(huán)路，并確保在多路徑情形下網(wǎng)橋能夠選擇一條較有效的路徑。如果較佳路徑選擇失敗，可以使用該算法重新計算網(wǎng)絡(luò)路徑并找出下一條較佳路徑。
Spanning Tree 的工作方式如下，它的所有的工作都是為了生成一棵倒裝的樹形，這棵樹的根就稱為“bridge root”，每個設(shè)備會定義一個優(yōu)先級，稱為“bridge priority”，它的數(shù)值越小代表它成為樹根的可能性越大（如果優(yōu)先級相同，選擇較小的MAC地址的交換機作為根橋），而其它每個葉結(jié)點（網(wǎng)橋/交換機）通往樹根（根橋）的路徑稱為“root path”，衡量這一路徑的權(quán)值稱為“path cost”(參考SCALANCE X-400組態(tài)手冊)，通常它代表了鏈路的帶寬，一個千兆端口的權(quán)值會小于一個百兆端口的權(quán)值。計算每個葉結(jié)點到樹根的路徑，選擇代價較小的成為通信的路徑，連接葉結(jié)點到根橋的代價較小路徑的端口為根端口，如果葉結(jié)點到根橋的代價一樣，那么選擇Port ID小的作為根端口。然后根據(jù)每個橋通過較小代價連接到每一個交換網(wǎng)段的端口設(shè)定為*端口（連接相同網(wǎng)段的端口選擇MAC地址小的橋端口）。在每個節(jié)點的生成樹算法完畢以前，所有的設(shè)備端口都只發(fā)送和接收報文信息，端口的狀態(tài)處于初始化的階段（listening & learning），一旦完成初始化，那么成為通信的路徑的根端口和*端口轉(zhuǎn)變?yōu)椤癋orwarding”的狀態(tài)，用于數(shù)據(jù)的收發(fā)，而非*的端口成為“Blocking”的狀態(tài)，只偵聽 BPDU 的數(shù)據(jù)。一旦通信的路徑失效，根據(jù) BPDU 的報文，非*的端口將重新一輪計算的過程而成為“Forwarding”的狀態(tài)。
SCALANCE X300/400系列的交換機支持STP和RSTP。在使用STP和RSTP時，需要禁止High-Speed Redundancy Ring（HSR）。

STP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)：

網(wǎng)絡(luò)組態(tài)由3臺交換機Switch A、Switch B和Switch C組成。彼此之間依次通過Port5.1和Port5.2相連成千兆環(huán)（非RM），另外Switch A和Switch B通過Port9.1進行百兆相連。(連接前需要使能和配置STP)

注意：
對于SCALANCE X-400使能STP協(xié)議，首先要禁止環(huán)網(wǎng)冗余(HSR)。

Switch A組態(tài)：（未連線）

序號	組態(tài)步驟
1	通過IE瀏覽器打開交換機XA的Web頁面，輸入用戶名和密碼，均為“admin”。在點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree，注意看右側(cè)的生成樹信息為默認信息。
2	點擊目錄樹Switch，使能STP。 這時，再次點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree，可以看到使能生成樹后的信息。 這時，發(fā)現(xiàn)選舉的根橋就是它自身。Root ID=08-00-06-9C-28-CB。

 

Switch B組態(tài)：（未連線）

序號	組態(tài)步驟
1	通過IE瀏覽器打開交換機XB的Web頁面，輸入用戶名和密碼，均為“admin”。在點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree，注意看右側(cè)的生成樹信息為默認信息。
2	點擊目錄樹Switch，使能STP。 這時，再次點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree，可以看到使能生成樹后的信息。 這時，發(fā)現(xiàn)選舉的根橋就是它自身。Root ID=08-00-06-9B-4B-52。 因此可知Root ID (XB) < Root ID (XA) 。

 

Switch C組態(tài)：（未連線）

序號	組態(tài)步驟
1	通過IE瀏覽器打開交換機XC的Web頁面，輸入用戶名和密碼，均為“admin”。在點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree，注意看右側(cè)的生成樹信息為默認信息。
2	點擊目錄樹Switch，使能STP。 這時，再次點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree，可以看到使能生成樹后的信息。 這時，發(fā)現(xiàn)選舉的根橋就是它自身。Root ID=00-0E-8C-8B-D4-E7。 因此可知Root ID(XC)<Root ID(XB)<Root ID(XA)。

然后按照網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，連接網(wǎng)線。這時生成樹算法生效，選舉根橋，根端口，*端口以及堵塞端口。察看XA，XB，XC的生成樹的狀態(tài)信息。

交換機	生成樹信息
XA	點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree ? Ports，察看端口信息。
XB	點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree ? Ports，察看端口信息。
XC	點擊目錄樹Switch ? Spanning Tree ? Ports，察看端口信息。

 

由此，整個網(wǎng)絡(luò)不再出現(xiàn)冗余鏈路，根據(jù)XA、XB、XC的生成樹信息和端口狀態(tài)可以得知：

1， 對于整個千兆鏈路，首先選擇MAC地址小的作為根橋。這樣會選擇Root ID=00-0E-8C-8B-D4-E7即XC作為根橋。
2， XA和XB有兩條鏈路相連，分別是百兆和千兆鏈路，根據(jù)Path Cost，可知百兆鏈路的端口會被阻塞，并且是在Root ID大的一方被阻塞，所以XA的Port9.1端口為Blocking狀態(tài)。
3， 根據(jù)生成樹算法，可以知道在千兆鏈路上的堵塞端口，應(yīng)該在Root ID大的一方被阻塞，這樣會選擇XA的Port5.1為阻塞端口，即Blocking狀態(tài)。
4， 任意斷開一個激活的連接線，可以發(fā)現(xiàn)大約有10~30秒的恢復時間。

西門子TP900觸摸屏

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