2.2 CPU的参数配置

2.2.1 概述

CPU的属性对S7-1500 PLC的运行有特殊意义，可在博途中对CPU进行以下配置：

（1）启动特性；

（2）接口参数（例如IP地址和子网掩码）；

（3）Web服务器（例如激活、用户管理和语言）；

（4）OPC UA服务器；

（5）全局安全证书管理器；

（6）循环时间（例如最大循环时间）；

（7）屏幕操作属性；

（8）系统和时钟存储器；

（9）用于防止访问已分配密码参数的保护等级；

（10）时间和日期（夏令时/标准时）。

可配置的属性及相应值的范围可通过系统指定，不可编辑的域呈灰色显示状态。下面以CPU1511-1 PN为例介绍CPU的参数配置，如图2-11所示，选中中央机架上的CPU，在博途的底部窗口中显示CPU的属性视图，在此可以配置CPU的各种参数，如CPU的启动特性、通信接口及显示屏等。

2.2.2 CPU的常规配置

单击CPU属性视图中的“常规”选项卡，如图2-12所示，包括“项目信息”“目录信息”“标识与维护”及“校验和”等项目。

用户可以在如图2-13所示的“项目信息”界面编写和查看与项目相关的信息，比如在“名称”“作者”“注释”的方框中填写提示性的标注。机架和插槽信息是由系统自动给出的，不可更改。

用户可以在如图2-14所示的“目录信息”界面查看CPU的“短名称”“描述”“订货号”“固件版本”等信息。

用户在如图2-15所示的“标识与维护”界面口中可以输入最多32个字符的工厂标识、22个字符的位置标识、54个字符的更多信息，用于识别设备和设备所属的工厂和位置等，安装日期可以进行选择性的输入。

2.2.3 PROFINET接口的配置

1．常规配置

PROFINET[X1]表示CPU集成的第一个PROFINET接口，在CPU的显示屏中有标识。PROFINET接口配置的“常规”选项卡如图2-16所示，用户可以在“名称”“作者”“注释”等方框中填写提示性的标注。这些标注不同于“标识与维护”数据，不能通过程序块读出。

2．以太网地址的配置

在“以太网地址”选项中，可以创建网络、配置IP地址等，如图2-17所示。

图2-17中的主要参数及选项的功能描述如下。

（1）“接口连接到”选项

如果有连接的子网，则可以通过下拉菜单选择需要连接的子网。如果选择的是“未联网”，也可以通过单击“添加新子网”按钮，为PROFINET接口（X1）添加新的以太网。新添加以太网的子网名称默认为PN/IE_1。

（2）“IP协议”选项

默认状态为“在项目中设置IP地址”，可以根据需要设置“IP地址”和“子网掩码”。这里使用默认的IP地址192.168.0.1，子网掩码255.255.255.0。如果PLC需要与其他非同一子网的设备通信，那么需要激活“使用路由器”选项，并输入路由器地址。

如果激活“在设备中直接设定IP地址”，则表示不在硬件组态中设置IP地址，而是使用函数T_CONFIG或显示屏等方式设置IP地址。

（3）“PROFINET”选项

如果激活“在设备中直接设定PROFINET设备名称”选项，则表示当CPU用于PROFI-NET IO通信时，不在硬件组态中组态设备名称，而是通过函数T_CONFIG或显示屏等方式分配设备名称。

选择“自动生成PROFINET设备名称”表示博途根据接口的名称自动生成PROFINET设备名称。如果取消该选项，则可以由用户配置PROFINET设备名称。

“转换的名称”表示PROFINET设备名称转换为符合DNS惯例的名称，用户不能修改。“设备编号”表示PROFINET I0设备的编号，故障时可以通过函数读出设备的编号。如果使用IE/PBLink PN I0连接PROFIBUS DP从站，则从站地址也占用一个设备编号。

3．时间同步的配置

PROFNET接口时间同步参数的配置界面如图2-18所示。“NTP模式”表示PLC可以通过以太网从NTP服务器上获取时间以同步自己的时钟。如果激活“通过NTP服务器启动同步时间”选项，则表示PLC从NTP服务器上获取时间以同步自己的时钟。同步后，添加NTP服务器的IP地址，这里最多可以添加4个NTP服务器，更新周期定义PLC每次请求时钟同步的时间间隔，时间间隔的取值范围为10s～1天。

4．操作模式的配置

PROFINET接口的“操作模式”界面如图2-19所示。在“操作模式”中，可以将接口设置为IO控制器或IO设备。“IO控制器”选项不可修改，这就意味着：一个PROFINET网络中的CPU，即使被设置为IO设备，也可以同时作为IO控制器使用。

如果将PLC作为智能设备，则需要激活“IO设备”，并在“已分配的IO控制器”选项中选择一个IO控制器，如果IO控制器不在项目中，则选择“未分配”（见图2-20）。如果激活“PN接口的参数由上位IO控制器进行分配”，则IO设备的名称由IO控制器分配。

5．接口选项的配置

在高级选项中可以对接口的特性进行配置，“接口选项”界面如图2-21所示。

图2-21中的主要参数及选项的功能描述如下。

（1）“若发生通信错误，则调用用户程序”选项

在默认情况下，一些关于PROFINET接口的通信事件，如维护信息、同步丢失等，会进入CPU的诊断缓冲区，但不会调用诊断中断0B82。如果激活“若发生通信错误，则调用用户程序”选项，则在出现上述事件时，CPU将调用诊断中断OB82。

（2）“不带可更换介质时支持设备更换”选项

如果不通过PG或存储介质替换旧设备，则需要激活“不带可更换介质时支持设备更换”选项。新设备不是通过存储介质或PG来获取设备名称的，而是通过预先定义的拓扑信息和正确的相邻关系由IO控制器直接分配设备名称。“允许覆盖所有已分配IP设备名称”是指当使用拓扑信息分配设备名称时，不再需要将设备进行“重置为出厂设置”操作（S7-1500 PLC需要固件版本为V1.5或更高版本）。

（3）“使用IEC V2.2LLDP模式”选项

LLDP为链路层发现协议，是在IEEE-802.1AB标准中定义的一种独立于制造商的协议。以太网设备使用LLDP，按固定间隔向相邻设备发送关于自身的信息，相邻设备则保存此信息。所有联网的PROFINET设备接口必须设置为同一种模式（IECV2.3或IECV2.2）。当组态同一个项目中PROFINET子网的设备时，博途自动设置正确的模式，用户无需考虑设置问题。如果是在不同项目下组态（如使用GSD组态智能设备），则可能需要手动设置。

（4）“保持连续监视”选项

选项默认设置为30s，表示该服务用于面向连接的协议，例如TCP或ISOonTCP，周期性（30s）地发送Keep-alive报文检测伙伴的连接状态和可达性，并用于故障检测。

6．介质冗余的配置

PROFINET接口支持MRP协议，即介质冗余协议，可以通过MRP协议来实现环网的连接，如图2-22所示。如果使用环网，则在“介质冗余功能”中选择管理器、客户端、管理员（自动）。环网管理器发送检测报文用于检测网络连接状态，而客户端只是转发检测报文。当网络出现故障时，若希望调用诊断中断0B82，则激活“诊断中断”。

7．实时设定

“实时设定”界面如图2-23所示。

图2-23中的参数设定如下。

（1）“IO通信”选项

设置PROFINET的发送时钟，默认为1.000ms，最大为4.000ms，最小为250μs，表示IO控制器和IO设备交换数据的最小时间间隔。

（2）“同步”选项

同步是指域内的PROFINET设备按照同一时基进行时钟同步，准确来说，若一台设备为同步主站（时钟发生器），则所有其他设备均为同步从站。在“同步功能”选项可以设置接口是未同步、同步主站或同步从站。当组态IRT通信时，所有的站点都在一个同步域内。

（3）“带宽”选项

博途根据IO设备的数量和I/O字节可自动计算“为循环IO数据计算得出的带宽”，最大带宽一般为“发送时钟”的一半。

8．端口参数的配置

端口参数界面（1）、端口参数界面（2）分别如图2-24和图2-25所示。

（1）“常规”选项

用户可以在“名称”“作者”“注释”方框中填写提示性的标注。

（2）“本地端口”选项

显示本地端口、介质的类型，默认为铜。

（3）“伙伴端口”选项

可以在“伙伴端口”下拉列表中选择需要连接的伙伴端口，如果在拓扑视图中已经组态了网络拓扑，则在“伙伴端口”处会显示连接的伙伴端口、介质类型及电缆长度或信号延迟等信息。电缆长度或信号延迟两个参数，仅适用于PROFINET IRT通信。若选择“电缆长度”，则博途根据指定的电缆长度可自动计算信号延迟时间；若选择“信号延时”，则可人为指定信号延迟时间。

如果激活了“备用伙伴”选项，则可以在拓扑视图中将PROFINET接口中的一个端口连接至不同的设备，同一时刻只有一个设备真正连接在端口上，并且使用功能块来启用/禁用设备，实现在操作期间替换IO设备（替换伙伴）的功能。

2.2.4 CPU的启动

单击“启动”选项进入CPU启动参数化界面，所有设置的参数均与CPU的启动特性有关，如图2-26所示。

图2-26中的主要参数及选项的功能描述如下。

（1）“上电后启动”选项

选择“上电后启动”选项，则S7-1500 PLC只支持暖启动方式，默认选项为“暖启动-断开电源之前的操作模式”，此时，CPU上电后，会进入断电之前的运行模式。当CPU运行时，通过博途的“在线工具”可将CPU停止，当断电后再上电时，CPU仍然是STOP状态。

在如图2-27所示的三种启动模式中，选择模式“暖启动-RUN”，CPU上电后将进入暖启动和运行模式。如果CPU的模式开关为“STOP”，则CPU不会执行启动模式，也不会进入运行模式。

（2）“比较预设与实际组态”选项

如图2-28所示的选项决定当硬件配置信息与实际硬件不匹配时，CPU是否可以启动。

“仅兼容时启动CPU”表示如果实际模块与组态模块一致或实际模块兼容组态模块，那么CPU可以启动。兼容是指实际模块要匹配组态模块的输入/输出数量，且必须匹配其电气和功能属性。兼容模块必须完全能够替换已组态模块，功能可以更多，但是不能少。比如，组态模块为DI 16×24VDC HF（6ES7521-1 BH00-0AB0），实际模块为DI32×24VDC HF（6ES7521-1 BL00-0AB0），则实际模块兼容组态模块，CPU可以启动。

“即便不兼容仍然启动CPU”表示实际模块与组态模块不一致，但是仍然可以启动CPU。比如，组态模块是DI模块，实际模块是AI模块，此时CPU可以运行，但是带有诊断信息提示。

（3）“组态时间”选项

CPU在启动过程中将检查集中式I/0模块和分布式I/O站点中的模块在组态时间内是否准备就绪，如果没有准备就绪，则CPU的启动特性取决于“比较预设与实际组态”中的硬件兼容性设置。

2.2.5 CPU循环扫描

在如图2-29所示的“循环”选项中可以设置与CPU循环扫描相关的参数，主要参数及选项的功能描述如下。

（1）“最大循环时间”选项

该选项用于设定CPU循环时间。如果超过了这个时间，则在没有下载0B80的情况下，CPU会进入停机状态。通信处理、连续调用中断（故障）、程序故障等都会增加CPU的循环时间。S7-1500 PLC可以在OB80中处理超时错误，循环时间会变为原来的2倍，如果此后的循环时间再次超过限制，则CPU仍然会进入停机状态。

（2）“最小循环时间”选项

在有些应用中需要设定CPU最小循环时间。如果实际循环时间小于设定的最小循环时间，那么CPU将等待，直到达到最小循环时间后才进行下一个扫描周期。

2.2.6 通信负载

CPU之间的通信、调试及程序的下载等操作将影响CPU的循环时间，假定CPU始终有足够的通信任务要处理，那么在如图2-30中所示的“通信产生的循环负载”参数可以限制通信任务在一个循环时间中所占的比例，以确保CPU的循环时间内通信负载小于设定的比例。

2.2.7 系统和时钟存储器

在如图2-31所示的“系统和时钟存储器”选项中，可以将系统和时钟信号赋值到标志位区（M）的变量中。如果激活“启用系统存储器字节”，则将系统存储器位赋值到一个标志位存储区的字节中。其中，第0位为首次扫描位，只有在CPU启动后的第一个程序循环中为1，否则为0；第1位表示诊断状态发生更改，即当诊断事件到来或离开时为1，且只持续一个周期；第2位始终为1；第3位始终为0；第4～7位是保留位。如果激活“启用时钟存储器字节”，则CPU将8个固定频率的方波时钟信号赋值到一个标志位存储区的字节中，见表2-1。

2.2.8 显示屏的功能

单击“显示”选项进入SIMATIC S7-1500 PLC的显示屏参数化界面，在该界面中可以设置CPU显示屏的相关参数。显示屏参数化界面主要参数及选项的功能描述如下。

（1）“常规”选项

当进入待机模式时，显示屏保持黑屏，并在按下任意按键时立刻重新激活。

图2-32为显示功能中的“常规”选项。

“待机模式的时间”表示显示屏进入待机模式时所需的无任何操作的持续时间。当进入节能模式时，显示屏将以低亮度显示信息，按下任意按键，节能模式立即结束。

“节能模式的时间”表示显示屏进入节能模式时所需的无任何操作的持续时间。

“显示的默认语言”表示显示屏默认的菜单语言，设置后下载至CPU中立即生效，也可以在显示屏中更改菜单语言。

“更新前时间”可以更新显示屏的时间间隔。

“密码”可以设置在显示屏“屏保”“启用写访问”或“启用屏保”时的操作密码，以防止通过显示屏对CPU进行未授权的访问；为了安全起见，还可以设置在无任何操作下访问授权自动注销的时间。设置密码后，如果在显示屏上对CPU的参数等进行修改，则必须首先提供密码。

（2）“监控表”选项

在“监控表”选项中可以添加项目中的监控表和强制表，并设置访问方式为只读或读/写。单击“监控表”选项，在右侧的表格中选择需要显示的监控表或强制表，如图2-33所示。下载后，可以在CPU显示屏菜单下显示或修改监控表、强制表中的变量。显示屏只支持符号寻址方式，所以监控表或强制表中绝对寻址的变量不能显示。