一、TIA Portal 脫機將項目寫入 S7-1500 存儲卡的正確流程
在 TIA Portal 中可以直接將已編譯的項目離線下載到 S7-1500 的 SIMATIC 存儲卡上,從而制成“程序傳送卡”,用于在無聯網連接時將程序加載到 PLC。常用推薦步驟如下:
準備硬件:使用西門子官方 SD 卡讀卡器,將 SIMATIC 存儲卡(如 6ES7 954-8LC04-0AA0)插入電腦USB接口。確認卡上無寫保護(撥動側邊開關至非鎖定位置)。TIA Portal 將自動識別讀卡器。
**識別存儲卡:**在 TIA Portal 的項目樹中展開“讀卡器/USB 存儲器”(Card Reader/USB Memory)節點,可看到對應的存儲卡驅動器(如顯示“(G:) SIMATIC MC [Program]”)。如果未出現,可通過菜單“在線 (Online) > 顯示 SIMATIC 卡讀卡器”進行刷新。
下載項目到存儲卡:在項目樹中選中項目中的 CPU 站點(例如“PLC_1 [CPU 1516-3 PN/DP]”),將其拖拽到上述存儲卡驅動器節點上。松開鼠標后,TIA Portal 會彈出下載對話框,按照提示進行編譯并確認寫入。(也可以在菜單欄選擇“在線 > 寫入存儲卡”來執行相同操作)。
**完成寫入:**若項目編譯無誤并成功寫入,TIA Portal 會提示下載完成。此時存儲卡上已經生成了用于PLC啟動的程序數據文件。將存儲卡從讀卡器安全彈出后插入目標 S7-1500 CPU 插槽中,然后上電或復位 CPU,程序即可從卡加載。
在 TIA Portal 中通過“在線 > 寫入存儲卡”功能,將當前項目下載到 SIMATIC 存儲卡(制作程序傳送卡)
**補充:以上拖拽下載方法會在存儲卡上生成一個 S7_JOB.S7S(或以 .SYS 顯示)文件和“SIMATIC.S7S”**項目文件夾。這兩個內容包含了 PLC 的全部用戶程序數據。這樣,無需在線連接PLC,僅通過插卡上電,CPU即可讀取卡中的程序并完成離線升級。如果沒有TIA Portal,也可先用上述方法將項目生成到PC文件夾或U盤,再轉存到存儲卡中使用。

二、控制器將存儲卡識別為空白的可能原因
當 S7-1500 CPU 顯示存儲卡“Empty card”(空卡)時,說明CPU未在卡上檢測到任何有效的用戶程序。例如下圖所示,存儲卡類型被識別為“Empty card”,已用空間為0。
S7-1517F CPU顯示存儲卡類型為“Empty card”,表示未檢測到有效程序數據
導致存儲卡被識別為空的常見原因包括:
項目數據未成功寫入:如果脫機寫卡過程未正確完成(例如用戶僅編譯但未執行“寫入存儲卡”下載,或下載中途中斷),卡上可能沒有生成S7_JOB.S7S文件和“SIMATIC.S7S”文件夾。此時對CPU而言該卡等同于空卡,不含可加載的程序。特別是下載過程意外中斷(如網絡/電源故障)會造成存儲卡中的項目不完整,從而無法被CPU識別。
**存儲卡文件系統或結構問題:**S7-1500的SIMATIC存儲卡采用 FAT32 格式并預置必要的隱藏系統文件。如果曾用非官方方式格式化、誤刪了隱藏文件,或存儲卡產生文件系統錯誤,CPU可能無法識別其中的程序數據。例如,隱藏的“LOG”和“crdinfo.bin”文件是卡識別所必需的,若被刪除或損壞,存儲卡將無法正常用于CPU。此情況下CPU可能將其視為未初始化的空卡。
**項目與CPU不兼容:**雖不直接表現為“空卡”,但如果存儲卡上存有高版本項目而CPU固件版本不支持,或卡中項目數據不一致,CPU可能忽略卡中內容。例如,當存儲卡里的項目版本高于當前TIA Portal工程版本時,可能出現無法加載的情況(雖然CPU顯示空卡,實際是程序不被認可)。這種版本不匹配需要通過升級固件或重新生成項目來解決。
硬件或操作因素:存儲卡本身損壞或接觸不良也會導致讀取失敗。另請確保存儲卡未處于寫保護狀態,否則雖然CPU可以讀取程序,但在TIA Portal寫卡時會被拒絕寫入(寫保護不會使卡空白,但會阻止更新程序)。
說明:根據西門子官方手冊定義,“空存儲卡”(Empty memory card)即指卡內沒有包含用戶程序的作業文件(S7_JOB.S7S)和項目數據文件夾(SIMATIC.S7S)。當檢測到空卡時,S7-1500 CPU默認會嘗試將其內部裝載存儲器內容復制到卡上(并清除內部存儲),或者在設置禁止自動復制時保持不變。如果CPU內部也沒有程序,空卡插入后CPU仍無用戶程序可運行,此時需通過正常的下載或上述離線寫卡方式寫入程序。
三、確認存儲卡已寫入有效程序的方法
要確保存儲卡中存有有效的PLC程序,可從以下幾方面進行核實:
檢查存儲卡文件結構:使用 Windows 資源管理器通過讀卡器打開存儲卡驅動器,查看根目錄下是否存在 S7_JOB.S7S 文件以及 “SIMATIC.S7S” 文件夾。其中,S7_JOB.S7S 是CPU開機時執行的作業指令文件,而 “SIMATIC.S7S” 文件夾則包含具體的 STEP 7 編譯后的程序塊數據(OB、DB等)。這兩個對象是TIA Portal寫卡成功后必定出現的內容;如果缺失,表明程序并未正確寫入。
使用TIA Portal屬性查看:在 TIA Portal 中,右擊項目樹中識別出的存儲卡驅動器(如 “(F:) SIMATIC MC [Program]”),選擇“屬性”打開“存儲卡”對話框。確認卡類型被標識為“Program”(程序卡),文件系統為 FAT32,且顯示的已用/可用存儲容量與項目大小相符。例如,寫入程序后4MB的卡可能顯示已使用一定KB空間。如果卡仍顯示為空白或容量未變化,則可能寫入未成功,需要重新操作。
在 TIA Portal 中查看SIMATIC存儲卡屬性,可見卡片類型為“Program”,文件系統為FAT32。如已寫入項目,卡容量占用應相應增加。
**CPU 顯示及狀態:**將卡插入CPU并啟動后,觀察CPU的顯示屏信息和指示燈狀態。正常情況下,CPU顯示應識別出存儲卡為“Program Card”或直接進入運行程序。如果顯示“一張空卡”或保持停止模式,說明程序未加載成功。此時可以通過 CPU 面板的“存儲卡信息”查看卡內項目名稱/版本等(若有),以確認CPU是否讀到了項目。
**驗證運行效果:**最終,可通過使CPU進入 RUN 模式并觀察控制器的運行情況來間接驗證程序是否成功加載。例如,若程序含有啟動OB或輸出邏輯,可在上電后檢查相應的輸出狀態是否符合預期,或者利用 TIA Portal 在線監視功能(如果方便連接)確認CPU內的程序塊是否與離線工程一致。
提示:SIMATIC 存儲卡上的程序數據是加密保護的,無法直接從文件內容辨識項目詳情。但通過文件存在與否和結構完整性即可判斷寫卡是否成功。另外,請確保每次寫卡后安全彈出存儲卡,避免拔卡造成文件未完全寫入或損壞。
四、存儲卡的恢復和重新制作方法
如果存儲卡在插入CPU后仍被視作空白,需采取措施恢復其正常可用狀態:
**使用 CPU 顯示屏格式化:**將CPU切換至停止(STOP),通過CPU自帶的液晶屏幕菜單找到“格式化存儲卡”功能(通常位于“功能(Functions)”菜單下)。確認執行格式化操作后,CPU會清除卡上的所有用戶數據并重建必要的系統文件結構。此方法不需要任何額外軟件,適用于現場快速清空故障卡。格式化完成后,顯示屏應提示卡已初始化。
**通過 TIA Portal 格式化:在 TIA Portal 中連接上目標CPU(或通過“可訪問的設備”找到CPU),打開“在線與診斷”(Online & Diagnostics)窗口。導航到“功能”->“格式化存儲卡”,點擊“格式”**并確認執行。該過程會將卡恢復到出廠空卡狀態(保留必要的隱藏文件)。完成后,可重新按照正確流程將項目寫入存儲卡。
**使用PC讀卡器手動清理:**將卡插入讀卡器,連接電腦。在Windows資源管理器中打開卡盤符,將之前TIA寫入的 S7_JOB.S7S 文件和 “SIMATIC.S7S” 文件夾刪除(若有其它諸如 DataLogs, Recipes 等文件夾也一并刪除)。**注意:**務必保留存儲卡中看不見的系統隱藏文件(如“LOG”、“crdinfo.bin”),不要格式化或刪除它們。手動清理后,存儲卡即變為空卡,可重新由TIA Portal執行下載。
完成以上任一恢復步驟后,應重新按照正確的離線寫卡流程將項目數據寫入存儲卡。寫入前確保存儲卡上沒有舊項目殘留,以防與新數據混淆。如果懷疑存儲卡本身有故障(如物理損壞或反復讀寫壽命已盡),可嘗試更換一張新的 SIMATIC 存儲卡。

五、西門子官方關于寫卡操作和識別規則的說明
西門子針對 SIMATIC 存儲卡的使用提供了詳細的官方資料和支持文檔:
TIA Portal 離線寫卡流程指南:西門子工業支持中心發布的常見問題解答(FAQ 文檔編號 48711409)詳細說明了如何將項目數據生成并存儲到 S7-1200/1500 的存儲卡中,以便無需在線連接即可將程序傳輸到CPU。該文檔介紹了利用 卡讀卡器、U盤或本地文件夾三種方式創建離線存儲卡數據的方法,以及生成的文件結構(包含 S7_JOB.S7S 和 SIMATIC.S7S)。
存儲卡(程序卡)使用規則:在 S7-1500 系列的用戶手冊中,對存儲卡作為裝載存儲器(程序卡)的行為有明確說明。例如,當將一張含程序的程序卡插入 CPU 時,CPU會在啟動時用卡上的程序替換內部存儲的程序,并要求該卡始終保留在CPU內作為外部裝載存儲器。如果在運行中移除程序卡,CPU將立即停止并報錯,因為程序已不存在。另一方面,對于空卡的處理,手冊指出如果檢測到空卡且未禁止自動復制,CPU會上電時會將內部程序拷貝到卡上,然后將內部存儲清空,此過程完成后CPU需從卡啟動。這些機制是 S7-1500 判斷存儲卡是否含有效程序并采取相應動作的規則依據。