基于以太網(wǎng)的S PLC S單邊編程通信的實(shí)現(xiàn)

1、基于以太網(wǎng)的S7-300 PLC S7單邊編程通信的實(shí)現(xiàn)肖曉剛(四川英杰電氣股份有限公司，四川德陽(yáng)618000)摘要：本文介紹了在STEP7編程軟件中組態(tài)西門子S7-300 PLC硬件和通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)集成PN口實(shí)現(xiàn)S7協(xié)議單邊編程以太網(wǎng)通信的步驟。S7-300系列 PLC之間基于以太網(wǎng)的單邊編程通信是西門子工控?cái)?shù)據(jù)通信方案中的一種典型模式，已被廣泛地應(yīng)用于各類自動(dòng)化工程中。關(guān)鍵詞：西門子S7-300 系列PLC；集成PN口；S7協(xié)議；單邊編程數(shù)據(jù)通信；工業(yè)以太網(wǎng)；系統(tǒng)功能塊中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BImplementation of S7 Unilateral Programming Com

2、munication between S7-300 PLCS Based on Ethernet XIAO Xiao-gang(Sichuan Injet Electric Co., Ltd, Deyang Sichuan 618000)Abstract：This paper introduces that the Siemens S7-300 PLC hardware and the communication networks are configured in STEP7 programming software and the procedures of using unilatera

3、l programming in S7 protocol to realize Ethernet communication via an integrated PN port. The Ethernet based communication between S7-300 series PLCs by unilateral programming via PN port is a kind of typical modes in Siemens data communication schemes for industrial control, it has already been wid

4、ely applied to various automation projects. Keywords：Siemens S7-300 series PLC; Integrated PN interface; S7 protocol; Data communication by unilateral programming; Industrial Ethernet; System function block1引言S7協(xié)議是西門子S7系列PLC基于MPI、Profibus、Ethernet網(wǎng)絡(luò)的一種優(yōu)化通信協(xié)議，其優(yōu)點(diǎn)是通信雙方無(wú)論是在同一MPI總線上，同一Profibus總線上或同一工業(yè)以太

5、網(wǎng)中，都可通過(guò)S7協(xié)議建立通信連接，使用相同的編程方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而與采用任何總線或者網(wǎng)絡(luò)的類型無(wú)關(guān)。S7通信主要用于S7-300 PLC相互之間，或者S7-300 PLC與S7-400 PLC之間，或者S7-400PLC相互之間的數(shù)據(jù)通信。S7協(xié)議是西門子S7系列產(chǎn)品之間通訊使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它廣泛應(yīng)用于各種通訊服務(wù)。例如：PG通訊、OP通訊、S7基本通訊、S7通訊，路由等。S7協(xié)議是由多種應(yīng)用層協(xié)議組成的，或者說(shuō)S7協(xié)議是一個(gè)由多種協(xié)議組成的集合協(xié)議。2 單邊編程通信SIMATIC S7-PN CPU包含一個(gè)集成的Profinet接口，該接口除了具有Profinet I/O 功能外，還可以實(shí)

6、現(xiàn)基于以太網(wǎng)的S7通信。S7通信按組態(tài)方式可分為雙邊編程通信和單邊編程通信兩種，單邊編程通信適用于以下幾種情況：（1）通信伙伴無(wú)法組態(tài)S7連接；（2）通信伙伴無(wú)法停機(jī)；（3）不希望在通信伙伴側(cè)增加通訊組態(tài)和程序。3 通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 以下是曾經(jīng)完成的一個(gè)工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 S7-300 PLC間通過(guò)集成 PN口的以太網(wǎng)通信 該網(wǎng)絡(luò)中，PLC柜內(nèi)和14#控制柜的S7-300 PLC都是6ES7 315-2EH14-0AB0，自帶兩個(gè)以太網(wǎng)口（即PN口）。每個(gè)控制柜內(nèi)的PLC通過(guò)Profibus-DP通訊讀取對(duì)應(yīng)裝置的負(fù)載數(shù)據(jù)。PLC柜和14#控制柜的S7-300PLC之間

7、的數(shù)據(jù)通信采用的是基于工業(yè)以太網(wǎng)的S7單邊通信。工控機(jī)采用Wincc組態(tài)軟件通過(guò)功能畫面和數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)集中顯示和監(jiān)控。4 工作原理簡(jiǎn)介PLC柜的PLC控制啟動(dòng)過(guò)程（包括14#負(fù)載），控制柜的PLC控制運(yùn)行過(guò)程。PLC柜內(nèi)PLC通過(guò)S7單邊通信讀取控制柜的負(fù)載的電源、運(yùn)行及故障狀態(tài)，當(dāng)控制柜的負(fù)載電源投入并且控制柜無(wú)故障時(shí)，PLC柜才能啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的負(fù)載。PLC柜啟動(dòng)過(guò)程完畢后，交給對(duì)應(yīng)的控制柜運(yùn)行。若控制柜的負(fù)載電源未投入或者控制柜有故障時(shí)，PLC柜就不能啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的負(fù)載。5 PLC硬件與數(shù)據(jù)通信組態(tài)下面，對(duì)該項(xiàng)目單邊編程數(shù)據(jù)通信的組態(tài)進(jìn)行介紹。5.1 對(duì)PLC柜內(nèi)S7-300 PLC的硬件組態(tài)(1)

8、 打開STEP7編程軟件，創(chuàng)建新項(xiàng)目并在項(xiàng)目中插入S7-300站點(diǎn)；打開硬件組態(tài)，組態(tài)S7-300站點(diǎn)；在硬件目錄中，添加S7-300的機(jī)架。如圖2所示。 圖2 建新項(xiàng)目并建立S7-300站點(diǎn)(2) 在硬件目錄中，在機(jī)架的插槽1添加S7-300的電源模塊。選擇使用的CPU，并拖拽到機(jī)架的插槽2上。如圖3所示。 圖3 添加S7-300電源模塊和CPU(3) 設(shè)置“MPI/DP”接口：接口類型設(shè)為“Profibus”，地址設(shè)為2，Profibus網(wǎng)絡(luò)的波特率設(shè)為1.5Mbps。設(shè)置“PN-IO”接口： IP地址為192.168.0.2。(4) 添加I/O模塊到機(jī)架上；添加裝置到Profibus網(wǎng)絡(luò)

9、上。如圖4所示。 圖4 添加I/O模塊到機(jī)架上；添加裝置到Profibus網(wǎng)絡(luò)上(5) 從菜單欄的“選項(xiàng)”下的“組態(tài)網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面。如圖5所示。 圖5 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面(6) 右鍵單擊SIMATIC 300(1)，在彈出對(duì)話框中選擇“插入新連接”命令，插入一個(gè)新連接。如圖6所示。 圖6 插入一個(gè)新連接SIMATIC 300(1)(7) 如圖7所示： a）選擇“未指定”連接伙伴； b）連接類型選擇“S7連接”，單擊“確定”，彈出S7連接屬性對(duì)話框。 圖7 選擇“S7連接”，以彈出S7連接屬性對(duì)話框(8) 如圖8“屬性-S7連接”所示，對(duì)話框設(shè)置如下： a）選中建立主動(dòng)連接。 b）本地ID

10、設(shè)為1。 c）接口選擇CPU315-2 PN/DP，PN-IO（RO/S2）。d）設(shè)置伙伴的IP地址。注意：伙伴的IP地址必須與(3)步中設(shè)置“PN-IO”接口時(shí)的IP地址設(shè)在同一網(wǎng)段，只是IP地址的最后一位數(shù)不能相同，因?yàn)槊總€(gè)IP地址都代表一個(gè)S7-300 PLC。 e）點(diǎn)擊“地址詳細(xì)信息”按鈕。圖8 S7連接屬性設(shè)置(9) 地址詳細(xì)信息對(duì)話框設(shè)置，如圖9所示。 a）設(shè)置安裝CPU的機(jī)架號(hào)為0。b）設(shè)置安裝CPU的槽號(hào)為2，對(duì)于S7-300，CPU只能安裝在2號(hào)槽。c）設(shè)置連接資源號(hào)為3，對(duì)于S7單邊編程連接，連接資源號(hào)只能是3。圖9 地址詳細(xì)信息設(shè)置(10) 重復(fù)步驟（6）、（7）、（8）

11、、（9），繼續(xù)完成與14#控制柜內(nèi)的PLC的S7連接設(shè)置。只需要將本地ID依次設(shè)為2、3、4，伙伴的IP地址依次設(shè)為、。如圖10所示。圖10 繼續(xù)完成與14#控制柜內(nèi)的PLC的S7連接設(shè)置5.2 對(duì)控制柜內(nèi)S7-300 PLC的硬件組態(tài) 該硬件組態(tài)的配置方法與PLC柜內(nèi)的一樣，只是不需要在組態(tài)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行S7連接組態(tài)。另外14#控制柜的S7-300 PLC的程序下載時(shí)，IP地址需要分別設(shè)為：、192、。6 通信編程 由于配置的是S7單邊編程通信，只需要在配置S7網(wǎng)絡(luò)連接一方（即PLC柜側(cè)）進(jìn)行通信編程，需要調(diào)用系統(tǒng)功能塊FB14、FB15。若配置S7網(wǎng)絡(luò)連接方為S7-400 PLC，則需要調(diào)用系

12、統(tǒng)功能塊SFB14、SFB15。注意！調(diào)用系統(tǒng)功能塊通信方式不能和全局?jǐn)?shù)據(jù)通信方式混合使用。其中，F(xiàn)B14用于讀取伙伴CPU的數(shù)據(jù)，F(xiàn)B15用于寫入伙伴CPU的數(shù)據(jù)。注意：FB14、FB15系統(tǒng)功能塊的最大傳輸字節(jié)數(shù)為212Bytes。讀取數(shù)據(jù)編程如圖11所示。(1) M1.0上升沿啟動(dòng)一次讀取作業(yè)。(2) 本地ID，在硬件組態(tài)5.1 (8)中設(shè)置。(3) 指向伙伴CPU中要被讀取的區(qū)域，此處為開始的連續(xù)10個(gè)字節(jié)。(4) 指向本地CPU中要用于存放讀取數(shù)據(jù)的區(qū)域，此處為開始的連續(xù)10個(gè)字節(jié)。 圖11 調(diào)用FB14讀取伙伴CPU數(shù)據(jù)的通信編程寫入數(shù)據(jù)編程如圖12所示。（1） M1.1上升沿啟動(dòng)一次寫入作業(yè)。（2） 本地ID，在硬件組態(tài)5.1 (8)中設(shè)置。 （3）指向伙伴CPU中要用于寫入的數(shù)據(jù)區(qū)域，此處為DB1開始的連續(xù)10個(gè)字節(jié)。 （4）指向本地CPU中要用于發(fā)送的數(shù)據(jù)區(qū)域，此處為DB1開始的連續(xù)10個(gè)字節(jié)。 圖12 調(diào)用FB15寫入伙伴CPU數(shù)據(jù)的通信編程7 結(jié)束語(yǔ) 該項(xiàng)目投產(chǎn)以來(lái)，數(shù)據(jù)通信一直都很穩(wěn)定，深受用戶的青睞。采用基于以太網(wǎng)的S7單邊通信，其編程方便，通信速度快，穩(wěn)定性好