《電氣控制及S7-1200 PLC應用技術(shù)》課件第8章 S7-1200 PLC的網(wǎng)絡通信技術(shù)

8.1工業(yè)網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信8.3S7-1200CPU與S7-200Smart之間的通信8.4S7-1200CPU與S7-300/400之間的通信

1中國礦業(yè)大學徐海學院第8章S7-1200PLC的網(wǎng)絡通信技術(shù)主要內(nèi)容：電氣控制及PLC技術(shù)應用1.網(wǎng)絡通信的國際標準開放系統(tǒng)互連參考模型1979年，國際標準化組織（ISO）和國際電報電話咨詢委員會（CCITT）聯(lián)合制定的開放系統(tǒng)互連參考模型，如圖所示。從低到高分別是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。該模型為開放式互連信息系統(tǒng)提供了一種參考框架，大大促進了不同智能設備之間的通信。2中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.1工業(yè)網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)絡通信的國際標準IEEE802通信標準IEEE802通信標準是IEEE（國際電工與電子工程師學會）的802委員會在1982年頒布的計算機局域網(wǎng)分層通信協(xié)議標準草案的總稱。該標準將OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層分解為：邏輯鏈路控制層（LLC）、媒體訪問控制層（MAC）和物理傳輸層，前兩層對應OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層，約定了兩臺設備通信時所需共同遵守的規(guī)則。另外，媒體訪問控制層對應三個常見標準：帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）協(xié)議、令牌總線（TokenBus）和令牌環(huán)（TokenRing）。3中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.1工業(yè)網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)2.西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡全集成自動化傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)以生產(chǎn)設備為核心，生產(chǎn)設備之間容易形成“自動化孤島”，缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的諸多要求。1996年，西門子公司提出“全集成自動化”即TIA(TotallyIntegratedAutomation)的概念，也就是用一種系統(tǒng)完成原來由多種系統(tǒng)搭配起來才能完成的所有功能。全集成自動化集統(tǒng)一性和開放性于一身。應用這種解決方案，可以大大簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了大量接口部件，可以克服上位機和工業(yè)控制器之間、連續(xù)控制和邏輯控制之間、集中與分散之間的界限。全集成自動化的統(tǒng)一性體現(xiàn)在整個系統(tǒng)使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理、組態(tài)、編程以及通信。西門子各工業(yè)軟件都從一個全局共享的數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)。這種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理機制、所有信息都存儲于一個數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次的方式，不僅可以減少數(shù)據(jù)的重復輸入，還可以降低出錯率、提高系統(tǒng)診斷效率、大大增強系統(tǒng)的整體性和信息的準確性，從而為工廠的安全穩(wěn)定運行提供技術(shù)保障。4中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.1工業(yè)網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)2.西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡現(xiàn)場總線ProfibusProfibus是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標準之一，其開放化的特點使得不同廠家生產(chǎn)的各類自動化設備均能夠通過Profibus總線進行通信，廣泛應用于制造業(yè)自動化、過程工業(yè)自動化、樓宇自動化及傳動裝置等領域。Profibus總線采用主從結(jié)構(gòu)，分為主站和從站。主站和從站之間通常以周期性循環(huán)方式進行數(shù)據(jù)交換。主站（主動節(jié)點）掌握總線中數(shù)據(jù)流的控制權(quán)，只要擁有訪問總線權(quán)（令牌），主站就可在沒有外部請求的情況下發(fā)送控制命令；常見的主站有PLC、HMI設備等。從站（被動節(jié)點）沒有總線訪問的授權(quán)，只能確認收到的信息或在主站的請求下發(fā)送信息；典型的從站為傳感器、執(zhí)行器及變頻器等執(zhí)行單元，也可是智能從站（帶Profibus集成口的S7-300/400CPU）。5中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.1工業(yè)網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)2.西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡現(xiàn)場總線ProfibusProfibus總線的傳輸速率范圍為9.6Kbps~12Mbps，最遠傳輸距離與傳輸速率有關(guān)：傳輸速率為9.6~187.5Kbps時，最遠傳輸距離為1Km；傳輸速率為500Kbps時，最遠傳輸距離為400m；傳輸速率為1.5Mbps時，最遠傳輸距離為200m，傳輸速率為3~12Mbps時，最遠傳輸距離為100m，可用中繼器延長至10km。Profibus總線的最大節(jié)點數(shù)為127（地址0-126），通信物理媒介為RS485雙絞線或光纜。Profibus通信協(xié)議有三種：Profibus-DP（DecentralizedPeriphery，分布式外部設備）、Profibus-PA（ProcessAutomation，過程自動化）和Profibus-FMS（FieldbusMessageSpecification，現(xiàn)場總線報文規(guī)范）。6中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.1工業(yè)網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)2.西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡工業(yè)以太網(wǎng)及Profinet工業(yè)以太網(wǎng)是應用于工業(yè)控制領域的以太網(wǎng)技術(shù)，在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)（IEEE802.3標準）兼容，但在實際產(chǎn)品設計和應用時。工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品在材質(zhì)選用、產(chǎn)品強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性、本質(zhì)安全性等方面需要滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。工業(yè)以太網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議，可通過以太網(wǎng)將自動化系統(tǒng)連接到企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)、外部互聯(lián)網(wǎng)及因特網(wǎng)。不需增加額外的硬件就可實現(xiàn)管理網(wǎng)絡與控制網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)共享，即實現(xiàn)“管控一體化”。不需專門的軟件，可使用IE瀏覽器訪問終端數(shù)據(jù)。Profinet是Profibus國際組織推出的基于工業(yè)以太網(wǎng)的開放式現(xiàn)場總線標準，使用Profinet可以將分布式I/O設備直接連接到工業(yè)以太網(wǎng)中。Profinet可用于對實時性要求更高的自動化系統(tǒng)中，如運動控制系統(tǒng)等。Profinet可完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場總線（如Profibus）技術(shù)，無需改動現(xiàn)有設備的組態(tài)和編程即可與現(xiàn)有的現(xiàn)場總線系統(tǒng)有機地集成，保護了現(xiàn)有投資。7中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.1工業(yè)網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)2.西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡工業(yè)以太網(wǎng)及ProfinetProfinet和工業(yè)以太網(wǎng)區(qū)別：（1）Profinet基于工業(yè)以太網(wǎng)，具有很好的實時性，使用ProfinetIO可以直接連接現(xiàn)場設備；使用ProfinetCBA組件化的設計，Profinet支持分布的自動化控制方式，相當于主站間的通訊。（2）工業(yè)以太網(wǎng)成本低、實效性好、擴展性能好、便于與Internet集成，但可靠性不如Profinet?？偨Y(jié)來說，以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)規(guī)范，工業(yè)以太網(wǎng)是應用于工業(yè)控制領域的以太網(wǎng)技術(shù)，Profinet是一種在工業(yè)以太網(wǎng)上運行的實時技術(shù)規(guī)范。8中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.1工業(yè)網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)1.S7-1200以太網(wǎng)通信基礎工業(yè)以太網(wǎng)及ProfinetS7-1200CPU本體上集成了Profinet通信口，支持以太網(wǎng)和基于TCP/IP的通信標準。使用Profinet通信口可以實現(xiàn)S7-1200CPU與編程設備之間的通信、與HMI設備之間的通信以及與其他CPU之間的通信。S7-1200CPU的Profinet通信口支持三種通信協(xié)議及服務：TCP、ISOon

TCP以及S7通信（服務器端）。S7-1200CPUProfinet通信口所支持的最大通信連接數(shù)如下：

（1）3個連接用于HMI（觸摸屏）與CPU的通信；

（2）1個連接用于編程設備（PG）與CPU的通信；

（3）8個連接用于OpenIE（TCP、ISOonTCP）的編程通信，用T-block指令來實現(xiàn)；

（4）3個連接用于S7通信的服務器端連接，可以實現(xiàn)與S7-200、S7-300以及S7400的以太網(wǎng)S7通信。S7-1200CPU可以同時支持上述15個通信連接，這些連接個數(shù)是固定不變的，用戶無法自定義。9中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信2.開放式用戶通信指令介紹兩臺S7-1200之間的以太網(wǎng)通信，可采用開放式用戶通信指令，包括TSEND_C、TRCV_C、TCON、TDISCON、TSEN、TRCV。這里主要介紹TSEND_C、TRCV_C兩個指令，其余指令類似。（1）TSEND_C指令使用TSEND_C指令設置并建立通信連接。設置并建立連接后，CPU會自動保持和監(jiān)視該連接。該指令異步執(zhí)行且具有以下功能：設置并建立通信連接、通過現(xiàn)有的通信連接發(fā)送數(shù)據(jù)、終止或重置通信連接。指令如圖所示。10中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信2.開放式用戶通信指令介紹（2）TRCV_C指令使用TRCV_C指令設置并建立通信連接。該指令異步執(zhí)行且具有以下功能：設置并建立通信連接、通過現(xiàn)有的通信連接接收數(shù)據(jù)、終止通信連接。指令如圖所示。11中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案任務要求：現(xiàn)場有兩臺S7-1214CCPU和一個路由器，要求實現(xiàn)兩臺CPU之間的以太網(wǎng)通信。任務分析兩臺S7-1200CPU之間的以太網(wǎng)通信可以通過TCP或ISOonTCP協(xié)議來實現(xiàn)，使用的通信指令是在雙方CPU中調(diào)用T-block（如：TSEND_C、TRCV_C、TCON、TDISCON、TSEN、TRCV）指令來實現(xiàn)。通信方式為雙邊通信，因此TSEND_C和TRCV_C必須成對出現(xiàn)。因為S71200CPU目前只支持S7通信的服務器（Sever）端，所以它們之間不能使用S7這種通信方式。12中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案硬件接線將兩臺S7-1200CPU以及編程電腦分別接到路由器LAN端口上（將路由器作為交換機使用），組成局域網(wǎng)。如圖所示。13中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)（1）項目樹中，雙擊“添加新設備”，添加CPU1214CDC/DC/DC，設備名稱為“PLC_1”。在設備組態(tài)中，點擊CPU1214C，選擇“屬性”→“系統(tǒng)和時鐘存儲器”→勾選“啟用系統(tǒng)存儲器字節(jié)”和“啟用時鐘存儲器字節(jié)”，如左圖所示。點擊CPU1214C的以太網(wǎng)口，設置以太網(wǎng)地址為：192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，如右圖所示。14中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)（2）項目樹中，右鍵單擊“PLC_1[CPU1214CDC/DC]”，復制、粘貼為“PLC_2[CPU1214CDC/DC]”，如圖所示。設置PLC_2的以太網(wǎng)地址為：192.168.0.2，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0?！跋到y(tǒng)存儲器字節(jié)”和“時鐘存儲器字節(jié)”已經(jīng)勾選，不必設置。15中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)（3）項目樹中，雙擊“設備和網(wǎng)絡”，轉(zhuǎn)到網(wǎng)絡視圖中，點擊“網(wǎng)絡”，將PLC_1的網(wǎng)口左鍵拖住并連接至PLC_2的網(wǎng)口中，自動建立PN/IE_1網(wǎng)絡。如圖所示。編譯無誤后，硬件組態(tài)結(jié)束。16中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程（1）在PLC_1中，進入OB1程序塊，點擊右側(cè)“指令”→“通信”→“開放式用戶通信”，將TSEND_C指令添加至程序段1中，同時自動生成背景數(shù)據(jù)塊DB1，名稱為“TSEND_C_DB”。如圖所示。17中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程（2）點擊TSEND_C指令的

（開始組態(tài)）按鈕，將“伙伴”選擇為“PLC_2”，在PLC_1對應的選項中，點擊“連接數(shù)據(jù)”，新建“PLC_1_Send_DB”；在PLC_2對應的選項中，點擊“連接數(shù)據(jù)”，新建“PLC_2_Receive_DB”，將PLC_1設置為“主動建立連接”，并將“連接類型”選為“TCP”。如圖所示。18中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程（3）點擊右側(cè)“指令”→“通信”→“開放式用戶通信”，將TRCV_C指令添加至程序段2中，同時自動生成背景數(shù)據(jù)塊DB3，名稱為“TRCV_C_DB”。如圖所示。19中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程（4）點擊TRCV_C指令的

（開始組態(tài)）按鈕，將“伙伴”選擇為“PLC_2”，在PLC_1對應的選項中，點擊“連接數(shù)據(jù)”，新建“PLC_1_Receive_DB”；在PLC_2對應的選項中，點擊“連接數(shù)據(jù)”，新建“PLC_2_Send_DB”，將PLC_2設置為“主動建立連接”，并將“連接類型”選為“TCP”。如圖所示。20中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程（5）項目樹中，點擊PLC_1[CPU1214CDC/DC/DC]→程序塊→添加新塊，雙擊建立名稱為“SEND”的全局數(shù)據(jù)塊DB5，用于存放PLC_1發(fā)送的數(shù)據(jù)，如左圖所示。雙擊打開SEND[DB5]，定義名為SEND的數(shù)組，數(shù)據(jù)類型選為“Array[0..5]ofByte”，如右圖所示。注意：為了使用絕對地址進行尋址，需要在項目樹中，右鍵點擊新建的“SEND[DB5]”→“屬性”，去掉勾選的“優(yōu)化的塊訪問”。21中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程（6）項目樹中，點擊PLC_1[CPU1214CDC/DC/DC]→程序塊→添加新塊，雙擊建立名稱為“RECEIVE”的全局數(shù)據(jù)塊DB6，用于存放PLC_1接收的數(shù)據(jù)。雙擊打開RECEIVE[DB6]，定義名為RECEIVE的數(shù)組，數(shù)據(jù)類型選為“Array[0..5]ofByte”。同樣，右鍵點擊新建的“RECEIVE[DB6]”→“屬性”，去掉勾選的“優(yōu)化的塊訪問”。（7）設置TSEND_C指令的參數(shù)：“REQ”輸入為M0.5（每0.5s主動發(fā)送一次數(shù)據(jù)），“CONT”輸入為1（建立連接），“LEN”輸入為4（發(fā)送最大長度為4個字節(jié)），“CONNECT”輸入為“PLC_1_Send_DB”（指令組態(tài)時已配置好，無需更改），“DATA”輸入為“P#DB5.DBX0.0BYTE4”（將要發(fā)送的數(shù)據(jù)以指針形式指向DB5中DBX0.0開始的4個字節(jié)）。為了監(jiān)測通信狀態(tài)（發(fā)送是否完成、是否忙碌、是否出錯燈），可將輸出狀態(tài)存入中間寄存器中：“DONE”輸出至M10.1，“BUSY”輸出至M10.2，“ERROR”輸出至M10.3，“STATUS”輸出至MW11。如后圖所示。22中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程23中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程（8）設置TRCV_C指令的參數(shù)：“EN_R”輸入為1（使能接收），“CONT”輸入為1（建立連接），“LEN”輸入為4（接收最大長度為4個字節(jié)），“CONNECT”輸入為“PLC_1_Receive_DB”（指令組態(tài)時已配置好，無需更改），“DATA”輸入為“P#DB6.DBX0.0BYTE4”（將要接收的數(shù)據(jù)以指針形式指向DB6中DBX0.0開始的4個字節(jié)）。為了監(jiān)測通信狀態(tài)（發(fā)送是否完成、是否忙碌、是否出錯燈），可將輸出狀態(tài)存入中間寄存器中：“DONE”輸出至M20.1，“BUSY”輸出至M20.2，“ERROR”輸出至M20.3，“STATUS”輸出至MW21，“RCVD_LEN”輸出至MW23。如后圖所示。24中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_1組態(tài)及編程25中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_2組態(tài)及編程PLC_2中的組態(tài)和編程與上述PLC_1過程基本相同。以下做簡單介紹。（1）在PLC_2中，進入OB1程序塊，將TSEND_C指令添加至程序段1中，同時自動生成背景數(shù)據(jù)塊DB3，名稱為“TSEND_C_DB”。（2）點擊TSEND_C指令的

（開始組態(tài)）按鈕，將“伙伴”選擇為“PLC_1”，在PLC_2對應的選項中，點擊“連接數(shù)據(jù)”，添加“PLC_2_Send_DB”（無需新建）；在PLC_1對應的選項中，點擊“連接數(shù)據(jù)”，添加“PLC_1_Receive_DB”（無需新建），將PLC_2設置為“主動建立連接”，并將“連接類型”選為“TCP”。（3）將TRCV_C指令添加至程序段2中，同時自動生成背景數(shù)據(jù)塊DB3，名稱為“TRCV_C_DB”。26中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)：PLC_2組態(tài)及編程（4）點擊TSEND_C指令的

（開始組態(tài)）按鈕，將“伙伴”選擇為“PLC_1”，在PLC_2對應的選項中，點擊“連接數(shù)據(jù)”，添加“PLC_2_Receive_DB”（無需新建）；在PLC_1對應的選項中，點擊“連接數(shù)據(jù)”，添加“PLC_1_Send_DB”（無需新建），將PLC_1設置為“主動建立連接”，并將“連接類型”選為“TCP”。（5）項目樹中，建立名稱為“SEND1”的全局數(shù)據(jù)塊DB5，用于存放PLC_2發(fā)送的數(shù)據(jù)。雙擊打開SEND--1[DB5]，定義名為SEND的數(shù)組，數(shù)據(jù)類型選為“Array[0..5]ofByte”。建立名稱為“RECEIVE1”的全局數(shù)據(jù)塊DB6，用于存放PLC_2接收的數(shù)據(jù)。雙擊打開RECEIVE1[DB6]，定義名為RECEIVE的數(shù)組，數(shù)據(jù)類型選為“Array[0..5]ofByte”。同樣需要將DB5和DB6屬性中勾選的“優(yōu)化的塊訪問”去掉。（6）與PLC_1相同，設置TSEND_C指令和TRCV_C指令的參數(shù)。27中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案通信驗證為了驗證兩臺S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信，要求PLC_1發(fā)送4個字節(jié)（16#01、02、03和04）送給PLC_2，PLC_2發(fā)送4個字節(jié)（16#11、22、33和44）送給PLC_1。將PLC_1、PLC_2程序分別下載至2個PLC中，運行并全部轉(zhuǎn)為在線。在PLC_1和PLC_2中分別建立監(jiān)控表，添加相應監(jiān)控變量（4個字節(jié)的發(fā)送、4個字節(jié)的接收）。然后將PLC_1的SEND[DB5]全局數(shù)據(jù)塊中的4個字節(jié)修改為“16#01、02、03和04”，將PLC_2的SEND1[DB5]全局數(shù)據(jù)塊中的4個字節(jié)修改為“16#11、22、33和44”，觀察PLC_1中的RECEIVE[DB6]和PLC_2中的RECEIVE1[DB6]，如圖后圖所示?？梢钥闯鐾ㄐ懦晒?。28中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信3.系統(tǒng)整體方案通信驗證PLC_1監(jiān)控表界面

PLC_2監(jiān)控表界面29中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.2S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信1.S7通信指令介紹利用以太網(wǎng)通信方式來實現(xiàn)S7-1200與S7-200Smart之間的通信時，可采用S7通信指令，包括PUT、GET兩個指令。（1）PUT指令使用PUT指令設置并建立通信連接，將數(shù)據(jù)寫入一個遠程CPU。設置并建立通信連接后，CPU會自動保持和監(jiān)視該連接。指令如圖所示。30中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信1.S7通信指令介紹（2）GET指令使用GET指令設置并建立通信連接，從遠程CPU讀取數(shù)據(jù)。設置并建立通信連接后，CPU會自動保持和監(jiān)視該連接。指令如圖所示。31中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案任務要求：現(xiàn)場有一臺S7-1214CCPU、一臺S7-200SmartCPUST20和一個路由器，要求實現(xiàn)兩臺CPU之間的以太網(wǎng)通信。任務分析：對于S7-200Smart系列的CPU，如果固件版本為V2.2版本以上且使用以太網(wǎng)通信時，可以支持S7通信、TCP/IP通信、ISOonTCP通信、UDP通信以及MODBUSTCP通信等。因為S7-1200與S7-200SMART系列PLC同為西門子的產(chǎn)品，所以以S7以太網(wǎng)通信方式為例進行講解。通信中，使用S7-1200作為本地站（客戶端），S7-200Smart作為遠程站（服務器），通信組態(tài)及程序只需要在S7-1200中進行設計，對于S7-200Smart只需連接至路由器中并設置好以太網(wǎng)地址即可。32中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案硬件接線將S7-1200CPU、S7-200SmartCPUST20以及2臺編程電腦分別接到路由器LAN端口上（將路由器作為交換機使用），組成局域網(wǎng)。如圖所示。33中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)（1）項目樹中，雙擊“添加新設備”，添加CPU1214CDC/DC/DC，設備名稱為“PLC_1”。在設備組態(tài)中，點擊CPU1214C，選擇“屬性”→“系統(tǒng)和時鐘存儲器”→勾選“啟用系統(tǒng)存儲器字節(jié)”和“啟用時鐘存儲器字節(jié)”。點擊CPU1214C的以太網(wǎng)口，添加新子網(wǎng)“PN/IE_1”，設置以太網(wǎng)地址為：192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，如圖所示。34中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)（2）項目樹中，雙擊“設備和網(wǎng)絡”，轉(zhuǎn)到網(wǎng)絡視圖中，點擊左上角的“連接”按鈕，此時PLC會出現(xiàn)藍綠色，右鍵點擊PLC_1，選擇“添加新連接”按鈕。如圖所示。35中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)（3）點擊“添加新連接”后，在彈出的對話框的右上角處的“HMI連接”改成“S7連接”，“本地ID（十六進制）”默認為“100”，選擇左側(cè)出現(xiàn)的“未指定”，點擊“添加”→“關(guān)閉”。此時即為S7-1200建立了一個S7連接，如圖所示。36中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)（4）網(wǎng)絡視圖中，雙擊“S7_連接_1”高亮線，在“屬性”→“常規(guī)”中，組態(tài)S7-1200與S7-200Smart的連接參數(shù)。將伙伴地址手動輸入S7-200Smart的以太網(wǎng)地址“192.168.0.10”（該地址應事先在S7-200Smart設置好），其它選項為默認。如圖所示。37中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)（4）網(wǎng)絡視圖中，雙擊“S7_連接_1”高亮線，在“屬性”→“常規(guī)”中，組態(tài)S7-1200與S7-200Smart的連接參數(shù)。將伙伴地址手動輸入S7-200Smart的以太網(wǎng)地址“192.168.0.10”（該地址應事先在S7-200Smart設置好），其它選項為默認。如圖所示。注意：S7-200Smart的TSAP支持03.00或是03.01。需在圖8-25“地址詳細信息”中查看TSAP是否為03.00。38中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)通信程序只需要在S7-1200處編寫，S7-200Smart處無需編寫任何通信程序，要求將S7-1200PLC中的5個字節(jié)數(shù)據(jù)（DB1.DBB0~DB1.DBB4）寫入到S7-200Smart的VB0~VB4中，將S7-200Smart中的5個字節(jié)數(shù)據(jù)（VB6~VB10）寫入到S7-1200的5個字節(jié)地址（DB1.DBB6~DB1.DBB10）中。（1）項目樹中，點擊PLC_1[CPU1214CDC/DC/DC]→程序塊→添加新塊，雙擊建立名稱為“S7-1200”的全局數(shù)據(jù)塊DB1，用于存放S7-1200發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。雙擊打開S7-1200[DB1]，分別定義名為SEND和RECEIVE的數(shù)組，數(shù)據(jù)類型選為“Array[0..4]ofByte”，如圖所示。39中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)（2）在PLC_1中，進入OB1程序塊，點擊右側(cè)“指令”→“通信”→“S7通信”，將PUT指令添加至程序段1中，同時自動生成背景數(shù)據(jù)塊DB2，名稱為“PUT_DB”。點擊PUT指令的

（開始組態(tài)）按鈕，將“伙伴”選擇為建立S7連接時的“未知”，對應地址為建立S7連接時的“192.168.0.10”，其它選項為默認。如圖所示。40中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)（3）設置PUT指令的參數(shù)：“REQ”輸入為M0.3（每0.5s主動發(fā)送一次數(shù)據(jù)），“ID”輸入為建立S7連接時默認的100，“SD_1”為S7-1200需要發(fā)送的數(shù)據(jù)所對應的地址，輸入為“P#DB1.DBX0.0BYTE5”（DB1全局數(shù)據(jù)塊的DBX0.0開始的5個字節(jié)，即：DB1.DBB0~DB1.DBB4）?！癆DDR_1”為S7-200Smart接收到數(shù)據(jù)后所存放的地址，輸入為“P#DB1.DBX0.0BYTE5”（S7-1200會自動將S7-200Smart系列PLC的整個V區(qū)默看作數(shù)據(jù)塊DB1，即DB1.DBB0~DB1.DBB4對應為VB0~VB4）。為了監(jiān)測通信狀態(tài)（發(fā)送是否完成、是否忙碌、是否出錯燈），可將輸出狀態(tài)存入中間寄存器中：“DONE”輸出至M10.0，“ERROR”輸出至M10.1，“STATUS”輸出至MW11。如后圖所示。41中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)

PUT指令參數(shù)設置界面42中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)（4）將GET指令添加至程序段2中，同時自動生成背景數(shù)據(jù)塊DB3，名稱為“GET_DB”。點擊GET指令的

（開始組態(tài)）按鈕，將“伙伴”選擇為建立S7連接時的“未知”，對應地址為建立S7連接時的“192.168.0.10”，其它選項為默認。如圖所示。43中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)（5）設置GET指令的參數(shù)：“REQ”輸入為M0.3，“ID”輸入100，“RD_1”為S7-1200接收到數(shù)據(jù)后所存放的地址，輸入為“P#DB1.DBX6.0BYTE5”（即：DB1.DBB6~DB1.DBB10），“ADDR_1”為S7-200Smart需要發(fā)送的數(shù)據(jù)所對應的地址，輸入為“P#DB1.DBX6.0BYTE5”（DB1.DBB6~DB1.DBB10對應為VB6~VB10）。為了監(jiān)測通信狀態(tài)，“NDR”輸出至M20.0，“ERROR”輸出至M20.1，“STATUS”輸出至MW21。如后圖所示。44中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案軟件組態(tài)

GET指令參數(shù)設置界面45中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案通信驗證將PLC_1程序下載至S7-1200中，運行并轉(zhuǎn)為在線。在S7-1200和S7-200Smart中分別建立監(jiān)控表，添加相應監(jiān)控變量（5個字節(jié)的發(fā)送、5個字節(jié)的接收）。然后將S7-1200[DB1]全局數(shù)據(jù)塊中的DB1.DBB0~DB1.DBB4分別修改為“10、20、30、40和50”，將S7-200Smart的VB6~VB10分別修改為“110、120、130、140和150”，觀察S7-1200[DB1]的DB1.DBB6~DB1.DBB10和S7-200Smart中的VB0~VB4，如后圖所示。可以看出通信成功。46中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信2.系統(tǒng)整體方案通信驗證S7-1200監(jiān)控表界面S7-200Smart監(jiān)控表界面47中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.3S7-1200與S7-200Smart之間的通信1.系統(tǒng)整體方案任務要求：現(xiàn)場有一臺S7-1214CCPU、一臺S7-315-2DPCPU、一臺CP343-1和一個路由器，要求實現(xiàn)兩臺CPU之間的以太網(wǎng)通信。具體通信任務為：S7-1214C將DB3中的100個字節(jié)發(fā)送到S7-315-2DP的DB2中，S7-315-2DP將輸入數(shù)據(jù)IB0發(fā)送給S7-1214C的輸出數(shù)據(jù)區(qū)QB0。任務分析：S7-300/400CPU可以使用自帶的PN（Profinet）集成口或外擴通信處理器CP343-1實現(xiàn)與S7-1200CPU的以太網(wǎng)通信。既可以采用S7通信方式，也可以采用開放式用戶通信方式。48中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.4S7-1200與S7-300/400之間的通信1.系統(tǒng)整體方案任務分析：（1）S7通信S7-1200為S7通信提供了被動服務器功能。由S7-300客戶端通過PUT和GET指令塊進行組態(tài)。在STEP7V5.5的NetPro中組態(tài)連接，為S7服務器的每個連接分配一個確切的ID。客戶端通過動態(tài)更改該連接的ID與服務器進行通信。在NetPro中可組態(tài)的最大連接數(shù)取決于所使用的S7-300CPU類型。CPU315-2PN/DP可在NetPro中組態(tài)最多14個S7連接。注意：只有S7-300控制器支持S7通信塊PUT和GET的ID動態(tài)更改。對于S7-400控制器，每個通信塊都需要一個靜態(tài)ID。（2）開放式用戶通信S7-1200和S7-300/400都提供了用于開放式TCP/IP通信的功能塊（TCON、TSEND、TRCV和TDISCON）。通信協(xié)議可選擇為TCP或ISOonTCP。本系統(tǒng)在實現(xiàn)S7-1214C和S7-315-2DP之間的通信時，采用開放式用戶通信方式、通信協(xié)議采用ISOonTCP，此時需要在通信雙方中都建立連接。49中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.4S7-1200與S7-300/400之間的通信1.系統(tǒng)整體方案硬件接線將S7-1200CPU、S7-315-2DP+CP343-1、以及2臺編程電腦分別接到路由器LAN端口上（將路由器作為交換機使用），組成局域網(wǎng)。如圖所示。50中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.4S7-1200與S7-300/400之間的通信1.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)：

S7-1200硬件組態(tài)項目樹中，雙擊“添加新設備”，添加CPU1214CDC/DC/DC，設備名稱為“PLC_1”。在設備組態(tài)中，點擊CPU1214C，選擇“屬性”→“系統(tǒng)和時鐘存儲器”→勾選“啟用系統(tǒng)存儲器字節(jié)”和“啟用時鐘存儲器字節(jié)”。點擊CPU1214C的以太網(wǎng)口，設置以太網(wǎng)地址為：192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。51中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.4S7-1200與S7-300/400之間的通信1.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)：

S7-300硬件組態(tài)（1）

使用STEP7V5.5軟件新建名為“1200-300ISOonTCP”的項目。項目樹中，右鍵點擊項目→“InsertNewObject”→“SIMATIC300Station”，插入S7-300站點。（2）點擊“SIMATIC300(1)”站點，雙擊“Hardware”進入“HWConfig”界面。添加一個機架（右鍵點擊空白界面，選擇“InsertObject...”→“SIMATIC300”→“RACK-300”→“Rail”），在機架中添加“電源”及“CPU315-2DP”（根據(jù)實際硬件選擇訂貨號）。為了方便編程，可使用時鐘脈沖激活通信任務，雙擊機架中的“CPU315-2DP”→“Properties”→“Cycle/ClockMemory”，勾選“ClockMemory”，如圖所示。52中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.4S7-1200與S7-300/400之間的通信1.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)：

S7-300硬件組態(tài)（2）配置以太網(wǎng)模塊：“HWConfig”界面中，將CP343-1添加至機架，右側(cè)模塊庫中選擇“SIMATIC300”→“CP-300”→“IndustrialEthernet”→“CP343-1”（根據(jù)實際硬件選擇訂貨號）。新建以太網(wǎng)“Ethernet(1)”，配置CP343-1的IP地址為：192.168.0.10，子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.0。如圖所示。配置完硬件組態(tài)及屬性，編譯存盤并下載所有硬件組態(tài)。53中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.4S7-1200與S7-300/400之間的通信1.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)：

S7-300硬件組態(tài)（3）網(wǎng)絡組態(tài)：項目樹中，點擊“1200-300ISOonTCP”項目，雙擊右側(cè)選項“Ethernet(1)”，進入“NetPro”網(wǎng)絡配置界面。選中“CPU315-2DP”，右鍵，選擇“InsertNewConnection”，彈出對話框如左圖所示。選擇連接對象（Unspecified）和通信協(xié)議（ISO-on-TCPconnection）。點擊OK，彈出ISO-on-TCP屬性對話框，如右圖所示。54中國礦業(yè)大學徐海學院現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)8.4S7-1200與S7-300/400之間的通信1.系統(tǒng)整體方案硬件組態(tài)：

S7-300硬件組態(tài)ISOonTCP屬性對話框中，選擇“Addresses”，手動配置通信雙方的IP地