西門子PLC的工程應(yīng)用

西門子PLC的工程應(yīng)用

第8講 工業(yè)以太網(wǎng)模塊在西門子PLC系統(tǒng)中的應(yīng)用

Application of the Industrial Ethernet Module in Siemens PLC System

浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李方園

西門子PLC以太網(wǎng)通訊的類型有ISO、ISO-on-TCP、TCP/IP、UDP等多種傳輸協(xié)議，采用何種性能的以太網(wǎng)取決于工業(yè)用戶的需要。本文主要闡述了工業(yè)以太網(wǎng)模塊在西門子PLC系統(tǒng)中的應(yīng)用。

西門子PLC；以太網(wǎng)通訊；ISO-on-TCP協(xié)議

1 概述

工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE 802.3的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。利用工業(yè)以太網(wǎng)，西門子SIMATIC NET提供了一個(gè)無縫集成到新的信息世界的途徑。西門子PLC以太網(wǎng)通訊的類型有很多，采用何種性能的以太網(wǎng)取決于工業(yè)用戶的需要，以下是四種常見的以太網(wǎng)通訊協(xié)議。

（1）ISO傳輸協(xié)議

ISO傳輸連接用于S5站和S7站或PC站之間的數(shù)據(jù)交換(S5兼容通訊)。ISO傳輸連接的屬性：站間的通訊是基于MAC地址的；使用數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸適用于大量數(shù)據(jù)；可使用“SEND/ RECEIVE”和“FETCH/WRITE”應(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；在PC上，ISO傳輸服務(wù)通過C函數(shù)或利用OPC服務(wù)器提供；數(shù)據(jù)的接收是由對(duì)方通過ISO參考模型第4層上的確認(rèn)來確定的；數(shù)據(jù)不能通過路由器（非路由功能的協(xié)議）傳遞。

（2）ISO-on-TCP 傳輸協(xié)議

ISO-on-TCP傳輸連接用來進(jìn)行S5站和S7站或PC站間的數(shù)據(jù)交換(兼容S5的通訊)。ISO-on-TCP連接的屬性：站間的通訊是基于IP地址的；符合TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的FRC 1006擴(kuò)展是與ISO參考模型的第4層相一致的；使用“SEND/RECEIVE”和“FETCH/ WRITE”應(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

（3）TCP/IP傳輸協(xié)議

通過TCP連接的配置實(shí)現(xiàn)站間(包括第三方的站)的數(shù)據(jù)交換。TCP連接的屬性：符合TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)；可使用“SEND/ RECEIVE”和“FETCH/WRITE”應(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；操作系統(tǒng)中已存在的TCP/IP實(shí)現(xiàn)通?？捎迷赑C上；數(shù)據(jù)可通過路由器（有路由功能的協(xié)議）傳遞。

（4）UDP傳輸協(xié)議

通過UDP連接的配置實(shí)現(xiàn)兩站間的數(shù)據(jù)交換。UDP連接的屬性：UDP協(xié)議；兩站之間關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)塊的不可靠傳輸；支持組播傳輸；組播傳輸允許站組一起接收信息和發(fā)送信息到這個(gè)組；通過“SEND/RECEIVE”服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)可通過路由器(有路由功能的協(xié)議)傳遞。

本文介紹了采用CP343-1、CP343-1 IT等S7-300以太網(wǎng)通訊處理器CP進(jìn)行兩套PLC互聯(lián)通訊的過程。

2 以太網(wǎng)通訊的硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)配置

設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，2套S7-300系統(tǒng)分別由PS307、CPU314C-2PTP、CP343-1和PS307、CPU314C-2DP、CP343-1 IT組成。

圖1 設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖

第一步：打開SIMATIC Manager，根據(jù)系統(tǒng)的硬件組成，進(jìn)行系統(tǒng)的硬件組態(tài)，插入2個(gè)S7-300 PLC的站，進(jìn)行硬件組態(tài)，如圖2和圖3所示。

圖2 硬件模塊1

圖3 硬件模塊2

第二步：設(shè)置CP343-1、CP343-IT模塊的參數(shù)，建立一個(gè)以太網(wǎng)，MPI、IP地址，如圖4~圖7所示。

圖4 設(shè)置CP343-1模塊的參數(shù)1

圖5 設(shè)置CP343-1模塊的參數(shù)2

圖6 設(shè)置CP343-IT模塊的參數(shù)1

圖7 設(shè)置CP343-IT模塊的參數(shù)2

第三步：組態(tài)完2套系統(tǒng)的硬件模塊后，分別進(jìn)行下載，然后點(diǎn)擊Network Configration按鈕，打開系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)窗口NetPro，選中CPU314，如圖8所示。

圖8 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)窗口NetPro

第四步：在窗口的左下部分點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，插入一個(gè)新

的網(wǎng)絡(luò)鏈接，并設(shè)定鏈接類型為ISO-on-TCP connection 或 TCP connection或 UDP connection 或 ISO Transport connection，如圖9所示。

圖9 設(shè)定鏈接類型

第五步：點(diǎn)擊OK后，彈出鏈接屬性窗口，使用該窗口的默認(rèn)值，并根據(jù)該對(duì)話框右側(cè)信息進(jìn)行后面程序的塊參數(shù)設(shè)定（如圖10和圖11所示）。

圖10 鏈接屬性窗口1

圖11 鏈接屬性窗口2

第六步：當(dāng)2套系統(tǒng)之間的鏈接建立完成后，用鼠標(biāo)選中圖標(biāo)中的CPU，分別進(jìn)行下載（如圖12所示）。到此為止，系統(tǒng)的硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)配置已經(jīng)完成。

圖12 分別進(jìn)行下載

3 以太網(wǎng)通訊的軟件編程

在SIMATIC Manager界面中，分別在CPU314C-2PTP、CPU314C-2DP中插入OB35定時(shí)中斷程序塊和數(shù)據(jù)塊DB1、DB2，并在兩個(gè)OB35中調(diào)用FC5（AG_Send）和FC6（AG_Recv）程序塊，如圖13所示。

圖13 軟件編制

創(chuàng)建DB1、DB2數(shù)據(jù)塊，如圖14所示。

圖14 創(chuàng)建DB1、DB2數(shù)據(jù)塊

2套控制程序已經(jīng)編制完成，分別下載到CPU當(dāng)中，將CPU狀態(tài)切換至運(yùn)行狀態(tài)，就可以實(shí)現(xiàn)S7-300之間的以太網(wǎng)通訊了。

4 結(jié)束語

在S7 PLC的以太網(wǎng)通訊中，可以通過選擇Data View并切換到數(shù)據(jù)監(jiān)視狀態(tài)，就可以清晰地顯示CPU314C-2DP的DB1中的數(shù)據(jù)發(fā)送到CPU314C-2PTP的DB2中的狀態(tài)，這也為通訊調(diào)試帶來了一定的便利。

[1] 周柏青, 李方園. PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]. 北京：中國電力出版社. 2015.

[2] 李方園, 楊帆. 西門子S7 PLC應(yīng)用簡明教程[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2013.

[3] 李方園. 圖解西門子S7 - 1200 PLC入門到實(shí)踐[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.

There are many transport protocols for Siemens PLC Ethernet communication types such as: ISO, ISO-on-TCP, TCP / IP, UDP. What kind of performance Ethernet will be adopted depends on the need of the industrial users. This paper describes the application of the industrial Ethernet module in Siemens PLC system.

Siemens PLC; Ethernet communication; ISO-on-TCP protocol

李方園（1973-），男，浙江舟山人，高級(jí)工程師，畢業(yè)于浙江工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院工程碩士專業(yè)，長期從事于變頻器等現(xiàn)代工控產(chǎn)品的應(yīng)用與研究工作，現(xiàn)就職于浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院。