一種利用S7—1200集成以太網(wǎng)接口實現(xiàn)與S7—200 SMART通信的方法

劉豐年

摘要：利用S7-1200PLC自身集成的以太網(wǎng)接口將S7通信應用于S7-1200與S7-200 SMART之間進行通訊測試，實驗表明，在S7-1200側(cè)編程調(diào)用PUT/GET指令可以成功實現(xiàn)與S7-200 SMART PLC之間的通信，具有一定的實際應用價值。

關(guān)鍵詞：S7-1200；S7-200 SMART；以太網(wǎng)；通信

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0034-02

S7-1200 CPU本體集成的以太網(wǎng)通信接口（PROFINET通信口）功能強大，配合西門子公司為S7系列PLC專門優(yōu)化設計的太網(wǎng)傳輸層通信協(xié)議（S7通信協(xié)議）可以實現(xiàn)多種西門子工控設備之間的通信。

1 S7-1200 CPU集成以太網(wǎng)接口

S7-1200 CPU本體上集成了一個PROFINET通信口，支持以太網(wǎng)通信標準。這個PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口，支持電纜交叉自適應，因此一個標準的或是交叉的以太網(wǎng)線都可以用于這個接口。此接口除了可以實現(xiàn)S7-1200 CPU與編程設備及人機界面的通信外，也經(jīng)常用于S7-1200 CPU與其他CPU之間的通信。常見的S7-1200 CPU與其他CPU之間的通信方法如下所述：

1.1 S7-1200 CPU之間的通信

S7-1200 CPU之間進行通信采用開放式用戶通信，一般可以使用緊湊型指令TSEND_C和TRCV_C，它們除了發(fā)送或接收功能外，還可以建立和斷開連接。開放式用戶通信可以使用ISO-ON-TCP連接或TCP連接，連接參數(shù)采用圖形方式組態(tài)[1]。

1.2 S7-1200與S7-300/400通信

S7-1200與S7-300/400通信可采用ISO-ON-TCP和TCP連接的以太網(wǎng)通信，此種通信方式下S7-300/400需要配置以太網(wǎng)模塊，或使用有以太網(wǎng)接口的CPU。S7-1200調(diào)用TSEND_C和TRCV_C指令，S7-300/400調(diào)用AG_SEND和AG_RCV指令。雙方都需要組態(tài)連接，通信伙伴為“未指定”。S7-1200與S7-300/400通信也可以采用S7連接的以太網(wǎng)通信，在S7通信中，S7-1200只能作服務器，不需要對它的S7通信組態(tài)和編程。S7-300/400在通信中做客戶機，需要用STEP 7的網(wǎng)絡組態(tài)工具NetPro建立S7單向連接，調(diào)用PUT和GET指令來實現(xiàn)通信[2-3]。

1.3 S7-1200與S7-200通信

S7-1200與S7-200通信采用S7連接的以太網(wǎng)通信實現(xiàn)，S7-200需要配以太網(wǎng)模塊CP 243-1，S7-1200的以太網(wǎng)接口在S7通信中只能作服務器，在通信中它是被動的，不需要作任何組態(tài)和編程的工作。S7-200 CPU在通信中作客戶機，需要用S7-200的以太網(wǎng)向?qū)斫M態(tài)，并調(diào)用組態(tài)時生成的指令來實現(xiàn)通信[4]。

2 S7通信協(xié)議

S7通信協(xié)議是專為西門子S7系列PLC優(yōu)化設計的一種基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET等網(wǎng)絡的以太網(wǎng)傳輸層通信協(xié)議，該協(xié)議被廣泛應用于各種西門子工控設備之間的通訊。S7協(xié)議協(xié)議會在數(shù)據(jù)傳輸開始之前建立到通信伙伴的邏輯連接。數(shù)據(jù)傳輸完成后，這些協(xié)議會在必要時終止連接。這種面向連接的協(xié)議尤其適用于注重可靠性的數(shù)據(jù)傳輸。一條物理線路上可以存在8個邏輯連接。在進行數(shù)據(jù)交換之前，控制器必須與通信伙伴建立連接，面向連接的協(xié)議具有較高的安全性。這里的連接是指兩個通信伙伴之間為了執(zhí)行通信服務建立的邏輯鏈路，而不是指兩個站之間用物理媒體（例如電纜）實現(xiàn)的連接。需要注意的是，實際應用中，如果實用的版本不一樣S7-1200 CPU只支持S7通信的情況會有差別，通常情況下，在使用PORTAL V10.5軟件時，S7-1200 CPU只支持S7通信的服務器端；在使用STEP7 V11軟件時，S7-1200 CPU支持S7通信的服務器與客戶端[4]。

3 PUT/GET指令

PUT指令和GET指令用其唯一的輸入?yún)?shù)TABLE定義16B的表格，用該表格定義3個狀態(tài)位、錯誤代碼、遠程站的IP地址指向遠程站中要訪問的數(shù)據(jù)的指針、數(shù)據(jù)長度、指向本地站中要訪問的數(shù)據(jù)的指針。表1為PUT 指令參數(shù)說明，表2為GET指令參數(shù)說明。利用STEP7編程軟件中的PUT/GET向?qū)Э梢苑奖愕亟⒁蕴W(wǎng)通信連接。

4 硬件組態(tài)和網(wǎng)絡組態(tài)

實驗用S7-1200 CPU采用CPU1215C，其編程軟件為STEP7 V13 SP1。S7-200 SMART CPU采用ST30（固件V2.0），其編程軟件為STEP 7 Micro/WIN SMART V2.1。

（1）在TIA軟件中新建一個項目，添加1個S7-1200站點，并為其分配網(wǎng)絡和IP地址，如圖1所示。

（2）打開網(wǎng)絡視圖，為S7-1200 CPU添加一個新連接。

（3）添加新連接，對話框中應選選擇“未指定”，添加好后，需要對新創(chuàng)建的連接伙伴方的IP地址和TSAP地址進行設置。其中，S7-200 SMART側(cè)的TSAP設置為03.00或者03.01。

5 軟件程序編程

（1）創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB1（接收區(qū)數(shù)據(jù)塊DB2類似），數(shù)據(jù)塊定義為200個字節(jié)的數(shù)組且數(shù)據(jù)塊的屬性中需要取消“優(yōu)化的塊訪問”選項。（2）發(fā)送數(shù)據(jù)塊與接收數(shù)據(jù)塊創(chuàng)建完成后，即可在OB1中調(diào)用PUT/GET指令，進行S7通信。

通過以上程序用S7-1200可將通信數(shù)據(jù)區(qū)DB1中的200個字節(jié)發(fā)送到S7-200 SMART的VB 數(shù)據(jù)區(qū)，并讀取S7-200 SMART中的VB數(shù)據(jù)區(qū)存儲到S7-1200的數(shù)據(jù)區(qū)DB2中。由于S7-200 SMART 做S7通訊的服務器，占用S7-200 SMART PLC的服務器連接資源，因此，S7-200 SMART PLC本身不需要編寫通訊程序。

6 通信狀態(tài)監(jiān)控

在TIA軟件的網(wǎng)絡視圖中，將軟件切換到在線模式，監(jiān)控S7連接狀態(tài)，S7連接圖標顯示為綠色，說明S7-1200與S7-200 SMART之間成功建立了通信連接。

此時如果S7-1200觸發(fā)PUT/GET指令，通過TIA軟件監(jiān)控表和STEP 7 Micro/WIN SMART軟件的狀態(tài)表，就可以監(jiān)控數(shù)據(jù)通信。S7-200 SMART中V區(qū)對應于DB1，即在PUT指令中使用的通信伙伴數(shù)據(jù)區(qū)ADDR_1=P#DB1.DBX0.0 BYTE 200在S7-200 SMAR中對于為VB0～VB199。實驗表明，該種通信方式實現(xiàn)了S7-1200與S7-200 SMART之間的數(shù)據(jù)通信。

7 結(jié)語

本文利用S7-1200集成以太網(wǎng)接口，采用PUT/GET指令，將S7通信應用于S7-1200與S7-200 SMART之間的通訊，經(jīng)過實驗測試發(fā)現(xiàn)在S7-1200側(cè)編程調(diào)用PUT/GET指令能夠成功實現(xiàn)與S7-200 SMART PLC之間的通信。

參考文獻

[1]王文靜.S7-200 PLC與S7-1200 PLC串口通信實時性分析[J].機電信息，2016，（12）：126-127.

[2]王大鵬，王濤，蘇孝國.基于TIA Portal環(huán)境的S7-1200的OPC通訊[J].可編程控制器與工廠自動化，2014，（9）：97-101.

[3]張東，劉壯，高長水，等.基于TCP協(xié)議的PC與西門子S7-1200PLC通信研究[J].自動化技術(shù)與應用，2016，35（8）：93-97，120.

[4]廖常初.S7-1200 PLC編程與應用[M].北京：中國電力出版社，2015：169-171.endprint