基于路由器的S7-300無線通信的兩種方法

馬強，陳白寧，王海，繆勇

(沈陽理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110159)

0 引 言

隨著PLC的發(fā)展, PLC與PLC之間的聯(lián)網(wǎng)通信、PLC與上位計算機的聯(lián)網(wǎng)通信已得到了廣泛的應(yīng)用。但是在實際的生產(chǎn)中，通常會出現(xiàn)這樣的情況，幾個PLC間需要通信，但是現(xiàn)場的工作條件又不允許PLC之間用通信電纜，而且如果采用長距離的無線通信模塊，則不僅讓成本大大增加，而且因為長距離通信的不穩(wěn)定性，對整個系統(tǒng)的可控性也會造成一定的影響。因此，采用一種距離短、通信佳的聯(lián)網(wǎng)方式就顯得很重要。

隨著通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，以路由器為基礎(chǔ)的以太網(wǎng)的發(fā)展為解決這一問題提供了契機，以太網(wǎng)技術(shù)具有價格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用廣泛以及支持技術(shù)成熟等優(yōu)點[1]。能否把以上兩者結(jié)合形成一個解決方案呢？本文就這一問題進(jìn)行深入研究。

1 通過路由器的以太網(wǎng)通信

現(xiàn)以兩套S7-300通過路由器進(jìn)行以太網(wǎng)的通信為例，來說明多套PLC之間通過路由器進(jìn)行以太網(wǎng)通信的可行性和優(yōu)點。路由器是一種工作在網(wǎng)絡(luò)層，通過相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點移動到目標(biāo)地點的裝置[2]。它支持內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議,與其他同一自治域中的路由器交換路由信息及可達(dá)性信息,支持外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議與其他自治域交換拓?fù)湫畔ⅰ榱孙@示一般性，本文用兩臺不同型號的路由器為例。

1.1 硬件概述

本文所用硬件，具體如表1所示。

表1 硬件表

它們之間的連接方式如圖1所示。

圖1 硬件拓?fù)鋱D

路由器的LAN口由網(wǎng)線與PLC相連，WAN口通過無線通信的方式接入以太網(wǎng)，以此來進(jìn)行無線通信。下面具體說明設(shè)置方法。

1.2 設(shè)置方法

具體的設(shè)置方法如下：

(1)分別在路由器1與路由器2中設(shè)置 IP地址，路由器1為 192.168.1.1，路由器2為192.168.1.2。

(2)分別給路由器1、2設(shè)置DHCP的IP范圍，只要保證IP不重復(fù)就行。本文為100-149與150-200，其中路由器1頻道任設(shè)，本文設(shè)為6，記下路由器1的DNS與備用DNS。

(3)把路由器2的模式設(shè)置為無線中繼模式，頻道設(shè)為6，開啟WDS功能，在下拉列表中選中路由器1的無線網(wǎng)名稱進(jìn)行連接(其他路由器輸入路由器1的MAC地址進(jìn)行連接)，如圖2所示。

圖2 路由器設(shè)置

(4)在路由器2的DHCP中設(shè)置網(wǎng)關(guān)為路由器1的IP，即為192.168.1.1，且把路由器1的DNS與備用DNS填入。

(5)分別給PLC1與PLC2網(wǎng)口分配IP地址，初次分配需用MPI連接PC端進(jìn)行設(shè)置。注意此時分配的是在路由器中的局域網(wǎng)地址，PLC1為 192.168.1.11；PLC2為 192.168.1.9。

(6)在S7-300中進(jìn)行硬件與通信的組態(tài)，組態(tài)完成畫面如圖3所示。

圖3 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)

(7)建立站點1到站點2的主動連接，連接類型為S7并激活，記住ID。注意：只建立一個連接，實現(xiàn)單邊通信，如果是雙邊通信，需建立兩個連接，即再建一個站點2到站點1的連接。

(8)程序的編寫，本文以單邊通信為例。通過對SFB/FB 8“USEND”向類型為“URCV”的遠(yuǎn)程伙伴SFB/FB 發(fā)送數(shù)據(jù)。執(zhí)行發(fā)送過程而不需要和SFB/FB伙伴進(jìn)行協(xié)調(diào)。也就是說，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時不需要伙伴SFB/FB 進(jìn)行確認(rèn)。SFB/FB 9“URCV”從類型為“USEND”的遠(yuǎn)程伙伴SFB/FB 中異步接收數(shù)據(jù)，并把接收到的數(shù)據(jù)復(fù)制到組態(tài)的接收區(qū)域內(nèi)[3]。參數(shù)設(shè)置如圖4所示。

圖4 FB8與FB9參數(shù)設(shè)置

其中參數(shù)ID與R_ID填寫組態(tài)時的ID，發(fā)送與接收方需填寫一致，SD_1處參數(shù)以M0.0為起始地址，把四個字節(jié)的數(shù)據(jù)即MB0-MB3的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。REQ為上升沿觸發(fā)該程序，把M10.7設(shè)置為周期1 s的方波信號，即讓該數(shù)據(jù)發(fā)送周期為1 s。

FB9參數(shù)設(shè)置與FB8基本相同，同樣設(shè)置MB0-MB3的區(qū)域為接收區(qū),；設(shè)置M50.0為接收使能端，置1表示一直接收。

1.3 試驗結(jié)果

圖5 以太網(wǎng)通信結(jié)果

在PC端的S7-300軟件內(nèi)分別新建并打開兩個站點的變量表，進(jìn)入在線狀態(tài)，對站點1的變量表進(jìn)行數(shù)值修改，能夠看到在站點2的變量表的相應(yīng)區(qū)域狀態(tài)值發(fā)生了改變。說明兩個站點已經(jīng)成功通過路由器建立起無線的以太網(wǎng)連接，如圖5所示。

2 通過路由器的遠(yuǎn)程調(diào)試

通過路由器連接S7-300進(jìn)行遠(yuǎn)程無線通信或監(jiān)控，即可實現(xiàn)外網(wǎng)訪問PLC進(jìn)行調(diào)試。本文用一套S7-300的具體設(shè)置來說明。

2.1 硬件概述

本例所用硬件，依然利用上例所用的硬件，只選取里面的一個CPU進(jìn)行舉例。

2.2 具體設(shè)置

(1)給S7-300網(wǎng)口分配IP地址，初次分配需用MPI連接PC端進(jìn)行設(shè)置。注意此時分配的是在路由器中的局域網(wǎng)地址。本次試驗用的是192.168.0.11。

(2)用網(wǎng)線連接S7-300網(wǎng)口與路由器。設(shè)置PC/PG，用以檢測以太網(wǎng)通信是否正常。

(3)保持PLC上線，在PC端設(shè)置路由器參數(shù)，因廠家不同，路由器設(shè)置界面不同。主要設(shè)置如下參數(shù)，對路由器進(jìn)行端口映射，設(shè)置端口為102(不能變，為PLC端口)地址為連接的S7-300的局域網(wǎng)地址192.168.0.11。表示對于外網(wǎng)對102端口的訪問，全部轉(zhuǎn)到內(nèi)網(wǎng)的192.168.0.11地址中。設(shè)置如圖6所示。

圖6 端口設(shè)置

然后進(jìn)行DMZ設(shè)置，該設(shè)置對外網(wǎng)開放內(nèi)網(wǎng)地址192.168.0.11，使得外網(wǎng)能夠訪問到內(nèi)網(wǎng)。

(4)在遠(yuǎn)程端連接外網(wǎng)，在STEP7里新建空項目，上傳站點到PG。此時的IP地址應(yīng)填公網(wǎng)的IP，本次試驗為10.101.0.34，確定即可將遠(yuǎn)程的無線站點下載到本地。到此即可實現(xiàn)對遠(yuǎn)程PLC的調(diào)試與監(jiān)控。注意公網(wǎng)的IP為學(xué)校或公司等分配的用于連接因特網(wǎng)的IP地址。

2.3 試驗結(jié)果

圖7 遠(yuǎn)程調(diào)試結(jié)果

在遠(yuǎn)程PC端，用S7-300軟件打開一個空白的工程能夠在線連接到PLC，并進(jìn)行調(diào)試等操作，說明了通過路由器的遠(yuǎn)程的調(diào)試可行性，調(diào)試結(jié)果如圖7所示。

3 結(jié)束語

這種無線的通信方式，可以大大減少相關(guān)的布線工作，也大大減少了調(diào)試時的場地限制。本文列舉了利用路由器的一對一的以太網(wǎng)通信，讀者可試進(jìn)行一對多或多對多的以太網(wǎng)通信，設(shè)置方法已在文中體現(xiàn)。列舉的遠(yuǎn)程調(diào)試?yán)又械耐饩W(wǎng)是公司或?qū)W校集團(tuán)的內(nèi)網(wǎng)，基本是滿足工程要求的。若想進(jìn)行英特網(wǎng)的遠(yuǎn)程調(diào)試，可以申請“花生殼”進(jìn)行相似設(shè)置，也可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。