S7 通訊的應用與組態(tài)方法

莊旭東

現(xiàn)在的自動化設備越來越趨于模塊化和多接口化，如果主機與其他輔助設備之間的通訊可以不需要添加過多硬件組態(tài)，即插即用，而且主輔機之間的通訊不影響主機程序執(zhí)行，通訊鏈接時也不需要主機停機，將明顯提高主輔機之間使用的便利性。S7通訊的單邊通訊就有以上的優(yōu)點。

S7 協(xié)議是西門子S7 系列產(chǎn)品之間通訊使用的標準協(xié)議，其優(yōu)點是通訊雙方在同一個MPI 總線上，同一個Profibus-DP 總線上或者同一個工業(yè)以太網(wǎng)總線上，都可以通過S7 協(xié)議建立通訊連接，使用相同的編程方式進行數(shù)據(jù)交換，而與使用何種總線或者網(wǎng)絡無關。

S7 通訊按組態(tài)的方式可分為基于客戶端、服務器的單邊通訊和基于伙伴的雙邊通訊。

單邊通訊模式較為常用。在組態(tài)S7 單邊通訊模式時，只需要在客戶端一側進行配置和編程。由于服務器的“服務”功能是硬件提供的，所以服務器側只需要準備好需要被訪問的數(shù)據(jù)，不需要用戶在該側的軟件進行任何編程。

客戶端在S7 通信中是資源的索取者，而服務器則相反，它是資源的提供者。服務器通常是西門子S7 系列的一種CPU，它的資源就是其內部的變量、數(shù)據(jù)等?？蛻舳送ㄟ^S7 通信協(xié)議，對服務器的數(shù)據(jù)進行讀取或寫入的操作。

客戶端、服務器模式的數(shù)據(jù)流動是單向的。也就是說，只有客戶端能操作服務器的數(shù)據(jù)，而服務器不能對客戶端的數(shù)據(jù)進行操作。

在網(wǎng)絡中組態(tài)一個S7 單邊通訊的前提條件是，客戶端和服務器兩邊都是西門子S7 系列的CPU，而且客戶端和服務器兩邊有相同的通訊方式，MPI 通訊、Profibus-DP 通訊、工業(yè)以太網(wǎng)通訊都可以。下例使用一個西門子1500 的CPU 和一個西門子1200的CPU 進行S7 單邊通訊的組態(tài)。

1、S7 通訊客戶端CPU 硬件的組態(tài)方法

1.1、創(chuàng)建客戶端CPU 并設定CPU 的IP，該示例把客戶端CPU 的IP 設定為“192.168.3.61”并創(chuàng)建PN 連接；

1.2、單擊工具欄左上角連接按鈕，并在隔壁的選擇框中選擇“S7 連接”選項，如圖1.2；

圖1.2

1.3、選中CPU，單擊右鍵，選擇“添加新連接”；

1.4、打開界面右邊的“網(wǎng)絡視圖”，選擇“連接”，上一步驟創(chuàng)建的S7 連接將顯示在這里，我們將在這里配置S7 連接的相關參數(shù)，如圖1.4；

圖1.4

1.5、選中所創(chuàng)建的S7 連接“S7_連接_1”，單擊屬性，在顯示出來的屬性欄中設置服務器的IP，該IP 必須與客戶端在同一個網(wǎng)段，并且與將要連接的服務器的IP 一致，該示例把服務器的IP 設置為“192.168.3.70”，如圖1.5；

圖1.5

1.6、在屬性中選擇“地址詳細信息”，設置伙伴PLC的機架號和插槽號。當通訊伙伴為S7-300/400 的時候，機架號設置為0，插槽號設置為2，TSAP 為03.02。當通訊伙伴為S7-1200/1500 時，機架號設置為0，插槽號設置為1，TSAP 為03.01。該示例伙伴CPU 用的是S7-1200，所以機架號設置為0，插槽號設置為1，TSAP 為03.01，如圖1.6；

圖1.6

1.7、將硬件設置下載至客戶端CPU 中；

至此我們便完成了客戶端CPU 的硬件組態(tài)，接下來進行軟件的組態(tài)。

2、S7 通訊客戶端CPU 的軟件編程方法

2.1、打開“指令任務卡”，并將“GET”指令插入到“OB1”塊的程序段1 中，按照指示創(chuàng)建背景數(shù)據(jù)塊。單擊新創(chuàng)建的功能塊右上角的“開始組態(tài)”按鈕，在“連接參數(shù)”欄中的“連接名稱”選擇我們上面創(chuàng)建的S7連接“S7_連接_1”，并按確定按鈕完成連接選擇。該功能塊用于讀取服務器中指針所指向的數(shù)據(jù)，并寄存到客戶端指定的位置中；

2.2、設置“GET”功能塊的參數(shù)。“REQ”為控制參數(shù)，當該參數(shù)上升沿時激活數(shù)據(jù)交換功能?！癐D”為該S7 連接的ID。“ADDR_1”為服務器待被讀取的數(shù)據(jù)的指針，指針遠程訪問某個數(shù)據(jù)塊時，必須始終指定該數(shù)據(jù)塊?！癛D_1”為客戶端讀取服務器數(shù)據(jù)所寄存的位置指針，即客服端讀取服務器“ADDR_1”所指向的位置的數(shù)據(jù)信息放置到“RD_1”所指向的區(qū)域上。該功能塊可同時讀取服務器上多個不重復區(qū)域的數(shù)據(jù)，并放置到客戶端不重復的區(qū)域中?！癗DR”為狀態(tài)參數(shù)，0 表示作業(yè)尚未開始或仍在運行，1 表述作業(yè)已成功完成?！癊RROR”和“STATUS”一起提供了功能塊是否出現(xiàn)錯誤及所出現(xiàn)錯誤的錯誤代碼。

如圖2.2 的“GET”功能塊，紅色框部分為“開始組態(tài)”按鈕，單擊該處選擇相應的S7 連接。該功能塊是將服務器的MB10-MB14 一共5 個字節(jié)的數(shù)據(jù)讀取到客戶端的MB20-MB24 中，每個字節(jié)的地址一一對應。

圖2.2

2.3、打開“指令任務卡”，并將“PUT”指令插入到“OB1”塊的程序段2 中，按照指示創(chuàng)建背景數(shù)據(jù)塊。單擊新創(chuàng)建的功能塊右上角的“開始組態(tài)”按鈕，在“連接參數(shù)”欄中的“連接名稱”選擇我們上面創(chuàng)建的S7連接“S7_連接_1”，并按確定按鈕完成連接選擇。該功能塊用于發(fā)送客戶端指針所指向的數(shù)據(jù)到服務器并寄存在服務器所指定的位置中。

2.4、設置“PUT”功能塊的參數(shù)?！癛EQ”為控制參數(shù)，當該參數(shù)上升沿時激活數(shù)據(jù)交換功能?！癐D”為該S7連接的ID?！癆DDR_1”為服務器用于寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域指針?！癝D_1”為客戶端所要發(fā)送的數(shù)據(jù)的區(qū)域的指針。即客戶端將“SD_1”所指定的區(qū)域中的數(shù)據(jù)寫入到服務器“ADDR_1”所指向的區(qū)域中。該功能塊可同時發(fā)送多個客戶端不重復的區(qū)域數(shù)據(jù)并寫入到服務器不重復的位置中?！癗DR”為狀態(tài)參數(shù)，0 表示作業(yè)尚未開始或仍在運行，1 表述作業(yè)已成功完成?！癊RROR”和“STATUS”一起提供了功能塊是否出現(xiàn)錯誤及所出現(xiàn)錯誤的錯誤代碼。

如圖2.4 中，該功能塊將客戶端中的MB150-MB170中共20 個字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入到服務器的MB100-MB120 中，每個字節(jié)的地址一一對應。

圖2.4

2.5、將程序下載到客戶端CPU 中。

至此客戶端關于S7 單邊通訊的所有組態(tài)已經(jīng)完成了，接下來進行服務器CPU 的硬件組態(tài)。S7 單邊通訊中不需要對服務器CPU 的軟件進行任何編程。

3、S7 通訊服務器CPU 硬件的組態(tài)方法

3.1、創(chuàng)建CPU 并設定CPU 的IP，該示例把CPU 的IP 設定為“192.168.3.70”并創(chuàng)建PN 連接，該IP 地址必須與1.5 中設置的IP 地址一致，否則將無法進行通訊。

3.2、勾選CPU 屬性中“防護與安全”選擇卡中“連接機制”選項的“允許來自遠程對象PUT/GET 訪問”內容，如圖3.2

圖3.2

3.3、編譯并將硬件下載至服務器CPU 中。

經(jīng)過上述示例不難發(fā)現(xiàn)，服務器的CPU 只需勾選遠程CPU 的通訊訪問權限即可，其他的都由客戶端CPU 中組態(tài)。用這樣的通訊方式進行主機和其他輔助設備進行通訊，可以大大減少輔助設備在通訊上的編程時間，加大了編程的靈活性。