PC机和S7站之间的工业以太网通讯
基于工业以太网的西门子S7-400系列PLC之间的通信连接与应用分析
基于工业以太网的西门子S7-400系列PLC之间的通信连接与应用分析【摘要】随着互联网时代的到来，我国经济实力的不断提高，工业自动化的建设也在不断的兴起，人们对工业中单体设备的生产运行提出了新的要求，同时也对PLC之间的通信方式的要求越来越高，运用传统的观念已经不符合时代发展的要求，这就需要对传统观念进行不断的优化和创新，从而保证工业设备的生产运行能够符合时代发展的要求。
本文主要对西门子工业以太网的简介和通信方式进行简单的叙述，然后对应用实例进行详细的阐述。
【关键词】以太网通信;S7-400;S7-连接;柔性装配线随着新时代的不断发展，我国社会经济的不断提高，工业得到了迅速发展，在工业发展的过程中，设备自动化程度也在不断的增加，传统的生产技术已经不能够满足人们对设备生产的需求，而越来越多的通信连接方式也在PLC之间不断的涌现。
通过利用先进通信连接方式的技术手段，对传统工业自动化孤岛的现象进行打破，从而能够形成生产完整的控制系统。
在PLC之间进行通信连接的过程中，比较常用的通信方式包括了两种：太网通信方式和Profibu通信方式。
因此，设备安装太网接口的现象也在不断的增加，从而形成了一个完整以太网而控制设备运行的系统;随着计算机技术广泛应用，其中以太网是计算机技术中的包含的一种技术手段，并且有着现代先进技术手段的支持，在运用以太网的过程中，可以在一定程度上提高设备之间的通信效率，因此以太网在PLC之间已经得到了广泛应用。
1西门子工业以太网1.1西门子工业以太网简介在西门子公司发展的过程中，运用以太网形式进行设备运行控制的售后不仅具有现代先进的解决方案，并且还含有丰富的经验。
在工业对以太网通信技术进行现场验证的过程中，其中以太网技术主要包含了两种类型：100Mbit/快速和10Mbit/工业以太网，在不同传输速率的情况下，需要运用相对应的以太网技术类型。
以太网技术主要包含了三个部分：通信处理器、传输介质和网络模块。
S以太网通讯
点击完成按钮完成配置
因特网通讯示例－编程
配置服务器 配置客户机 相关指令 编写程序
编程
编程－配置被叫猫
进入因特网配置向导 指定模块位置 指定模块地址 指定命令字节和连接数目 配置连接 配置CRC保护和保持活动间隔 管理员账户配置 因特网服务配置 为配置分配存储区 生成项目组件 完成配置
步骤
配置服务器－步骤5：配置连接
点击是Y按钮建立另一个传输
配置服务器－步骤5：配置连接
1. 选择向服务器内写入数据 2. 设置写入数据的字节数为1 3. 设置数据交换的存储区这里将客户机VB1内的数据写入到服务器的QB0内 4. 为此数据传输定义符号名此名称在项目中会应用到 5. 点击确认按钮完成数据传输的设置
步骤
配置服务器－步骤1：进入因特网配置向导
选择项目树中的向导->因特网 进入因特网配置向导
配置服务器－步骤1：进入因特网配置向导
点击下一步按钮
1. 指定模块位置 2. 在线情况下通过点击读取模块按钮可以搜寻在线的CP243－1IT模块 3. 点击下一步按钮
配置服务器－步骤2：指定模块位置
Abort
Abort异常中止命令以太网模块停止在指定通道上的数据传送该命令不会影响其他通道上的数据传送如果指定通道的"保持现用"功能被禁用当超出您预期的超时限制时则使用"异常中止"参数取消数据传送请求
Done
当以太网模块完成数据传送时Done完成打开
Error
Error错误包含数据传送结果
以太网通讯示例－编程
START
当START开始输入打开且模块目前不繁忙时XFR命令在每次扫描时均被发送至以太网模块START开始输入可通过仅允许发送一条命令的边缘检测元素用脉冲方式打开
MCGS和S7-300PLC工业以太网通讯组态
（1）打开设备管理窗口
（2）选择西门子以太网驱动
（3）将驱动程序从设备工具箱添加进来
（4）打开设备属性设置窗口
设置：
<1> 最小采集周期：200ms
<2> 槽号：2
<3> 本地IP地址：192.168.0.4
<4> 远端IP地址：192.168.0.1
（5）设备通讯测试
打开设备调试标签，通讯状态对应的值为“0”，说明通讯成功。
（6）进入通道属性设置
（7）进行通道属性设置
比如：增加一个PLC通道DB1.DBD56，如下：
选择数据类型为32位浮点数。
点击确定退出。
确定退出。
则完成了DB1.DBD56通道的添加。
（8）打开“设备调试”窗口，监视第（7）步PLC通道DB1.DBD56的值。
如下图，读出温度值24.5度，与仪表一致，正确。
（9）通道连接。
将实时数据库变量“温度”与该通道进行数据连接。
将通道数据读入到“温度”变量中。
进行（a）图与（b）图所示的操作，确定完成通道连接。
（a）点击鼠标“右键”（b）选择“温度”变量
结果如下：。
西门子S7-200 以太网通讯
配置服务器－步骤1：进入因特网配置向导
• 选择项目树中的“向导-> 因特网” 进入因特网配置 向导
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配置服务器－步骤1：进入因特网配置向导
• 点击“下一步”按钮。
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配置服务器－步骤2：指定模块位置
1. 指定模块位置。
2. 在线情况下通过点击“读取模块”按钮可以搜寻在线的 CP243－1IT模块。
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配置服务器－步骤5：配置连接
• 点击“是 （Y）”按 钮建立新 的传输
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配置服务器－步骤5：配置连接
1. 选择从服务器 读取数据。
2. 设置读取的字 节数为1。
3. 设置数据交换 的存储区，这 里将服务器的 IB0内的数据读 入到客户机的 VB0内。
4. 为此数据传输 定义符号名， 此名称在项目 中会应用到。
3. 选择“接受所有 连接请求”。
4. 使用系统默认的 设置。
5. 点击“下一步” 按钮。
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配置服务器－步骤6：配置CRC保护和保持活动间隔
• 1. 选择CRC保护 • 2. 设置“保持活动”的时间间隔，使用系统默认的设置。 • 3. 点击“下一步”按钮。
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配置服务器－步骤7：管理员账户配置
• 通过以太网扩展模块（CP243--1）或互联网扩展模块 （CP243--1 IT），S7--200将能支持TCP/IP以太网通讯。 （CP 243--1 IT）因特网模块是用于连接S7--200系统到工业 以太网（IE）的通讯处理器。可以使用STEP 7 Micro/WIN， 通过以太网对S7--200进行远程组态、编程和诊断。S7--200 可以通过以太网和其他S7--200、S7--300和S7--400控制器进 行通讯。它还可以和OPC服务器进行通讯。
西门子 S7-200 通过转以太网模块连接 PC Access 通讯步骤
西门子S7-200 通过转以太网模块连接PC Access 通讯步骤
北京华科远创科技有限研发的远创智控转以太网模块，型号有MPI-ETH-YC01和PPI-ETH-YC01，PLC转以太网模块适用于西门子S7-200/S7-300/S7-400、SMART S7-200、西门子数控840D、840DSL、合信、亿维PLC的PPI/MPI/PROFIBUS转以太网。
用于西门子S7-200/S7-300/S7-400程序上下载、上位监控、设备联网和数据采集。
支持与S7-200SMART 、S7-1200/1500、S7-200/300/400的以太网接口进行通讯的功能和ModbusTCP主从站功能。
直通型和桥接型可拨码选择，直通型的九针母口，可以连西门子和Proface触摸屏和主站，桥接型的九针母口可以连非西门子触摸屏。
不占用PLC 编程口，即编程软件/上位机软件通过以太网对PLC数据监控和采集的同时，触摸屏可以通过扩展RS485口与PLC进行通讯。
可以连非西门子触摸屏，如昆仑通态、威纶、台达、步科等。
转以太网模块与PC Access 通讯
1、通过控制面板或者MicroWIN 软件，打开【设置PG/PC 接口】，选择MicroWIN 指向网卡;
注：不要选带auto 的网卡。
2、打开S7-200 PC Access 软件,右击Project 组下的【MicroWin（TCP/IP）】新建一个PLC 连接，填入模块的IP 地址，点击【OK 】；
3、新建变量（项目）;
4、变量测试，将变量拖入测试区域，点击测试客户机;。
plc和以太网通讯协议
竭诚为您提供优质文档/双击可除plc和以太网通讯协议篇一：西门子s7-1200与s7-300plc的以太网tcp及isoontcp通信1.概述1.1s7-1200的pRoFinet通信口s7-1200cpu本体上集成了一个pRoFinet通信口，支持以太网和基于tcp/ip的通信标准。
使用这个通信口可以实现s7-1200cpu与编程设备的通信，与hmi触摸屏的通信，以及与其它cpu之间的通信。
这个pRoFinet物理接口是支持10/100mb/s的Rj45口，支持电缆交叉自适应，因此一个标准的或是交叉的以太网线都可以用于这个接口。
1.2s7-1200支持的协议和最大的连接资源s7-1200cpu的pRoFinet通信口支持以下通信协议及服务tcpisoontcp(RcF1006)s7通信(服务器端)通信口所支持的最大通信连接数s7-1200cpupRoFinet通信口所支持的最大通信连接数如下：3个连接用于hmi(触摸屏)与cpu的通信1个连接用于编程设备（pg）与cpu的通信8个连接用于openie(tcp,isoontcp)的编程通信，使用t-block指令来实现3个连接用于s7通信的服务器端连接，可以实现与s7-200，s7-300以及s7-400的以太网s7通信s7-1200cpu可以同时支持以上15个通信连接，这些连接数是固定不变的，不能自定义。
tcp （transportconnectionprotocol）tcp是由RFc793描述的标准协议，可以在通信对象间建立稳定、安全的服务连接。
如果数据用tcp协议来传输，传输的形式是数据流，没有传输长度及信息帧的起始、结束信息。
在以数据流的方式传输时接收方不知道一条信息的结束和下一条信息的开始。
因此，发送方必须确定信息的结构让接收方能够识别。
在多数情况下tcp应用了ip(internetprotocol)，也就是“tcp/ip协议”，它位于iso-osi参考模型的第四层。
工业网络通信及组态技术--S7-1200与S7-300之间的以太网通信
图4-29 添加连接
图4-30 建立 S7 连接
“S7_Connection_1”为建立的连接，选中连接，在属性的“General”条目中定义连接对方 S7-1200PN 口的IP地 址，如下图4-31所示；
图4-31 定义连接对方的 IP 地址
定义通讯双方的 TSAP 号，如图4-32所示；连接 ID 号，如图4-33所示。 注意：S7-1200预留给S7连接两个TSAP地址：03.01和03.00
图4-22 建立 S7 连接
图4-23 定义连接对方的 IP 地址
定义通讯双方的 TSAP 号，如图4-24所示；连接 ID 号，如图4-25所示；注意：S7-300 预留给 S7 连接 TSAP 地址：03.02；如果通信伙伴是 S7-400 ，则要根据 CPU 槽位来决定 TSAP 地址,例如: CPU400 在 3 号槽，则 TSAP 地址为 03.03。
任务描述
（2）当S7-300作为客户端，S7-1200作为服务器，需在客户端单边 组态连接和编程，而作为服务器端的S7-1200只需准备好通信的数据 以及V4.0版本以上CPU需要激活连接机制。所完成的通信任务： ① S7-300 CPU 读取 S7-1200 CPU中 DB1 的数据到 S7-300 的 DB3 中。 ② S7-300 CPU 将本地 DB4 中的数据写到 S7-1200 CPU中 DB2 中。
图4-24 定义通讯双方的 TSAP 号 配置完网络连接，如图4-26所示，编译保存并下载。
图4-25 连接 ID 号 图4-26 通讯连接状态
（3）软件编程
在OB1中，从“Instruction” >“Communication” >“S7 Communication”下，调用 Get、Put 通信指令，创建接收和 发送数据块 DB3 和 DB4，定义成 101个字节的数组，程序调用如下图4-27所示。
6-4 两台S7-1200 PLC之间的S7通信
2. S7通信简介
（1）S7通信背景:
➢ S7-通信是用于SIMATIC设备间应用层的通信，与传输介质无关：
• PROFINET (通过CPU集成的PN口和单独的CM通信卡)
• 以太网 (通过CPU集成的以太网口和单独的CP通信卡) ➢ 连接参数在硬件组态中配置 ➢ 用于SIMATIC设备的通信 ➢ 连接参数在运行期间不能修改
两台S7-1200 PLC之间的S7通信
1. S7-1200的通信方式介绍
（1）西门子工业以太网通信方式简介
OUC S7
Open User Communication
SIMATIC S7-1500 PLC系统以太网接口支持的非实时性分为两种： Open User Communication（OUC）通信和S7通信。 OUC：可以与第三方设备通信。
2. S7通信简介
（2）S7通信通信程序块
客户端-服务器 使用自动连接布局
“PUT” 写 S7 数据到远程 CPU.
“GET” 从远程 CPU 读 S7 数据.
客户端-客户端 使用非自动连接布局
“BSEND”
分数据段发送 S7-数据
“BRCV” 分数据段接收 S7-数据
“USEND” 无确认的S7数据发送
通过完成该任务，掌握S7-1200 PLC之间的S7通信。
CPU
CPU
3.S7通信应用
3Байду номын сангаасS7通信应用
3.S7通信应用
服务器端的 梯形图程序
客户端的梯 形图程序
4.实操演示
以下开始实操演示！
感谢您的聆听
THANK YOU!
S7 Communication(S7通信)
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SIMATIC NET快速入门11关于本文件本文件包括PC机和S7站之间的工业以太网通讯例子信息关于本例子的概述详细内容请参见第3章及其后章节
• 系统结构• 所需功能块及其通讯结构的介绍• 程序结构和代码摘录• 操作员控制及监视• 故障检测
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22例子概述系统示意图
例子功能性检查根据PC的对话框启动PC应用系统后发送和接收的数据可连续改变其值
主站带STEP 7的PG/PC从站S7-400站
带有集线器例如ELM的局域以太网
PC站从站为发送准备数据写数据
读数据保存和显示接收的数据
接收和返回数据
www.plcworld.cnSIMATIC NET快速入门3数据交换通讯中涉及的各站周期性地交换2字节数据
从站接收数据并向主站返回数据程序
主站说明数据将以增量1递增写入从站说明来自主站的数据被接收
数据返回到主站
显示
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4操作员控制及监视发送和接收的数据在PC端的窗口上显示接收的数据必须改变为该值
在SIMATIC S7端可以实现操作员的监控功能才能使用程序
• 必须被激活如果满足以上条件来检测例子程序是否正确运行
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53系统结构本章列出了运行例子所需的硬件和软件
CP 443-1 TCP为从站然而本文件也可适用于PC和SIMATIC S7站之间的所有S7-BSEND/BRCV通讯的例子
这就存在确保无故障操作问题必须做适当修改
PC通讯处理器CP 1613
采用该协议和BSEND/BRCVCP 1613和CP 443-1 TCP用作通讯处理器
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6对其它硬件配置的适用性注意CP应为3.0版本或3.0以上版本Start->Simatic->NCM S7 Industrial Ethernet->Industrial Ethernet Diagnostics
如果CP低于3.0版本从Internet/Intranet下载一个新版本
请阅读注意使用不同的CP如果本例子中使用不同的CPChange_CP”(更换CP)文件
电缆类型取决于所采用的传输介质例如ELM
• 操作系统为Microsoft Windows 95或Windows NT 4.0• STEP 7 V5.0 SP3注意• NCM S7 INDUSTRIAL ETHERNET V5.0+ SP3
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74所需功能块及其通讯结构本章包括下列主题
主站/从站端发送和接收数据的启动总是由PC进行
主站用户程序的顺序执行• 在主站该用户程序调用程序库中的功能
• 递增数据将要写入的数据值以增量1递增在每个读写周期后将传送的数据值加1
主站的数据被接收接收的数据被发送至主站
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8顺序图示主站
PC• CP
准备
• BSEND
• BRCV
数据值以1递增
4.2.1BSEND功能块功能块的用途BSEND系统功能块将数据从指定的发送缓冲区传送至已定义好的接收缓冲区一个位存储器区或一个数据块
从站定义了一个ID号该ID号用于指明联接
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94.2.2BRCV功能块功能块的用途BRCV功能块将从配置的对方站接收的数据传送至专门的接收缓冲区一个位存储器或一个数据块
在网络联接的组态中当用BRCV功能块接收数据时功能块参数的详细描述请参见第5章
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105程序结构和程序摘录本章介绍主站和从站的程序结构
5.1主站的程序结构STARTswitch
switchmy_receive()PostQuitMessage()return(0)return(DefwindowProc)my_init()
my_initiate_request()return(FALSE)ENDMY_COMMANDMY_DESTROYMY_MSG_IDIDM_START//发送数据
缺省(wParameter)
(uiMessage)
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115.2主站程序摘录5.2.1PC
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125.2.2PC可与SIMATIC S7中的OB1相比
名称WndProc()
说明源于应用窗口的事件在该功能中被处理应用系统都产生一条信息控制值
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13程序LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWindow, UINT uiMessage,WPARAM wParameter, LPARAM lParameter){ /* 信息处理 */ switch(uiMessage) {/* 指向被点击的菜单 */ case WM_COMMAND: switch(wParameter) { /* Menupoint "Write / Read - Start" */ case IDM_START: /* 调用初始化CP功能 */ my_init(); /* 建立与远程主站的联接 */ my_initiate_request(); break; default: break; } break; /* 来自本地CP的S7信息 */ case MY_MSG_ID: /* 调用处理信息的功能 */ my_receive(); break; case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; default: return(DefWindowProc(hWindow, uiMessage, wParameter, lParameter)); } return (0L);} /* 结束WndProc */
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145.2.3PC
调用在my_receive()功能内调用
工业以太网有其它数据与PC相比 */ uiChangedWriteData = (uiWriteData << 8) | HIBYTE(uiWriteData);
该参数包含CP和VFD的地址该参数与联接有关• R_id
• Sizeof(uiWrite Data)2字节
www.plcworld.cnSIMATIC NET快速入门15返回值• iRet如果该值不是S7_OK
5.2.4PC
调用在my_receive()功能中调用
*/ if(iRet != S7_OK) my_error_handler(); /* 改变高/低字节 */ /* 与PC相比)*/ uiReceivedData = (uiReceivedData << 8) | HIBYTE(uiReceivedData);
} /* 结束my_get_brcv_indicatioin */
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16S7_get_brcv_ind()功能参数的意义• uiReceivedData
• Sizeof(uiReceiveData)2字节
• R_id_remote
• Received_data_length
返回值• iRet如果该值不是S7_OK
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175.3从站程序结构
调用BRCV
设置发送请求位用发送请求位调用BSEND
BSEND中发生错误
BRCV完成
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