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试析S7单边通信的建立过程
摘要：针对西门子PLC的S7通信的建立困难,以两个S7-1200的S7连接的案例,分析S7单边通信的建立过程,并总结S7通信建立的经验和容易造成失败的原因。
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在水泵站群控和水文监测等很多场合要用到可编逻辑控制器通信。S7-1200的通信方式有多种,可以做IO控制器,也能使用其自身的以太网接口控制ET200S设备。同时也可以做智能IO设备,可以作为1500PLCd的IO设备;S7-1200可以实现开放式通信,通过该通信口可以实现与HMI及其他PLC通信,支持TCP、ISO-on-TCP、UDP和S7协议。
基于研究S7通信,本文以主站控制从站实现定时控制来阐述两个S7-1200PLC之间的S7通信建立。为了在PLC之间建立通信连接,我们通常的做法是通信双方都需要调用通信块,一方调用发送块来发送数据另一方调用接收块来接收数据,即都需要在两侧PLC中设置相应的网络硬件组态和软件编程,并且重新下载,操作比较复杂。
而对于原有PLC系统来说,重新下载软硬件组态,可能会对原有系统造成冲击、损坏甚至停运。
S7通信属于单边通信,这种通信则很好地解决了这一问题,它只需在一侧PLC进行组态和编程,将其作为服务器或客户端均可,并在本侧调用单边通信指令“PUT、GET”进行通信,而对侧通信伙伴不需要做任何编程操作,只需准备好通信交换的数据就行了[1]。
1、S7单边通信
S7协议是专为西门子控制产品优化设计的通信协议,提供简明、强有力的通信服务。通过S7服务,用户程序可以读取或改写通信伙伴的数据。它是面向连接的协议。连接是指两个通信伙伴之间为了执行通信服务建立的逻辑链路。
S7连接是需要组态的静态连接,静态连接要占用CPU的连接资源。S7-1200仅支持S7单向连接。单向连接中的客户机(Client)是向服务器(Server)请求服务的设备。程序调用GET/PUT指令。由于是单向连接,故只需要客户机中编写通信程序,服务器中不需要编写通信程序,只需要编写功能程序[2,3,4]。这就是本文所讲的单边通信。
2、建立实验项目
本案例选用两台S7-1214AC/DC/RLY,一台作为主站,一台作为从站,主站控制从站的启停及定时时间值。
2.1组态S7连接
(1)第一步:
打开博途V14软件,新建项目:S7单边通信,添加两台新设备S7-1214AC/DC/RLY,主站PLC1和从站PLC2必须在一个子网中,本例IP地址分别为192.168.0.1和192.168.0.2,同时如图1在PLC的属性中勾选“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问”。
图1PLC属性设置
(2)第二步:
双击PROFINET接口,在属性“以太网地址”中点添加新子网(图2),在网络视图中可以看到两个PLC的连接(图3)。
有的设计人员会在网络视图中用拖连线的方法进行连接,效果是一样的。
图2新子网添加
图3新子网添加后网络视图
(3)第三步:
在主站PLC1的MAIN[OB1]中调用PUT指令(图4)。点击指令的开始组态按钮,在连接参数的设置中设置本地和伙伴,PLC1勾选主动建立连接,至此S7连接建立。连接参数和块参数设定正确后旁边会有一个小勾(图5)。
图4PUT指令
图5PUT指令中的连接参数组态
2.2编制控制程序
因为是单边通信,所以只要在主站编程中调用PUT指令就能建立连接,接下来要实现主站对从站的控制需要在主站和从站分别建立一个数据块,鼠标移至数据块上点右键,在属性中去掉优化的块访问的勾选,按照控制要求两个数据块的数据类型要一致,如图6、图7所示。
主站建立连接并提供控制数据,从站接收控制数据并实现控制,主程序如图8、图9所示。
通过在主站改变数据块的数据,可以实现从站的启动和停止以及定时时间值的改变。
图6PLC1数据块
图7PLC2数据块
图8主站PLC1程序
图9从站PLC2程序
3、结语
为节约时间,在添加一台S7-1214AC/DC/RLY后另一台可以采用复制粘贴的方法添加,粘贴后要记住更改IP地址,这是常犯的错误。勾选“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问”很重要,很多设计人员忽略了这一步导致连接不上。
因为PUT指令不支持对具有优化的块访问的数据块进行绝对寻址,所以要在设备组态属性中去掉优化的块访问的勾选,按照控制要求两个数据块的数据类型要一致。
主站PLC1的PUT指令中SD＿1为指向本地CPU上包含要发送数据的区域的指针。ADDR＿1为指向伙伴CPU上用于写入数据的区域的指针。根据数据块的数据偏移量为最多14.2确定传输数据为14个字节,所以指针分别为P#DB1.DBX0.0BYTE14和P#DB2.DBX0.0BYTE14。
通过S7单边通信可以灵活的实现通信远程控制,也可以在不修改原有参数的情况下改变下位机的控制功能,在实际应用中提供很大便利。
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基金:江西省教育系统科技创新课题项目.
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2020-06-19
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