SMART控制器模擬量擴(kuò)展模塊代理商
上海斌勤電氣技術(shù)有限公司
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WinCC 與S7-200 SMART CPU 的 OPC 通信
WinCC 中沒(méi)有與S7-200 SMART CPU 通信的驅(qū)動(dòng)，所以 WinCC 與 S7-200 SMART CPU 之間通過(guò)以太網(wǎng)的通信，只能通過(guò) OPC 的方式實(shí)現(xiàn)。S7-200 SMART CPU 作為 OPC 的 Sever 端，只需設(shè)置 IP 地址即可。
上位機(jī)作為 OPC 的 Client 端，通過(guò) SIMATIC NET 軟件建立 PC Station 來(lái)與 S7-200 SMART 通信。
建立好 PC Station 后，WinCC中的實(shí)現(xiàn)步驟如下：
1. 建立所有WinCC中要用到的變量
首先在 OPC Scout中建立好所有 WinCC 中要用到的變量，步驟見(jiàn)OPC Scout 測(cè)試。
2. 添加新的驅(qū)動(dòng)
打開(kāi) WinCC 軟件新建一個(gè)項(xiàng)目，用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊“變量管理”，快捷菜單中選擇“打開(kāi)”。
在打開(kāi)的“WinCC Configuration Studio ”窗口中，鼠標(biāo)右鍵“變量管理”，在快捷菜單中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”，添加“OPC”驅(qū)動(dòng)。如圖1．所示。
圖1． 添加一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)"OPC"
3. 在 WinCC 中搜索及添加 OPC Scout 中定義的變量
首先用鼠標(biāo)右鍵“OPC Groups” ，在快捷菜單中點(diǎn)擊“系統(tǒng)參數(shù)”。在彈出“OPC 條目管理器”窗口中，選擇“OPC.SimaticNET.1”，然后點(diǎn)擊“瀏覽服務(wù)器”按鈕。
在彈出的“過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn)”窗口中選擇“下一步” 進(jìn)行搜索。如圖２．所示。
圖２．選擇服務(wù)器瀏覽
4. 建立新連接并添加所需變量
在變量列表中選擇所需要的變量，點(diǎn)“添加條目”按鈕添加所需變量，此時(shí)會(huì)自動(dòng)要求你建立一個(gè)新連接，并將變量添加到這個(gè)連接中，如圖3．所示。
如果需要添加多個(gè)變量，按上述步驟重復(fù)添加即可。
圖3．添加變量并建立連接
成功添加完變量后，WinCC 中變量管理中將顯示已經(jīng)添加的 OPC 連接和變量，如圖4．所示。
圖4．從OPC Scout中成功添加變量
5. WINCC 創(chuàng)建畫面并監(jiān)控變量
WINCC 中新建畫面，并添加“輸入/輸出 域”，并為其選擇 OPC 變量，如圖5．所示。
圖5．創(chuàng)建 WINCC 畫面
激活 WINCC ，即可測(cè)試 WINCC 與 S7-200 SMART OPC 通訊。
S7-300/400與S7-200SMART之間的以太網(wǎng)S7通信
S7通信是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET網(wǎng)絡(luò)的一種優(yōu)化的通信協(xié)議，主要用于S7-300/400PLC之間的通信。
經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)S7-300/400通過(guò)集成的PN口或CP343-1/CP443-1與S7-200 SMART PLC 之間的S7通信也是可以成功的， 但是需要S7-300/400側(cè)編程調(diào)用PUT/GET指令。
注意：
1.S7-200 SMART CPU 與S7-300/400 CPU 之間的S7通信未經(jīng)西門子官方測(cè)試，本文檔僅供客戶測(cè)試使用，使用該種通信方式所產(chǎn)生的任何危險(xiǎn)需要有客戶自己承擔(dān)！
2.S7-200 SMARTPLC V2.0 版本才開(kāi)始支持PUT/GET通信，V1.0版本的CPU需要升級(jí)固件后方可支持PUT/GET。
3. S7-300/400若采用CP通信時(shí)，則需要采用Standard或Advanced類型通信模塊，CP343-1 Lean模塊不支持。
4.本文僅介紹S7-300集成PN口與S7-200 SMART CPU S7通信。
S7通信介紹
S7通信是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET網(wǎng)絡(luò)的一種優(yōu)化的通信協(xié)議，主要用于S7-300/400PLC之間的通信。
S7-300/400通過(guò)以太網(wǎng)接口與S7-200 SMART PLC 之間的S7通訊經(jīng)過(guò)測(cè)試是可以成功的，但是需要S7-300/400側(cè)編程調(diào)用PUT/GET指令，見(jiàn)表1所示。
表 1 PUT和GET ：
S7-400 S7-300 描述 簡(jiǎn)要描述
SFB 14 FB 14 讀數(shù)據(jù) 單邊編程讀訪問(wèn)。
SFB 15 FB 15 寫數(shù)據(jù) 單邊編程寫訪問(wèn)。
S7-300/400根據(jù)使用通信接口（集成的PN口或CP343-1/CP443-1）不同，調(diào)用的功能塊來(lái)源也不同。
通信接口為S7-300 集成PN接口時(shí)，需要使用Standard Library中PUT/GET指令，如圖1所示。
圖1 S7-300PN接口需采用Standard Library
通信接口為S7-300 CP通信模塊時(shí)，需要使用SIMATIC_NET_CP 庫(kù)中PUT/GET指令，如圖2所示。
圖2 S7-300 CP模塊接口需采用SIMATIC_NET_CP庫(kù)
S7-400 CPU不區(qū)分通信接口，需要使用System Function Blocks 中的SFB14/SFB15指令塊，如圖3所示。
圖3 S7-400 需采用SFB程序塊
硬件及網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
本文以采用1個(gè)315-2PN/DP，1個(gè)S7-200 SMART PLC為例，介紹它們之間的S7通信。
在STEP7中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為S7-300-SMART。插入1個(gè)S7-300站，在硬件組態(tài)中插入CPU 315-2 PN/DP。如圖4所示。
圖4 STEP7 項(xiàng)目中插入S7-300站點(diǎn)
設(shè)置CPU 315-2PN/DP的IP地址：192.168.0.1，如圖5所示。硬件組態(tài)完成后，即可下載該組態(tài)。
圖5 設(shè)置CPU PN IP地址
打開(kāi)“NetPro”設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，選中CPU 315-2PN/DP，在連接列表中建立新的連接。步驟如圖6所示。
圖6 NetPro組態(tài)視圖中插入新連接
選擇 Unspecified 站點(diǎn)，選擇通訊協(xié)議 S7 connection，點(diǎn)擊 Apply，如圖7所示。
圖7 組態(tài)新連接
在彈出的S7 connection屬性對(duì)話框中，勾選 Establish an active connection,設(shè)置Partner address:192.168.0.2(S7-200 SMART PLC IP 地址)，如圖8所示。
圖8 設(shè)置S7連接參數(shù)
點(diǎn)擊 "Address Details" ，再?gòu)棾鰜?lái)的對(duì)話框設(shè)置 Partner 的 Slot 為1，如圖9所示。點(diǎn)擊 OK即可關(guān)閉該對(duì)話框。
圖9 設(shè)置“address details”參數(shù)
網(wǎng)絡(luò)組態(tài)創(chuàng)建完成后，需要編譯，如圖10所示。
圖10 保存并編譯連接
網(wǎng)絡(luò)組態(tài)編譯無(wú)錯(cuò)，鼠標(biāo)先點(diǎn)擊 CPU 315-2PN/DP ,然后點(diǎn)擊下載按鈕下載網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，步驟如圖11所示。
圖 11 下載組態(tài)連接
程序編程
可以通過(guò)SFB/FB 14 "GET"，從遠(yuǎn)程CPU中讀取數(shù)據(jù)。
S7-300：在REQ的上升沿處讀取數(shù)據(jù)。在REQ的每個(gè)上升沿處傳送參數(shù)ID、ADDR_1和RD_1。在每個(gè)作業(yè)結(jié)束之后，可以分配新數(shù)值給ID、ADDR_1和RD_1參數(shù)。
S7-400：在控制輸入REQ的上升沿處啟動(dòng)SFB。在此過(guò)程中，將要讀取的區(qū)域的相關(guān)指針(ADDR_i)發(fā)送到伙伴CPU。遠(yuǎn)程伙伴返回此數(shù)據(jù)。在 下一個(gè)SFB/FB調(diào)用處，已接收的數(shù)據(jù)被復(fù)制到組態(tài)的接收區(qū)(RD_i)中。必須要確保通過(guò)參數(shù)ADDR_i和RD_i定義的區(qū)域在長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)類型方面 要相互匹配。
通過(guò)狀態(tài)參數(shù)NDR數(shù)值為1來(lái)指示此作業(yè)已完成。只有在前一個(gè)作業(yè)已經(jīng)完成之后，才能重新激活讀作業(yè)。遠(yuǎn)程CPU可以處于RUN或STOP工作狀態(tài)。如果 正在讀取數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生訪問(wèn)故障，或如果數(shù)據(jù)類型檢查過(guò)程中出錯(cuò)，則出錯(cuò)和警告信息將通過(guò)ERROR和STATUS輸出表示。
通過(guò)使用SFB/FB 15 "PUT"，可以將數(shù)據(jù)寫入到遠(yuǎn)程CPU。
S7-300：在REQ的上升沿處發(fā)送數(shù)據(jù)。在REQ的每個(gè)上升沿處傳送參數(shù)ID、ADDR_1和SD_1。在每個(gè)作業(yè)結(jié)束之后，可以給ID、ADDR_1和SD_1參數(shù)分配新數(shù)值。
S7-400：在控制輸入REQ的上升沿處啟動(dòng)SFB。在此過(guò)程中，將指向要寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域(ADDR_i)的指針和數(shù)據(jù)(SD_i)發(fā)送到伙伴CPU。 遠(yuǎn)程伙伴將所需要的數(shù)據(jù)保存在隨數(shù)據(jù)一起提供的地址下面，并返回一個(gè)執(zhí)行確認(rèn)。必須要確保通過(guò)參數(shù)ADDR_i和SD_i定義的區(qū)域在編號(hào)、長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)類 型方面相互匹配。
如果沒(méi)有產(chǎn)生任何錯(cuò)誤，則在下一個(gè)SFB/FB調(diào)用時(shí)，通過(guò)狀態(tài)參數(shù)DONE來(lái)指示，其數(shù)值為1。只有在最后一個(gè)作業(yè)完成之后，才能再次激活寫作業(yè)。遠(yuǎn)程 CPU可以處于RUN或STOP模式。如果正在寫入數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生訪問(wèn)故障，或如果執(zhí)行檢查過(guò)程中出錯(cuò)，則出錯(cuò)和警告信息將通過(guò)ERROR和STATUS輸出 表示。
打開(kāi)SIMATIC 315 PN-1的OB1，在OB1中依次調(diào)用FB14，F(xiàn)B15如圖12、圖13所示：
圖12 FB14調(diào)用
表2.FB14參數(shù)說(shuō)明 ：
參數(shù)
描述
數(shù)據(jù)類型
存儲(chǔ)區(qū)
描述
REQ
INPUT
BOOL
I、Q、M、D、L
上升沿觸發(fā)調(diào)用功能塊
ID
INPUT
WORD
M、D、常數(shù)
地址參數(shù)ID
NDR
OUTPUT
BOOL
I、Q、M、D、L
為1時(shí)，接收數(shù)據(jù)成功
ERROR
OUTPUT
BOOL
I、Q、M、D、L
接收到新數(shù)據(jù)
STATUS
OUTPUT
WORD
I、Q、M、D、L
故障代碼
S7-300：
ADDR_1
S7-400：
ADDR_i
(1 ≤ i ≤ 4)
IN_OUT
ANY
M、D
I、Q、M、D、
T、C
從S7-200 SMART的數(shù)據(jù)地址中讀取數(shù)據(jù);V區(qū)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)DB1。
S7-300：
RD_1
S7-400：
RD_i
(1 ≤ i ≤ 4)
IN_OUT
ANY
S7-300：M、D
S7-400 I、Q、
M、D、T、C
本站接收數(shù)據(jù)地址
圖13 FB15調(diào)用
表3.FB15參數(shù)說(shuō)明 ：
參數(shù)
描述
數(shù)據(jù)類型
存儲(chǔ)區(qū)
描述
REQ
INPUT
BOOL
I、Q、M、D、L
上升沿觸發(fā)調(diào)用功能塊
ID
INPUT
WORD
M、D、常數(shù)
地址參數(shù)
DONE
OUTPUT
BOOL
I、Q、M、D、L
為1時(shí)，發(fā)送完成
ERROR
OUTPUT
BOOL
I、Q、M、D、L
為1時(shí)，有故障發(fā)生
STATUS
OUTPUT
WORD
I、Q、M、D、L
故障代碼
S7-300：
ADDR_1
S7-400：
ADDR_i
(1 ≤ i ≤ 4)
IN_OUT
ANY
M、D
I、Q、M、D、
T、C
從S7-200 SMART的數(shù)據(jù)地址中讀取數(shù)據(jù);V區(qū)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)DB1。
S7-300：
SD_1
S7-400：
SD_i
(1 ≤ i ≤ 4)
IN_OUT
ANY
S7-300：M、D
S7-400 I、Q、
M、D、T、C
本站發(fā)送數(shù)據(jù)地址
注意：
S7-200 SMART PLC 不需要編程。 S7-200 SMART 中的V存儲(chǔ)區(qū)在S7-300/400 PLC 編程中以DB1數(shù)據(jù)塊的形式體現(xiàn)。