一種利用S7—1200集成以太網接口實現與S7—200 SMART通信的方法

劉豐年

摘要：利用S7-1200PLC自身集成的以太網接口將S7通信應用于S7-1200與S7-200 SMART之間進行通訊測試，實驗表明，在S7-1200側編程調用PUT/GET指令可以成功實現與S7-200 SMART PLC之間的通信，具有一定的實際應用價值。

關鍵詞：S7-1200；S7-200 SMART；以太網；通信

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0034-02

S7-1200 CPU本體集成的以太網通信接口（PROFINET通信口）功能強大，配合西門子公司為S7系列PLC專門優化設計的太網傳輸層通信協議（S7通信協議）可以實現多種西門子工控設備之間的通信。

1 S7-1200 CPU集成以太網接口

S7-1200 CPU本體上集成了一個PROFINET通信口，支持以太網通信標準。這個PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口，支持電纜交叉自適應，因此一個標準的或是交叉的以太網線都可以用于這個接口。此接口除了可以實現S7-1200 CPU與編程設備及人機界面的通信外，也經常用于S7-1200 CPU與其他CPU之間的通信。常見的S7-1200 CPU與其他CPU之間的通信方法如下所述：

1.1 S7-1200 CPU之間的通信

S7-1200 CPU之間進行通信采用開放式用戶通信，一般可以使用緊湊型指令TSEND_C和TRCV_C，它們除了發送或接收功能外，還可以建立和斷開連接。開放式用戶通信可以使用ISO-ON-TCP連接或TCP連接，連接參數采用圖形方式組態[1]。

1.2 S7-1200與S7-300/400通信

S7-1200與S7-300/400通信可采用ISO-ON-TCP和TCP連接的以太網通信，此種通信方式下S7-300/400需要配置以太網模塊，或使用有以太網接口的CPU。S7-1200調用TSEND_C和TRCV_C指令，S7-300/400調用AG_SEND和AG_RCV指令。雙方都需要組態連接，通信伙伴為“未指定”。S7-1200與S7-300/400通信也可以采用S7連接的以太網通信，在S7通信中，S7-1200只能作服務器，不需要對它的S7通信組態和編程。S7-300/400在通信中做客戶機，需要用STEP 7的網絡組態工具NetPro建立S7單向連接，調用PUT和GET指令來實現通信[2-3]。

1.3 S7-1200與S7-200通信

S7-1200與S7-200通信采用S7連接的以太網通信實現，S7-200需要配以太網模塊CP 243-1，S7-1200的以太網接口在S7通信中只能作服務器，在通信中它是被動的，不需要作任何組態和編程的工作。S7-200 CPU在通信中作客戶機，需要用S7-200的以太網向導來組態，并調用組態時生成的指令來實現通信[4]。

2 S7通信協議

S7通信協議是專為西門子S7系列PLC優化設計的一種基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET等網絡的以太網傳輸層通信協議，該協議被廣泛應用于各種西門子工控設備之間的通訊。S7協議協議會在數據傳輸開始之前建立到通信伙伴的邏輯連接。數據傳輸完成后，這些協議會在必要時終止連接。這種面向連接的協議尤其適用于注重可靠性的數據傳輸。一條物理線路上可以存在8個邏輯連接。在進行數據交換之前，控制器必須與通信伙伴建立連接，面向連接的協議具有較高的安全性。這里的連接是指兩個通信伙伴之間為了執行通信服務建立的邏輯鏈路，而不是指兩個站之間用物理媒體（例如電纜）實現的連接。需要注意的是，實際應用中，如果實用的版本不一樣S7-1200 CPU只支持S7通信的情況會有差別，通常情況下，在使用PORTAL V10.5軟件時，S7-1200 CPU只支持S7通信的服務器端；在使用STEP7 V11軟件時，S7-1200 CPU支持S7通信的服務器與客戶端[4]。

3 PUT/GET指令

PUT指令和GET指令用其唯一的輸入參數TABLE定義16B的表格，用該表格定義3個狀態位、錯誤代碼、遠程站的IP地址指向遠程站中要訪問的數據的指針、數據長度、指向本地站中要訪問的數據的指針。表1為PUT 指令參數說明，表2為GET指令參數說明。利用STEP7編程軟件中的PUT/GET向導可以方便地建立以太網通信連接。

4 硬件組態和網絡組態

實驗用S7-1200 CPU采用CPU1215C，其編程軟件為STEP7 V13 SP1。S7-200 SMART CPU采用ST30（固件V2.0），其編程軟件為STEP 7 Micro/WIN SMART V2.1。

（1）在TIA軟件中新建一個項目，添加1個S7-1200站點，并為其分配網絡和IP地址，如圖1所示。

（2）打開網絡視圖，為S7-1200 CPU添加一個新連接。

（3）添加新連接，對話框中應選選擇“未指定”，添加好后，需要對新創建的連接伙伴方的IP地址和TSAP地址進行設置。其中，S7-200 SMART側的TSAP設置為03.00或者03.01。

5 軟件程序編程

（1）創建發送數據塊DB1（接收區數據塊DB2類似），數據塊定義為200個字節的數組且數據塊的屬性中需要取消“優化的塊訪問”選項。（2）發送數據塊與接收數據塊創建完成后，即可在OB1中調用PUT/GET指令，進行S7通信。

通過以上程序用S7-1200可將通信數據區DB1中的200個字節發送到S7-200 SMART的VB 數據區，并讀取S7-200 SMART中的VB數據區存儲到S7-1200的數據區DB2中。由于S7-200 SMART 做S7通訊的服務器，占用S7-200 SMART PLC的服務器連接資源，因此，S7-200 SMART PLC本身不需要編寫通訊程序。

6 通信狀態監控

在TIA軟件的網絡視圖中，將軟件切換到在線模式，監控S7連接狀態，S7連接圖標顯示為綠色，說明S7-1200與S7-200 SMART之間成功建立了通信連接。

此時如果S7-1200觸發PUT/GET指令，通過TIA軟件監控表和STEP 7 Micro/WIN SMART軟件的狀態表，就可以監控數據通信。S7-200 SMART中V區對應于DB1，即在PUT指令中使用的通信伙伴數據區ADDR_1=P#DB1.DBX0.0 BYTE 200在S7-200 SMAR中對于為VB0～VB199。實驗表明，該種通信方式實現了S7-1200與S7-200 SMART之間的數據通信。

7 結語

本文利用S7-1200集成以太網接口，采用PUT/GET指令，將S7通信應用于S7-1200與S7-200 SMART之間的通訊，經過實驗測試發現在S7-1200側編程調用PUT/GET指令能夠成功實現與S7-200 SMART PLC之間的通信。

參考文獻

[1]王文靜.S7-200 PLC與S7-1200 PLC串口通信實時性分析[J].機電信息，2016，（12）：126-127.

[2]王大鵬，王濤，蘇孝國.基于TIA Portal環境的S7-1200的OPC通訊[J].可編程控制器與工廠自動化，2014，（9）：97-101.

[3]張東，劉壯，高長水，等.基于TCP協議的PC與西門子S7-1200PLC通信研究[J].自動化技術與應用，2016，35（8）：93-97，120.

[4]廖常初.S7-1200 PLC編程與應用[M].北京：中國電力出版社，2015：169-171.endprint