計算機與西門子S7—300PLC無線連接模塊的研究應用

劉躍龍

摘 要：本文針對計算機與西門子S7-300系列PLC的無線通訊方式進行研究，針對我礦當前設備情況看展分析，制訂了詳細措施，又對措施進行了分析，最終確定了詳細方案，方案的實施完全實現(xiàn)預期目標，并節(jié)約了改造升級成本。

關鍵詞：PLC通訊；ETH-MPI；STEP7無線通訊

中圖分類號：TP311.52；TM571.61 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0025-01

1 研究背景

西門子PLC的S7-300系列常用在工業(yè)自動化領域的中大型項目中，它們使用的編程軟件是STEP7，在編程軟件STEP7中，西門子為用戶提供了多種功能塊來方便用戶編程使用。白云鐵礦使用的WK-20電鏟、WK-10C電鏟、KY-310鉆機、PLK1300排土機、PLK4500排土機等大型設備都使用西門子S7-300系列PLC。這些大型設備都屬于移動作業(yè)設備，為實現(xiàn)設備體積更小，設備專門設置電氣室，同時也保證了電氣元件無塵、恒溫的工作環(huán)境。電氣室內(nèi)電氣柜排布緊密整齊，PLC模塊也安裝于設備的電氣室內(nèi)。

在設備生產(chǎn)作業(yè)過程中出現(xiàn)電氣故障，處理故障有時需要用計算機連接到PLC的CPU，用西門子編程軟件STEP7監(jiān)控PLC程序來查找故障，為故障處理節(jié)約時間。由于設備電氣柜排布緊密，電氣室內(nèi)供人活動空間小，攜帶計算機進入電氣室處理故障不方便，與操作室內(nèi)人員呼應困難。且有時需設備運行中監(jiān)測故障，人處于電氣室內(nèi)存在一定危險性。針對此情況本人提出將計算機與PLC的連接方式改為無線連接。

2 方案研究

通過查閱資料發(fā)現(xiàn)該想法可實現(xiàn)，并制定如下兩個方案：

方案一：西門子S7-300系列PLC有以太網(wǎng)通訊模塊，在以太網(wǎng)模塊上加裝無線路由器即可實現(xiàn)無線連接。以太網(wǎng)通訊模塊9000元/臺，如我礦每臺設備都進行改造成本大費用高。如購進一臺隨身使用，需要每次連接時對PLC進行硬件組態(tài)，而硬件組態(tài)還需要有線方式連接進行組態(tài)，組態(tài)調(diào)試后才可實現(xiàn)無線連接，不僅增加作業(yè)程序，而且調(diào)試時間長，增加故障診斷時間。所以該方案不可行。

方案二：自制一個即插即用的無線通訊模塊。現(xiàn)PLC的CPU通訊口為MPI信號，只需將MPI信號轉換為以太網(wǎng)信號，然后通過無線路由器發(fā)射出無線信號。MP接口為CPU外部通訊接口，制作一臺可實現(xiàn)即插即用，且費用低。方案二可設施。

3 方案實施

如果制作一個即插即用的無線通訊模塊需解決難題有：MPI信號轉以太網(wǎng)信號模塊的選型及設置；無線路由器的選型及設置；計算機無線連接通訊STEP7的設置。

（1）MPI信號轉以太網(wǎng)信號模塊的選型及設置。經(jīng)過參考對比，ETH-MPI（DP）以太網(wǎng)轉換器使用方便，對用戶完全透明，無需在上位機和PLC中添加任何程序，安裝后立即可以使用。

第一次使用時需對轉換器設置，將ETH_MPI（DP）與計算機用網(wǎng)線連接好[線型用交叉線（RJ45網(wǎng)線），轉換器上電，將計算機IP 地址設置為（192.168.1.100），掩碼（255.255.255.0），網(wǎng)關（192.168.1.1），最后在計算機的IE 瀏覽器中鍵入192.168.1.222就可進入ETH_MPI（DP）的主菜單，用鼠標點擊[參數(shù)設置]進入設置畫面，如圖1。

由于ETH-MPI（DP）可以自動設置，所以你無需填寫下邊的參數(shù)，只需修改IP值和計算機或路由器處于同一段中。

（2）無線路由器的選型及設置。整個無線通訊模塊要達到易攜帶，且電源從ETH-MPI（DP）轉換器上獲取，所以無線路由器選擇型號為：TP-LINK TL-WR702N。電源端安裝DC24V變DC5V小型變壓器，從轉換器取電降壓后為路由器供電。路由器上電后通過計算機設置路由器WAN口靜態(tài)IP地址（192.168.1.100），掩碼（255.255.255.0），網(wǎng)關（192.168.1.1），然后設置好無線網(wǎng)名稱及密碼即可，圖2。

（3）計算機無線連接通訊STEP7的設置。在你的系統(tǒng)中（windows XP或windows2000）要有西門子的set the PG/PC interface（設置PG/PC接口）軟件，ETH-MPI軟驅動才有效。ETH—MPI的驅動在我們提供的附件里有，運行驅動ETH_MPI_SETUP，然后選[install安裝]，完成后，你就能在西門子的set thePG/PC interface中找到ETH-MPI（auto）、ETH-MPI、ETH-DP三個驅動選項，插MPI口的時候應選擇ETH-MPI，插DP口的時候應選擇ETH-DP，ETH-auto則可以自動識別MPI/DP口和波特率，所以建議使用ETH-auto驅動。

4 試驗與應用

制作完畢后，利用單位的PLC試驗臺連接S7-400PLC進行了試驗，模塊運行正常，無線通訊速率高，真正實現(xiàn)了使用即插即用無線通訊模塊進行通訊。試驗成功后將模塊投入現(xiàn)場設備使用，使用效果良好。

5 結語

該模塊的成功研制完全解決了作業(yè)人員在作業(yè)時遇到的空間小危險等問題，故障查找處理時，方便了作業(yè)人員與操作人員的溝通聯(lián)系。通過研制該無線通訊模塊，實現(xiàn)了預期目標，而且大大節(jié)約了改造升級成本。

參考文獻

[1]羅庚興.西門子STEP7編程軟件的使用方法[J].南方金屬，2006，（05）：35-39.