SIEMENS-S7系列的通讯及网络应用硬件组态

SIEMENSS7系列的通讯及网络一、S7系列PLC的网络类型及配置二、PROFIBUS－DP网络应用实例一、S7系列PLC的网络类型及配置（一）通信协议S7系列PLC支持多种通信协议，协议定义了主站与从站两类通信设备。主站可以对网络上另一台设备发出初始化申请，从站只是响应来自主站的申请。西门子S7系列PLC系统的主从站间的专用通信协议主要有以下几种标准协议以及一个自由口协议。1、PPI协议PPI（Point-to-PointInterface）协议用于点对点接口，它是一个主/从协议。特点是当主站向从站发送申请或查询申请时，从站才对其响应，从站不进行信息初始化。2、MPI协议MPI（Multi-PointInterface）协议适用于多点接口，可以是主/主协议或主/从协议，协议操作有赖于设备类型。S7－300都默认为网络主站，如果网络中只有S7－300，则建立主/主连接。如果设备中有S7－200，则可建立主/从连接，如S7－300作为主站，S7－200作为从站。3、PROFIBUS协议PROFIBUS协议用于分布式I/O设备（远程）的高速通信。该协议是西门子工业自动化驱动专用于工业自动化的一种总线通信协议。该协议的网络使用RS－485标准双绞线，适用多段、远距离高速通PROFIBUS网络通常有一个主站和几个I/O从站。主站初始化网络并核对网络上的从站设备和配置是否匹配。主站连续地把输出数据写到从站并从从站读取输入数据。当DP主站成功地组态一个从站时，它就拥有该从站。如果网络中有第二个主站，它只能很有限的访问第一个主站的从站。PROFIBUS协议允许在一个网络段上最多连接32台设备。根据波特率的不同，网络段的长度可以达到1200M，如采用中继器，则可在网络上连接更多的设备，网络的长度也可延长到9600M。波特率最高可达12Mbps。4、自由口协议自由口协议是指通过用户程序控制CPU主机的通信端口的操作模式来进行通信。当选自由口模式且主机处于RUN方式下，用户可通过发送/接收中断、发送/接收指令编写的程序来控制串行通信口的运作。当自由口通信被终止，通信口自动切换到正常PPI协议操作。二、PROFIBUS－DP网络应用实例本实例以PROFIBUS－DP总线在物流实验控制的应用来讲解，该网络通信系统由3台S7-200PLC、3个EM277模块、一个CP5611卡组成。3台S7-200PLC分别控制辊道、机械手、堆垛机，上位机使用WinCC组态监控软件对整个系统进行监控。这里采用PROFIBUS-DP现场总线进行通信，监控计算机上安装PCI接口的CP5611卡，下位机PLC使用EM277模块。监控计算机作为DP主站，三个西门子S7-200PLC作为DP从站。通信方案如图1。CP5611卡上位机WINCCEM277DP模块S7-224PLC辊道Profibus-DP总线EM277DP模块S7-226PLC机械手EM277DP模块S7-226PLC堆垛机监控计算机：DP主站，地址为1（包括SIMATICNET、Step7v5.3软件）DP从站，地址为3DP从站，地址为4DP从站，地址为5上位机下位机2.1硬件需求一台S7-200CPU224、两台S7-200CPU226、3台PROFIBUS-DP接口模块EM277、PROFIBUS-DP网卡CP5611、PROFIBUS-DP电缆头。通过EM277PROFIBUS-DP扩展从站模块，可将S7-200CPU连接到PROFIBUS-DP网络。EM277经过串行I/O总线连接到S7-200CPU。PROFIBUS网络经过其DP通信端口，连接到EM277PROFIBUS-DP模块。这个商品可运行于9600波特和12M波特之间的任何PROFIBUS波特率。作为DP从站，EM277模块接受从主站来的多种不同的I/O配置，向主站发送和接收不同数量的数据。这种特性使用户能修改所传输的数据量，以满足实际应用的需要。与许多DP从站不同的是，EM277模块不仅仅是传输I/O数据。EM277能读写S7-200CPU中定义的变量数据块。这样使用户能与主站交换任何类型的数据。首先将数据移到S7-200CPU中的变量存储器，就可将输入、计数值、定时器值或其它计算值传送到主站。类似地，从主站来的数据存储在其S7-200CPU中的变量存储器内，并可移到其它数据区。EM277PROFIBUSDP模块的技术规范说明订货号EM277PROFIBUS-DP模块6ES7277-0AA22-0XA0物理特性尺寸（W×H×D）重量功率损失（耗散）71x80x62mm175g2.5W通信性能节点数电气接口隔离（外部信号到PLC逻辑）PROFIBUS-DP/MPI波特率(自动设置)1portRS-485500VAC(电气)9.6,19.2,45.45,93.75,187.5和500kbps；1,1.5,3,6和12Mbps协议PROFIBUS-DP从站和MPI从站电缆长度93.75kbps以下187.5kbps500kbps1－1.5Mbps3-12Mbps1200m1000m400m200m100m网络能力站地址设定每个段最多站数每个网络最多站数0－99(由旋转开关设定)32126，最大到99个EM277站MPI连接总共6个，其中2个预留(1个为PG，1个为OP)电源损耗＋5VDC(从I/O总线)150mA24VDC输入电源需求电压范围最大电流端口工作电流端口增加5V，90mA输出端口增加24V，120mA输出电源噪声(10MHz)隔离(输入电源与逻辑电路之间)20.4－28.8VDC30mA60mA180mA峰峰值1V500VAC,1分钟通讯口上5VDC电源每个口最大电流隔离变压器与24VDC输入和逻辑电路隔离90mA500VAC，1分钟通讯口上24VDC电源电压范围每个口最大电流电流限制隔离20.4－28.8VDC120mA0.7－2.4A非隔离灯灭红灯亮红灯闪烁绿灯亮CPU故障模块完好内部模块故障－－电源无24VDC电源－－24VDC接通DP错误没有错误处于非数据交换模式参数/组态错误－DX模式不处于数据交换模式－－处于数据交换模式2.2软件需求Step7v5.3Simaticnetv6.3WinCCv6.02.3组态PC站（1）打开Step7v5.3，新建一个工程（2）在Step7中安装EM277的GSD文件（siem0809.gsd），打开STEP7，新建一个工程然插入一个PCStation，并把插入的PCStation重命名为DP安装EM277的GSD文件（siem0809.gsd），可从西门子驱动网站下载。安装EM277的GSD文件（siem0809.gsd）后，如下图：双击DP站的硬件组态，在第一行插入APPLICATION，在第四行插入CP5611，并标示CP5611为DP-MASTER，然后建立一个PROFIBUS网络。设定网络参数如：主站地址、网络协议、网络波特率等等。设置波特率，及主站地址把CP5611设置为DP主站在PROFIBUS－DP网上添加EM277作为从站并设置从站地址。设置EM277从站地址，分别为3，4，5设置数据交换，选择32bytesin/32bytesout（可根据实际需要选定）。即可对V变量区32个字节的数据分别读写选择从VB1000至VB1063的64个字节数据作为数据交换区。偏移量为1000即：VB1000－VB1031作为S7－200的输入区，VB1032－VB1063作为S7－200的输出区。In和Out是相对于主站来说的，即In表示WinCC（上位机组态监控软件）从S7-200系列PLC读入数据，Out表示WinCC向S7-200系列PLC写出数据。In和Out与数据存储区V区对应。在该例中，Out与PLC中数据存储区的VB1000~VB1031对应，In与PLC中的存储区的VB1032~VB1063对应。编译保存2.4配置PCStATION在这个例子，我们用到了SIMATICNETV6.3，点击“开始”－SIMATIC－SIMATICNET－ConfigurationConsole。进入网卡配置界面，选择CP5611，在GENERAL界面中将操作模式选择为CONFIGUREDMODE，在INDEN中选择4，点击APPLY按钮，组态完成。检查主站硬件配置是否正确检查主站和从站是否组态正确，如下图，2号地址为主站，3、4、5号地址为从站。打开PCSTATIONCONFIGURATOREDITOR在其中的第一行加入APPLICATION。改PCStation的站名为DP使之与之前在STEP7中组的PC站名相同2.5设置接口添加CP5611卡如下图：设置PG/PCINTERFACE，设置访问点S7ONLINE指向PCINTERNAL，如下图：访问点CP－L2－1指向中CP5611（PROFIBUS）。访问点Micro/WIN指向中CP5611（PROFIBUS）。把STEP7中组态好的DP网络下载到PCSTATION中，并确认组态。确认组太正确，如下图：2.6组态WinCC首先，打开WinCC，新建一个工程。在变量管理器中，添加驱动程序连接选择，ProfibusDP.chn通讯驱动程序在ProfibusDP添加新的驱动程序连接，会出现一个握手链接。设置握手连接的属性，如下图：设置从站地址，如下图：新建变量无符号8位数VB1000，二进制数V1001_1，这两个变量是WINCC写到S7-200PLC中，如下图：建立VB1000变量设置输入输出属性为输出，字节偏移量为0建立变量V1001_1设置输入输出属性为输出，字节偏移量为1，位偏移量为1新建变量无符号8位数VB1032，二进制数V1033_1，这两个变量是从S7-200PLC中读到WinCC中，如下图：设置输入输出属性为输入，字节偏移量为0建立变量V1033_1设置输入输出属性为输入，字节偏移量为1，位偏移量为1变量建立完成，如下图：新建图形监控画面打开图形编辑画面添加两个I/O域，两个文本框，如下图组态I/O域1，用于显示VB1032的值连接变量VB1032组态I/O域2，用于输入VB1000的值，写到PLC中连接变量VB1032运行WINCC系统运行结果谢谢！