为了节约成本,在我国S7-300 PLC与S7-200 PLC之间的现场总线通信在工业控制中有不少的应用,如图4-117所示为某铜矿的S7-300 PLC与S7-200 PLC之间的PROFIBUS-DP现场总线通信的硬件组态的实例,由于此实例比较复杂。在此不详细介绍。
图4-117 某铜矿的S7-300 PLC与S7-200 PLC之间的PROFIBUS-DP现场总线通信的硬件组态的实例
下面以一台CPU 314C-2DP与一台CPU 226CN之间的PROFIBUS现场总线通信为例介绍S7-200 PLC与S7-300 PLC之间的现场总线通信。
【例4-12】模块化生产线的主站为CPU 314C-2DP,从站为CPU 226CN和EM277的组合,主站发出开始信号(开始信号为高电平),从站接收信息,并使从站的指示灯以1s为周期闪烁。同理,从站发出开始信号(开始信号为高电平),主站接收信息,并使主站的指示灯以1s为周期闪烁。
【解】
1.主要软硬件配置
①1套STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP9。
②1套STEP 7 V5.5 SP2。
③1台CPU 226CN。
④1台EM277。
⑤1台CPU 314C-2DP。
⑥1根编程电缆(或者CP5611卡)。
⑦1根PROFIBUS网络电缆(含两个网络总线连接器)。
PROFIBUS现场总线硬件配置如图4-118所示,PROFIBUS现场总线通信PLC接线如图4-119所示。
图4-118 PROFIBUS现场总线硬件配置图
图4-119 PROFIBUS现场总线通信PLC接线图
a)CPU 314C-2DP PLC接线图 b)CPU 226CN PLC接线图
2.CPU 314C-2DP的硬件组态
S7-300 PLC与S7-200 PLC的PROFIBUS通信总的方法是:首先对主站CPU 314C-2DP的硬件进行硬件组态,下载硬件,再编写主站程序,下载主站程序;编写从站程序,下载从站程序,最后便可建立主站和从站的通信。具体步骤如下:
1)打开STEP 7软件。双击桌面上的快捷键 ,打开STEP 7软件。当然也可以单击“开始”→“所有程序”→“SIMATIC”→“SIMATIC Manager”,打开STEP 7软件。
2)新建项目。单击“新建”按钮 ,弹出“新建 项目”对话框,在“命名(M)”中输入一个名称,本例为“DP_200”,再单击“确定”按钮,如图4-120所示。
3)插入站点。单击菜单栏“插入”菜单,再单击“站点”和“SIMATIC 300站点”子菜单,如图4-121所示,这个步骤的目的主要是为了插入主站。将主站“SIMATIC 300(1)”重命名为“Master”,双击“硬件”,打开硬件组态界面,如图4-122所示。
4)插入导轨。展开项目中的“SIMATIC 300”下的“RACK-300”,双击导轨“Rail”,如图4-123所示。硬件配置的第一步都是加入导轨,否则下面的步骤不能进行。
5)插入CPU。展开项目中的“SIMATIC 300”下的“CPU-300”,再展开“CPU 314C
图4-120 新建项目(2)
图4-121 插入站点
图4-122 打开硬件组态
-2DP”下的“6ES7314-6CG06-OABO”,将“V2.6”拖入导轨的2号槽中,如图4-124所示。若选用了西门子的电源,在配置硬件时,应该将电源加入到第一槽,本例中使用的是开关电源,因此硬件配置时不需要加入电源,但第一槽必须空缺,建议读者最好选用西门子电源。
图4-123 插入导轨
图4-124 插入CPU
6)配置网络。双击2号槽中的“DP”,弹出“属性-DP”对话框,单击“属性”按钮,再弹出“属性-PROFIBUS接口”对话框,如图4-125所示;单击“新建”按钮,再弹出“属性-新建子网PROFIBUS”对话框,如图4-126所示;选定传输率为“1.5Mbps”和配置文件为“DP”,单击“确定”按钮,如图4-127所示。从站便可以挂在PROFIBUS总线上。
7)修改I/O起始地址。双击2号槽中的“DI24/DO16”,弹出“属性-DI24/DO16”对话框,如图4-128所示;去掉“系统默认”前的“√”,在“输入”和“输出”的“开始”中输入“0”,单击“确定”按钮,如图4-129所示。这个步骤目的主要是为了使程序中输入和输出的起始地址都从“0”开始,这样更加符合习惯,若没有这个步骤,也是可行的,但程序中输入和输出的起始地址都从“124”开始,不方便。
图4-125 新建网络(www.xing528.com)
图4-126 设置通信参数
图4-127 配置网络
图4-128 修改I/O起始地址(1)
图4-129 修改I/O起始地址(2)
8)配置从站地址。先选中“PROFIBUS”,再展开项目,先后展开“PROFIBUS-DP”→“Additional Field Device”→“PLC”→“SIMATIC”,再双击“EM277 PROFIBUS-DP”,弹出“属性-PROFIBUS接口”对话框,将地址改为“3”,最后单击“确定”按钮,如图4-130所示。
9)分配从站通信数据存储区。先选中3号站,展开项目“EM277 PROFIBUS-DP”,再双击“2 Byte In/2 Byte Out”,如图4-131所示。当然也可以选其他的选项,这个选项的含义是:每次主站接收信息为2个字节,发送的信息也为2个字节。
10)设置周期存储器。双击“CPU 214C-2DP”,打开属性界面,选中“周期/时钟存储器”选项卡,勾选“时钟存储器”,输入“100”,单击“确定”按钮即可,如图4-132所示。
图4-130 配置从站地址
图4-131 分配从站通信数据存储区
图4-132 设置周期存储器
11)下载硬件组态。到目前为止,已经完成了硬件的组态,单击“保存和编译”按钮 ,若有错误,则会显示;没有错误,系统将自动保存硬件组态;接着单击“下载”按钮 ,系统将硬件配置下载到PLC中。下载硬件的步骤是不可缺少的,否则前面所做的硬件配置的工作都是徒劳的,但保存和编译步骤可以省略,因为单击下载按钮也可以起到这个作用。
12)打开块并编译程序。激活“SIMATIC Manager-profibus”界面,展开工程“DP 200”,选中“块”,如图4-133所示。单击“OB1”,弹出“属性-组织块”对话框,再单击“确定”按钮。之后弹出的“LAD/STL/FBD”界面实际上是程序编辑界面,在此界面上输入如图4-134所示的程序。
图4-133 打开OB1(1)
图4-134 CPU 314C-2DP的程序
3.编写程序
(1)编写主站的程序
按照以上步骤进行硬件组态后,主站和从站的通信数据发送区和接收数据区就可以进行数据通信了,主站和从站的发送区和接收数据区对应关系见表4-26。
表4-26 主站和从站的发送区和接收数据区对应关系
主站将信息存入QW2中,发送到从站的VW0数据存储区,那么主站的发送数据区为什么是QW2呢?因为CPU 314C-2DP自身是16点数字输出占用了QW0,因此不可能是QW0,QW2是在前面的序(9)中设定的。当然也可以设定为其他的单元,但不可以设定为QW0。从站的接收区默认为VW0,从站的发送区默认为VW2,这个单元是可以在硬件组态时更改的,请读者参考西门子的相关手册。从站的信息可以通过VW2送到主站的IW3。注意,务必要将组态后的硬件和编译后软件全部下载到PLC中。
(2)编写从站程序
在桌面上双击快捷键 ,打开软件V4.0 STEP 7 STEP 7 Micro/WinSP9,在梯形图中输入如图4-135所示的程序;再将程序下载到从站PLC中。
图4-135 CPU 226CN的程序
4.硬件连接
主站CPU 314C-2DP有两个DB9接口,一个是MPI接口,它主要用于下载程序(也可作为MPI通信使用),另一个DB9接口是DP口,PROFIBUS通信使用这个接口。从站为CPU 226CN+EM277,EM277是PROFIBUS专用模块,这个模块上的DB9接口为DP口。主站的DP口和从站的DP口通过专用的PROFIBUS电缆和专用网络接头相连,主站和从站的硬件连线如图4-118所示。
PROFIBUS电缆是2线屏蔽双绞线,两根线为A线和B线,电线塑料皮上印刷有A、B字母,A线与网络接头上的A端子相连,B线与网络接头上的B端子相连即可。B线实际与DB9的第3针相连,A线实际与DB9的第8针相连。
【关键点】在前述的硬件组态中已经设定从站为第三站,因此在通信前,必须要将EM277的“站号”选择旋钮旋转到“3”的位置,否则,通信不能成功。此外,完成设定EM277的站地址后,必须将EM277断电,新设定的站地址才能生效。从站网络连接器的终端电阻应置于“on”,如图4-136所示。若要置于“off”,只要将拨钮拨向“off”一侧即可。
图4-136 网络连接器的终端电阻置于“on”
5.软硬件调试
用PROFIBUS的电缆将S7-300的DP口与EM277的DP口相连,将S7-300端的网络连接器上的拨钮拨到“on”,并将EM277端的网络连接器上的拨钮拨到“on”上,再将程序下载到PLC中,最后将PLC的运行状态从“STOP”都拨到“RUN”上。
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