应用S7-200 PLC以太网通信技术实现优化

S7-200系列PLC自身不带以太网接口，因此要组成以太网必须配备以太网模块CP243-1或者CP243-1 IT。

S7-200 PLC间的以太网通信只能用S7方式进行，其中一台作为客户端（Client），其余的为服务器端（Server）。以下用一个例子介绍两台S7-200间的以太网通信。

【例6-8】一台S7-200作为服务器端，另一台S7-200作为客户端，当服务器端发出一个起停信号时，客户端收到信号并起停一台电动机。

【解】

1.软硬件配置

①2台CPU 226CN。

②2台CP 243-1 IT以太网模块。

③1台8口交换机。

④1根PC/PPI电缆（USB口）。

⑤2根带水晶接头的8芯双绞线（正线或者反线）。

⑥1台个人电脑（含网卡）。

⑦1套STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP9。

S7-200间的以太网通信硬件配置图如图6-78所示，接线图如图6-79所示。

图6-78 S7-200间的以太网通信硬件配置图

a）方案1 b）方案2

图6-79 接线图

方案1中的网线可以是正连接和反连接，原因在于交换机具有自动交叉线功能，而方案2的网线只能是正连接。

【关键点】方案1使用的双绞线是反线连接，由于交换机具有自动交叉网线（auto-cross-over）功能，所以采用正线连接也是可行的，当然交换机换成集线器（HUB）也可以，但最佳的选择就是使用工业交换机。方案2（不经过交换机或者HUB），那么只能采用正线连接，而不能采用反线连接。

2.将一台S7-200设置成服务器端

要实现S7-200 PLC间的以太网通信，首先要对S7-200进行设置，并利用STEP 7-Micro/WIN的“以太网向导”生成通信，以下为具体的步骤：

1）首先建立STEP 7-Micro/WIN与S7-200之间的通信。启动STEP 7-Micro/WIN编程软件，新建项目并命名为“EtanServer”，读取或者设置PLC的类型，再单击“确定”按钮，如图6-80所示。

图6-80 读取PLC的类型

在“查看”中，单击“通信”按钮，弹出“通信”界面，再单击“设置PG/PC接口”按钮，如图6-81所示。

图6-81 设置PG/PC接口

如图6-82所示，先选中“PC/PPI（PPI）”选项，再单击“属性”按钮，弹出如图6-83属性界面，选中“USB”接口（若使用的是RS-232C接口的PC/PPI，则此处应选择COM1），单击“确定”按钮，回到图6-82界面，再单击“确定”按钮。

图6-82 设置通信参数

图6-83 设置计算机的接口

此时回到如图6-81的界面，双击“双击刷新”，找到“CPU 226 CN”，其地址为2，如图6-84所示，单击“确定”按钮。

图6-84 设置计算机的接口

2）打开“以太网向导”。单击“工具”→“以太网向导”，弹出“以太网向导”初始界面，如图6-85和图6-86所示，单击“下一步”按钮。

图6-85 打开以太网向导

3）指定模块位置。在模块位置中输入位置号，本例为“0”，再单击“读取模块”按钮，若读取成功，则模块的信息显示在如图6-87所示的序号“3”处，单击“下一步”按钮。

图6-86 以太网向导初始界面

图6-87 指定模块位置

4）指定模块地址。在IP地址中输入“192.168.0.2”（也可以是其他有效IP地址），在“子网掩码”中输入“255.255.255.0”，网关可以空置，“为此模块指定通信连接类型”中选择“自动检测通信”选项，最后单击“下一步”按钮，如图6-88所示。

5）指定命令字节和连接数目。因为只有两个模块，所以“为此模块配置的连接数”选定为“1”，再单击“下一步”按钮，如图6-89所示。

图6-88 指定模块地址

图6-89 指定命令字节和连接数目

6）配置连接。将客户端的“远程属性”设置为“10.00”，再将客户端的IP地址设定“192.168.0.3”，注意，客户端IP地址必须与服务器端的IP地址在一个网段，否则不能通信。再勾选序号“3”处，单击“确定”按钮，如图6-90所示。

7）CRC保护与保持现用间隔。选中序号“1”处的选项，单击“下一步”按钮，如图6-91所示。

8）分配配置内存。单击“建议地址”按钮，再单击“下一步”按钮，如图6-92所示。注意生成的建议地址VB159～VB317供通信使用，读者编程不可使用。

图6-90 配置连接

图6-91 CRC保护与保持现用间隔(www.xing528.com)

图6-92 分配配置内存

9）生成项目部件。单击“完成”按钮，以太网向导完成，如图6-93所示，STEP 7-Micro/WIN自动生成通信指令。

图6-93 生成项目部件

3.将另一台S7-200设置成客户端

将S7-200设置成客户端的步骤1）～3）与将S7-200设置成服务器端的步骤相同，在此不再赘述，只是在步骤1）中将工程命名为“EtanClient”，以下将从步骤4）开始。

4）指定模块地址。在IP地址中输入“192.168.0.3”，在“子网掩码”中输入“255.255.255.0”，网关可以空置，“为此模块指定通信连接类型”中选择“自动检测通信”选项，最后单击“下一步”按钮，如图6-94所示。IP地址的末位可以为小于等于255，但应为除2外的所有整数。

图6-94 指定模块地址

5）指定命令字节和连接数目。因为只有两个模块，所以“为此模块配置的连接数”选定为“1”，再单击“下一步”按钮，如图6-95所示。

图6-95 指定命令字节和连接数目

6）配置连接。将“远程属性”设置为“10.00”，再将“为此连接服务器端的IP地址”设定“192.168.0.3”，注意，服务器端的IP地址必须是前面设置服务器端的IP地址，否则不能通信。单击“确定”按钮，如图6-96所示。

图6-96 配置连接（1）

有关远程对象的TSAP的含义如下：

1）如果连接的远程对象是S7-200 PLC，使用以下算法确定远程TSAP。

①TSAP的第一个字节是0x10+连接数目。

②TSAP的第二个字节是模块位置。

2）如果连接远程对象是S7-300或S7-400，使用以下算法确定远程TSAP。

①TSAP的第一个字节是0x3+连接数目。

②TSAP的第二个字节代表模块架和槽位的编码数值。字节的第三个位是模块架，最后5个位是编码槽号。

单击“新传输”按钮，再单击“确定”按钮，如图6-97所示。

图6-97 配置连接（2）

如图6-98所示，在“1”处，选定“从远程服务器端读取数据”，“2”处选定1，因为一个字节可以包含8个开关量信息，而本例只有一个开关量。“3”和“4”处的含义是将服务器端的VB0中的数据传送到客户端的VB0中去。再单击“确定”按钮。

图6-98 配置连接（3）

7）CRC保护与保持现用间隔。如图6-99所示，先选定“是，为数据块中的此配置生成CRC保护”，再单击“下一步”按钮。

图6-99 CRC保护与保持现用间隔

8）分配配置内存。如图6-100所示，先单击“建议地址”按钮，再单击“下一步”按钮。

图6-100 分配配置内存

9）生成项目部件。如图6-101所示，单击“完成”按钮，完成客户端的配置。

4.编写程序

1）模块控制指令使用说明。ETHx_CTRL指令是以太网向导自动生成的，它开始和执行以太网模块错误检查。应当在每次扫描开始调用该指令，且每个模块仅限使用一次。每次CPU更改为RUN（运行）模式时，该指令命令CP 243-1以太网模块检查V内存区是否存在新配置。如果配置不同或CRC保护被禁止，则用新配置重设模块。当以太网模块准备从其他指令接收命令时，CP_Ready变为现用。Ch_Ready有一个指定给每个通道的位，显示该特定通道的连接状态。例如，当通道0建立连接后，位0打开。ETHx_CTRL的指令格式见表6-19。

图6-101 生成项目部件

表6-19 ETHx_CTRL的指令格式

ETHx_XFR指令也是以太网向导自动生成的，通过指定客户端连接和信息号码，命令在S7-200和远程连接之间进行数据传送。只有在选择至少配置一个客户端连接时，才会生成。数据传送所需的时间取决于使用的传输线路类型。如果希望提高传输速度，则应使用配备扫描时间低于1 s的程序。EN位必须打开，才能启用模块命令，EN位应当保持打开，直至设置表示执行完成的Done（完成）位置位。当START（开始）输入打开且模块目前不繁忙时，XFR命令在每次扫描时均被发送至以太网模块。START（开始）输入可通过仅允许发送一条命令的边缘检测元素用脉冲方式打开。Chan_ID是在向导中配置的一条客户端通道的号码。使用向导中指定的符号名。Data（数据）是为在向导中配置的指定信号定义的一个数据传送。使用向导中指定的符号名。Abort（异常中止）命令以太网模块停止在指定通道上的数据传送。该命令不会影响其他通道上的数据传送。如果指定通道的“保持现用”功能被禁用，当超出预期的超时限制时，则使用“异常中止”参数取消数据传送请求。当以太网模块完成数据传送时，Done（完成）打开。Error（错误）包含数据传送结果。ETHx_XFR（数据传输）的指令格式见表6-20。

表6-20 ETHx_XFR（数据传输）

2）编写程序。先编写服务器端的程序如图6-102所示，将程序下载到服务器端中。

图6-102 服务器端程序

再编写客户端的程序如图6-103所示，将程序下载到客户端中。

图6-103 客户端程序

客户端通道号码（Chan_ID）的符号是PeerMessage00_1，数据（Data）的符号是Con_- nectin0_0，这两个符号是以太网向导自动生成的，当打开如图6-104的符号表可知：PeerMessage00_1的地址是VB152，Connectin0_0的地址是VB151，编写程序时，只要将VB151写入客户端通道号码（Chan_ID）中，将自动弹出Connectin0_0，将VB152写入数据（Data）中，将自动弹出PeerMessage00_1。

图6-104 符号表

3）程序运行结果。当服务器端和客户端运行时，若服务器端上的I0.0闭合，客户端上Q0.0控制的电动机起动；若服务器端上的I0.1闭合，客户端上Q0.0控制的电动机停止转动。