SIMATIC S7通訊在鍍鋅生產(chǎn)線上的應(yīng)用

徐立勇

摘 要：S7通訊（S7-communication）主要用于S7-400與400、S7-400與300PLC之間的通訊，是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)的一種優(yōu)化的通訊協(xié)議。本文通過(guò)研究S7通訊在鍍鋅生產(chǎn)線上PLC中的應(yīng)用，闡述了不同PLC內(nèi)CPU的雙邊通訊方法等，從此論文的技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，對(duì)作為維護(hù)行業(yè)的人員業(yè)務(wù)水平提升奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：S7通訊 工業(yè)以太網(wǎng) 雙邊

中圖分類號(hào)：TP278 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0029-01

1 S7通訊協(xié)議分類

PLC通訊協(xié)議主要可分為：MPI、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)三種。

1.1 MPI通訊協(xié)議

MPI是多點(diǎn)接口的簡(jiǎn)稱。S7-300/400 CPU都集成了MPI通信協(xié)議和MPI的物理層RS-485接口。最大傳輸速率為12M Bit/S。PLC通過(guò)MPI能同時(shí)連接運(yùn)行STEP 7的編程器、計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面（HMI）及其它SIMATIC S7 M7和C7。STEP 7用戶界面提供了PLC硬件組態(tài)功能，使得PLC硬件組態(tài)很簡(jiǎn)單。STEP 7用戶界面提供了通信組態(tài)功能，使通信組態(tài)也變得簡(jiǎn)單。聯(lián)網(wǎng)的CPU可以通過(guò)MPI接口實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)（GD）服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。每個(gè)CPU可以使用的MPI連接總數(shù)與CPU的型號(hào)有關(guān)。

1.2 PROFIBUS通訊協(xié)議

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS是用于車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)層的通信系統(tǒng)。S7-300/400 PLC可以通過(guò)通信處理器或集成在CPU上的PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)上。帶有PROFIBUS DP主站/從站接口的CPU能夠?qū)崿F(xiàn)高速和使用方便的分布式I/O控制。PROFIBUS的物理層是RS-485接口。最大傳輸速率為12M Bit/S，最多可以與127個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)中可以串接中繼器，用光纖通信距離可達(dá)90km。

1.3 工業(yè)以太網(wǎng)

工業(yè)以態(tài)網(wǎng)用于工廠管理層和單元層的通信系統(tǒng)。用于對(duì)時(shí)間要求不太嚴(yán)格，需要傳送大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。西門子的工業(yè)以態(tài)網(wǎng)的傳輸速率為10 M/100M Bit/S，最多可以達(dá)到1024個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的最大范圍為150 km。西門子的S7和S5 PLC通過(guò)PROFIBUS（FDL協(xié)議）或工業(yè)以態(tài)網(wǎng)ISO協(xié)議，可以利用S7和S5的通信服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2 S7通訊的實(shí)際應(yīng)用

鍍鋅生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)共有5套S7-400PLC組成，每臺(tái)PLC機(jī)架有多個(gè)CPU，不同PLC內(nèi)的CPU之間以及同機(jī)架的CPU之間都存在通訊。下面就以不同機(jī)架之間的CPU通訊為例講述S7通訊的實(shí)際應(yīng)用方式方法。

不同機(jī)架間的CPU通訊是采用工業(yè)以太網(wǎng)方式進(jìn)行，機(jī)架之間通過(guò)CP443-1的以太網(wǎng)線進(jìn)行互連。要想實(shí)現(xiàn)CPU之間的通訊，首先要進(jìn)行硬件組態(tài)里的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，然后再建立相應(yīng)的程序塊進(jìn)行編程。本文以PLC1的第一個(gè)CPU（名稱為SSFN）和PLC2的第一個(gè)CPU（名稱為SSFP1）通訊為研究對(duì)象。介紹說(shuō)明實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同機(jī)架CPU之間通訊需要設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和程序編程。

（1）網(wǎng)絡(luò)組態(tài)內(nèi)單擊PLC1的第一個(gè)CPU，彈出連接設(shè)置畫面。

SSFN CPU共建立了4個(gè)S7連接，分別為：SSFN CPU與本PLC的LCON CPU通訊，與PLC5的MTR CPU通訊，與PLC2的SSFP1和SSFP2 CPU通訊。與內(nèi)部CPU通訊使用的連接方式為PLC internal方式，與外部CPU通訊用到的是Ethernet方式。雙擊與SSFP1的連接，彈出通訊連接設(shè)定對(duì)話框：

通訊連接設(shè)定，為雙邊通訊，其中Establish an active connection選項(xiàng)勾選，代表連接方式為主動(dòng)連接，Local ID號(hào)設(shè)定為55表示通訊ID號(hào)，本地接口地址10.72.2.1為PLC1的CP通訊模塊的地址，同樣伙伴地址10.72.2.2為PLC2通訊模塊的地址。同樣設(shè)定PLC2中SSFP1的通訊連接，不同的是Establish an active connection選項(xiàng)不用勾選，本地接口地址為PLC2的通訊模塊地址，伙伴接口地址為PLC1的通訊模塊地址，但Local ID也要設(shè)定成55，兩個(gè)ID號(hào)保持一致，這樣兩個(gè)CPU的通訊才可以建立。

（2）網(wǎng)絡(luò)組態(tài)連接完成后編譯保存即可，接下來(lái)還要進(jìn)行通訊程序塊的建立。由于建立的連接雙邊通訊，因此兩個(gè)CPU通訊調(diào)用S7自帶的通訊功能塊SFB12、SFB13來(lái)完成，其中SFB12為數(shù)據(jù)發(fā)送功能塊，SFB13為數(shù)據(jù)接收功能塊。

3 結(jié)語(yǔ)

S7通訊有多種方式，本文僅從一種方式入手研究了S7通訊的方法，說(shuō)明了完成通訊、硬件組態(tài)、程序編程方面需要做的工作，京唐冷軋鍍鋅線自動(dòng)化技術(shù)水平在世界自動(dòng)化水平中屬一流，即使高水平的自動(dòng)化技術(shù)也離不開S7基礎(chǔ)理論知識(shí)，因此S7通訊技術(shù)在自動(dòng)化應(yīng)用中非常重要。明白了S7通訊，為以后研究整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)都打好了基礎(chǔ)，對(duì)于自動(dòng)化維護(hù)行業(yè)來(lái)說(shuō)，從S7通訊入手研究自動(dòng)化，也是未嘗不可的。

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