5.5.3  西门子PLC以太网配置实例

5.5.3 西门子PLC以太网配置实例

1.计算机通过以太网与S7-200PLC联网组态实例

（1）局域网连接

其配置如图5-66所示，计算机用以太网接口，通过以太网与两台分别配置有以太网（CP 243-1）模块和互联网（CP 243-1IT）模块的S7-200连网。

连网后，计算机运行STEP 7-Micro/WIN编程软件，可监控PLC，上下载PLC程序、设置及相关数据。同时，安装了STEP 7-Micro/WIN之后，计算机上会有一个标准浏览器（S7-200 Explorer），可用它来访问互联网（CP243-1 IT）模块的主页。如果计算机可运行其他有关应用程序，也可监控PLC，或与PLC交换数据。同时，PLC之间也可通信、交换数据。而为实现这些功能还须做以下3方面的组态：

1）计算机方组态。计算机需配置使用TCP/IP协议。具体应在设置PG/PC接口对话框中，选取对应的以太网接口协议。当安装好西门子编程软件后，此设置接口会自动加载在Windows的“我的电脑”的“控制面板”中。运行STEP 7-Micro/WIN编程软件后出现的“View”中也有该窗口。只要点击“控制面板”或“View”中该项，即可弹出此窗口。

2）CP-243-1组态。可点击STEP 7-Micro/WIN编程软件的主菜单“Tools”下“Ether-net Wizard”（以太网配置向导）项，在弹出“Ethernet Wizard”窗口后，按提示一步步操作。主要是对模块的IP地址，使用的内存区做指定。在完成以太网向导后，会生成一个网络配置子程序（ETHx_CTRL）。如图5-67所示，要在程序中用SM0.0（常ON接点）调用这个子程序。该图中的状态字VW0、VW2地址由用户指定，要注意不能与其他做配置时指定的V存储区重复。

图5-66 10/100兆以太网

图5-67 以太网控制子程序

将此程序下装到CPU中，然后将CPU重新上电，并运行，此时对以太网的配置才开始生效。结合上述完成的计算机上设置PG/PC接口组态，即可进入Communications（通信）中与CPU编程通信。

如果要进行S7-200 PLC之间通信，还须在以太网配置向导中指定连接数（细节见下例）。最多可组态8个连接。每个连接可以是服务端，也可是客户端。前者用以接受对方访问（可以是指定一个对方，也可多个），后者用以访问对方。如果组态为客户端，还要指定对方IP地址，传送（读写）的数据区，组态完成后会生成数据传送子程序（ETHx_XFR）；如果组态为服务端，可选定一个（要指定与其连接的IP地址）或多个连接。组态完成后生成子程序。有了这子程序，PLC间要通信，可由客户端执行器生成的子程序，发起通信，服务端不必运行程序即可响应。进而实现双方交换数据。

要指出的是，其他厂家的PLC虽也支持以太网TCP/IP协议，但不能与西门子的CPU用以太网通信。因为在应用层协议中，西门子使用的是S7协议。其他厂家的CPU虽然能接收到西门子CPU的数据包，却读不懂S7协议的内容，反之亦然。西门子的以太网模块只允许在西门子的产品间进行工业以太网通信。再CP243-1上只有一个RJ45口，没有BFOC口，不能与光纤电缆直接连接。但可以用一个OMC（单点）模块或OSM（多点）模块来将RJ45口的连接转换成光纤连接。通过无线交换机等网络设备，CP243-1可以连接无线以太网。

3）CP-243-IT组态。除了要进行如CP-243-1一样的以太网组态之外，还要进行IT组态。不管哪个组态都使用STEP 7-Micro/WIN编程软件的主菜单“Tools”下“Internet Wiz-ard”（互联网配置向导）项，在弹出“Internet Wizard”窗口后，按提示一步步操作。除了与CP243-1一样做好以太网组态。还要选择是否进一步做IT组态。如果要组态所有IT功能，则生成ETHx_EMAIL、ETHx_FTPC子程序。可分别调用以向对方发送电子邮件及进行FTP文件传送。至于WEB服务，连网后在计算机上用浏览器键入其IP地址即可进入页面，即它的起始页面。进而可点击有关链接进入其他页面。西门子供应CP243-IT模块时还提供可用Java语言编辑页面的工具。这些属于编程的范围。这里略。

（2）互联网连接

如图5-68所示，计算机还可通过互联网与PLC连接。

图5-68 计算机通过互联网与PLC联网

从图知，这里PLC站点与计算机站点都是通过路由器、ISP（Internet Service Provider，互联网服务供应商服务器）接入互联网。然后进行通信。

为了PLC系统安全，建议在PLC方最好使用可设定密码的路由器，如图5-69所示的深圳赛远公司的SY-RSCM300。其主要性能有：全双工10/100Mbit/s；路由及防火墙功能；可设置密码；工业IC设计稳定可靠；支持广域网、局域网等。该公司同时还提供有设置与使用软件。

图5-69 深圳赛远公司SY-RSCM300

从图知，它除了外接电源，还有配置口（用于路由器以配置）、一个WLAN口（上接互联网接）及4个LAN口（可接4个PLC）。为了使用该产品，该公司还设有测试实验系统，提供有SY-RSC远程通信接入软件、账户与密码。运行此软件后出现的界面如图5-70所示。

图5-70 远程接入软件界面

从图知，只要输入所提供的账户、密码，先点击【参数保存】键，后点击【连接】键。单击完以后耐心等待，依据计算机和网络的速度，一般连接服务器时间为30～60s左右。如账号、密码正确，网络正常将弹出连接成功的应答窗口。并在计算机桌面右下角出现网络连接小图标。计算机还增加一个与上述账号、密码对应连接。

连接成功后，打开S7-200编程软件STEP 7 MicroWIN V4.0 SP7。先按图5-71所示操作，设置PG/PC接口。

图5-71 设置PG/PC接口

进而按图5-72所示配置S7-200IP地址。

在配置正确的IP地址，并刷新后，如果如图5-73所示，显示该IP地址，表示连接到了远程的PLC。

一旦连接成功，如同当地串口与PLC连接一样，可上下载程序、数据，对PLC监控。可完成运行编程软件所有的工作。

2.S7-200PLC通过以太网与S7-300PLC联网实例

先组态S7-200，后组态S7-300。

（1）S7-200组态

其步骤是：

1）打开以太网向导。用STEP 7-Micro/WIN编程软件的主菜单“Tools”下“Internet Wizard”向导。只是在组态连接时，要如图5-74所示，建立1个连接。

2）组态连接。在该图1处填写模块占用的输出地址，建议使用默认值。2处配置模块的连接个数，最多可8个，本例为1。最后在3处点击“Next”按钮，将弹出如图5-75所示的“Configue Configurations”（连接组态）窗口。

图5-72 配置S7-200IP地址

图5-73 显示IP地址连接成功

图5-74 建立1个连接

图5-75 Configue Configurations窗口

3）组态客户端。在该窗口1处配置该模块为CLIENT。在2处填写SERVER端的IP地址。在3处填写TSAP（传输服务访问点）地址，请使用03.02。如果进行了联网，两个站的节点地址（MAC或IP地址）已经确定。两个连接端上的本地/远程TSAP或端口会自动获得默认值。最后在4处点击“Data Transfers”按钮，将弹出如图5-76所示“Configue CPU-to-CPU Data Transters”（CPU到CPU传送组态）窗口。

图5-76 Configue CPU-to-CPU Data Transters窗口

4）进入参数组态画面。这时该窗口还空的，还没有定义数据传送。为此可点击“New Transfer”按钮，可进入如图5-77所示参数组态画面。

图5-77 参数组态画面

5）确定读写数据地址。在该窗口1处选择是读取数据还是写入数据。2处填写通信数据的字节个数。3处填写发送数据区和接收数据区的起始地址。之后，在4处点击“OK”按钮，将回到如图5-74所示“Configue Configurations”（连接组态）窗口，并在其上点击“OK”按钮，将弹出如图5-78所示校验组态画面。

图5-78 校验组态画面

6）确定CRC校验。在该窗口1处选择CRC校验。2处使用缺省的时间间隔30s。最后点击“Next”按钮，将弹出如图5-79所示分配内存地址窗口。

图5-79 分配内存地址窗口

7）确定占用V存储区地址。在该窗口1处填写模块所占用的V存储区的起始地址。2处可通过Suggest Address按钮获得系统建议的V存储区的起始地址。最后点击3处“Next”按钮，将弹出如图5-80所示组态完成窗口。

图5-80 组态完成窗口

8）生成子程序及数据块。可在其上点击“Finish”按钮，即完成对该模块的组态。从图4-7可知，这时生成了2个子程序及1个数据块。可用以模块的初始化及数据读写调用。

9）编写子程序调用程序。具体程序如图5-81所示。用它可激活以太网模块。同时可从所组态连接的服务器指定区读取数据，并存于上述组态的内存区中。

当然，也可把S7-200组态为服务器。这时就对方运行程序，读取本站的数据。具体组态略。

（2）组态S7-300

要使用STEP 7编程软件。其步骤如下：

1）打开软件后，先建立新工程，组态S7-300站点。并点击“Options”菜单项下的“Configure Network”项，进入如图5-82所示的“NetPro”窗口。

(https://www.daowen.com)

图5-81 组态完成窗口

图5-82 NetPro窗口

2）点击S7-300站（如图示呈深色），再点击“Insert”菜单项的“New Connection...”项，将弹出如图5-83所示的“Insert New Connection”窗口。

图5-83 Insert New Connection窗口

3）选择连接类型。本例选择“unspecified S7 connection”。并点击“OK”按钮。之后将弹出如图5-84所示的“Properties of the S7 connection”窗口。

图5-84 Properties of the S7 connection窗口

4）激活连接。因这时S7-200已组态、连网，并拥有IP地址。故在标记“Establish an active connection”项，输入S7-200的IP地址，并点击“Address Details...”按钮，将弹出如图5-85所示的“address details”窗口。

图5-85 address details窗口

5）确定TSAP。对方（Partner）组态应与S7-200当初的相同。而当地（S7-300）的组态应为10+Connection号.机架号+CPU槽号。本例为10.02。

6）编辑并存储。然后由“NetPro”下载给S7-300站。

7）建立数据块DB11，其长度要足够长，以便于交换数据，也下载此数据块给S7-300。至此组态完成。

8）这时，只要PLC在线运行、网络工作，打开“STEP 7 Micro/WIN”软件，在线后，通过状态表，即可监视到接收到存放VB1000中的数据。

3.两套S7-300通过以太网实现通信组态实例

首先搭建一套测试设备，设备的结构图如下：两套S7-300系统由PS307电源、CPU314C-2DP、CPU314C-2PTP、CP343-1、CP343-1 IT、PC、CP5611、STEP7组成。具体组态步骤如下：

1）打开SIMATIC Manager，根据我们系统的硬件组成，插入两个S7-300的站，插入CPU，并开始相应硬件组态。

2）分别插入两个系统的以太网模块。如图5-86所示在CPU 314C-PtP机架上插入CP343-1模块。在弹出的“Properties-CP343-1”窗口上，点击“Properties”按钮。

3）之后将弹出如图5-87所示的“Properties-Ethernet interface CP343-1”窗口。并在其上设置IP地址及子网掩码，并建立以太网。

4）另一S7-300站也做类似组态。组态完两套系统的硬件模块后，分别进行下载，然后点击Network Configration按钮，打开如图5-88所示的系统的网络组态窗口NetPro，并选中CPU314。

5）在窗口的左下部分点击鼠标右键，插入一个新的网络链接，并设定链接类型为ISO-on-TCP connection或TCP connection或UDP connection或ISO Transport connection，如图5-89所示。

图5-86 插入CP343-1模块

图5-87 Properties-Ethernet interface CP343-1窗口

图5-88 网络组态窗口上选中CPU314

图5-89 插入新连接

6）以上选定后，点击“OK”按钮，将弹出如图5-90所示“Properties-ISO-on-TCP con-nection”（链接属性）窗口。使用该窗口的默认值，并根据图5-89对话框右侧信息再进行有关程序块的参数设定。

图5-90 Properties-ISO-on-TCP Connection窗口

7）当两套系统之间的链接建立完成后，用鼠标选中图标中的CPU，分别进行下载。

8）到此为止，系统的硬件组态和网络配置已经完成。下面进行系统的程序编制，在SI-MATIC Manager界面中，分别在CPU 314C-2PTP、CPU 314C-2DP中插入OB35定时中断程序块和数据块DB1、DB2，并在两个OB35中调用FC5（AG_Send）和FC6（AG_Recv）程序块，如图5-91所示。

图5-91 调用FC5（AG_Send）、FC6（AG_Recv）程序块

9）创建DB1、DB2数据块，如图5-92a所示。

10）两套控制程序已经编制完成，分别下载到CPU当中，将CPU状态切换至运行状态，就可以实现S7-300之间的以太网数据交换了。这点击编程窗口的“View”菜单项的“Data View”项，切换到数据监视状态，在图5-93所示的窗口上观测。从站可看到CPU314C-2DP的DB1数据发送到CPU314C-2PtP的DB2情况。

图5-92 CPU314C-2DP DB1及CPU314C-2PtPDB2数据块及其监视画面

除了上述两套连接，也可多套连接。一个实例就是沈阳旭风电子公司为本溪钢厂辽宁冶金技师学院所配置的S7-300实验室。该系统有20个实验台。每台都配置有S7-300及其以太网模块。同时还都配置计算机及以太网卡。这40个以太网接口都通过交换机连接，组成星形拓扑的因特网。20台计算机、PLC站点都有自身唯一的IP地址。如图5-93所示，每台PLC站点还分别命名为IE1～IE20（但该图仅显示部分站点）。

该图点击了IE1站点的CPU图标，从图下方可见到这里以组态的连接。指明了连接的类型是UDP connection，自身及连接对方的IP地址。当然为了PLC间交换数据，连接双方的PLC还都得与上述S7-200PLC通过以太网与S7-300连网实例一样，定义数据块、编写相应程序调用FC5、FC6功能块。而网络上的任何计算机，如运行Step 7软件则可与网络上的任何一台PLC联机编程、监控。当然计算机间做好设置相互访问也是可以的。由于这里是实验室，用的是普通交换机，网络的实时性、确定性不是很理想。但作为实验、熟悉以太网组态及编程应用还是很理想的。再就是这里站点间建立连接的数量是有限制的。具体与因特网模块的性能有关。

4.PNCPIO组态实例

本例用于S7-300通过工业以太网实现远程控制。本例使用的CP以太网模块是CP343-1Advanced-IT。因为它具有Profinet IO功能。其组态过程是：

1）运行S7 Step软件，建立新工程。如图5-94所示，组态S7-300站点，添加CP343-1Advanced-IT模块作为IO控制器，并建立空白EtherNet[2]网络。

图5-93 多套以太网连接实例

图5-94 组态S7300站点及建立EtherNet[2]网络

2）图5-94所示的“NetPro”窗口添加两个ET200S IO设备站。办法如前例介绍，也是用鼠标拖放。如图5-95所示。

图5-95 添加两个ET200S IO设备站

图5-96 IM152-3PN属性窗口

从图可看到，这里已组态了两个ET300S IO设备站。其接口都是用了IM152-3PN。同时，也可看出[1]ET200S站还添加好了电源及DO、DI模块。

3）编辑IM152-3PN属性。办法是分别双击上图[1]ET200S站图标，将弹出如图5-96所示的IM152-3PN属性窗口。

从中可看到IP地址，及可进行部件号及名称指定。本例指定号为1，名称为ET200S1。此名称很重要。在进一步在线组态时，要指派给IO设备站。

4）名称派给IO设备站。首先使计算机连网。之后在硬件组态窗口上，点击的“PLC”主菜单下的“Ethernet”项下“Assign”子项。将弹出如图5-97所示的“Assign device name”窗口。

从图看到有两个MAC地址的IO设备站。都是ET200S，但没有IP地址及设备名称。为此要先指派与实际MAC地址相一致的名称。办法如图5-98所示，先点击要指派的MAC地址IO设备站，再在窗口左上方的部件名称栏中选择要指派的名称，然后用鼠标点击“As-sign name”按钮。该图已对[1]站点指派了名称，正指派[2]站点。

完成所有站点指派，可点击其上“Close”按钮。窗口关闭。为了检查是否指派正正确，可在硬件组态窗口上，点击的“PLC”主菜单下的“Ethernet”项下“Verify Device name”子项。点击后将弹出如图5-99所示“Verify Device name”窗口。

图5-97 “Assign device name”窗口

图5-98 指派对应MAC地址的设备名称

图5-99 Verify Device name窗口

从该图知，在它的States项下两个站点都打了“沟号”。说明名称指派正确，意味着硬件组态完成，可关闭该窗口。接下来要进行通信还要编程。这是因为，Profinet处理这里的远程IO与当地的不同，要用建立数据块及调用功能函数FC11（发送数据）、FC12（接收数据），把读的存于数据块中，要写的数据要从数据块中取。这点与Ethernet/IP或Profibus DP相比似乎稍有有不便，后两者完成组态后就有对应处理远程IO的地址，直接可在程序中使用。它的有关用程序读写数据块的细节牵涉到通信编程，这里就不再进一步讨论了。