利用TCP-IP协议实现西门子PLC与上位机的通信.docx

文章编号: 1009 9700( 2014) 02 0039 03利用 TCP / IP 协议实现西门子 PLC 与上位机的通信林雪梅( 广东松山职业技术学院，广东 韶关 512126)摘 要: 针对多台上位机与以 PLC 的通信问题，提出以西门子公司的 S7 300 系列 PLC 为研究对象，采用 TCP / IP网络协议解决通信问题，文中介绍了 PLC 控制系统的组成、通信设置的方法及常见的故障处理方法关键词: TCP / IP 协议; S7 300 PLC; 通信中图分类号: TP 23文献标识码: ACommunication between Siemens PLC and PC by TCP / IP ProtocolLIN Xue mei( Guangdong Songsan Polytechnic College，Shaoguan，512126，P China)Abstract: Aiming at the communication of multi host computers and PLCs，it is solved by using TCP / IP network protocol with the object of Siemens S7 300 series PLCs The paper introduces the composition，communication settings and pro- cessing method of common fault of the PLC control systemKey words: TCP / IP protocol; S7 300 PLC; communication0引言西门子工控产品在工业企业中有较高的市场占 有率，为实现企业的综合自动 化，需 将 西 门 子 的 PLC、变频器、工业计算机等连接在网络上实现数据 通信，因此，通信和网络成为自动化控制系统不可缺 少的重要组成部分，研究通信技术有着广泛普便的 意义 综合自动化系统根据生产实际配置相应控制 器的台数，若多台上位机需调用生产过程实际数据 时，则需与 PLC 连接成网络用以调用实时生产数 据，基于 TCP / IP 协议的通信方式是许多用户在使 用 PLC 控制系统通信时考虑采用的一种方式 在整 个通信的实现过程中，控制系统需进行相应的参数 设置，只要其中的某一个参数设置错误，都会无法实 现通信互连 因此，正确采用 TCP / IP 协议进行通信 设置，才能实现 PLC 控制系统与上位机的通信1PLC 控制系统硬件组成基于 TCP / IP 协议的西门子 S7 300 PLC 以太网通信控制系统硬件，包括两台 1 #PLC 站和 2 #PLC 站、交换机一台、以太网卡、上位机若干台，通讯连网 的上位机台数与交换机端口有关 两个 PLC 主站硬 件组成是一致，控制在线所有设备的运行状态、以及 开关量和模拟量运行 西门子 S7 300 PLC 主要硬 件组成如下: 电源模板 PS307、CPU 315 2PN / DP 、 SM 输入输出模块 上位机必须配置以太网卡以实 现与交换机之间的网络互连 以太网交换机是构成 局域网的关键，它可通过接口连接以太网设备也可 用于网络扩展，以连接更多的站点 在整个交换网络 中只有交换机和通信节点，没有集线器，交换机将首 先接收某一节点发来的数据再将数据转发到另一个 节点，通信节点只同交换机作数据交换而相互之间 不直接进行数据通信，交换机在网络之间只起到互 连作用，硬件组成如图 1 所示 西门子 S7 300 PLC 使用的是带有网络接口 PN 口的 CPU，根据网络连 接的距离及传输速率选择传输介质为双绞线，上位 机与交换机、交换机与 PLC 之间的网络互连只需用 两端带有水晶头的双绞线就可实现硬件连接收稿日期: 2014 01 07作者简介: 林雪梅( 1975 ) ，女，2007 年华南理工大学电子与通信工程专业硕士研究生毕业，讲师南 方 金 属40SOUTHEN METALS2014 年第 2 期图 1 PLC 控制系统硬件组成2西门子 S7 300 PLC 控制系统硬件 组态及通信设置硬件组态是控制系统中使用的硬件进行配置和 参数设置，在上位机 STEP7 系统中生成一个与实际 的硬件系统完全相同的系统，包括系统组态、CPU 参数设置、SM 参数设置，其中，控制系统采用 TCP / IP 进行以太网通讯，组态过程具体如下:1) 在 STEP 7 中新建一个项目，点击右键，再弹 出的菜单中选择“Insert New Object”“SIMATIC 300 Station”，插入 S7 300 站2) 在 S7 300 站目录下打开 HardWare 硬件配 置，添加一个机架，配置与现场硬件对应的电源 PS、 CPU315 2PN / DP、SM 输入输出模块 其中，在组态 “CPU315 2 PN / DP”模块时，需在弹出的窗口中分 别设置 1#PLC 站和 2#PLC 站的 IP 地址，子网掩码， 本例为: 192 168 0 1 /255 255 255 0 和 192 168 0 2 /255 255 255 0 SM 模块主要为 AI 模块、AO 模 块、DI / DO 模块的组态 PLC 站 IP 地址设置及硬件 组态如图 2 所示 两台 PLC 站为独立的主站，硬件 组态相同3) 打开 Set PG / PC Interface 界面，选择 PG / PC 接口为 TCP / IP 通讯方式，并设置为与 PLC 连接相 对应的主机网卡号，主机的网卡号在计算机属性子 目录为网络适配器中查找，若一台计算机有两张以 上的网卡，必须找出与 PLC 连接的网卡进行设置， 否则会通讯失败 另一台 PLC 的通信设置相同 PG / PC 接口设置方式如图 3 所示图 2 PLC 站 IP 地址设置及硬件组态3S7 300PLC 与 上 位 机 软 件Wincc6 0 之间的通信上位机安装了组态软件 Wincc6 0 做人机界面 软件后，需与西门子 S7 300 PLC 通过 TCP / IP 通信 时，在 Wincc6 0 软件上需对 PLC CPU 的站地址、槽 号、网卡组态，设置过程如下1) 右击“网上邻居”图标，选取“属性”，进入“网 络和拨号连接”窗口，为新网卡建立一个本地连接在属性 窗 口 列 表 中 选 择 Internet 协 议 ( TCP / IP) ，点击属性按钮 以一台上位机为例，设置该台上 位机 IP 地址: 192 168 0 6 / 子网掩码: 255 255 255 0 ，该 IP 地址为 1 #上位机的站地址，其它上位 机 IP 地址除了 1#PLC 站 IP 地址 192 168 0 1 和 2# PLC 站的 IP 地址 192 168 0 2 用过外从 192 168 0 0 192 168 0 254 能用，所有上位机的子网掩码 相同，IP 地址设置方法如图 4 所示图 3 PG / PC 接口设置方式总第 197 期林雪梅: 利用 TCP / IP 协议实现西门子 PLC 与上位机的通信 41图 4 网上邻居 IP 进址设置方法2) 在 Wincc6 0 上添加 Simatic S7 通信驱动程序 打开 Wincc6 0 窗口，选择“Tag Management”右 键点击选择“Add New driver”，再在弹出的对话框中 选择“SIMATIC S7 POTOCOL SUITE”连接驱动程序，将其添加到“Tag Management”之下 S7 协议组 包括在不同网络上应用的 S7 协议，如 MPI 网、PO- FIBUS 网、工业以太网等，在这些网络上应用层都是 S7 协议 以 TCP / IP 方式进行通信，需在 TCP / IP 系 统设置相关参数，包括 IP 地址、机架号及插槽号，分 配的地址根据实际需要与现场通信 S7 300 PLC 的 CPU1#PLC 站或 2#PLC 站相同，否则不能通信 所有 这些工作完成后通信就可以直接建立起来，Wincc 以太网通信设置如图 5 所示 通信建立后，需激活 Wincc 软件，才能在 Wincc 画面显示所需数据 所有 数据均从 PLC 中进行信号采样、处理后放置到对应 的映像区而得到，因此在通信过程中，Wincc 画面中 设置所有数据的地址必须与 PLC 程序地址相对应， 否则通信也无法正常进行4 常见的问题及处理方法如果在上位机编制好程序而无法将程序下载到 PLC 中，则说明通信异常，需检查上位机通信的地址 是否有冲突，PLC 程序是否在仿真运行状态，PLC中 CPU 的 IP 地址是否与 Wincc 程序的 IP 地址一 致，网线是否接触良好等方面查找故障原因图 5 Wincc 以太网通信设置图5结语TCP / IP 通信协议以其高效、可靠、功能强大、性 能稳定的特点，应用空间非常广阔 利用该协议将二 台西门子可编程控制器和多台上位机进行联网监控 运行，只要通信设置正确网络就能稳定运行，不会出 现通信失常等故障，通信网络结构及通信方法设置简 单，网络速率能满足使用要求，对于控制器及控制对 象少却需要与多台上位机通信时值得推广与应用参考文献1 叶杨芬 常用西门子 WINCC 和西门子 PLC 通讯连接 方式研究J 计算机光盘软件与应用，2013( 14) : 286 2882 狄 敏，王 维 利用 TCP / IP 协议实现西门子 PLC 和 过程控制计算机的通信C 北京: 冶金自动化 2012 年年会论文集，525 5293 花大法 西门子 S7 400 与工业监控机的通讯应用 J 安徽建筑工业学院学报( 自然科学版) ，2012( 8) :91 934 崔 坚 西门子工业网络通信指南上、下册M 北 京: 机械工业出版社，2010櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆( 上接第 38 页)2 王建波 浅谈数控机床数控系统的故障诊断方法J 山东纺织经