S7-1200 PLC原理及应用基础 课件 第6章 S7-1200 PLC以太网通信与应用

第6章S7-1200PLC以太网通信

与应用摘要ABSTRACTPLC作为工业自动化的核心设备，凭借自身强大的通信技术不断推进工业互联网应用的落地，也推动着生产向柔性制造、敏捷制造和绿色制造等方向发展，倍增放大生产线价值。因此，我们学习和掌握一定的工业通信技术对于处理和解决现场设备通信问题具有非常重要的意义。本章主要介绍S7-1200PLC的S7、OUC及PROFINETIO等以太网通信技术及应用。本章学习目标知识目标①了解S7-1200所支持的通信类型和实现方法。②了解和掌握S7-1200以太网通信功能和连接资源。③掌握S7-1200的S7通信和OUC通信实现方法。④掌握PROFINETIO通信的特点和应用方法。⑤掌握S7-1200与MCGS触摸屏通讯过程和方法。本章学习目标能力目标①能根据控制要求对系统进行网络设计和组网。②能使用S7通信协议建立连接，并使用PUT/GET指令完成数据访问编程。③能采用TCP方式实现两个CPU之间的OUC通信。④能实现S7-1200之间的PROFINETIO通信，正确设置通信参数。⑤能实现S7-1200与MCGS触摸屏的通信组态、变量连接和系统联调。本章学习目标素质目标①培养勇于创新、掌握先进控制技术的责任感和使命感。②树立行业规范与标准意识，培养严谨求实的精神。③树立独立思考、辩证分析的意识。④通过项目任务实施，培养团队协作共同体意识。1目录CONTENTSS7-1200支持的通信类型2S7-1200以太网通信S7-1200PLC与HMI间的通信43S7-1200PROFINETIO通信5职业技能训练7一、S7-1200支持的通信类型1.S7-1200支持的通信类型西门子S7-1200系列PLC的CPU上集成有以太网通信接口，还可以增加通信模块进行扩展通信功能，下面简要介绍一下通信的种类和实现的方式：

1.CPU本体上集成有1个或2个以太网接口，用来实现以太网通信功能。S7-1200的以太网通信常用的有下列几种：

（1）S7通信S7通信协议是西门子一种私有协议，是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS和工业以太网的一种优化通信协议；

（2）开放式用户通信包含TCP、ISO-on-TCP、UDP及ModbusTCP通信等。其中TCP通信能通过指令TCON，TSEND，TRCV指令实现不同CPU之间的数据交换；

（3）PROFINETIO通信通过这种方式能实现传输速率高，内容多的通信；它是一种专有的工业以太网协议，与其他以太网协议并不兼容。2.通过扩展的通信模块能实现其他方式的通信

（1）通过CM1243-5和CM1242-5，能实现ProfibusDP的主从通讯方式；

（2）通过CM1241RS422/485，CM1241RS232或CB1241RS485能实现串口通信，主要包括USS通信，Modbus通信，自由口通信等。3.通过扩展的分布式I/O能实现通信端口的扩展（1）通过分布式I/O-ET200MP，能实现对PROFIBUS-DP通信接口的扩展；（2）通过分布式I/O-ET200SP，能实现对PROFINET通信接口的扩展。二、S7-1200以太网通信1.S7-1200以太网通信概述西门子工业以太网可应用于单元级、管理级的网络，其通信数据量大、传输距离长。西门子工业以太网可同时运行多种通讯服务，例如PG/OP通信、S7通信、开放式用户通信（OUC，OpenUserCommunication）和PROFINET通信。S7通信和开放式用户通信为非实时性通信，它们主要应用于站点间数据通信。基于工业以太网开发的PROFINET通信具有很好的实时性，主要用于连接现场分布式站点。S7-1200CPU本体上集成了一个PROFINET通信口（CPU1211C-CPU1214C）或者两个PROFINET通信口（CPU1215C-CPU1217C），支持以太网和基于TCP/IP和UDP的通信标准。这个PROFINET物理接口是支持10/100Mb/s的RJ45口，支持电缆交叉自适应。（1）直接连接

当S7-1200与一个编程设备或一个HMI或另外一个S7-1200通信时，直接使用网线连接两个设备即可，如图所示。1.S7-1200以太网通信概述（2）交换机连接

当两个以上的设备进行通信时，需要使用交换机实现网络连接。CPU1215C和CPU1217C内置的双端口以太网交换机可连接2个通讯设备。用户也可以选择使用西门子CSM12774端口交换机或SCALANCEX系列交换机连接多个PLC或HMI等设备，如图所示。2.S7-1200CPU以太网通信功能和连接资源1.通信功能（1）用于S7-1200与S7-1200之间的以太网通信方式1）采用TCP/ISO-on-TCP/UDP三种开放式以太网通信；2）采用S7协议通信；3）采用PROFINETIO实现智能IO设备（主从组网）。（2）S7-1200与S7-300/400采用ISO-on-TCP和TCP连接的以太网通信S7-300/400需要配置以太网模块，或使用集成有以太网接口的CPU，S7-1200调用TSEND_C和TRCV_C指令，S7-300/400调用AG_SEND和AG_RCV指令。双方都需要组态连接，通信伙伴为“未指定”。

（3）S7-1200与S7-300/400采用S7连接的以太网通信

在S7通信中，S7-1200可以作为客户机或服务器，当它做服务器时，不需要对它的S7通信组态和编程。S7-300/400在通信中做客户机，需要用STEP7的网络组态工具NetPro建立S7单向连接，调用PUT和GET指令来实现通信。

（4）S7-1200与S7-200采用S7连接的以太网通信S7-200需要配置以太网模块CP243-1，S7-200的以太网接口在S7通信中只能作服务器；而S7-1200CPU在通信中作客户机。2.S7-1200CPU以太网通信功能和连接资源2.连接资源在S7-1200CPU进行以太网通信时，通信设备的台数受到通信连接资源的限制。在TIA博途软件中，选择一个在线连接的CPU，巡视窗口中选择“诊断→连接信息”查看PLC站点连接资源的在线信息，如图。注意：连接是指两个通信伙伴之间为了执行通信服务建立的逻辑链路，而不是指两个站之间用物理媒介（例如电缆）实现的连接。连接资源并不等于连接个数，例如“PG通信”最大分配了4个资源，并不是可以连接4个PG设备。每个CPU最多可支持68个特定的连接资源，其中62个连接资源为特定类别通信的资源，6个为动态连接资源，可根据需要扩展S7、OUC等通信连接资源。3.S7-1200CPU的S7通信1.S7通信简介S7-1200CPU与其他S7-1200/1500/300/400CPU通信可采用多种通信方式，但是最常用、最简单的还是S7通信。S7-1200的PROFINET通信口可以做S7通信的服务器端或客户端(CPUV2.0及以上版本)。S7-1200仅支持S7单边通信，仅需在客户端单边组态连接和编程，而服务器端只准备好通信的数据即可。2.S7通信组态方式进行S7通信需要使用组态的S7连接进行数据交换，S7连接可单端组态或双端组态。1）单端组态只需在通信的发起方（S7通信客户端）组态一个连接到伙伴方的未指定的S7连接，伙伴方（S7通信服务器）无需组态S7连接，常用于不同项目CPU之间的通信。2）双端组态需要在通信双方都进行连接组态，常用于同一项目中CPU之间的通信。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）【实例6-1】S7-1200与S7-1200的S7通信（单端组态）。通信服务器端为CPU1215C（AC/DC/Rly），客户端为CPU1212C（DC/DC/DC），通信任务要求如下：（1）S7-1200CPUClient将通讯数据区DB1块中的5个字节的数据发送到S7-1200CPUServer的接收数据区DB1块中；（2）S7-1200CPUClient将S7-1200CPUServer发送数据区DB2块中的5个字节的数据读取到S7-1200CPUClient的接收数据区DB2块中。采用S7通信时，只需在客户端编程组态，服务器端准备通信数据。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）客户端PLC的S7连接组态（1）创建项目：使用博途创建一个名为“S7_One_Side_Client”的新项目，并通过“添加新设备”组态S7-1200站Client，选择CPU1212CDC/DC/DCV4.4；在“PROFINET接口”属性中，为CPU添加新子网，并设置IP地址和子网掩码。启用CPU属性中的系统和时钟存储字节MB1和MB0。（2）添加S7连接：在网络视图中为PLC_1添加未指定的S7连接，创建S7连接的操作如图所示。①单击“连接”按钮；②在下拉菜单中选择“S7连接”；③单击PLC_1的CPU图标，鼠标右键在弹出菜单中选择“添加新连接”。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）客户端PLC的S7连接组态在弹出的“创建新连接”对话框中选择“未指定”，单击“添加”后，将会创建一条“未指定”的S7连接，如图。①选择“未指定”；②单击右下角“添加”按钮；③未指定的连接已添加。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）客户端PLC的S7连接组态单击“关闭”按钮返回，创建的S7连接将显示在网络视图右侧“连接”表中。在巡视视图中，在新创建的S7连接属性中设置伙伴CPU的IP地址，如图。在S7连接属性的“本地ID”中，可以查询到本地连接ID，该ID用于标识网络连接，需要与PUT/GET指令中的“ID”参数一致。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）客户端PLC的S7连接组态在S7连接属性的“特殊连接属性”中：建立未指定的连接，连接侧为主动连接，这里Client是主动建立连接。在S7连接属性的“地址详细信息”中，需要配置伙伴方TSAP（TransportServiceAccessPoint，传输服务访问点)。伙伴TSAP设置值与伙伴CPU类型有关。更详细设置，参考《S7-1200可编程控制器系统手册》或TIA博途的帮助信息。伙伴CPU侧TSAP可能设置值如下。伙伴为S7-1200/1500：03.00或03.01。伙伴为S7-300/400：03.02或03.XY，XY取决于CPU所在的机架号和插槽号。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）本示例中，伙伴CPU为CPU1215C，因此伙伴方TSAP可设置为03.00或03.01，如图所示。

成功建立S7连接，是PUT/GET指令数据访问成功的先决条件。连接建立后，就可以通过GET指令获取伙伴CPU的数据，通过PUT指令发送数据给伙伴CPU。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）客户端PLC的软件编程（1）编辑通信数据块：在客户端创建发送和接收数据块DB1和DB2，定义成5个字节的数组，如图所示。数据块的属性中，需要选择非优化块访问。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）客户端PLC的软件编程（2）软件编程：在OB1中，调用“通信”-“S7通信”中的“GET”指令，读取伙伴CPU的数据“serversend”.send并保存到“clientrcv”.rcv，如图所示。调用GET指令调用PUT指令3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）客户端PLC程序下载组态配置与程序编写完成，将客户端程序下载到Client的CPU中。服务器端PLC的组态单端组态的S7连接通信中，S7通信服务器侧无需组态S7连接，也无需调用PUT/GET指令，所以本例Server只需进行设备组态，而无需相关通信编程。

（1）设备组态：打开博途软件，创建一个名为“S7_One_Side_Server”的新项目，并将PLC_1（CPU1215C）添加到项目中。

（2）创建数据块并下载组态：创建用于数据交换的数据块，如图。数据块的属性中，需要选择非优化块访问。3.S7-1200CPU的S7通信3.不同项目中S7-1200间的S7通信举例（单端组态）通信测试：在网络视图中，选择PLC站点，并“转至在线”模式，在“连接”选项卡中可以对S7通信连接进行诊断。打开并监视程序的运行情况，修改Server端发送区变量，观察Client端数据接收区变化；修改Client端发送区变量，观察Server端数据接收区变化，如图所示。3.S7-1200CPU的S7通信4.相同项目中S7-1200间的S7通信举例（双端组态）【实例6-2】在同一个TIA博途项目中使用2台S7-1200PLC（CPU1215C），CPU之间通过双端组态方式创建S7连接。【解】1.硬件设备组态打开博途软件，创建一个名为“S7_Two_Side”的新项目，并将PLC_1（CPU1215C）和PLC_2（CPU1215C）添加到项目中。在“PROFINET接口”属性中，为CPU添加子网，并分别设置PLC_1的IP地址，PLC_2的IP地址，子网掩码。PLC_1启用属性中的系统和时钟存储字节MB1和MB0。PLC_2在“防护与安全”属性的“连接机制”中激活“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问”。3.S7-1200CPU的S7通信4.相同项目中S7-1200间的S7通信举例（双端组态）2.组态S7连接在网络视图中单击“连接”按钮，按钮右边下拉菜单选择“S7连接”，选择CPU1图标，鼠标右键菜单选择“添加新连接”，在弹出“创建新连接”对话框中，选择指定伙伴PLC_2（CPU1215），单击“添加”后，即可创建双端组态的S7连接，如图所示。①选择指定伙伴PLC_2（CPU1215）。②单击右下角“添加”按钮，创建S7连接。③双端组态的S7连接已添加。3.S7-1200CPU的S7通信4.相同项目中S7-1200间的S7通信举例（双端组态）单击“关闭”按钮返回，创建的S7连接将显示在网络视图右侧“连接”表中。在巡视视图中，在新创建的S7连接中组态S7连接的属性，如图所示。3.编写程序与单端组态实例相同，双端组态的S7连接通信中，只在PLC_1中组态S7连接并调用PUT/GET指令。PLC_2只需进行设备组态，在“防护与安全”属性的“连接机制”中激活“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问”，而无需相关通信编程。4.下载组态和程序分别下载PLC_1和PLC_2的组态和程序。5.通信测试4.S7-1200CPU的OUC通信1.OUC通信简介

开放式用户通信（OpenUserCommunication）是一种程序控制式通信方式，主要特点是传输数据结构具有较高的灵活性，同时此种通信方式只受用于用户程序的控制，可以方便地建立和断开事件驱动的连接，甚至在运行期间也可以修改连接。

对于具有集成PN/IE接口的CPU，可使用TCP（TransmissionControlProtocol）、ISO-on-TCP和UDP（UserDatagramProtocol）连接类型进行开放式用户通信。通信伙伴可以是两个SIMATICPLC，也可以是SIMATICPLC和第三方设备。

在开放式用户通信中，一台PLC调用TSENDC或TSEND发送数据，另一台PLC调用TRCVC或TRCV接收数据，只能在程序OB（例如OB1）中调用这些指令，这一点在使用时要注意。4.S7-1200CPU的OUC通信2.不同项目S7-1200间OUC通信举例同一项目中两个PLC之间OUC通信与不同项目中两个PLC之间通信相比组态步骤更为简单，TCP、ISO-on-TCP和UDP组态和编程方法区别也不大。下面以TCP方式为例介绍不同项目中两个CPU之间OUC的通信。【实例6-3】将PLC_1数据块中的数据通过以太网发送到PLC_2数据块中，PLC_1接收来自PLC_2数据块中的数据。【解】PLC_1作为OUC通信本地站，调用“TSENT_C”指令将PLC_1的数据传送到PLC_2，PLC_2作为OUC通信伙伴，调用“TRCV_C”指令接收PLC_1发送过来的数据。1.PLC_1组态编程（1）设备组态：打开TIA博途，创建一个名为“OUC_Tcp_One_Side_本地”的新项目，并将PLC_1（CPU1215C）添加到项目中。在“PROFINET接口”属性中，为CPU添加新子网，并设置IP地址和子网掩码。启用CPU属性中的系统和时钟存储字节MB1和MB0。4.S7-1200CPU的OUC通信2.不同项目S7-1200间OUC通信举例（2）PLC_1端的通信编程步骤一：新建用于数据交换的数据块“OUC通信数据块[DB3]”，数据块结构如图所示。

打开PLC_1的OB1，从右侧指令窗口中选择“通信”中的“开放式用户通信”下的TSEND_C指令，自动跳出“调用选项”对话框，单击“确定”，自动生成背景块TSEND_C_DB。4.S7-1200CPU的OUC通信2.不同项目S7-1200间OUC通信举例步骤二：配置TSEND_C连接参数，TSEND_C指令的连接参数是建立两台CPU连接及实现数据通信的方法定义，需要进行配置。点击TSEND_C指令，打开“属性\组态\连接参数”选项，接下来配置TSEND_C“连接参数”，如图所示。①通信伙伴不在同一个项目，选择“未指定”，如果伙伴在同一个项目则选择指定伙伴。②在“连接数据”选择“新建”时，系统将自动创建一个连接数据块PLC_1_Send_DB。③在“连接类型”中选择“TCP”，其他选项还有⑥ISO-on-TCP和UDP。④设置伙伴方IP地址。⑤选择TCP客户端，本例PLC_1为客户端，选择“主动建立连接”。⑥“连接类型”选择TCP、ISO-on-TCP或UDP。⑦“伙伴端口”定义通信双方的端口号，如果⑥“连接类型”选择ISOonTCP协议，则需要设定TSAP地址（ASCII码形式）。本地PLC为客户端时，则需要设置服务器侧的“伙伴端口”。4.S7-1200CPU的OUC通信2.不同项目S7-1200间OUC通信举例步骤三：“连接参数”配置完毕，单击“块参数”选项，配置块参数。配置“块参数”，TSEND_C指令块的输入输出参数配置完毕后，程序编辑器中的指令将会同步更新，如图所示为块参数配置完毕后的程序。在请求信号REQ的上升沿，根据参数CONNECT指定的数据块的连接描述，启动数据发送任务。发送成功后，参数DONE在一个扫描周期内容为1。4.S7-1200CPU的OUC通信2.不同项目S7-1200间OUC通信举例步骤四：在OB1中调用接收指令TRCV并组态参数由于接收数据和发送数据使用同一连接，因此我们使用不带连接管理的TRCV指令。调用TRCV指令及组态参数如图所示。其中，“EN_R”参数为1，表示准备好接收数据；ID号为1，使用的是TSEND_C的连接参数中的“连接ID”地址；“DATA”为"OUC通信数据块"."Rcevdata"，表示接收的数据区。注意：本地PLC使用TSEND_C指令发送数据，在通信伙伴站（远程站）必须使用TRCV_C指令接收数据。在进行双向通信时，由于使用同一连接，因此本地调用TSEND_C指令发送数据和TRCV指令接收数据；同时在伙伴站上调用TRCV_C接收数据和TSEND发送数据。TSEND和TRCV指令只需做块参数的设置。4.S7-1200CPU的OUC通信2.不同项目S7-1200间OUC通信举例

2.PLC_2组态编程（1）设备组态：打开TIA博途，创建一个名为“OUC_Tcp_One_Side_伙伴”的新项目，并将PLC_2（CPU1215C）添加到项目中。在“PROFINET接口”属性中，为CPU添加新子网，并设置IP地址和子网掩码。（2）PLC_2端的通信编程

步骤一：新建用于数据交换的数据块“OUC通信数据块[DB3]”。在OB1中打开PLC_2的OB1，从右侧指令窗口中选择“通信”中的“开放式用户通信”下的TRCV_C指令，自动跳出“调用选项”对话框，单击“确定”，自动生成背景块TRCV_C_DB。

步骤二：配置TRCV_C连接参数，TRCV_C指令的连接参数是建立两台CPU连接及实现数据通信的方法定义，需要进行配置。点击TRCV_C指令，打开“属性\组态\连接参数”选项。4.S7-1200CPU的OUC通信2.不同项目S7-1200间OUC通信举例配置TRCV_C“连接参数”，如图所示。“连接类型”选择“TCP”，与“OUC_Tcp_One_Side_本地”PLC_1相同。4.S7-1200CPU的OUC通信2.不同项目S7-1200间OUC通信举例步骤三：“连接参数”配置完毕，单击“块参数”选项，配置块参数。步骤四：调用发送指令TSEND并组态参数，如图所示。3.通信测试在网络视图中，选择PLC站点，并“转至在线”模式，在“连接”选项卡中可以对S7通信连接进行诊断。三、PROFINETIO通信1.PROFINETIO通信简介PROFINETIO通信主要用于模块化、分布式控制，通过以太网直接连接现场设备（IO-Device）。PROFINETIO通信过程采用生产者/消费者模型进行数据交换，主要包括两种设备：IO控制器（IOController）和IO设备（IODevice）。

（1）IO控制器：PROFINETIO系统的主站，一般来说是指PLC的CPU模块。IO控制器执行各种控制任务，如执行用户程序、与IO设备进行数据交换、处理各种通信请求等。

（2）IO设备：PROFINETIO系统的从站，由分布于现场的、用于获取数据的IO模块组成。IO控制器即可以作为数据的生产者，向组态好的IO设备输出数据；也可以作为数据的消费者，接收IO设备提供的数据。对于IO设备也与此类似，它消费IO控制器的输出数据，也作为生产者，向IO控制器提供数据。

例如：一个CPU1215C和一个ET200SP的分布式子站就可以构成一个PROFINETIO系统，其中CPU1215C是IO控制器，ET200SP是IO设备。1.PROFINETIO通信简介在PROFINETIO系统中，IO控制器A也可以作为另一个IO控制器B的IO设备，这种情况下，IO控制器A也称为智能设备。如图所示，为PROFINETIO的网络构成。一个PROFINETIO系统可以有多个IO控制器，如果多个IO控制器要访问同一个IO设备的相同数据，则必须将IO设备组态成“共享设备”。2.PROFINETIO的主要特点（1）通信过程简单。如西门子S7-1200PLC之间使用PROFINET通信时，一台作为PROFINETIO控制器，一台作为PROFINETIO设备，且PROFINET通信不使用通信指令，只需要配置好数据传输地址，就能够实现数据的交互。（2）专有知识保护。组态现场设备（IO-Device）后，要通过GSD文件方式集成在TIA博途项目中，其GSD文件以XML格式形式保存，而不能通过STEP7项目来传输，这样用户程序的专有技术得以保护。3.PROFINETIO通信应用实例

S7-1200V4.0及以上版本开始支持智能IO设备功能。本实例中介绍S7-1200CPU之间如何进行智能设备PROFINET通信，分别在相同项目和不同项目下进行组态，测试环境如表所示。模块设备类型设备名称IP地址CPU1215C（AC/DC/Rly）V4.2IO控制器PLC1CPU1212C（DC/DC/DC）V4.4智能IO设备I-Device【实例6-4】S7-1200CPU之间的PROFINETIO通信（相同项目下）。

【解】1.项目创建及通信组态。

（1）打开博途软件→创建新项目“PROFINET_Same_Proj”→添加两个1200PLC（一个作为IO控制设备，一个作为IO设备），并配置以太网地址等信息。3.PROFINETIO通信应用实例（2）操作模式配置。本例1212C作为智能IO设备，需要将其操作模式改为IO设备，并且分配给对应IO控制器，配置所需的传输区。如图所示。传输区配置说明：传输区_1中为1212C将QB100~QB104共5个字节的数据发送给1215C，存储在IB100~IB104；传输区_2中1215C将QB200~QB204共5个字节的数据发送给1212C，存储在IB200~IB204。

如果激活“PN接口的参数由上位IO控制器进行分配”复选框，可指定是在上位IO控制器的项目中设置介质冗余、优先启动、传输速率等接口和端口的几乎所有功能；如果不激活，可指定在IO控制器的项目中设置智能设备的更新时间、看门狗时间、伙伴端口、拓扑等功能。需要强调的是，一旦激活“PN接口的参数由上位IO控制器进行分配”复选框，则该智能设备将不再可以同时作为IO控制器使用。3.PROFINETIO通信应用实例2.项目编译、下载、测试。

分别编译下载两个PLC，在监控表中添加传输区数据，给Q区赋值，监控发送和接收数据区是否一致。传输区只能设置为I区与Q区，如果传送M存储区或DB块中的数据可以采用MOVE指令将数据进行移动操作即可。3.PROFINETIO通信应用实例【实例6-5】S7-1200CPU之间的PROFINETIO通信（不同项目下）。【解】1.项目创建及通信组态。（1）分别创建2个不同项目，一个项目添加1215C，另一个项目添加1212C，按照表6-3中各个设备以太网地址选项分别设置子网、IP地址以及设备名称。（2）从站操作模式设置。本例1212C作为智能IO设备（从站），需要将其操作模式改为IO设备，由于控制器未在同一项目，这里选择未分配，如图所示。注：不同项目下，IO控制器的传输地址需要在主站项目下才能分配。3.PROFINETIO通信应用实例2.从站导出GSD文件。从站（1212C）项目编译后，要导出GSD文件，如图所示。

这里注意，导出GSD之前需要正确编译项目的硬件配置，不然导出选项是灰色的，无法选择。导出GSD文件选项可以由用户设置GSD文件名称的标识部分（GSD文件名称的版本、厂商、日期等部分为默认设置），然后选择存储路径并导出文件。注意导出的GSD文件不要修改文件名称。3.PROFINETIO通信应用实例3.主站导入GSD文件。进入主站（1215C）项目管理GSD文件视图，选择存储GSD文件源路径，在路径下选择需要安装的文件进行安装，如图所示。3.PROFINETIO通信应用实例4.主站添加智能IO设备。在主站1215C项目中，进入硬件目录，在其它现场设备列表中找到安装的智能IO设备。将此设备用鼠标拖动添加到网络视图中，添加完成后，进入以太网配置视图，检查智能IO设备的设备名称是否与源项目中名称一致（注意一定要保证名称一致），检查无误后，点击“未分配”，选择控制器PLC1，分配给控制器后会自动分配地址。3.PROFINETIO通信应用实例在设备和网络视图中，双击“i-device”硬件，进入到设备概览视图，修改传输区_1和传输区_2的地址信息。如图所示。5.项目编译、下载、测试。

分别编译下载两个PLC程序，在监控表中添加传输区数据，给Q区赋值，监控发送和接收数据区是否一致。四、S7-1200与HMI间的通信1.HMI（人机界面）简介HMI是HumanMachineInterface的缩写，称为“人机接口”，也叫人机界面。工控现场一般采用触摸屏作为人机界面，用于现场操作人员与控制系统之间进行人机交互的专用设备。它包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件，一般情况下，不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件，连接的主要设备是PLC。用于设备监控的产品还有监控组态软件，如WINCC、iFIX、组态王等，这类组态软件是运行于PC硬件平台、Windows操作系统下的一个通用工具软件产品。而HMI往往安装于现场的PLC控制柜上，方便工程人员操作和使用。1.HMI（人机界面）简介1.HMI的主要功能HMI的主要功能和用途如下：（1）设备工作状态显示，如指示灯、按钮、文字、图形、曲线等；（2）数据、文字输入操作，打印输出；（3）生产配方存储，设备生产数据记录；（4）报警处理及记录；（5）简单的逻辑和数值运算；（6）提供丰富的接口，如串口、以太网口等，方便与设备互联。1.HMI（人机界面）简介2.HMI的开发过程和工作原理（1）HMI的组态。用户需要用计算机上运行的组态软件对HMI进行组态，如图所示。应用组态软件可以设计生成满足用户需求的人机交互画面，在画面的图形元件中可以关联PLC中的变量，动态地显示生产流程。通过各种输入方式，便于现场操作人员将命令或设定值通过HMI传送给PLC。

（2）编译和下载项目文件到HMI。HMI项目组态完成后，通过组态软件进行编译，生成可以执行的文件。编译成功后，通过网络通信接口（如以太网口）将项目文件下载到HMI的存储器中，并投入运行。

（3）HMI的运行阶段。当HMI投入运行后，通过组态信息与PLC自动交换信息，从而实现通过HMI监控PLC的功能。1.HMI（人机界面）简介3.HMI的特点和产品HMI使用直观方便，易于操作，用户可以在HMI的屏幕上生成满足自己要求的触摸式按键。画面上的按钮和指示灯可以取代相应的硬件元件，减少PLC需要的I/O点数，降低系统的成本，提高设备的性能和附加值。一般PLC厂家都有触摸屏产品，如西门子、施耐德、AB、台达、汇川等。也有专门生产触摸屏的公司，如昆仑通态MCGS、威纶通、步科、显控等。下面以国产MCGS触摸屏为例，简要介绍S7-1200与其通信的开发过程。关于MCGS的详细使用方法参考官方文档。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯MCGS触摸屏是北京昆仑通泰自动化公司推出的面向一般工业应用的触摸屏产品。产品外形如图所示。MCGS嵌入版是基于MCGS触摸屏基础上开发的专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯【实例6-6】S7-1200PLC与MCGS触摸屏通信的应用举例。

控制要求：S7-1200与MCGS触摸屏建立通信连接，通过触摸屏上的虚拟按键控制实现电机起保停控制功能。【解】首先编写用于测试的PLC程序，然后组态MCGS。1.PLC端控制程序的编写。在之前的章节中，我们曾编写了电机起保停程序，在此程序的基础上，要加入HMI控制的变量。在本实例中，采用M区作为HMI控制电机的中间变量。本实例中PLC程序如图所示。为了使S7-1200与MCGS正常通信，还需要在CPU模块属性的“连接机制”中，允许来自远程对象的PUT/GET通信访问处打钩。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯【实例6-6】S7-1200PLC与MCGS触摸屏通信的应用举例。2.MCGS触摸屏的IP地址设置。

设置IP地址需要对触摸屏断电重启，重启过程中快速点击触摸屏的任意位置，就会出现MCGS的启动界面，然后点击“系统维护”→“设置系统参数”→“IP地址”中设置IP地址（本例中设置为0），如图所示。设置完成后，点击OK，然后返回到初始界面，重启触摸屏即可。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯2.新建MCGS项目并组态通信。（1）双击“MCGSE组态环境”图标，启动MCGS嵌入版软件，点击“文件”下拉菜单中的“新建工程”新建工程项目，并对MCGS进行选型，如图所示。打开后的工作台窗口如下图所示，包括主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯（2）在设备窗口中，添加驱动程序。MCGS组态软件可以与多种PLC、仪器仪表进行通信，在使用时，根据所连接的设备，添加相应的驱动程序。点击“设备窗口”，然后选择“设备组态”，在弹出的设备组态窗口中有设备管理工具箱，点击设备管理按钮，选择增加S7-1200PLC的驱动程序，如图所示。接下来，在设备工具箱中双击新增的S7-1200驱动程序，添加到设备组态窗口。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯双击上图中的“设备0”，进入到设备编辑窗口，如下图。在该窗口中，可以指定通信双方的IP地址和通信协议等，还可以组态变量通道和连接变量。建议先对读写PLC的变量进行编辑。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯（3）组态通信变量。首先删除默认的通道连接，选中索引1-8，点击“删除设备通道”，然后点击“增加设备通道”按钮，为触摸屏选择连接变量。我们选择的连接变量为M10.0、M10.1以及Q0.0。以添加Q0.0地址为例，介绍增加设备通道的方法。如图，为添加设备通道窗口对话框。在“通道类型”下拉菜单中选择“Q输出继电器”；“通道地址”栏输入“0”，代表Q映像区的第0区；“数据类型”中选择“通道的第00位”，即Q0.0。因为只读取Q0.0一个数据，因此通道个数为“1”。读写方式根据需要确定即可。说明：在MCGS通道类型中，只有I、Q、M和V，没有DB数据块。如果想要读写S7-1200中的数据块中的数据，首先要将数据块的“优化的块访问”取消，在通道类型中选择“V数据存储器”。比如想要读取DB1.DBD8中的一个REAL型数据，那么通道地址应填写“1.8”，数据类型选择“32位浮点数”即可。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯在“连接变量”处，为M10.0、M10.1以及Q0.0指定连接变量，即MCGS和PLC的中间变量，通过中间变量，可读写PLC变量。如图，在Q0.0对应的“连接变量”空白处双击，在弹出的窗口中“选择变量”栏输入中间变量名“电机”，然后点击“确认”。依此方法，添加启动和停止变量，如下图所示。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯（4）设置通信双方的IP地址和通信协议。如图所示，MCGS与S7-1200通信时，仅需指定双方的IP地址即可，其余保持默认。本地为触摸屏，远端为PLC。设置完IP地址，点击右侧的“确认”按钮，在弹出的对话框中选择“全部添加”即可。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯3.编辑画面并连接变量。（1）制作监控画面。点击MCGS软件菜单栏中的“窗口”，选择“工作台”窗口。然后切换到“用户窗口”，点击“新建窗口”，创建一个用于监控的画面窗口。在画面窗口中，利用绘图工具栏，绘制监控画面，如图所示。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯（2）连接变量。首先为按钮连接变量，双击“启动”按钮，弹出其属性设置窗口，如图所示。属性设置包括基本属性、操作属性、脚本程序和可见度属性。用户可以在基本属性中，为按钮的外观进行设置，如文字效果、按钮类型等。按钮的动作要在操作属性中设置。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯为指示灯连接变量时，双击指示灯，进入其属性设置界面。在“动画连接”中，为填充颜色选择连接表达式，这里首先要删除“@开关量”，然后选择变量“电机”。如图所示。2.S7-1200PLC与MCGS触摸屏通讯4.下载PLC程序和MCGS工程，进行