化工儀器網(wǎng)
詳細介紹
西門子CPU416-2通訊模塊
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S7-1200 和 S7-1200 之間 S7 通信
S7-1200 的 PROFINET 通信口可以做 S7 通信的服務(wù)器端或客戶端(CPU V2.0及以上版本)。S7-1200 僅支持 S7 單邊通信，僅需在客戶端單邊組態(tài)連接和編程，而服務(wù)器端只準備好通信的數(shù)據(jù)就行。
硬件：
- CPU 1214C DC/DC/DC，V2.0
- CPU 1214C DC/DC/DC，V4.1
軟件：
- Step7 V13 SP1
所完成的通信任務(wù)：
- S7-1200 CPU Clinet 將通訊數(shù)據(jù)區(qū) DB1 塊中的 10 個字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送到 S7-1200 CPU server 的接收數(shù)據(jù)區(qū) DB1 塊中；
- S7-1200 CPU Clinet 將S7-1200 CPU server 發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB2 塊中的 10 個字節(jié)的數(shù)據(jù)讀到 S7-1200 CPU Clinet 的接收數(shù)據(jù)區(qū) DB2 塊中。
S7-1200之間 S7 通訊，可以分2種情況來操作，具體如下：
- *種情況：兩個 S7-1200 在一個項目中操作；
- 第二種情況：兩個 S7-1200 不在一個項目中的操作。
一. *種情況（同一項目中操作）
使用 STEP 7 V13 在同一個項目中，新建兩個S7-1200站點，然后做 S7 通訊。
1.1 使用 Step7 V13生成項目
使用 STEP7 V13 創(chuàng)建一個新項目，并通過“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-1200 站 client V4.1，選擇 CPU1214C DC/DC/DC V4.1（client IP:192.168.0.10）；接著組態(tài)另一個S7-1200站 server v2.0，選擇 CPU1214C DC/DC/DC V2.0（server IP:192.168.0.12），如圖 1 所示。
圖 1 在新項目中插入2個 S7-1200 站點
1.2 網(wǎng)絡(luò)配置，組態(tài) S7 連接
在“設(shè)備組態(tài)”中 ，選擇“網(wǎng)絡(luò)視圖”欄進行配置網(wǎng)絡(luò)，點中左上角的“連接”圖標，連接框中選擇“S7連接”，然后選中client v4.1 CPU（客戶端），右鍵選擇“添加新的連接”，在創(chuàng)建新連接對話框內(nèi)，選擇連接對象“server v2.0 CPU”，選擇“主動建立連接”后建立新連接，如圖 2 所示。
圖 2 建立 S7 連接
1.3 S7 連接及其屬性說明
在中間欄的“連接”條目中，可以看到已經(jīng)建立的“S7_連接_1”，如圖 3 所示。
圖 3 S7 連接
點中上面的連接，在“S7_連接_1”的連接屬性中查看各參數(shù)，如圖 4 所示。
在常規(guī)中，顯示連接雙方的設(shè)備，IP地址。
在本地ID中：顯示通訊連接的ID 號，這里ID=W#16#100（編程使用）。
在特殊連接屬性中：可以選擇是否為主動連接，這里client v4.1是主動建立連接。
在地址詳細信息中：定義通訊雙方的 TSAP 號，這里不需要修改。
圖 4 連接的屬性
配置完網(wǎng)絡(luò)連接，雙方都編譯存盤并下載。如果通訊連接正常，連接在線狀態(tài)，如圖 5 所示。
圖 5 連接狀態(tài)
1.4 軟件編程
在 S7-1200 兩側(cè)，分別創(chuàng)建發(fā)送和接收數(shù)據(jù)塊 DB1 和 DB2，定義成 10 個字節(jié)的數(shù)組，如圖 6 所示。
圖 6 數(shù)據(jù)塊
注意： 數(shù)據(jù)塊的屬性中，需要選擇非優(yōu)化塊訪問（把默認的勾去掉），如圖 7 所示。
圖 7 數(shù)據(jù)塊屬性-非優(yōu)化的塊訪問
在主動建連接側(cè)編程（client v4.1 CPU），在OB1中，從“Instruction” >“Communication” >“S7 Communication”下，調(diào)用 Get、Put 通信指令，如圖 8 所示。
圖 8 發(fā)送接收指令調(diào)用
功能塊參數(shù)意義如下表1.
| CALL “PUT” | , %DB3 | //調(diào)用 PUT，使用背景DB塊：DB3 |
| REQ | ：=%M0.0 | //上升沿觸發(fā) |
| ID | ：=W#16#100 | //連接號，要與連接配置中*，創(chuàng)建連接時的本地連接號 |
| DONE | ：=%M0.5 | // 為1時，發(fā)送完成 |
| ERROR | ：=%M0.6 | // 為1時，有故障發(fā)生 |
| STATUS | ：=%MW10 | // 狀態(tài)代碼 |
| ADDR_1 | ：=P#DB1.DBX0.0 BYTE 10 | // 發(fā)送到通信伙伴數(shù)據(jù)區(qū)的地址 |
| SD_1 | ：=P#DB1.DBX0.0 BYTE 10 | // 本地發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) |
| CALL “GET” | , %DB4 | //調(diào)用 GET，使用背景DB塊：DB4 |
| REQ | ：=%M1.0 | //上升沿觸發(fā) |
| ID | ：=W#16#100 | //連接號，要與連接配置中*，創(chuàng)建連接時的本地連接號 |
| NDR | ：=%M1.5 | //為1時，接收到新數(shù)據(jù) |
| ERROR | ：=%M1.6 | //為1時，有故障發(fā)生 |
| STATUS | ：=%MW12 | //狀態(tài)代碼 |
| ADDR_1 | ：=P#DB2.DBX0.0 BYTE 10 | //從通信伙伴數(shù)據(jù)區(qū)讀取數(shù)據(jù)的地址 |
| RD_1 | ：=P#DB2.DBX0.0 BYTE 10 | //本地接收數(shù)據(jù)地址 |
表1. 功能塊參數(shù)意義
1.5 監(jiān)控結(jié)果西門子CPU416-2通訊模塊
通過在 S7-1200 客戶機側(cè)編程進行 S7 通訊，實現(xiàn)兩個 CPU 之間數(shù)據(jù)交換，監(jiān)控結(jié)果如圖 9 所示。
圖 9 監(jiān)控結(jié)果
二. 第二種情況（不在同一項目中操作）
使用 STEP 7 V13 不在一個項目中，新建兩個S7-1200站點，然后做 S7 通訊。
2.1 使用 Step7 V13生成項目
使用 STEP7 V13 創(chuàng)建一個新項目，并通過“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-1200 站 client V4.1，選擇 CPU1214C DC/DC/DC V4.1；接著在另一個項目組態(tài)S7-1200站 server v2.0，選擇 CPU1214C DC/DC/DC V2.0。
2.2 網(wǎng)絡(luò)配置，組態(tài) S7 連接
在“設(shè)備組態(tài)”中 ，選擇“網(wǎng)絡(luò)視圖”欄進行配置網(wǎng)絡(luò)，點中左上角的“連接”圖標，連接框中選擇“S7連接”，然后選中client v4.1 CPU（客戶端），右鍵選擇“添加新的連接”，在創(chuàng)建新連接對話框內(nèi)，選擇連接對象“未”，如圖 10 所示。
圖 10 建立 S7 連接
2.3 S7 連接及其屬性說明
在中間欄的“連接”條目中，可以看到已經(jīng)建立的“S7_連接_1”，如圖 11 所示。
圖 11 S7 連接
點中上面的連接，在“S7_連接_1”的連接屬性中查看各參數(shù)，如圖 12 所示。
在常規(guī)中，顯示連接雙方的設(shè)備，在伙伴方“站點”欄選擇“未知”；在“地址”欄填寫伙伴的IP地址192.168.0.12。
在本地ID中：顯示通訊連接的ID 號，這里ID=W#16#100。
在特殊連接屬性中：建未的連接，建連接側(cè)為主動連接，這里client v4.1是主動建立連接。
在地址詳細信息中：定義伙伴側(cè)的 TSAP 號（注意：S7-1200預(yù)留給S7連接兩個TSAP地址：03.01和03.00），這里設(shè)置伙伴的 TSAP:03.00。
圖 12 連接的屬性及設(shè)置后連接狀態(tài)
配置完網(wǎng)絡(luò)連接，編譯存盤并下載。如果通訊連接正常，連接在線狀態(tài)，如圖 13 所示。
圖 13 連接狀態(tài)
2.4 軟件編程
在主動建連接的客戶機側(cè)調(diào)用 Get、Put 通信指令，具體使用同上一種情況。
三、附加說明
請注意，以上例子中使用的作為服務(wù)器的PLC是固件版本V2.0的S7-1200 CPU，如果您使用固件版本為 V4.0 以上的 S7-1200 CPU 作為服務(wù)器，則需要如下額外設(shè)置，才能保證S7通信正常。
請點開作為S7服務(wù)器(sever）的 CPU 的設(shè)備組態(tài)，“屬性->常規(guī)->保護”里“連接機制”一項需要勾選“允許從遠程伙伴（PLCHMIOPC...)使用 PUT/GET 通信訪問”，如下圖所示：
圖14 通信保護設(shè)置
EM253移植
S7-200 EM253 移植至 S7-200 SMART 時，硬件差異很大（如表1），因此移植時伺服驅(qū)動器需要與 S7-200 SMART 匹配。
表1.S7-200 EM253與S7-200 SMART硬件差異
| 序號 | 內(nèi)容 | EM253 | S7-200 SMART |
| 1 | 電壓等級 | 5V、12V、24V及5V差分 | 24V |
| 2 | 頻率 | 高200KHz | 高100KHz |
| 3 | 輸出 | 漏型輸出和差分輸出 | 源型輸出 |
指令移植
S7-200 EM253向?qū)б浦仓罶7-200 SMART運動控制，移植時需要在S7-200 SMART中重新運行向?qū)Ь幊獭?/p>
EM253的運動控制指令與S7-200 SMART運動控制指令功能區(qū)別很小，按照表2對應(yīng)關(guān)系移植：
表2.S7-200 EM253移植至S7-200 SMART指令對應(yīng)關(guān)系
| 序號 | EM253 | S7-200 SMART |
| 1 | POSx_CTRL | AXISx_CTRL |
| 2 | POSx_MAN | AXISx_MAN |
| 3 | POSx_GOTO | AXISx_GOTO |
| 4 | POSx_RUN | AXISx_RUN |
| 5 | POSx_RSEEK | AXISx_RSEEK |
| 6 | POSx_LDOFF | AXISx_LDOFF |
| 7 | POSx_LDPOS | AXISx_LDPOS |
| 8 | POSx_SRATE | AXISx_SRATE |
| 9 | POSx_DIS | AXISx_DIS |
| 10 | POSx_CLR | 無相關(guān)指令，使用Q點編程50ms脈沖實現(xiàn) |
| 11 | POSx_CFG | AXISx_CFG |
簡單移植
硬件對比
首先，對比S7-200 與 S7-200 SMART的硬件配置。如下表所示：
表1. S7-200 CPU參數(shù)
| CPU類型 | CPU 221 | CPU 222 | CPU 224 | CPU 224 XP | CPU 226 |
|---|---|---|---|---|---|
| 集成 DI/DO | 6/4 | 8/6 | 14/10 | 24/16 | |
| 集成 AI/AO | - | - | - | 2/1 | - |
| 大 DI/DO/使用擴展模塊的大通道數(shù) | - | 48/46/94 | 114/110/224 | 128/128/256 | |
| 大 AI/AO//使用擴展模塊的大通道數(shù) | - | 16/8/16 | 32/28/44 | ||
| 擴展模塊數(shù)量 | - | 2 | 7 | ||
| 程序存儲器 | 4 KB | 12 KB | 16 KB | 24 KB | |
| 用戶存儲器（V區(qū)） | 2 KB | 8 KB | 10 KB | ||
| 保持性 | 內(nèi)部電容+電池 | ||||
| 高速計數(shù)器 | 4*30 KHz，其中2*20 KHz A/B計數(shù)器可用 | 6*30 KHz，其中4*20 KHz A/B計數(shù)器可用 | 4*30 KHz，2*20 KHz ，其中3*20 KHz+1*100 KHz A/B計數(shù)器可用 | 6*30 KHz，其中4*20 KHz A/B計數(shù)器可用 | |
| 通訊接口 RS485 | 1 | 2 | |||
| - PPI | 支持 | ||||
| - MPI | 支持 | ||||
| - 自由口（ASCII協(xié)議） | 支持 | ||||
| 以太網(wǎng) S7 通訊 | - | 擴展CP 243-1實現(xiàn) | |||
| DC 5V 總線電流 | - | 340 mA | 660 mA | 1000 mA | |
| DC 24V 傳感器電源 | 180 mA | 280 mA | 400 mA | ||
| 尺寸 W * H * D (mm) | 90*80*62 | 120.5*80*62 | 140*80*62 | 196*80*62 | |
表2. S7-200 SMART CPU參數(shù)
| CPU類型 | SR20 | SR30 ST30 | SR40 ST40 | SR60 ST60 | CR40 | CR60 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 集成 DI/DO | 12/8 | 18/12 | 24/16 | 36/24 | 24/16 | 36/24 |
| 集成 AI/AO | - | - | - | - | - | - |
| I/O過程映像區(qū) | DI：256 / DO：256 | |||||
| 模擬映像 | AI：56 / AO：56 | - | - | |||
| 擴展模塊數(shù)量 | 6+1 （信號板） | - | - | |||
| 程序存儲器 | 12 KB | 18 KB | 24 KB | 30 KB | 12 KB | |
| 用戶存儲器（V區(qū)） | 8 KB | 12 KB | 16 KB | 20 KB | 8 KB | |
| 保持性 | 保存 | |||||
| 高速計數(shù)器 | 4*200 KHz，其中2*100 KHz A/B計數(shù)器可用 | |||||
| 通訊接口 RS485 | 1+1 （信號板） | 1 | ||||
| - PPI | 支持 | |||||
| - MPI | 支持 | |||||
| - 自由口 （ASCII協(xié)議） | 支持 | |||||
| 以太網(wǎng) S7 通訊 | 1 | |||||
| DC 5V 總線電流 | 1400 mA | - | ||||
| DC 24V 總線電流 | 300 mA | |||||
| 尺寸 W * H * D (mm) | 90*100*81 | 110*100*81 | 125*100*81 | 175*100*81 | 125*100*81 | 175*100*81 |
表3. S7-200 信號模塊
| 模塊類型 | 訂貨號 | 模塊描述 |
|---|---|---|
| DI | 6ES7 221-1BF22-0XA8 | EM221：DI 8* 24V DC |
| 6ES7 221-1BH22-0XA8 | EM221：DI 8* 24V DC | |
| DO | 6ES7 222-1BF22-0XA8 | EM222：DO 8*24V DC |
| 6ES7 222-1HF22-0XA8 | EM222：DO 8*繼電器 | |
| DI/DO | 6ES7 223-1BF22-0XA8 | EM223 ：DI 4* DC 24V / DO 4* DC 24V |
| 6ES7 223-1HF22-0XA8 | EM223 ：DI 4* DC 24V / DO 4* 繼電器 | |
| 6ES7 223-1BH22-0XA8 | EM223 ：DI 8* DC 24V / DO 8* DC 24V | |
| 6ES7 223-1PH22-0XA8 | EM223 ：DI 8* DC 24V / DO 8* 繼電器 | |
| 6ES7 223-1BL22-0XA8 | EM223 ：DI 16* DC 24V / DO 16* DC 24V | |
| 6ES7 223-1PL22-0XA8 | EM223 ：DI 16* DC 24V / DO 16* 繼電器 | |
| 6ES7223-1BM22-0XA8 | EM223 ：DI 32* DC 24V / DO 32* DC 24V | |
| 6ES7223-1PM22-0XA8 | EM223 ：DI 32* DC 24V / DO 32* 繼電器 | |
| AI | 6ES7 231-0HC22-0XA8 | EM231：4* AI |
| 6ES7 231-0HC22-0XA8 | EM231：8* AI | |
| 6ES7 231-7PB22-0XA8 | EM231：2* RTD | |
| 6ES7 231-7PD22-0XA8 | EM231：4* TC | |
| AO | 6ES7 232-0HB22-0XA8 | EM232：2* AO |
| AI/AQ | 6ES7 235-0KD22-0XA8 | EM235：4* AI/1* AO |
表4. S7-200 SMART 信號模塊
| 模塊類型 | 訂貨號 | 模塊描述 |
|---|---|---|
| DI | 6ES7 288-2DE08-0AA0 | EM DE08：DI 8* 24V DC |
| DO | 6ES7 288-2DT08-0AA0 | EM DT08：DO 8*24V DC |
| 6ES7 288-2DR08-0AA0 | EM DR08：DO 8*繼電器 | |
| DI/DO | 6ES7 288-2DT16-0AA0 | EM DT16：DI 8* 24V DC/DO 8*24V DC |
| 6ES7 288-2DR16-0AA0 | EM DR16：DI 8* 24V DC/DO 8*繼電器 | |
| 6ES7 288-2DT32-0AA0 | EM DT32：DI 16* 24V DC/DO 16*24V DC | |
| 6ES7 288-2DR32-0AA0 | EM DT32：DI 16* 24V DC/DO 16*繼電器 | |
| AI | 6ES7 288-3AE04-0AA0 | EM AE04：4* AI |
| 6ES7 288-3AE08-0AA0 | EM AE08：8* AI | |
| 6ES7 288-3AR02-0AA0 | EM AR02：2* RTD | |
| 6ES7 288-3AR04-0AA0 | EM AR04：2* RTD | |
| 6ES7 288-3AT04-0AA0 | EM AT04：4* TC | |
| AQ | 6ES7 288-3AQ02-0AA0 | 2* AO |
| 6ES7 288-3AQ04-0AA0 | 4* AO | |
| AI/AO | 6ES7 288-3AM03-0AA0 | 2* AI/1* AO |
| EM232 | 6ES7 288-3AM06-0AA0 | 4* AI/2* AO |
| EM235 | 6ES7 235-0KD22-0XA8 | 4* AI/1* AO |
表5. 其他卡件
| S7-200 | S7-200 SMART | |
|---|---|---|
| DP | EM277 | DP01 |
| CP | CP243-1 | - 已集成 |
| 電池卡 | BC293 | SB BA01（僅保持時鐘） |
| 運動控制模塊 | EM253 | - 已集成 |
從以上表格可以看出，S7-200 SMART 增加了本體集成 I/O，功能更靈活，性能更好，而且，S7-200 SMART模塊接線方式與 S7-200*，如下圖所示：
圖1. S7-200 與 S7-200 SMART 數(shù)字量輸入/輸出接線圖
圖2，S7-200 與 S7-200 SMART 模擬量輸入/輸出接線圖
由上圖可見，S7-200 與S7-200 SMART 接線方式基本*。
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