基于S7连接的西门子双边通信的实现与仿真

基于S7连接的西门子双边通信的实现与
仿真
摘要：西门子S7通信中，待交换的数据量过大时，常用的PUT、GET单边通信方式便不再适用，此时可以考虑使用允许数据量更大的双边通信。

文中对双边通信中的BSEND、BRCV
方式进行了组态、编程以及仿真，较为详细的阐述了该种方式下双边通信的具体实现细节，并通过S7 SIMULATOR仿真器进行了两个PLC各自的数据收发过程的仿真，对现场控制系统中的直接应用提供便利及参考。

关键词：S7连接；双边通信；BSEND；BRCV；仿真
1、S7协议
S7协议指的西门子的专用通讯协议，主要用于实现S7 PLC之间或者S7 PLC 与PC之间的通信，必须先在NetPro对连接进行组态，而后才可进行基于 S7 协议的通信。

已组态的连接将通过在组态过程中指定的唯一连接名称进行标识。

S7协议定义了两个连接类型：基于 PROFIBUS 或以太网的S7 连接、基于冗余连接路径的S7容错连接。

2、单、双边通信
通信涉及到的数据的读写操作，是通过指定变量的存储区域（如 [M]区，[DB]区，[I]，[Q]区等）、存储地址、数据量大小及数据类型来操作，变量的类型决定了它的长度以及在通信中如何处理。

S7通信分为单边通信和双边通信，其中S7-300、S7-400系统支持双边通信，S7-200只支持单边通信。

单双边通信的区别，在于编程时是在单侧PLC中调用函数，如PUT、GET，还是需要在两侧PLC 中都需要编程调用BSEND、BRCV或者USEND、URCV功能块。

在双边通信中，BSEND向类型为BRCV的远程伙伴发送数据，通讯伙伴之间可传送的数据量多于使
用已组态S7连接的单边通信传送的数据量。

BSEND和BRCV功能快的各个引脚参数说明如表1和表2所示。

表1.BSEND指令的各个引脚说明
表2.BRCV指令的各个引脚说明
3、系统架构
对基于以太网的 S7 协议通信， SIMATIC NET 系列为 SIMATIC S7 系列控制器和 PC
与工作站都提供了通信模块。

面向 SIMATIC S7 的典型通信模块为 CP 343-1 和 CP 443-1，面向 PC 和工作站的模块为 CP1623 或 CP 1628。

典型的系统组态如图1所示。

图 1. S7通信的典型系统组态图
4、网络组态
1#站点组态：插入400非冗余站点，带有集成PN接口。

创建Ethernet(1)网络，默认IP为 192.168.0.1，并联网。

2#站点组态：插入400非冗余站点，无
集成PN接口，配置CP模块。

联网Ethetnet(1)，默认IP分配为192.168.0.2。

创建S7连接，默认配置并保存编译。

5、通讯编程
建立两个数据交换组：DW#16#1与DW#16#2。

1#连接：确定1#站点为数据发
送方，发送数据1，2，3，4，5，6，7；分配数据发送区为：P#DB1.dbx0.0 Byte 100；确定2#站点为数据接收方，分配数据接收区：P#DB1.DBX0.0 Byte 100。

2#
连接：确定2#站点为数据发送方：发送数据11，22，33，44，55，66；分配数
据发送区为：P#DB1.DBX0.0 Byte 100；确定1#站点为数据接收方，分配数据接
收区为：P#DB2.DBX0.0 Byte 100。

在同一组发送与接收功能编程时，R_ID为1，R_ID必须在相应的功能块上完
全一致， ID值指向本地已定义好的S7连接。

对于1#数据交换组，确定1#站点
为数据发送方，在其OB1中编程参考如图2中的a图所示，2#站点为数据接收方，在OB1中编程参考如图2中的b图所示。

图 2. 1#数据交换组不同站点下的编程
6、通讯仿真
对于1#、2#站点，分别新建仿真器并打开。

1#站点IP为192.168.0.1，2#
站点IP为192.168.0.2，两个仿真器程序的下载相互独立。

分别在1#、2#站点新建变量表便于传输数据的赋值及监视。

在OB1的程序中，任意设置了数据交换的长度为100个byte，在仿真时，只简单截取7个byte进行。

DW#16#1与DW#16#2两组都没有进行任何的数据交换，所有数据默认值为0。

对于DW#16#1组，在1#站点的发送程序段数据交换长度MW20赋值为7，激
活DB1.DBB0~DBB6，可监视到该7个byte数值赋值成功。

通过1#站点的仿真器
给M0.0一个上升沿，监视到2#站点的接收块DB2.DBB0~DBB6内容发生改变，数
据成功接收，仿真结果如图4所示。

图 4.1#数据交换组仿真效果图
复位强制的变量。

在2#站点，对于DW#16#2组，赋值发送程序段数据交换长
度MW20为7，激活DB1.DBB0~DBB6，可监视到该7个byte数值赋值成功。

通过
2#站点的仿真器给M0.0一个上升沿，可监视到1#站点的接收块DB2.DBB0~DBB6
内容发生改变，数据成功接收。

如图5所示。

图 5. 2#数据交换组仿真效果图
7、小结
西门子PLC之间通讯进行数据交换的方式有很多种，除了PUT、GET单边通信方式外，本文种的BSEND和BRCV基本为最常采用的双边通信方式。

通过利用BSEND和BRCV功能块进行通讯编程及仿真，熟悉了应用时需要关注到的重点及难点，在当单边通信无法满足所需交换的数据量时，及时采用双边通信方式，保证控制系统的可靠运行。

参考文献：
[1]SIEMENS AG.SIMATIC NET工业通信基础知识系统手册;
[2]SIEMENS AG.S7可编程序控制器的S7通讯;
[3]Siemens AG.STEP 7帮助中文版.2006;
[4]Siemens AG. Programming with STEP 7 Manual.2006;
[5]崔坚,西门子S7可编程序控制器STEP7编程指南[M].北京：机械工业出版社，2010;
[6]王斌,S7-PLCSIM在西门子S-300/400PLC调试中的应用[J],科技
风,2014(03):73.。