基于以太网的SLCS单边编程通信的实现

基于以太网的S7-300 PLC S7单边编程通信的实现
肖晓刚
(四川英杰电气股份有限公司，四川德阳618000)
摘要：本文介绍了在STEP7编程软件中组态西门子S7-300 PLC硬件和通信网络，通过集成PN口实现S7协议单边编程以太网通信的步骤。

S7-300系列PLC之间基于以太网的单边编程通信是西门子工控数据通信方案中的一种典型模式，已被广泛地应用于各类自动化工程中。

关键词：西门子S7-300 系列PLC；集成PN口；S7协议；单边编程数据通信；工业以太网；系统功能块
中图分类号：文献标识码：B
Implementation of S7 Unilateral Programming Communication between S7-300 PLC S Based on Ethernet
XIAO Xiao-gang
(Sichuan Injet Electric Co., Ltd, Deyang Sichuan 618000)
Abstract：This paper introduces that the Siemens S7-300 PLC hardware and the communication networks are configured in STEP7 programming software and the procedures of using unilateral programming in S7 protocol to realize Ethernet communication via an integrated PN port. The Ethernet based communication between S7-300 series PLCs by unilateral programming via PN port is a kind of typical modes in Siemens data communication schemes for industrial control, it has already been widely applied to various automation projects.
Keywords：Siemens S7-300 series PLC; Integrated PN interface; S7 protocol; Data communication by unilateral programming; Industrial Ethernet; System function block
1引言
S7协议是西门子S7系列PLC基于MPI、Profibus、Ethernet网络的一种优化通信协议，其优点是通信双方无论是在同一MPI总线上，同一Profibus总线上或同一工业以太网中，都可通过S7协议建立通信连接，使用相同的编程方式进行数据交换而与采用任何总线或者网络的类型无关。

S7通信主要用于S7-300 PLC相互之间，或者S7-300 PLC与S7-400 PLC 之间，或者S7-400PLC相互之间的数据通信。

S7协议是西门子S7系列产品之间通讯使用的标准协议，它广泛应用于各种通讯服务。

例如：PG通讯、OP通讯、S7基本通讯、S7通讯，路由等。

S7协议是由多种应用层协议组成的，或者说S7协议是一个由多种协议组成的集合协议。

2 单边编程通信
SIMATIC S7-PN CPU包含一个集成的Profinet接口，该接口除了具有Profinet I/O 功能外，还可以实现基于以太网的S7通信。

S7通信按组态方式可分为双边编程通信和单边编程通信两种，单边编程通信适用于以下几种情况：
（1）通信伙伴无法组态S7连接；
（2）通信伙伴无法停机；
（3）不希望在通信伙伴侧增加通讯组态和程序。

3 通信网络的构成
以下是曾经完成的一个工程项目，该项目的网络结构如图1所示。

图1 S7-300 PLC间通过集成PN口的以太网通信
该网络中，PLC柜内和1~4#控制柜的S7-300 PLC都是6ES7 315-2EH14-0AB0，自带两个以太网口（即PN口）。

每个控制柜内的PLC通过Profibus-DP通讯读取对应装置的负载数据。

PLC柜和1~4#控制柜的S7-300PLC之间的数据通信采用的是基于工业以太网的S7
单边通信。

工控机采用Wincc组态软件通过功能画面和数据库实现集中显示和监控。

4 工作原理简介
PLC柜的PLC控制启动过程（包括1~4#负载），控制柜的PLC控制运行过程。

PLC
柜内PLC通过S7单边通信读取控制柜的负载的电源、运行及故障状态，当控制柜的负载电源投入并且控制柜无故障时，PLC柜才能启动对应的负载。

PLC柜启动过程完毕后，交给对应的控制柜运行。

若控制柜的负载电源未投入或者控制柜有故障时，PLC柜就不能启动对应的负载。

5 PLC硬件与数据通信组态
下面，对该项目单边编程数据通信的组态进行介绍。

5.1 对PLC柜内S7-300 PLC的硬件组态
(1) 打开STEP7编程软件，创建新项目并在项目中插入S7-300站点；打开硬件组态，组态S7-300站点；在硬件目录中，添加S7-300的机架。

如图2所示。

图2 建新项目并建立S7-300站点
(2) 在硬件目录中，在机架的插槽1添加S7-300的电源模块。

选择使用的CPU，并拖拽到机架的插槽2上。

如图3所示。

图3 添加S7-300电源模块和CPU
(3) 设置“MPI/DP”接口：接口类型设为“Profibus”，地址设为2，Profibus网络的波特率设为1.5Mbps。

设置“PN-IO”接口：IP地址为2。

(4) 添加I/O模块到机架上；添加装置到Profibus网络上。

如图4所示。

图4 添加I/O模块到机架上；添加装置到Profibus网络上
(5) 从菜单栏的“选项”下的“组态网络”进入网络组态界面。

如图5所示。

图5 进入网络组态界面
(6) 右键单击SIMATIC 300(1)，在弹出对话框中选择“插入新连接”命令，插入一个新连接。

如图6所示。

图6 插入一个新连接SIMATIC 300(1)
(7) 如图7所示：
a）选择“未指定”连接伙伴；
b）连接类型选择“S7连接”，单击“确定”，弹出S7连接属性对话框。

图7 选择“S7连接”，以弹出S7连接属性对话框
(8) 如图8“属性-S7连接”所示，对话框设置如下：
a）选中建立主动连接。

b）本地ID设为1。

c）接口选择CPU315-2 PN/DP，PN-IO（RO/S2）。

d）设置伙伴的IP地址。

注意：伙伴的IP地址必须与(3)步中设置“PN-IO”接口时的IP地址设在同一网段，只是IP地址的最后一位数不能相同，因为每个IP地址
都代表一个S7-300 PLC。

e）点击“地址详细信息”按钮。

图8 S7连接属性设置
(9) 地址详细信息对话框设置，如图9所示。

a）设置安装CPU的机架号为0。

b）设置安装CPU的槽号为2，对于S7-300，CPU只能安装在2号槽。

c）设置连接资源号为3，对于S7单边编程连接，连接资源号只能是3。

图9 地址详细信息设置
(10) 重复步骤（6）、（7）、（8）、（9），继续完成与1~4#控制柜内的PLC的S7连接设置。

只需要将本地ID依次设为2、3、4，伙伴的IP地址依次设为、、。

如图10所示。

图10 继续完成与1~4#控制柜内的PLC的S7连接设置
5.2 对控制柜内S7-300 PLC的硬件组态
该硬件组态的配置方法与PLC柜内的一样，只是不需要在组态网络中进行S7连接组态。

另外1~4#控制柜的S7-300 PLC的程序下载时，IP地址需要分别设为：、192.168.0.4、、。

6 通信编程
由于配置的是S7单边编程通信，只需要在配置S7网络连接一方（即PLC柜侧）进行通信编程，需要调用系统功能块FB14、FB15。

若配置S7网络连接方为S7-400 PLC，则需要调用系统功能块SFB14、SFB15。

注意！调用系统功能块通信方式不能和全局数据通信方式混合使用。

其中，FB14用于读取伙伴CPU的数据，FB15用于写入伙伴CPU的数据。

注意：FB14、FB15系统功能块的最大传输字节数为212Bytes。

读取数据编程如图11所示。

(1)M1.0上升沿启动一次读取作业。

(2)本地ID，在硬件组态5.1 (8)中设置。

(3)指向伙伴CPU中要被读取的区域，此处为DB5.DBX0.0开始的连续10个字节。

(4)指向本地CPU中要用于存放读取数据的区域，此处为DB6.DBX0.0开始的连续
10个字节。

图11 调用FB14读取伙伴CPU数据的通信编程写入数据编程如图12所示。

（1）M1.1上升沿启动一次写入作业。

（2）本地ID，在硬件组态5.1 (8)中设置。

（3）指向伙伴CPU中要用于写入的数据区域，此处为DB15.DBX0.0开始的连续10个字节。

（4）指向本地CPU中要用于发送的数据区域，此处为DB16.DBX0.0开始的连续10个字节。

图12 调用FB15写入伙伴CPU数据的通信编程
7 结束语
该项目投产以来，数据通信一直都很稳定，深受用户的青睐。

采用基于以太网的S7单边通信，其编程方便，通信速度快，稳定性好，维护方便。

S7单边编程通信是一种优化的通信，已被广泛地应用于自动化控制系统中。

参考文献
[1]SIEMENS.SIMATIC STEP V5.1编程手册，V5.1.
[2] SIMATIC 用于S7-300_400系统和标准功能的系统软件参考手册. 2004，1.
[3] 崔坚，李佳，杨光. 西门子工业网络通讯指南(下册). 2005，12.
作者简介
肖晓刚男，1979年出生，工程师，长期从事电气自动化工程设计。