西门子PLC的工程应用

西门子PLC的工程应用

第8讲 工业以太网模块在西门子PLC系统中的应用

Application of the Industrial Ethernet Module in Siemens PLC System

浙江工商职业技术学院 李方园

西门子PLC以太网通讯的类型有ISO、ISO-on-TCP、TCP/IP、UDP等多种传输协议，采用何种性能的以太网取决于工业用户的需要。本文主要阐述了工业以太网模块在西门子PLC系统中的应用。

西门子PLC；以太网通讯；ISO-on-TCP协议

1 概述

工业以太网是基于IEEE 802.3的强大的区域和单元网络。利用工业以太网，西门子SIMATIC NET提供了一个无缝集成到新的信息世界的途径。西门子PLC以太网通讯的类型有很多，采用何种性能的以太网取决于工业用户的需要，以下是四种常见的以太网通讯协议。

（1）ISO传输协议

ISO传输连接用于S5站和S7站或PC站之间的数据交换(S5兼容通讯)。ISO传输连接的属性：站间的通讯是基于MAC地址的；使用数据块的数据传输适用于大量数据；可使用“SEND/ RECEIVE”和“FETCH/WRITE”应用实现数据传输；在PC上，ISO传输服务通过C函数或利用OPC服务器提供；数据的接收是由对方通过ISO参考模型第4层上的确认来确定的；数据不能通过路由器（非路由功能的协议）传递。

（2）ISO-on-TCP 传输协议

ISO-on-TCP传输连接用来进行S5站和S7站或PC站间的数据交换(兼容S5的通讯)。ISO-on-TCP连接的属性：站间的通讯是基于IP地址的；符合TCP/IP标准的FRC 1006扩展是与ISO参考模型的第4层相一致的；使用“SEND/RECEIVE”和“FETCH/ WRITE”应用实现数据传输等。

（3）TCP/IP传输协议

通过TCP连接的配置实现站间(包括第三方的站)的数据交换。TCP连接的属性：符合TCP/IP标准；可使用“SEND/ RECEIVE”和“FETCH/WRITE”应用实现数据传输；操作系统中已存在的TCP/IP实现通常可用在PC上；数据可通过路由器（有路由功能的协议）传递。

（4）UDP传输协议

通过UDP连接的配置实现两站间的数据交换。UDP连接的属性：UDP协议；两站之间关联数据块的不可靠传输；支持组播传输；组播传输允许站组一起接收信息和发送信息到这个组；通过“SEND/RECEIVE”服务进行数据传输；数据可通过路由器(有路由功能的协议)传递。

本文介绍了采用CP343-1、CP343-1 IT等S7-300以太网通讯处理器CP进行两套PLC互联通讯的过程。

2 以太网通讯的硬件组态和网络配置

设备的结构图如图1所示，2套S7-300系统分别由PS307、CPU314C-2PTP、CP343-1和PS307、CPU314C-2DP、CP343-1 IT组成。

图1 设备的结构图

第一步：打开SIMATIC Manager，根据系统的硬件组成，进行系统的硬件组态，插入2个S7-300 PLC的站，进行硬件组态，如图2和图3所示。

图2 硬件模块1

图3 硬件模块2

第二步：设置CP343-1、CP343-IT模块的参数，建立一个以太网，MPI、IP地址，如图4~图7所示。

图4 设置CP343-1模块的参数1

图5 设置CP343-1模块的参数2

图6 设置CP343-IT模块的参数1

图7 设置CP343-IT模块的参数2

第三步：组态完2套系统的硬件模块后，分别进行下载，然后点击Network Configration按钮，打开系统的网络组态窗口NetPro，选中CPU314，如图8所示。

图8 网络组态窗口NetPro

第四步：在窗口的左下部分点击鼠标右键，插入一个新

的网络链接，并设定链接类型为ISO-on-TCP connection 或 TCP connection或 UDP connection 或 ISO Transport connection，如图9所示。

图9 设定链接类型

第五步：点击OK后，弹出链接属性窗口，使用该窗口的默认值，并根据该对话框右侧信息进行后面程序的块参数设定（如图10和图11所示）。

图10 链接属性窗口1

图11 链接属性窗口2

第六步：当2套系统之间的链接建立完成后，用鼠标选中图标中的CPU，分别进行下载（如图12所示）。到此为止，系统的硬件组态和网络配置已经完成。

图12 分别进行下载

3 以太网通讯的软件编程

在SIMATIC Manager界面中，分别在CPU314C-2PTP、CPU314C-2DP中插入OB35定时中断程序块和数据块DB1、DB2，并在两个OB35中调用FC5（AG_Send）和FC6（AG_Recv）程序块，如图13所示。

图13 软件编制

创建DB1、DB2数据块，如图14所示。

图14 创建DB1、DB2数据块

2套控制程序已经编制完成，分别下载到CPU当中，将CPU状态切换至运行状态，就可以实现S7-300之间的以太网通讯了。

4 结束语

在S7 PLC的以太网通讯中，可以通过选择Data View并切换到数据监视状态，就可以清晰地显示CPU314C-2DP的DB1中的数据发送到CPU314C-2PTP的DB2中的状态，这也为通讯调试带来了一定的便利。

[1] 周柏青, 李方园. PLC控制系统设计与应用[M]. 北京：中国电力出版社. 2015.

[2] 李方园, 杨帆. 西门子S7 PLC应用简明教程[M]. 北京：机械工业出版社. 2013.

[3] 李方园. 图解西门子S7 - 1200 PLC入门到实践[M]. 北京：机械工业出版社. 2011.

There are many transport protocols for Siemens PLC Ethernet communication types such as: ISO, ISO-on-TCP, TCP / IP, UDP. What kind of performance Ethernet will be adopted depends on the need of the industrial users. This paper describes the application of the industrial Ethernet module in Siemens PLC system.

Siemens PLC; Ethernet communication; ISO-on-TCP protocol

李方园（1973-），男，浙江舟山人，高级工程师，毕业于浙江工业大学信息学院工程硕士专业，长期从事于变频器等现代工控产品的应用与研究工作，现就职于浙江工商职业技术学院。