計算機與西門子S7—300PLC無線連接模塊的研究應用

劉躍龍

摘 要：本文針對計算機與西門子S7-300系列PLC的無線通訊方式進行研究，針對我礦當前設備情況看展分析，制訂了詳細措施，又對措施進行了分析，最終確定了詳細方案，方案的實施完全實現預期目標，并節約了改造升級成本。

關鍵詞：PLC通訊；ETH-MPI；STEP7無線通訊

中圖分類號：TP311.52；TM571.61 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0025-01

1 研究背景

西門子PLC的S7-300系列常用在工業自動化領域的中大型項目中，它們使用的編程軟件是STEP7，在編程軟件STEP7中，西門子為用戶提供了多種功能塊來方便用戶編程使用。白云鐵礦使用的WK-20電鏟、WK-10C電鏟、KY-310鉆機、PLK1300排土機、PLK4500排土機等大型設備都使用西門子S7-300系列PLC。這些大型設備都屬于移動作業設備，為實現設備體積更小，設備專門設置電氣室，同時也保證了電氣元件無塵、恒溫的工作環境。電氣室內電氣柜排布緊密整齊，PLC模塊也安裝于設備的電氣室內。

在設備生產作業過程中出現電氣故障，處理故障有時需要用計算機連接到PLC的CPU，用西門子編程軟件STEP7監控PLC程序來查找故障，為故障處理節約時間。由于設備電氣柜排布緊密，電氣室內供人活動空間小，攜帶計算機進入電氣室處理故障不方便，與操作室內人員呼應困難。且有時需設備運行中監測故障，人處于電氣室內存在一定危險性。針對此情況本人提出將計算機與PLC的連接方式改為無線連接。

2 方案研究

通過查閱資料發現該想法可實現，并制定如下兩個方案：

方案一：西門子S7-300系列PLC有以太網通訊模塊，在以太網模塊上加裝無線路由器即可實現無線連接。以太網通訊模塊9000元/臺，如我礦每臺設備都進行改造成本大費用高。如購進一臺隨身使用，需要每次連接時對PLC進行硬件組態，而硬件組態還需要有線方式連接進行組態，組態調試后才可實現無線連接，不僅增加作業程序，而且調試時間長，增加故障診斷時間。所以該方案不可行。

方案二：自制一個即插即用的無線通訊模塊。現PLC的CPU通訊口為MPI信號，只需將MPI信號轉換為以太網信號，然后通過無線路由器發射出無線信號。MP接口為CPU外部通訊接口，制作一臺可實現即插即用，且費用低。方案二可設施。

3 方案實施

如果制作一個即插即用的無線通訊模塊需解決難題有：MPI信號轉以太網信號模塊的選型及設置；無線路由器的選型及設置；計算機無線連接通訊STEP7的設置。

（1）MPI信號轉以太網信號模塊的選型及設置。經過參考對比，ETH-MPI（DP）以太網轉換器使用方便，對用戶完全透明，無需在上位機和PLC中添加任何程序，安裝后立即可以使用。

第一次使用時需對轉換器設置，將ETH_MPI（DP）與計算機用網線連接好[線型用交叉線（RJ45網線），轉換器上電，將計算機IP 地址設置為（192.168.1.100），掩碼（255.255.255.0），網關（192.168.1.1），最后在計算機的IE 瀏覽器中鍵入192.168.1.222就可進入ETH_MPI（DP）的主菜單，用鼠標點擊[參數設置]進入設置畫面，如圖1。

由于ETH-MPI（DP）可以自動設置，所以你無需填寫下邊的參數，只需修改IP值和計算機或路由器處于同一段中。

（2）無線路由器的選型及設置。整個無線通訊模塊要達到易攜帶，且電源從ETH-MPI（DP）轉換器上獲取，所以無線路由器選擇型號為：TP-LINK TL-WR702N。電源端安裝DC24V變DC5V小型變壓器，從轉換器取電降壓后為路由器供電。路由器上電后通過計算機設置路由器WAN口靜態IP地址（192.168.1.100），掩碼（255.255.255.0），網關（192.168.1.1），然后設置好無線網名稱及密碼即可，圖2。

（3）計算機無線連接通訊STEP7的設置。在你的系統中（windows XP或windows2000）要有西門子的set the PG/PC interface（設置PG/PC接口）軟件，ETH-MPI軟驅動才有效。ETH—MPI的驅動在我們提供的附件里有，運行驅動ETH_MPI_SETUP，然后選[install安裝]，完成后，你就能在西門子的set thePG/PC interface中找到ETH-MPI（auto）、ETH-MPI、ETH-DP三個驅動選項，插MPI口的時候應選擇ETH-MPI，插DP口的時候應選擇ETH-DP，ETH-auto則可以自動識別MPI/DP口和波特率，所以建議使用ETH-auto驅動。

4 試驗與應用

制作完畢后，利用單位的PLC試驗臺連接S7-400PLC進行了試驗，模塊運行正常，無線通訊速率高，真正實現了使用即插即用無線通訊模塊進行通訊。試驗成功后將模塊投入現場設備使用，使用效果良好。

5 結語

該模塊的成功研制完全解決了作業人員在作業時遇到的空間小危險等問題，故障查找處理時，方便了作業人員與操作人員的溝通聯系。通過研制該無線通訊模塊，實現了預期目標，而且大大節約了改造升級成本。

參考文獻

[1]羅庚興.西門子STEP7編程軟件的使用方法[J].南方金屬，2006，（05）：35-39.