S7 通訊的應用與組態方法

莊旭東

現在的自動化設備越來越趨于模塊化和多接口化，如果主機與其他輔助設備之間的通訊可以不需要添加過多硬件組態，即插即用，而且主輔機之間的通訊不影響主機程序執行，通訊鏈接時也不需要主機停機，將明顯提高主輔機之間使用的便利性。S7通訊的單邊通訊就有以上的優點。

S7 協議是西門子S7 系列產品之間通訊使用的標準協議，其優點是通訊雙方在同一個MPI 總線上，同一個Profibus-DP 總線上或者同一個工業以太網總線上，都可以通過S7 協議建立通訊連接，使用相同的編程方式進行數據交換，而與使用何種總線或者網絡無關。

S7 通訊按組態的方式可分為基于客戶端、服務器的單邊通訊和基于伙伴的雙邊通訊。

單邊通訊模式較為常用。在組態S7 單邊通訊模式時，只需要在客戶端一側進行配置和編程。由于服務器的“服務”功能是硬件提供的，所以服務器側只需要準備好需要被訪問的數據，不需要用戶在該側的軟件進行任何編程。

客戶端在S7 通信中是資源的索取者，而服務器則相反，它是資源的提供者。服務器通常是西門子S7 系列的一種CPU，它的資源就是其內部的變量、數據等。客戶端通過S7 通信協議，對服務器的數據進行讀取或寫入的操作。

客戶端、服務器模式的數據流動是單向的。也就是說，只有客戶端能操作服務器的數據，而服務器不能對客戶端的數據進行操作。

在網絡中組態一個S7 單邊通訊的前提條件是，客戶端和服務器兩邊都是西門子S7 系列的CPU，而且客戶端和服務器兩邊有相同的通訊方式，MPI 通訊、Profibus-DP 通訊、工業以太網通訊都可以。下例使用一個西門子1500 的CPU 和一個西門子1200的CPU 進行S7 單邊通訊的組態。

1、S7 通訊客戶端CPU 硬件的組態方法

1.1、創建客戶端CPU 并設定CPU 的IP，該示例把客戶端CPU 的IP 設定為“192.168.3.61”并創建PN 連接；

1.2、單擊工具欄左上角連接按鈕，并在隔壁的選擇框中選擇“S7 連接”選項，如圖1.2；

圖1.2

1.3、選中CPU，單擊右鍵，選擇“添加新連接”；

1.4、打開界面右邊的“網絡視圖”，選擇“連接”，上一步驟創建的S7 連接將顯示在這里，我們將在這里配置S7 連接的相關參數，如圖1.4；

圖1.4

1.5、選中所創建的S7 連接“S7_連接_1”，單擊屬性，在顯示出來的屬性欄中設置服務器的IP，該IP 必須與客戶端在同一個網段，并且與將要連接的服務器的IP 一致，該示例把服務器的IP 設置為“192.168.3.70”，如圖1.5；

圖1.5

1.6、在屬性中選擇“地址詳細信息”，設置伙伴PLC的機架號和插槽號。當通訊伙伴為S7-300/400 的時候，機架號設置為0，插槽號設置為2，TSAP 為03.02。當通訊伙伴為S7-1200/1500 時，機架號設置為0，插槽號設置為1，TSAP 為03.01。該示例伙伴CPU 用的是S7-1200，所以機架號設置為0，插槽號設置為1，TSAP 為03.01，如圖1.6；

圖1.6

1.7、將硬件設置下載至客戶端CPU 中；

至此我們便完成了客戶端CPU 的硬件組態，接下來進行軟件的組態。

2、S7 通訊客戶端CPU 的軟件編程方法

2.1、打開“指令任務卡”，并將“GET”指令插入到“OB1”塊的程序段1 中，按照指示創建背景數據塊。單擊新創建的功能塊右上角的“開始組態”按鈕，在“連接參數”欄中的“連接名稱”選擇我們上面創建的S7連接“S7_連接_1”，并按確定按鈕完成連接選擇。該功能塊用于讀取服務器中指針所指向的數據，并寄存到客戶端指定的位置中；

2.2、設置“GET”功能塊的參數。“REQ”為控制參數，當該參數上升沿時激活數據交換功能。“ID”為該S7 連接的ID。“ADDR_1”為服務器待被讀取的數據的指針，指針遠程訪問某個數據塊時，必須始終指定該數據塊。“RD_1”為客戶端讀取服務器數據所寄存的位置指針，即客服端讀取服務器“ADDR_1”所指向的位置的數據信息放置到“RD_1”所指向的區域上。該功能塊可同時讀取服務器上多個不重復區域的數據，并放置到客戶端不重復的區域中。“NDR”為狀態參數，0 表示作業尚未開始或仍在運行，1 表述作業已成功完成。“ERROR”和“STATUS”一起提供了功能塊是否出現錯誤及所出現錯誤的錯誤代碼。

如圖2.2 的“GET”功能塊，紅色框部分為“開始組態”按鈕，單擊該處選擇相應的S7 連接。該功能塊是將服務器的MB10-MB14 一共5 個字節的數據讀取到客戶端的MB20-MB24 中，每個字節的地址一一對應。

圖2.2

2.3、打開“指令任務卡”，并將“PUT”指令插入到“OB1”塊的程序段2 中，按照指示創建背景數據塊。單擊新創建的功能塊右上角的“開始組態”按鈕，在“連接參數”欄中的“連接名稱”選擇我們上面創建的S7連接“S7_連接_1”，并按確定按鈕完成連接選擇。該功能塊用于發送客戶端指針所指向的數據到服務器并寄存在服務器所指定的位置中。

2.4、設置“PUT”功能塊的參數。“REQ”為控制參數，當該參數上升沿時激活數據交換功能。“ID”為該S7連接的ID。“ADDR_1”為服務器用于寫入數據的區域指針。“SD_1”為客戶端所要發送的數據的區域的指針。即客戶端將“SD_1”所指定的區域中的數據寫入到服務器“ADDR_1”所指向的區域中。該功能塊可同時發送多個客戶端不重復的區域數據并寫入到服務器不重復的位置中。“NDR”為狀態參數，0 表示作業尚未開始或仍在運行，1 表述作業已成功完成。“ERROR”和“STATUS”一起提供了功能塊是否出現錯誤及所出現錯誤的錯誤代碼。

如圖2.4 中，該功能塊將客戶端中的MB150-MB170中共20 個字節的數據寫入到服務器的MB100-MB120 中，每個字節的地址一一對應。

圖2.4

2.5、將程序下載到客戶端CPU 中。

至此客戶端關于S7 單邊通訊的所有組態已經完成了，接下來進行服務器CPU 的硬件組態。S7 單邊通訊中不需要對服務器CPU 的軟件進行任何編程。

3、S7 通訊服務器CPU 硬件的組態方法

3.1、創建CPU 并設定CPU 的IP，該示例把CPU 的IP 設定為“192.168.3.70”并創建PN 連接，該IP 地址必須與1.5 中設置的IP 地址一致，否則將無法進行通訊。

3.2、勾選CPU 屬性中“防護與安全”選擇卡中“連接機制”選項的“允許來自遠程對象PUT/GET 訪問”內容，如圖3.2

圖3.2

3.3、編譯并將硬件下載至服務器CPU 中。

經過上述示例不難發現，服務器的CPU 只需勾選遠程CPU 的通訊訪問權限即可，其他的都由客戶端CPU 中組態。用這樣的通訊方式進行主機和其他輔助設備進行通訊，可以大大減少輔助設備在通訊上的編程時間，加大了編程的靈活性。