基于PROFINET 的西門子840Dsl 與LOGO!及S7-300 單邊通訊的應(yīng)用

于海洋，邢向宇，王宣峰，王慶德，李永剛，潘 凱

（國機(jī)鑄鍛機(jī)械有限公司，山東 濟(jì)南 250306）

隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化設(shè)備控制器也在向不同的需求發(fā)展。有的功能越來越多，系統(tǒng)越來越復(fù)雜，有的越來越精巧，適應(yīng)性越來越廣。以本機(jī)汽車縱梁三面沖孔線為例，設(shè)備系統(tǒng)采用高端840Dsl 數(shù)控系統(tǒng)，配置有十個數(shù)控軸，進(jìn)給電機(jī)通過絲杠傳動驅(qū)動部件完成精密的送進(jìn)，同時通過重載導(dǎo)軌滑塊連接的主機(jī)經(jīng)過絲杠的傳動完成聯(lián)動插補(bǔ)，高精度的傳動最終完成了產(chǎn)品的加工。在整個系統(tǒng)中，導(dǎo)軌滑塊及絲杠的潤滑非常重要，關(guān)乎設(shè)備的穩(wěn)定性及效率，以往潤滑設(shè)計通過系統(tǒng)控制各潤滑泵完成潤滑，但往往現(xiàn)場的工況復(fù)雜，設(shè)計的潤滑系統(tǒng)常常不能達(dá)到使用要求。本項目潤滑系統(tǒng)的設(shè)計分包給專業(yè)的潤滑系統(tǒng)集成商，經(jīng)過專業(yè)的分析與調(diào)研設(shè)計了一套潤滑系統(tǒng)，他們的控制器選擇精巧的LOGO!，這樣潤滑系統(tǒng)會作為一個獨(dú)立的設(shè)備部件接入到主機(jī)，本文主要研究如何通過通訊實(shí)現(xiàn)840Dsl 與LOGO!設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。

1 單邊通信

S7 協(xié)議是西門子S7 系列產(chǎn)品之間通訊使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，是屬于第7 層的協(xié)議，用于西門子設(shè)備之間進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，通過TSAP，可加載MPI、DP、以太網(wǎng)等不同物理結(jié)構(gòu)總線或網(wǎng)絡(luò)，PLC 一般通過通訊功能塊實(shí)現(xiàn)。

S7 通信支持兩種方式：①基于客戶端（client）和服務(wù)器（server）的單邊通信；②基于伙伴（partner）和伙伴（partner）的雙邊通信。

單邊通信是最常用的通信方式，在該方式中，只需要在客戶端一側(cè)進(jìn)行配置和編程，服務(wù)器一側(cè)只需要準(zhǔn)備好被訪問的數(shù)據(jù)即可。本文檔主要介紹的是單邊通信，涉及的情境有：S7-300 與LOGO 通信；S7-300 與840Dsl 數(shù)控系統(tǒng)通信；LOGO 與840Dsl 數(shù)控系統(tǒng)通。

2 S7-300 與LOGO 通信

S7-300 以151-8 PN/DP 為例，LOGO 以LOGO 0BA8 為例，以S7-300 做客戶端，LOGO 做服務(wù)器。

首先在STEP7 里建立151-8 CPU 的組態(tài)，然后在屬性欄里啟用時鐘存儲器，本例選擇0。配置PN-IO 端口，分配IP 地址：192.168.0.1。下載硬件。在硬件組態(tài)界面，單擊NetPro 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面，設(shè)置步驟如圖1 所示，單擊CPU，在下方表格處，雙擊或者右鍵插入新的連接。點(diǎn)擊Apply，彈出S7 connection 界面，Partner 分配的IP 是LOGO 的IP 地址。點(diǎn)擊Address Details，在窗口中的Partner 連接資源里，選擇20，完成網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，編譯并保存。

圖1 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)設(shè)置界面

需注意的是，紅色框內(nèi)的內(nèi)容是默認(rèn)的，操作時檢查紅色框內(nèi)的內(nèi)容是否正確。ID 號可以自由分配，但必須與程序一致。完成編譯保存，下載。編寫PLC程序：組態(tài)建立成功后，需要調(diào)用通訊功能塊GET 和PUT 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在標(biāo)準(zhǔn)庫中找到FB14 和FB15，并把它們加入到程序中。

FB14 和FB15 在CP300 中也有，如果沒有使用CP 模塊要選擇標(biāo)準(zhǔn)庫中的FB14 和FB15。調(diào)用GET指令，本例中將LOGO 中VB0 開始的10 個字節(jié)寫入到S7-300 的CPU 中DB1.DBB0 開始的10 個字節(jié)。

在S7-300 中訪問LOGO 的V 區(qū)要使用DB1 區(qū)域進(jìn)行讀寫操作。

調(diào)用PUT 指令，本例中將S7-300 的DB2 開始的10 個字節(jié)寫入到LOGO 的VB10 開始的10 個字節(jié)。

以上為S7-300 的客戶端設(shè)置。下面介紹LOGO做服務(wù)器的設(shè)置。

先打開LOGO 編程軟件，如圖2 所示，然后在工具欄找到以太網(wǎng)連接，IP 地址輸入LOGO 本地地址：192.168.0.16，以太網(wǎng)連接選擇服務(wù)器連接。

圖2 LOGO 做服務(wù)器設(shè)置

如圖3 所示為LOGO 作為服務(wù)器的連接設(shè)置。本地屬性TSAP 與前面S7-300 的partner 對應(yīng)為：20.00。僅對于此連接，輸入S7-300 客戶端的CPU 地址：192.168.0.1。如果勾選接受所有連接請求，就不用輸入CPU 地址了，建議不要勾選。

圖3 LOGO 做服務(wù)器的連接設(shè)置

S7-300 作為客戶端，TSAP 對應(yīng)10.02

LOGO 設(shè)置完成，保存下載。下面檢查通訊情況。在S7-300 的NetPro 里面，點(diǎn)擊activate connection status，激活連接，正常會顯示綠色三角，表示連接已建立。測試數(shù)據(jù)傳輸，在LOGO 的工具欄選擇在線測試按鈕，測試成功后，點(diǎn)擊確定。

3 LOGO 與840Dsl 數(shù)控系統(tǒng)通訊

在做840D sl 與LOGO 的通信前，先了解840D sl 的NCU 有哪幾種接口：

Ethernet 網(wǎng)口：

X120：PN/IE-OP 接口。提供到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的連接；

X127：PN/IE 接口。服務(wù)接口，用作調(diào)試；

X130：PN/IE-NET 接口。連接NCU 到工廠網(wǎng)絡(luò)；

Profinet 口：

X150 P1 和X150 P2，可以建立分布式系統(tǒng)中控制器之間的通訊，也可以建立控制系統(tǒng)PLC 與現(xiàn)場設(shè)備之間的通訊。

還有Profibus DP 等接口，具體不再闡述。

840D sl 與LOGO 通信既可以選擇用NCU 上的X130 口也可以用X150 口，建立通信的方式840D sl既可以選擇做服務(wù)器，也可以做客戶端。

3.1 840Dsl 做服務(wù)器，LOGO 做客戶端的設(shè)置

如圖4 所示，設(shè)置840Dsl 通訊端口。使用X130以太網(wǎng)工廠網(wǎng)絡(luò)通信端口的方式。在網(wǎng)絡(luò)-公司網(wǎng)絡(luò)里配置X130 的IP 地址：192.168.0.20。

圖4 840Dsl 公司網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

注意：以太網(wǎng)接口X130 可設(shè)置為DHCP 客戶端，也可以指定為固定IP 地址，如果設(shè)置為DHCP客戶端，必須通過一個DHCP 服務(wù)器進(jìn)行連接，且外部設(shè)備的IP 地址應(yīng)設(shè)為自動獲取。另外IP 地址192.168.215.xxx 和192.168.214.xxx 已預(yù)留給系統(tǒng)使用，不能用于X130 口。

以太網(wǎng)接口X130 配有防火墻，可能會禁止某些軟件工具的在線連接，但允許用戶根據(jù)需要，打開端口越過防火墻連接。

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)置界面，依次按下“公司網(wǎng)絡(luò)”——“更改”按鈕，在“防火墻”例外欄目下，勾選或填寫端口：S7 通訊、UNC 訪問、SSH，完成之后，需要系統(tǒng)斷電重啟。

在LOGO 的工具欄中找到以太網(wǎng)連接，添加客戶端連接，S7 連接。遠(yuǎn)程屬性TSAP 輸入03.02，IP 地址是130 的地址192.168.0.20。本例是將LOGO 中VB0 開始的5 個字節(jié)放入840D 的MB100 開始的5個字節(jié)，840D 將MB150 開始的5 個字節(jié)放入LOGOVB5 開始的5 個字節(jié)。LOGO 的監(jiān)控和上面一樣，選擇在線測試，然后點(diǎn)擊左下方數(shù)據(jù)表。如圖5 所示數(shù)值監(jiān)控是通訊正常后在840Dsl 的NC/PLC 變量表監(jiān)控的數(shù)值。

圖5 840Dsl 數(shù)值監(jiān)控

3.2 840D 做客戶端，LOGO 做服務(wù)器

設(shè)置840D 通訊端口。使用X150 通信端口的方式。配置NCU X150 的PN 端口，分配IP 地址。進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面

注意：partner 的IP 地址是192.168.0.16，點(diǎn)擊details，partner 的TSAP 是20.00，local 的TSAP 是10.02。

編譯保存下載。編寫plc 程序，在標(biāo)準(zhǔn)庫中找到FB14、FB15 添加到程序中，由于840D 中FB15 有沖突，重新分配了FB 塊號為FB150。

本例是將LOGO 中VB0 開始的10 個字節(jié)放入840D 的DB100.DBB0 開始的10 個字節(jié)，840D 將DB200.DBB0 開始的10 個字節(jié)放入LOGOVB10 開始的10 個字節(jié)。PUT 指令編程：

GET 指令編程：

以上S7-300 做客戶端設(shè)置完了，下面是LOGO做服務(wù)器的設(shè)置。

如圖6 所示，先打開LOGO 的編程軟件，然后在工具欄找到以太網(wǎng)連接。

圖6 LOGO 做客戶端的連接設(shè)置

IP 地址輸入LOGO 本地的地址：192.168.0.16，以太網(wǎng)連接選擇服務(wù)器連接。

LOGO 作為服務(wù)器，本地屬性TSAP 與前面S7-300 的partner 對應(yīng)為：20.00。

僅對于此連接，輸入S7-300 客戶端的CPU 地址：192.168.0.1。

如果勾選接受所有連接請求，就不用輸入CPU地址了。建議不要勾選。

S7-300 作為客戶端，TSAP 對應(yīng)10.02

LOGO 設(shè)置完成，保存下載。檢查通訊情況：在S7-300 的NetPro 里面，點(diǎn)擊activate connection status，激活連接，如圖所示，正常會顯示綠色三角，表示連接已建立。

測試數(shù)據(jù)傳輸

在LOGO 的工具欄選擇在線測試按鈕，測試成功后，點(diǎn)擊確定。

在左下角選擇數(shù)據(jù)表，打開，可以強(qiáng)制和監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸情況。

4 結(jié)束語

LOGO 與840Dsl 數(shù)控系統(tǒng)的單邊通信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。LOGO 和840Dsl 都可以作為客戶端或者服務(wù)器，與伙伴的服務(wù)器或者客戶端進(jìn)行連接，同時在840Dsl 的通信端口也有兩種選擇，既可以選擇X130口也可以選擇X150 口。通過單邊通訊的應(yīng)用，方便快捷的實(shí)現(xiàn)了兩種不同CPU 的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備更好的柔性控制，對產(chǎn)線下多設(shè)備的控制提供了一定的技術(shù)方案。