西門子S7-1200與第三方設(shè)備自由口通信詳解

西門子S7-1200緊湊型PLC在當(dāng)前的市場(chǎng)中有著廣泛的應(yīng)用，由于其性價(jià)比高，所以常被用作小型自動(dòng)化控制設(shè)備的控制器，這也使得它經(jīng)常與第三方的設(shè)備掃描槍、打印機(jī)等設(shè)備進(jìn)行通訊。因?yàn)闆](méi)有第三方的設(shè)備，這里就以超級(jí)終端為例介紹自由口通訊。

1．控制系統(tǒng)原理

圖1:控制系統(tǒng)原理

2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以連接三個(gè)串口通信模版。
本例中使用的PLC硬件為：
1）PM1207電源( 6EP1 332-1SH71 )
2）S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
3) CM1241 RS232 ( 6ES7 241 -1AH30 -0XB0 )

3．軟件需求

1)編程軟件Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．組態(tài)

我們通過(guò)下述的實(shí)際操作來(lái)介紹如何在Step7 Basic V10.5 中組態(tài)S7-1214C 和超級(jí)終端通信。

點(diǎn)擊桌面上的“Totally Integrated Automation Portal V10”圖標(biāo)，打開如下圖：

圖2：新建S7 -1200項(xiàng)目

首先需要選擇“Create new project”選項(xiàng)，然后在“Project name:”里輸入PTP；在“Path：”修改項(xiàng)目的存儲(chǔ)路徑為“C:”；點(diǎn)擊“Create”，這樣就創(chuàng)建了一個(gè)文件PTP的新項(xiàng)目。創(chuàng)建后的窗口如下圖所示：

圖3：新建項(xiàng)目后

點(diǎn)擊門戶視圖左下角的“Project View”切換到項(xiàng)目視圖下，如下圖：

圖4：切換到項(xiàng)目視圖

打開后，在“Devices”標(biāo)簽下，點(diǎn)擊“Add new device”，在彈出的菜單中輸入設(shè)備名“PLC_1”并在設(shè)備列表里選擇CPU的類型。選擇后如下圖：

圖5：PLC硬件組態(tài)

插入CPU后，點(diǎn)擊CPU左邊的空槽，在右邊的“Catalog ”里找到“Communication”下的RS232模塊，拖拽或雙擊此模塊，這樣就把串口模塊插入到硬件配置里，接下來(lái)就需要配置此RS232模塊硬件接口參數(shù)，選擇RS232模塊，在其下方會(huì)出現(xiàn)該模塊的硬件屬性配置窗口，在屬性窗口里有兩個(gè)選項(xiàng)，一個(gè)是“general”；一個(gè)是“RS232 interface”。在“General”里包括了此模塊的“項(xiàng)目信息”和“訂貨信息”；而在“RS232 interface”里包括“項(xiàng)目信息”、“端口的配置”、“發(fā)送信息的配置”、“接收信息的配置”和“硬件識(shí)別號(hào)”。在這里我們選擇“RS232 interface”，在“端口”配置的選項(xiàng)里，進(jìn)行端口的參數(shù)配置，
波特率為：9600；
校驗(yàn)方式：無(wú)；
數(shù)據(jù)位為：8 ；
停止位：1；
硬件流控制：無(wú)；
等待時(shí)間：1ms
設(shè)置參數(shù)如下圖：

圖6：RS232接口配置

此時(shí)確認(rèn)一下“硬件識(shí)別號(hào)”為11。

此時(shí)，完成了硬件的組態(tài)，接下來(lái)需要編寫串口通訊程序，在這里我們實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：
A、 S7-1200發(fā)送數(shù)據(jù)給超級(jí)終端；
B、超級(jí)終端發(fā)送數(shù)據(jù)給S7-1200

對(duì)于第一個(gè)功能：S7-1200發(fā)送數(shù)據(jù)給超級(jí)終端，實(shí)際上是S7-1200是數(shù)據(jù)的發(fā)送方，超級(jí)終端是數(shù)據(jù)的接收方，對(duì)于S7-1200需要編寫發(fā)送程序；而對(duì)于超級(jí)終端來(lái)說(shuō)，只要打開超級(jí)終端程序，配置硬件接口參數(shù)與前面S7-1200的端口參數(shù)一只即可。

下面的步驟將具體介紹此功能實(shí)現(xiàn)的步驟：

①、在PLC中編寫發(fā)送程序。在項(xiàng)目管理視圖下雙擊“Device”下的程序塊下的Main（OB1），打開OB1，在主程序中調(diào)用SEND_PTP功能塊如下圖所示：（注：SEND_PTP在指令庫(kù)下的擴(kuò)展指令中通訊指令下）

圖7：調(diào)用發(fā)送功能塊

要對(duì)SEND_PTP賦值參數(shù)，首先需要?jiǎng)?chuàng)建SEND_PTP的背景數(shù)據(jù)塊和發(fā)送緩沖數(shù)據(jù)塊，雙擊“Devices”——> “PLC_1”——>“Program Block ”——“Add new block”，在彈出的串口命名DB_Send_PTP，選擇DB塊，在Type后選擇“SEND_PTP(SFB113)”

圖8：創(chuàng)建發(fā)送功能塊的背景數(shù)據(jù)塊

插入背景DB后，再插入發(fā)送緩沖DB塊，重復(fù)上面的步驟，只是在選擇DB類型為“Global DB”，并去掉“Symbolic access only”選項(xiàng)勾（這樣可以對(duì)該DB塊進(jìn)行直接地址訪問(wèn)），并取名該DB塊為DB_SEND_BUFF。建好這兩個(gè)DB塊后，雙擊打開DB_SEND_BUFF預(yù)先定義好要發(fā)送的數(shù)據(jù)，如下圖所示：

圖9：在接收緩沖區(qū)中接收到的數(shù)據(jù)

定義完發(fā)送緩沖區(qū)后，接下來(lái)就可以對(duì)SEND_PTP賦值參數(shù)，賦值參數(shù)后如下圖：

圖10：發(fā)送編程

在上面的編程塊里需要注意的是，在指定發(fā)送緩沖區(qū)時(shí)。字符的開始地址是從第二個(gè)字節(jié)，而不是零字節(jié)開始，即是P#DB2.DBX2.0 Byte10而不是P#DB2.DBX0.0 Byte10，原因是由于S7-1200對(duì)字符串的存放的格式造成的，S7-1200對(duì)字符串的前兩個(gè)字節(jié)的定義第一字節(jié)是最大的字符長(zhǎng)度，第二個(gè)字節(jié)是實(shí)際的字符長(zhǎng)度。接下來(lái)才是存放實(shí)際字符。如下圖：

圖11：String存儲(chǔ)格式

上面就完成了程序的編寫，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯；右擊PLC_1項(xiàng)目在彈出的菜單里選擇“Complies ALL”選項(xiàng)，這樣就對(duì)硬件與軟件進(jìn)行編譯，如下圖：

圖12：編譯項(xiàng)目

編譯且沒(méi)有錯(cuò)誤后就可以下載程序到PLC中，同樣右擊PLC_1項(xiàng)目，在彈出的菜單選擇“Download to Device”。
②、用串口交叉線連接S7-1200的串口與計(jì)算機(jī)的串口，打開計(jì)算機(jī)的超級(jí)終端程序，并設(shè)置硬件端口參數(shù)如下圖：

圖13：超級(jí)終端的端口設(shè)置

③、打開OB1功能塊在線監(jiān)控程序，在變量監(jiān)控表里強(qiáng)制M0.0為1，觸發(fā)數(shù)據(jù)的發(fā)送，此時(shí)在超級(jí)終端就會(huì)接收到發(fā)送的數(shù)據(jù)，如下圖：

圖14：在超級(jí)終端監(jiān)控發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)

對(duì)于第二個(gè)功能：超級(jí)終端發(fā)送數(shù)據(jù)給S7-1200，實(shí)際上是S7-1200是數(shù)據(jù)的接收方，超級(jí)終端是數(shù)據(jù)的發(fā)送方，對(duì)于S7-1200需要編寫接收程序；而對(duì)于超級(jí)終端來(lái)說(shuō)，只要打開超級(jí)終端程序，配置硬件接口參數(shù)與前面S7-1200的端口參數(shù)一致，在界面上輸入發(fā)送內(nèi)容即可。

下面的步驟將具體介紹此功能實(shí)現(xiàn)的步驟：

①、在PLC中編寫發(fā)送程序。在項(xiàng)目管理視圖下雙擊“Device”下的程序塊下的Main（OB1），打開OB1，在主程序中調(diào)用RCV_PTP功能塊如下圖所示：（注：RCV_PTP在指令庫(kù)下的擴(kuò)展指令中通訊指令下）

圖15：調(diào)用發(fā)送功能塊

要對(duì)RCV_PTP賦值參數(shù)，首先需要?jiǎng)?chuàng)建RCV_PTP的背景數(shù)據(jù)塊和發(fā)送緩沖數(shù)據(jù)塊，雙擊“Devices”——> “PLC_1”——>“Program Block ”——“Add new block”，在彈出的串口命名DB_RCV_PTP，選擇DB塊，在Type后選擇“RCV_PTP(SFB114)”

圖16：創(chuàng)建接收功能塊的背景數(shù)據(jù)塊

插入背景DB后，再插入接收緩沖DB塊，重復(fù)上面的步驟，只是在選擇DB類型為“Global DB”，并去掉“Symbolic access only”選項(xiàng)勾（這樣可以對(duì)該DB塊進(jìn)行直接地址訪問(wèn)），并取名該DB塊為DB_RCV_BUFF。建好這兩個(gè)DB塊后，雙擊打開DB_RCV_BUFF定義接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的類型，如下圖所示：

圖17：定義接收緩沖區(qū)

定義完接收緩沖區(qū)后，接下來(lái)就可以對(duì)RCV_PTP賦值參數(shù)，賦值參數(shù)后如下圖：

圖18：接收編程

在上面的編程塊里需要注意的是，在指定接收緩沖區(qū)時(shí)。字符的開始地址是從第二個(gè)字節(jié)，而不是零字節(jié)開始，即是P#DB2.DBX2.0 Byte10而不是P#DB2.DBX0.0 Byte10，原因是由于S7-1200對(duì)字符串的存放的格式造成的，S7-1200對(duì)字符串的前兩個(gè)字節(jié)的定義第一字節(jié)是最大的字符長(zhǎng)度，第二個(gè)字節(jié)是實(shí)際的字符長(zhǎng)度。接下來(lái)才是存放實(shí)際字符。如下圖：

圖19：String存儲(chǔ)格式

上面就完成了程序的編寫，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯；右擊PLC_1項(xiàng)目在彈出的菜單里選擇“Complies ALL”選項(xiàng)，這樣就對(duì)硬件與軟件進(jìn)行編譯，如下圖：

圖20：編譯項(xiàng)目

編譯且沒(méi)有錯(cuò)誤后就可以下載程序到PLC中，同樣右擊PLC_1項(xiàng)目，在彈出的菜單選擇“Download to Device”。
②、用串口交叉線連接S7-1200的串口與計(jì)算機(jī)的串口，打開計(jì)算機(jī)的超級(jí)終端程序，并設(shè)置硬件端口參數(shù)如下圖：

圖21：超級(jí)終端的端口設(shè)置

在桌面上新建文本文件，打開此文本文件在里面輸入“gfdcba”，如下圖：

圖22：在文本文件下輸入要發(fā)送的字符串

③、打開變量監(jiān)控表，強(qiáng)制M0.0，使能接收。然后，在超級(jí)終端里，選擇菜單“Transfer”下的“Send Text file”，在打開的窗口里找到桌面上的文本文件。

圖23：通過(guò)超級(jí)終端發(fā)送數(shù)據(jù)

打開DB_RCV_BUFF數(shù)據(jù)塊，在線查看接收到的數(shù)據(jù)，如下圖：

圖23：接收緩沖區(qū)中接收到的數(shù)據(jù)

通過(guò)上面的例子實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的應(yīng)用，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，需要按第三方設(shè)備的協(xié)議進(jìn)行編寫S7-1200的程序。