基于工业以太网的西门子S5与S7系列PLC的通讯连接_西门子s7 300.docx

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1、基于工业以太网的西门子S5与S7系列PLC的通讯连接_西门子s7 300(包钢无缝钢管厂，内蒙古 包头 014010)摘 要： 介绍了通讯采纳基于ISO协议的SEND/RECEIVE服务类型的基于工业以太网的西门子S5 与S7系列PLC的通讯连接。关键词：工业以太网；S5PLC；S7PLC；通讯中图分类号：TP393.11TN919 文献标识码：A 文 章编号：10176921(2022)18011902无缝厂400机组轧钢设备的电气限制系统是从19101年起先分阶段完成技术改造的。由 于限制需求和现有设备的差别，按德国MEER公司工艺设计要求进行技术改造的区域采纳的是 西门子S5系列的PLC

2、，由我厂自行设计调试的限制系统采纳的是西门子S7系列的PLC，随着生 产自动化水平的提高，各机组区域之间的硬件连锁信号已经不能满意大量数据信息交换的要 求，现场自动限制作业迫切须要解决S7与S5系列PLC之间的联网问题。S5与S7系列PLC通过工业以太网联网之后，传输的数据量将不会受到限制，且传输速率 可达到101Mbps。以光缆作为传输媒介，可以最大限度地抗电磁干扰。而且工业以太网的拓 扑结构高效简洁，站与站之间的联结只须要铺设一根光缆。在软件系统方面，信号数据的处 理手段可以更加丰富。1 西门子的可编程限制器及PLC网络概况11019年西门子公司推出了SIMATIC S5系列PLC，这20

3、年来始终主推S5系列PLC，获得巨大胜利 ，并且在国内冶金行业获得广泛应用。20世纪90年头西门子起先组织力气研制出新一代产品 S7系列PLC投放市场，并渐渐成为主导产品。在近几年冶金企业的设备改造中，PLC的选型基 本以S7系列为主。SINEC H1是西门子PLC高速工业限制网络。SINEC H1以“以太网协议”为基础建立，因 此被称为工业以太网，是西门子系列PLC互联通信的最主要的PLC网络。因为S5和S7 系列PLC 在冶金企业得到大量运用，实现S5与S7系列PLC产品之间的工业以太网连接意义重大。S5-PLC系统可以采纳CP143或CP1430 TF等通信模板联入工业以太网。这些通信模

4、板采纳COM 143和COM1430等组态工具包进行参数配置。通信程序通过调用数据管理功能块DHB（data ha ndling block）来编写。S7-PLC可以采纳CP443-1等以太网通讯模板联入工业以太网。其网 络采纳软件包S7 Manager+NCM Industrial Net组态，通信程序通过调用标准的功能块来实 现。2 系统实现鉴于西门子S5与S7系列PLC种类繁多，实现工业以太网的方式各异，下面仅以范例的形 式介绍S5-135UPLC配CP1430TF通讯模板与S7-400 PLC配CP443-1通讯模板通过以ISO协议为基 础的SEND/RECEIVE服务类型建立工业以太

5、网通讯连接的过程。2.1 程序结构功能图程序结构功能图如图1所示。740)this.width=740 border=undefined2.2 系统结构2.2.1 总框架：总线系统：工业以太网；通讯协议：ISO；主动侧：SIMATIC S7-400 PLC；从机侧：SIMATIC S5-135U PLC；通讯处理器：CP443-1 ，CP1430TF；服务类 型：SEND/RECEIVE。2.2.2 主动侧硬件配置：1#槽：PS407 10A；2#槽：CPU414-1；3#槽：CP443-1。2.2.3 从机侧硬件配置：1#槽：CPU135U；2#槽：CP1430TF。2.3 电缆及其它硬件需

6、求MPI电缆；ETHERNET 电缆；Hub 或扇出单元 如ELM，SSV104；带MPI接口的PG/PC。2.4 软件需求Microsoft Windows 95 或 WindowsNT4.0操作系统；STEP7 V4.021或更高版本；用于STEP7 V4.021的NCM S7 INDUSTRIAL ETHERNET；STEP5 V6.65或更高版本；CP1430 的配置软件 包NCM COM1430 V5.01或更高版本。3 程序及其通讯结构介绍3.1 范例程序工作过程3.1.1 数据交换：2个字节数据循环交换。3.1.2 主从侧：主动侧SIMATIC S7 PLC起动SEND/RECE

7、IVE 功能。从机侧SIMATIC S5 PLC 接收数据并将数据反送回主动侧。通讯双方运用ISO协议。3.1.3 主动侧用户程序执行过程：SEND：每个循环周期发送2个数据块字节至从机侧。RECE IVE：每个循环周期触发一次RECEIVE作业，所接收的数据写入接收缓冲区。运算：要发送的 数据加1，并再次起动SEND/RECEIVE循环。3.1.4 从机侧用户程序执行过程：SEND：接收到新数据，触发一个发送作业。RECEIVE：每 个循环周期触发一次RECEIVE作业，新数据接收到时，写入公共发送/接收缓冲区。3.2 通讯功能块及其通讯结构西门子S5系列PLC工业以太网的通信是以两级数据交

8、换实现的，一级是发生在同一台可编程 限制器之内的CPU模板与通信模板之间的数据交换，另外一级是指在PLC网络上，不同的PLC 的通信模板之间，经由PLC网络实现的数据交换。前者是通过调用数据管理功能块DHB（data handling block），经由一个双口存储器作桥梁（共享区）实现的数据交换，这是一种并 行通信。利用DHB不仅可以实现CPU模板与CP通信模板之间的数据交换，而且可以实现CPU模 板与各种智能模板之间的数据交换。从这个意义上讲，DHB的运用具有通用性。西门子S5 U系列可编程限制器共有6个数据管理功能块，这些功能块必需相互协作才能实现C PU模板与通信模板之间的并行通信。对

9、于不同型号的可编程限制器，这6种功能块所能实现 的功能相同，但是却要按不同的功能块编号调用。数据管理功能块DHB为了保证其模块通用性，采纳形式参数编程，在调用时必需对形式参数 赋值，变为实际参数。完成一个通信过程，经常须要按肯定依次及相互关系调用几种DHB，在编写PLC和通信程序时 ，这是胜利与否的关键。本程序中运用FB120、FB121、FB12。S7-400 PLC完成通讯过程则相对比较简洁，只需用到2个功能块就能实现，而且网络组态也 很简单。3.2.1 S7 AG_LSEND 标准功能块FC50：功能：FC50负责把数据从PLC指定的发送缓冲区发送 至通讯伙伴。发送缓冲区指针可以指向过程

10、映像区，标记区，或一个数据块区。数据长度最 大不能超过8K字节。3.2.2 S5标准发送功能块FB120：功能：FB120负责把数据从PLC指定的发送缓冲区发送至CP 指定的地址区。3.2.3 S7 AG_LRECEIVE 标准功能块FC60：功能：FC60负责把从通讯伙伴接收到的数据发送 至PLC指定的接收缓冲区。接收缓冲区指针可以指向过程映像区，标记区，或一个数据块区 。3.2.4 S5标准接收功能块FB121：功能：FB121负责把从CP接收到的指定的地址区数据发送 至PLC指定的发送缓冲区。接收缓冲区指针可以指向过程映像区，标记区，或一个数据块区 。4 程序框图4.1 主动侧S7-400 PLC程序框图740)this.width=740 border=undefined5 结束语由于西门子产品在工控领域大量应用，信任在工程实践中，S5与S7系列PLC的工业以太网通 讯连接会越来越得到广泛应用。参考文献1 SIEMENS.Communication with SIMATICM.11016. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页