西门子PLC地区代理商数控系统

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S7通信的组态

1. S7通信

  S7通信是专为SIMATIC S7和C7优化设计的通信协议，它主要用于S7-300/400 CPU 之间的主-主通信、CPU与功能模块之间、CPU与西门子人机界面和组态软件WinCC之间的通信。S7通信可以用于工业以太网、PROFIBUS或MPI网络。这些网络的S7通信的组态和编程方法基本上相同。S7通信协议是面向连接的协议，在进行数据交换之前，与通信伙伴建立连接。面向连接的协议具有较高的安全性。

  连接是指两个通信伙伴之间为了执行通信服务建立的逻辑链路，而不是指两个站之间用物理媒体(例如电缆)实现的连接。S7连接为需要组态的静态连接，用STEP7集成的网络组态工具 NetPro 组态连接。静态连接要占用参与通信的模块(CPU、CP、FM)的连接资源。

  2.客户机与服务器

  基于连接的通信分为单向通信和双向通信，单向通信只需要通信的客户机编写通信程序。在通信中客户机(Client)是主动的，需要调用通信块对服务器的数据进行读、写操作。服务器(Server)是通信中的被动方，不需编写通信程序，通信功能由它的操作系统执行。

  在双向通信中，通信双方都需要调用通信块，一方调用发送块来发送数据，另一方调用接收块来接收数据。在S7单向连接中，客户机调用功能块GET和PUT，读、写服务器的存储区。S7-400可以调用SFB8/SFB9和SFB12/SFB13，进行双向通信。用于数据交换的S7通信的SFB/FB见表6-10。

  有S7-300集成的通信接口参与时，只能进行单向S7通信，S7-300集成的通信接口在通信中只能作服务器。S7-400集成的DP接口和CP443-5在单向S7通信中既可以作服务器，也可以作客户机。它们之间还可以进行双向S7通信。S7-300的PROFIBUS CP是否能参与S7双向通信和作S7单向通信的客户机，与CP和CPU的订货号和固件版本号均有关系，只有少数较的S7-300 CPU和PROFIBUS CP的组合才有双向S7通信功能。STEP7 会自动禁止建立不允许的通信连接。

  3. 组态硬件

  在STEP7中创建一个名为“S7_DP”的项目(见随书光盘的同名例程)，CPU为CPU 412-2DP。打开硬件组态工具HW Config，将电源模块和信号模块插入机架。双击机架中CPU412-2DP下面“DP”所在的行，打开DP属性对话框，新建一条PROFIBUS网络，传输速率为默认的1.5Mbit/s，配置文件为“标准”。CPU集成的DP接口和MPI接口默认的地址均为2，默认的工作模式为DP主站。单击工具栏上的黑按钮，编译并保存组态信息。

  在SIMATIC管理器中生成一个S7-300站。在HW Config中，将CPU313C-2DP插入机架，在自动打开的“属性-PROFIBUS接口”对话框的“参数”选项卡中，设置站地址为3，选中“子网”列表中的“PROFIBUS(1)”，将CPU313C-2DP连接到DP网络上，默认的工作方式为DP主站。在CPU属性对话框的“常规”选项卡中，设置MPI地址为3。将电源模块和信号模块插入机架。组态好硬件后，单击工具栏上的黑按钮，编译并保存组态信息。

PLC工作的全过程——四部分工作介绍

为了满足工业逻辑控制的要求，同时结合计算机控制的特点，PLC的工作方式采用不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从条指令执行开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。PLC工作的全过程可用图1所示的运行框图来表示。整个过程可分为以下几个部分：

部分是上电处理。PLC上电后对系统进行一次初始化，包括硬件初始化和软件初始化，停电保持范围设定及其他初始化处理等。

第二部分是自诊断处理。PLC每扫描一次，执行—次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常。如CPU、电池电压、程序存储器、I／O和通讯等是否异常或出错，如检查出异常时，CPU面板上的LED及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫描便停止。

第三部分是通讯服务。PLC自诊断处理完成以后进入通讯服务过程。检查有无通讯任务，如有则调用相应进程，完成与其他设备的通讯处理，并对通讯数据作相应处理；然后进行时钟、特殊寄存器更新处理等工作。

第四部分是程序扫描过程。PLC在上电处理、自诊断和通讯服务完成以后，如果工作选择开关在RUN位置，则进人程序扫描工作阶段。先完成输入处理，即把输入端子的状态读入输入映像寄存器中，然后执行用户程序，后把输出处理结果刷新到输出锁存器中。

在上述几个部分中，通讯服务和程序扫描过程是PLC工作的主要部分，其工作周期称为扫描周期。可以看出扫描周期直接影响控制信号的实时性和正确性，为了确保控制能正确实时地进行，在每个扫描周期中，通讯任务的作业时间被控制在一定范围内。PLC运行正常时，程序扫描周期的长短与CPU的运算速度、与I/O点的情况、与用户应用程序的长短及编程情况等有关。通常用PLC执行l KB指令所需时间来说明其扫描速度，一般为零点几ms到上百ms。值得注意的是，不同指令其执行时间是不同的，从零点几μs到上百μs不等，故选用不同指令所用的扫描时间将会不同。而对于一些需要高速处理的信号，则需要特殊的软、硬件措施来处理。