一.功能概述

S7通信是西門子S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS和以太網的一種優化的通信協議，它是面向連接的協議，在進行數據交換前，必須與通信伙伴建立連接。本協議屬于西門子私有協議，本節主要介紹基于以太網的S7通信。S7通訊服務集成在S7控制器中，屬于ISO參考模型第7層(應用層)的服務，采用客戶端-服務器原則。S7連接屬于靜態連接，可以與同一個通信伙伴建立多個連接，同一時刻可以訪問的通信伙伴的數量取決于CPU的連接資源。S7-1200 PLC通過集成的PROFINET接口支持S7通信，使用單邊通信方式，只要客戶端調用PUT/GET通信指令即可。

二.指令說明

在指令選項卡中選擇“通信”→“S7通信”，S7通信指令列表如圖1所示。S7通信指令主要包括兩個通信指令，“GET”指令和“PUT”指令，每個指令塊拖拽到程序工作區中將自動分配背景數據塊，背景數據塊的名稱可自行修改，背景數據塊的編號可以手動或自動分配。

圖1 S7通信指令

1.“GET” 指令

(1) 指令介紹

 “GET”指令可以從遠程伙伴CPU讀取數據?；锇镃PU則可以處于 RUN 模式或 STOP 模式，S7通信都可以正常運行，指令如圖2所示。

圖2 GET指令

(2) 指令參數

該指令的輸入輸出引腳參數的意義如表1所示。

表1 “GET”指令引腳參數

2.“PUT”指令

（1） 指令介紹

“PUT”指令可以將數據寫入一個遠程伙伴CPU?；锇镃PU則可以處于RUN模式或STOP 模式，S7通信都可以正常運行，指令如圖3所示。

圖3 PUT指令

（2）指令參數

該指令的輸入輸出引腳參數的意義如表2所示。

表2 “PUT”指令引腳參數

三.實例內容

1.實例名稱

S7通信應用實例

2.實例描述

兩臺S7-1200 PLC進行S7通信，一臺作為客戶端，一臺作為服務器。客戶端讀將服務器的MW100~MW104中的數據讀取到客戶端的DB10.DBW0~ DB10.DBW4中；客戶端將DB10.DBW5~DB10.DBW9的數據寫到服務器的MW200- MW204中。

3.硬件組成

(1) CPU1214C DC/DC/DC，兩臺，訂貨號：6ES7 214-1AG40-0XB0；(2) 四口交換機，一臺；(3) 編程電腦，一臺，已安裝博途V15.1軟件。

四.實例實施

1.新建項目及組態客戶端S7-1200 CPU

打開博途軟件，在Portal 視圖中，單擊“創建新項目”，并輸入項目名稱(S7通信應用實例)，路徑和作者等信息，然后單擊“創建”即可生成新項目。
進入項目視圖，在左側的項目樹中，單擊“添加新設備”，隨即彈出添加新設備對話框，如圖4所示，在此對話框中選擇的CPU型號和版本號（必須與實際設備相匹配），然后單擊“確定”按鈕。

圖4 添加新設備對話框

2.設置客戶端CPU屬性

在項目樹中，選擇“PLC_1[CPU 1214C DC/DC/DC]”，雙擊“設備組態”，在“設備視圖”的工作區中，選中PLC_1，在其巡視窗口中的“屬性”→ “常規”的選項卡中，選擇“PROFINET接口[X1]”→“以太網地址”，修改CPU以太網IP地址如圖5所示。

圖5 以太網IP地址

在其巡視窗口的“屬性”→“常規”的選項卡中，選擇“系統和時鐘存儲器”，激活“啟用時鐘存儲器字節”復選框，如圖6所示。

圖6 系統和時鐘存儲器

備注：程序中會用到時鐘存儲器M0.5。

3.組態服務端S7-1200 CPU

在左側的項目樹中，單擊“添加新設備”，隨即彈出添加新設備對話框，如圖7所示。在此對話框中選擇的CPU型號和版本號（必須與實際設備相匹配），然后單擊“確定”按鈕。

圖7 添加新設備對話框

4.設置服務端CPU屬性

在項目樹中，選擇“PLC_2[CPU 1214C DC/DC/DC]”，雙擊“設備組態”，在“設備視圖”的工作區中，選中PLC_2，在其巡視窗口中的“屬性”→ “常規”的選項卡中，選擇“PROFINET接口[X1]”→“以太網地址”，修改CPU以太網地址如圖8 所示。

圖8 以太網IP地址

在其巡視窗口的“屬性”→“常規”的選項卡中，選擇 “防護與安全”→“連接機制”，激活“允許來自遠程對象的PUT/GET通信”復選框，如圖9所示。

圖9 激活連接機制

5.組態S7連接

在項目樹中，選擇“設備和網絡”，在網絡視圖中，單擊“連接”按鈕，在“連接”的下拉列表中選擇“S7連接”，用鼠標點中PLC_1的PROFINET通信口的綠色小方框，然后拖拽出一條線，到PLC_2的PROFINET通信口的綠色小方框上，然后松開鼠標，連接就建立起來了，如圖10所示。

圖10 組態S7連接

在網絡視圖中，選擇“網絡數據”畫面→“連接”選項卡，可以查看S7連接參數，如圖11所示。

圖11 S7連接參數

備注：方框中為網路數據畫面。

6.創建客戶端PLC變量表

在項目樹中，選擇“PLC_1[CPU 1214C DC/DC/DC]”→“PLC變量”，雙擊“添加新變量表”，并命名變量表為“PLC變量表”，在“PLC變量表”中新建變量如圖12所示。

圖12 PLC變量表

7.創建接收和發送數據區

(1) 在項目樹中，選擇“PLC_1[CPU 1214C DC/DC/DC]”→“程序塊”→“添加新塊”，選擇“數據塊(DB)”創建DB塊，數據塊名稱為“數據塊_1”，手動修改數據塊編號為10，單擊“確認”按鈕，如圖13所示。

圖13 創建數據塊

(2) 需要在DB塊屬性中取消優化的塊訪問，單擊“確認”按鈕，如圖14所示。

圖14 取消優化塊的訪問

(3) 在DB塊中，創建5個字的數組用于存放接收數據，創建5個字的數組用于存放發送數據，如圖15所示。

圖15 數據發送和接收區

8.編寫OB1主程序

(1) 編寫“GET”指令程序段部分

圖16 GET指令

主要參數說明如下：

① REQ輸入引腳為時鐘存儲器M0.5，上升沿時指令執行。② ID輸入引腳是連接ID，要與連接配置中一致，為16#100。③ ADDR_1輸入引腳為發送到通信伙伴數據區的地址。④ RD_1輸入引腳為本地接收數據區。

(2) 編寫“PUT”指令程序段部分

圖17  PUT指令

主要參數說明如下：

① REQ輸入引腳為時鐘存儲器M0.5，上升沿時指令執行。② ID輸入引腳是連接ID，要與連接配置中一致，為16#100。③ ADDR_1輸入引腳為從通信伙伴數據區讀取數據的地址。④ SD_1輸入引腳為本地發送數據地址。

9.程序測試

程序編譯后，下載到S7-1200 CPU，通過監控表監控通信數據，監控表如圖18和19所示。

圖18 PLC_1監控表

圖19 PLC_2監控表

五.應用經驗總結

① S7-1200 PLC作為S7通信的服務端，需要在CPU屬性的 “防護與安全”→“連接機制”中，激活“允許來自遠程對象的PUT/GET通信”，才可以進行通信；
② S7通信使用“GET”指令和“PUT”指令進行單邊編程；③ 伙伴CPU讀寫區域不支持優化的DB塊。