操作指南 2/2018 如何实现 400H 与 S7-1500 之间 的 S7 通讯 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109756733 Unrestricted
目录 1 工业库简介... 1 2 400H 与 S7-1500 通讯方案... 2 3 400H 与 S7-1500 通讯组态... 5 3.1 S7-1500 通讯组态... 5 3.2 400H 通讯组态... 9 4 400H 与 S7-1500 通讯测试... 13 1
1 工业库简介 SIMATIC PCS 7 工业库 (SIMATIC PCS 7 Industry Library, 以下简称 IL) 为 PCS 7 V9.0 以上版本提供了全新的控制功能库, 是对 PCS 7 高级过程库 (APL) 的扩展, 集成了非标准 PCS 7 系统的工厂组件, 包括 S7-300 控制器或者 WinCC Flexible 操作员面板 此外,IL 中 还集成了多个行业库, 例如, 水 废水处理行业库和楼宇自动化行业库 PCS 7 IL 与 PCS 7 APL 一起使用, 可对不同领域内的控制任务实现协调一致的总体解决方案 更多关于 PCS 7 工业库的安装信息, 可以参考如下应用文档 : PCS 7 工业库安装指南 下载中心文档编号 : A0696 http://www.ad.siemens.com.cn/download/docmessage.aspx?id=7109 1
2 400H 与 S7-1500 通讯方案西门子 400H 高可用性冗余控制器, 自推出以来, 在市场中得到了广泛的应用 S7-400H 自 动化系统可满足对现代自动化系统在可用性 智能化和分散化方面提出的高要求 该系统还提供了采集和准备过程数据所需的所有功能, 其中包括对装配和设备进行的开 环控制 闭环控制和监视的功能 通讯带有集成 PN 口以及 PROFIBUS DP 接口, 灵活应用 于多种通讯协议, 并且可以通过通讯模块扩展多个接口, 可用性高 图 2-1 AS 400H 前视图 S7-1500 是西门子近年推出的新 PLC 产品系列, 在各行各业都得到了极为广泛的应用 以 CPU1516 为例, 控制器本身集成了三个接口, 一个带两个物理接口 支持 IRT 的 Profinet 接口 X1, 一个以太网接口 X2, 一个 Profibus DP 接口 X3, 如下图所示 2
图 2-2 S7-1500 前视图在实际工程项目中, 经常会遇到 400H 和 S7-1500 通讯的问题, 基于两类控制器所支持的接口而言, 有三种可能的通讯方式 :Profibus DP 以太网 考虑到 S7-1500 和 400H 集成的 DP 接口均只能用作 DP 主站, 所以两者之间不能采用 Profibus DP 的主从通讯方式 本文主要介绍通过以太网以及 PCS7 工业库实现 400H 和 S7-1500 之间的通讯 要实现 H 系统集成 PN 口与 S7-1500 的通讯, 可以采用基于 S7 连接的方式, 配合 H_Status 功能块来确定激活哪一个 CPU 的连接完成数据交换 H_Status 功能块可以从如下链接页面中下载 : 如何读出一个 H 系统的运行状态和冗余状态? https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/19537149/zh 本文采用的网络结构如下所示 : 3
图 2-3 400H 与 1500 通讯网络结构图 4
3 400H 与 S7-1500 通讯组态 3.1 S7-1500 通讯组态 系统采用 TIA Portal V14 Update1 软件, 控制器采用 1516-3PN/DP 控制器, 组态控制器如 下图所示 图 3-1 1516-3PN/DP 硬件组态在设备视图中选择相应的 PS 电源 :6ES7 507-0BA00-0AB0, 1516-3PN/DP CPU : 6ES7516-3AN00-0AB0, 选择对应用于通讯的网口配置以太网地址 ( 本文配置的地址为 192.168.1.16), 本文中 1516-3PN/DP 有三个用于以太网通讯的网口, 选择和 400H 冗余通讯的网口, 本文选择以太网口 2, 具体配置如下图 5
图 3-2 1516-3PN/DP IP 地址组态界面 注意需要设置 CPU 的连接机制属性 : 允许来自远程对象的 PUT/GET 访问 图 3-3 CPU 连接机制属性设置 定义用于通讯的数据块, 本文定义用于接收的数据块为 DB30, 用于发送的数据块为 DB40, 数据类型为 int 型,Array[0..15], 如下图所示 6
图 3-4 定义用于接收和发送的数据块 图 3-5 定义用于接收和发送的数据类型 此处需要注意设置 DB 块的属性, 取消 优化的块访问, 如下图所示 : 7
图 3-6 DB 块的属性设置 点击菜单栏中的下载按钮, 把程序下载到对应的 CPU 中, 如下图所示 : 图 3-7 程序下载 S7-1500 方面的组态完成, 接下来是对 400H 方面的组态 8
3.2 400H 通讯组态 系统采用 PCS7 V9.0 软件, 控制器采用 412-5H 控制器, 组态控制器如下图所示, 拖入 UR2-H 机架, 选择 CPU412-5H:6ES7412-5HK06-0AB0 并配置以太网地址 192.168.1.133 以及 192.168.1.144( 双击 PN-IO 设置 IP 地址 ) 图 3-8 400H 硬件组态 打开 NetPro 网络组态, 配置 400H 与 S7-1500 的 S7 连接, 具体如下图所示, 输入 Local ID 以及对应的 S7-1500 控制器的 IP 地址, 选择 S7 未指定的连接 图 3-9 建立未指定的 S7 连接 9
在属性中设置 Local ID=1, 填写 1516-3PN/DP 设置的以太网 IP 地址, 主从 CPU 均需配置 S7 未指定的连接, 本文从 CPU 的 Local ID=2 图 3-10 设置连接参数 点击 Address Details, 设置连接资源属性, 此处 400H CPU 选择 connection resource=10, 连接伙伴 connection resource=3, 连接伙伴需要设置机架号和槽号, 参考 1500 之前的硬件组态, rack=0,slot=1,400h 从 CPU 选择 connection resource=11,400h CPU 的机架号和槽号为默认设置即可 图 3-11 设置 TSAP 号 10
网络组态设置完成之后, 对通讯的 DB 块以及 CFC 程序进行编写, 本文设置的用于发送的数据块为 DB30, 用于接收的数据块为 DB40, 对应的数据类型和 1500 保持一致, 程序编写调用 H_Status 对 CPU 的状态进行监视, 调用 PCS7 V9.0 Industry Lib S7 V90 中用于通讯的 S7Get(FB1198),S7Put(FB1199) 功能块, 具体见下图 : 图 3-12 DB 块的建立 图 3-13 读写程序的编写 H_Status 用于读取 CPU 的 master 状态, 如图所示 R0_MSTR 为 RACK0 机架的 CPU 处于主 CPU 的状态, R1_MSTR 为 RACK1 机架的 CPU 处于主 CPU 的运行状态, 通过切换来调用 S7Put,S7Get 块来进行数据交换 ;S7Put 需要设置的管脚为 : START: 为 1 时开始执行读写操作 ; KOM_ID: 对应 S7 未指定连接 的 Local ID; DBNO_SRC:400 侧用于发送的数据块地址, 本文为 DB30; 11
ADDR_SRC;400 侧用于发送的数据块的起始地址, 本文从 0 地址开始 ; DBNO_DST:1500 侧用于接收的数据块地址, 本文为 DB30; ADDR_DST;1500 侧用于发送的数据块的起始地址, 本文从 0 地址开始 ; LENGTH: 设置用于通讯的地址区域的长度, 本文设置为 4; S7Get 需要设置的管脚为 : START: 为 1 时开始执行读写操作 ; KOM_ID: 对应 S7 未指定连接 的 Local ID; DBNO_SRC:400 侧用于发送的数据块地址, 本文为 DB40; ADDR_SRC;400 侧用于发送的数据块的起始地址, 本文从 0 地址开始 ; DBNO_DST:1500 侧用于接收的数据块地址, 本文为 DB40; ADDR_DST;1500 侧用于发送的数据块的起始地址, 本文从 0 地址开始 ; LENGTH: 设置用于通讯的地址区域的长度, 本文设置为 12; 建立完成之后, 把硬件组态, 网络组态以及程序下载到 400H CPU 中 12
4 400H 与 S7-1500 通讯测试首先查看网络组态中建立的 S7 未指定的连接是否建立, 如下图所示, 主从 CPU 的连接状态 都是 set up 的状态, 证明网络已经建立正常 图 4-1 400H 主从 CPU 网络连接状态 在线监视程序是否成功读写数据 13
图 4-2 RACK0 机架 CPU 读写数据 RACK0 机架 CPU 与 RACK1 机架 CPU 进行主备切换时, 通过 H_Status 进行切换, 读 取数据, 如下图所示 : 图 4-3 RACK1 机架 CPU 读写数据 14
程序数据读取状态, 下图所示 : 图 4-4 DB 块数据读写 15