【工控技术】如何通过S7-1200与第三方设备实现自由口通信

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西门子S7-1200 紧凑型PLC由于其性价比高，所以常被用作小型自动化控制设备的控制器，这也使得它经常与第三方的设备（扫描枪、打印机等设备进行通讯。因为没有第三方的设备，这里就以超级终端为例介绍自由口通讯。

1．控制系统原理

图1:控制系统原理
 

2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以连接三个串口通信模版。

本例中使用的PLC硬件为：
1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
3) CM1241 RS232 ( 6ES7 241 -1AH30 -0XB0 )

3．软件需求

1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．组态

我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5 中组态S7-1214C 和超级终端通信。

点击桌面上的“Totally Integrated Automation Portal V10”图标，打开如下图：

图2： 新建S7 -1200项目
 

首先需要选择“Create new project”选项，然后在“Project name:”里输入PTP；在“Path：”修改项目的存储路径为“C:\”；点击“Create”，这样就创建了一个文件PTP的新项目。创建后的窗口如下图所示：

图3： 新建项目后
 

点击门户视图左下角的“Project View”切换到项目视图下，如下图：

图4： 切换到项目视图
 

打开后，在“Devices”标签下，点击“Add new device”，在弹出的菜单中输入设备名“PLC_1”并在设备列表里选择CPU的类型。选择后如下图：

图5： PLC硬件组态
 

插入CPU后，点击CPU左边的空槽，在右边的“Catalog ”里找到“Communication”下的RS232模块，拖拽或双击此模块，这样就把串口模块插入到硬件配置里，接下来就需要配置此RS232模块硬件接口参数，选择RS232模块，在其下方会出现该模块的硬件属性配置窗口， 在属性窗口里有两个选项，一个是“general”；一个是“RS232 interface”。在“General”里包括了此模块的“项目信息”和“订货信息”；而在“RS232 interface”里包括“项目信息”、“端口的配置”、“发送信息的配置”、“接收信息的配置”和“硬件识别号”。在这里我们选择“RS232 interface”，在“端口”配置的选项里，进行端口的参数配置，
波特率为：9600 ；
校验方式：无 ；
数据位为：8 ；
停止位： 1；
硬件流控制：无；
等待时间： 1ms
设置参数如下图：

图6： RS232接口配置
 

此时确认一下“硬件识别号”为11。

此时，完成了硬件的组态，接下来需要编写串口通讯程序，在这里我们实现两个功能：
一、 S7-1200 发送数据给超级终端；
二、 超级终端发送数据给S7-1200

对于个功能：S7-1200发送数据给超级终端，实际上是S7-1200是数据的发送方，超级终端是数据的接收方，对于S7-1200需要编写发送程序；而对于超级终端来说，只要打开超级终端程序，配置硬件接口参数与前面S7-1200的端口参数一只即可。

下面的步骤将具体介绍此功能实现的步骤：

①、在PLC中编写发送程序。在项目管理视图下双击“Device”下的程序块下的Main（OB1），打开OB1，在主程序中调用SEND_PTP功能块如下图所示：（注：SEND_PTP在指令库下的扩展指令中通讯指令下）

图7： 调用发送功能块
 

要对SEND_PTP赋值参数，首先需要创建SEND_PTP的背景数据块和发送缓冲数据块 ，双击“Devices”——> “PLC_1”——>“Program Block ”——“Add new block”，在弹出的串口命名DB_Send_PTP，选择DB块，在Type后选择“SEND_PTP(SFB113)”

图8： 创建发送功能块的背景数据块
 

插入背景DB后，再插入发送缓冲DB块，重复上面的步骤，只是在选择DB类型为“Global DB”，并去掉“Symbolic access only”选项勾（这样可以对该DB块进行直接地址访问），并取名该DB块为DB_SEND_BUFF。建好这两个DB块后，双击打开DB_SEND_BUFF预先定义好要发送的数据，如下图所示：

图9：在接收缓冲区中接收到的数据
 

定义完发送缓冲区后，接下来就可以对SEND_PTP赋值参数，赋值参数后如下图：

图10：发送编程
 

在上面的编程块里需要注意的是，在指定发送缓冲区时。字符的开始地址是从第二个字节，而不是零字节开始，即是P#DB2.DBX2.0 Byte10 而不是P#DB2.DBX0.0 Byte10，原因是由于S7-1200对字符串的存放的格式造成的，S7-1200对字符串的前两个字节的定义字节是的字符长度，第二个字节是实际的字符长度。接下来才是存放实际字符。如下图：

图11：String存储格式
 

上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击PLC_1项目在弹出的菜单里选择“Complies ALL”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下图：

图12：编译项目
 

编译且没有错误后就可以下载程序到PLC中，同样右击PLC_1项目，在弹出的菜单选择“Download to Device”。
②、用串口交叉线连接S7-1200的串口与计算机的串口，打开计算机的超级终端程序，并设置硬件端口参数如下图：

图13：超级终端的端口设置
 

③、打开OB1功能块在线监控程序，在变量监控表里强制M0.0为1，触发数据的发送，此时在超级终端就会接收到发送的数据，如下图：

图14：在超级终端监控发送来的数据
 

对于第二个功能：超级终端发送数据给S7-1200，实际上是S7-1200是数据的接收方，超级终端是数据的发送方，对于S7-1200需要编写接收程序；而对于超级终端来说，只要打开超级终端程序，配置硬件接口参数与前面S7-1200的端口参数一致，在界面上输入发送内容即可。

下面的步骤将具体介绍此功能实现的步骤：

①、在PLC中编写发送程序。在项目管理视图下双击“Device”下的程序块下的Main（OB1），打开OB1，在主程序中调用RCV_PTP功能块如下图所示：（注：RCV_PTP在指令库下的扩展指令中通讯指令下）

图15： 调用发送功能块
 

要对RCV_PTP赋值参数，首先需要创建RCV_PTP的背景数据块和发送缓冲数据块 ，双击“Devices”——> “PLC_1”——>“Program Block ”——“Add new block”，在弹出的串口命名DB_RCV_PTP，选择DB块，在Type后选择“RCV_PTP(SFB114)”

图16： 创建接收功能块的背景数据块
 

插入背景DB后，再插入接收缓冲DB块，重复上面的步骤，只是在选择DB类型为“Global DB”，并去掉“Symbolic access only”选项勾（这样可以对该DB块进行直接地址访问），并取名该DB块为DB_RCV_BUFF。建好这两个DB块后，双击打开DB_RCV_BUFF定义接收缓冲区数据的类型，如下图所示：

图17：定义接收缓冲区
 

定义完接收缓冲区后，接下来就可以对RCV_PTP赋值参数，赋值参数后如下图：

图18：接收编程
 

在上面的编程块里需要注意的是，在指定接收缓冲区时。字符的开始地址是从第二个字节，而不是零字节开始，即是P#DB2.DBX2.0 Byte10 而不是P#DB2.DBX0.0 Byte10，原因是由于S7-1200对字符串的存放的格式造成的，S7-1200对字符串的前两个字节的定义字节是的字符长度，第二个字节是实际的字符长度。接下来才是存放实际字符。如下图：

图19：String存储格式
 

上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击PLC_1项目在弹出的菜单里选择“Complies ALL”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下图：

图20：编译项目
 

编译且没有错误后就可以下载程序到PLC中，同样右击PLC_1项目，在弹出的菜单选择“Download to Device”。
②、用串口交叉线连接S7-1200的串口与计算机的串口，打开计算机的超级终端程序，并设置硬件端口参数如下图：

图21：超级终端的端口设置
 

在桌面上新建文本文件，打开此文本文件在里面输入“gfdcba”，如下图：

图22：在文本文件下输入要发送的字符串
 

③、打开变量监控表，强制M0.0，使能接收。然后， 在超级终端里，选择菜单“Transfer”下的“Send Text file”，在打开的窗口里找到桌面 上的文本文件。

图23：通过超级终端发送数据
 

打开DB_RCV_BUFF数据块，在线查看接收到的数据，如下图：

图24：接收缓冲区中接收到的数据
 

通过上面的例子实现了简单的应用，在实际的应用过程中，需要按第三方设备的协议进行编写S7-1200的程序。