西門子S7-1200與第三方設備自由口通信詳解

西門子S7-1200緊湊型PLC在當前的市場中有著廣泛的應用，由于其性價比高，所以常被用作小型自動化控制設備的控制器，這也使得它經常與第三方的設備掃描槍、打印機等設備進行通訊。因為沒有第三方的設備，這里就以超級終端為例介紹自由口通訊。

1．控制系統原理

圖1:控制系統原理

2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以連接三個串口通信模版。
本例中使用的PLC硬件為：
1）PM1207電源( 6EP1 332-1SH71 )
2）S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
3) CM1241 RS232 ( 6ES7 241 -1AH30 -0XB0 )

3．軟件需求

1)編程軟件Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．組態

我們通過下述的實際操作來介紹如何在Step7 Basic V10.5 中組態S7-1214C 和超級終端通信。

點擊桌面上的“Totally Integrated Automation Portal V10”圖標，打開如下圖：

圖2：新建S7 -1200項目

首先需要選擇“Create new project”選項，然后在“Project name:”里輸入PTP；在“Path：”修改項目的存儲路徑為“C:”；點擊“Create”，這樣就創建了一個文件PTP的新項目。創建后的窗口如下圖所示：

圖3：新建項目后

點擊門戶視圖左下角的“Project View”切換到項目視圖下，如下圖：

圖4：切換到項目視圖

打開后，在“Devices”標簽下，點擊“Add new device”，在彈出的菜單中輸入設備名“PLC_1”并在設備列表里選擇CPU的類型。選擇后如下圖：

圖5：PLC硬件組態

插入CPU后，點擊CPU左邊的空槽，在右邊的“Catalog ”里找到“Communication”下的RS232模塊，拖拽或雙擊此模塊，這樣就把串口模塊插入到硬件配置里，接下來就需要配置此RS232模塊硬件接口參數，選擇RS232模塊，在其下方會出現該模塊的硬件屬性配置窗口，在屬性窗口里有兩個選項，一個是“general”；一個是“RS232 interface”。在“General”里包括了此模塊的“項目信息”和“訂貨信息”；而在“RS232 interface”里包括“項目信息”、“端口的配置”、“發送信息的配置”、“接收信息的配置”和“硬件識別號”。在這里我們選擇“RS232 interface”，在“端口”配置的選項里，進行端口的參數配置，
波特率為：9600；
校驗方式：無；
數據位為：8 ；
停止位：1；
硬件流控制：無；
等待時間：1ms
設置參數如下圖：

圖6：RS232接口配置

此時確認一下“硬件識別號”為11。

此時，完成了硬件的組態，接下來需要編寫串口通訊程序，在這里我們實現兩個功能：
A、 S7-1200發送數據給超級終端；
B、超級終端發送數據給S7-1200

對于第一個功能：S7-1200發送數據給超級終端，實際上是S7-1200是數據的發送方，超級終端是數據的接收方，對于S7-1200需要編寫發送程序；而對于超級終端來說，只要打開超級終端程序，配置硬件接口參數與前面S7-1200的端口參數一只即可。

下面的步驟將具體介紹此功能實現的步驟：

①、在PLC中編寫發送程序。在項目管理視圖下雙擊“Device”下的程序塊下的Main（OB1），打開OB1，在主程序中調用SEND_PTP功能塊如下圖所示：（注：SEND_PTP在指令庫下的擴展指令中通訊指令下）

圖7：調用發送功能塊

要對SEND_PTP賦值參數，首先需要創建SEND_PTP的背景數據塊和發送緩沖數據塊，雙擊“Devices”——> “PLC_1”——>“Program Block ”——“Add new block”，在彈出的串口命名DB_Send_PTP，選擇DB塊，在Type后選擇“SEND_PTP(SFB113)”

圖8：創建發送功能塊的背景數據塊

插入背景DB后，再插入發送緩沖DB塊，重復上面的步驟，只是在選擇DB類型為“Global DB”，并去掉“Symbolic access only”選項勾（這樣可以對該DB塊進行直接地址訪問），并取名該DB塊為DB_SEND_BUFF。建好這兩個DB塊后，雙擊打開DB_SEND_BUFF預先定義好要發送的數據，如下圖所示：

圖9：在接收緩沖區中接收到的數據

定義完發送緩沖區后，接下來就可以對SEND_PTP賦值參數，賦值參數后如下圖：

圖10：發送編程

在上面的編程塊里需要注意的是，在指定發送緩沖區時。字符的開始地址是從第二個字節，而不是零字節開始，即是P#DB2.DBX2.0 Byte10而不是P#DB2.DBX0.0 Byte10，原因是由于S7-1200對字符串的存放的格式造成的，S7-1200對字符串的前兩個字節的定義第一字節是最大的字符長度，第二個字節是實際的字符長度。接下來才是存放實際字符。如下圖：

圖11：String存儲格式

上面就完成了程序的編寫，對項目進行編譯；右擊PLC_1項目在彈出的菜單里選擇“Complies ALL”選項，這樣就對硬件與軟件進行編譯，如下圖：

圖12：編譯項目

編譯且沒有錯誤后就可以下載程序到PLC中，同樣右擊PLC_1項目，在彈出的菜單選擇“Download to Device”。
②、用串口交叉線連接S7-1200的串口與計算機的串口，打開計算機的超級終端程序，并設置硬件端口參數如下圖：

圖13：超級終端的端口設置

③、打開OB1功能塊在線監控程序，在變量監控表里強制M0.0為1，觸發數據的發送，此時在超級終端就會接收到發送的數據，如下圖：

圖14：在超級終端監控發送來的數據

對于第二個功能：超級終端發送數據給S7-1200，實際上是S7-1200是數據的接收方，超級終端是數據的發送方，對于S7-1200需要編寫接收程序；而對于超級終端來說，只要打開超級終端程序，配置硬件接口參數與前面S7-1200的端口參數一致，在界面上輸入發送內容即可。

下面的步驟將具體介紹此功能實現的步驟：

①、在PLC中編寫發送程序。在項目管理視圖下雙擊“Device”下的程序塊下的Main（OB1），打開OB1，在主程序中調用RCV_PTP功能塊如下圖所示：（注：RCV_PTP在指令庫下的擴展指令中通訊指令下）

圖15：調用發送功能塊

要對RCV_PTP賦值參數，首先需要創建RCV_PTP的背景數據塊和發送緩沖數據塊，雙擊“Devices”——> “PLC_1”——>“Program Block ”——“Add new block”，在彈出的串口命名DB_RCV_PTP，選擇DB塊，在Type后選擇“RCV_PTP(SFB114)”

圖16：創建接收功能塊的背景數據塊

插入背景DB后，再插入接收緩沖DB塊，重復上面的步驟，只是在選擇DB類型為“Global DB”，并去掉“Symbolic access only”選項勾（這樣可以對該DB塊進行直接地址訪問），并取名該DB塊為DB_RCV_BUFF。建好這兩個DB塊后，雙擊打開DB_RCV_BUFF定義接收緩沖區數據的類型，如下圖所示：

圖17：定義接收緩沖區

定義完接收緩沖區后，接下來就可以對RCV_PTP賦值參數，賦值參數后如下圖：

圖18：接收編程

在上面的編程塊里需要注意的是，在指定接收緩沖區時。字符的開始地址是從第二個字節，而不是零字節開始，即是P#DB2.DBX2.0 Byte10而不是P#DB2.DBX0.0 Byte10，原因是由于S7-1200對字符串的存放的格式造成的，S7-1200對字符串的前兩個字節的定義第一字節是最大的字符長度，第二個字節是實際的字符長度。接下來才是存放實際字符。如下圖：

圖19：String存儲格式

上面就完成了程序的編寫，對項目進行編譯；右擊PLC_1項目在彈出的菜單里選擇“Complies ALL”選項，這樣就對硬件與軟件進行編譯，如下圖：

圖20：編譯項目

編譯且沒有錯誤后就可以下載程序到PLC中，同樣右擊PLC_1項目，在彈出的菜單選擇“Download to Device”。
②、用串口交叉線連接S7-1200的串口與計算機的串口，打開計算機的超級終端程序，并設置硬件端口參數如下圖：

圖21：超級終端的端口設置

在桌面上新建文本文件，打開此文本文件在里面輸入“gfdcba”，如下圖：

圖22：在文本文件下輸入要發送的字符串

③、打開變量監控表，強制M0.0，使能接收。然后，在超級終端里，選擇菜單“Transfer”下的“Send Text file”，在打開的窗口里找到桌面上的文本文件。

圖23：通過超級終端發送數據

打開DB_RCV_BUFF數據塊，在線查看接收到的數據，如下圖：

圖23：接收緩沖區中接收到的數據

通過上面的例子實現了簡單的應用，在實際的應用過程中，需要按第三方設備的協議進行編寫S7-1200的程序。