LabVIEW通过以太网（TCP）与S7-1200 PLC通信
laiping 20170901
摘要：本文介绍LabView采用以太网（TCP）方式与西门子S7-1200PLC通讯
关键字：LabView、S7-1200、TCP、PLC、通信
1、概述
西门子S7-1200 PLC支持多种协议通过以太网通讯方式，如OPC、TCP、S7、MODBUS-TCP等。TCP方式相比其它协议，具有更多的灵活性，更快的数据响应等优点，本人即介绍LabVIEW通过TCP方式与S7-1200 PLC通信。
S7-1200 PLC的TCP通信方式，称之为“开放式用户通讯”，通过以太网发送或读取数据。
2、测试环境
2.1 硬件平台
1) PLC：CPU 1215C 固件v4.0；
2) PC一台；
2.2 软件平台
1) 博途 TIA V14
2) LabVIEW 2012 或以上版本
2.3 整体思路
1) PLC编程：配置PLC --> 添加发送和接收数据块 --> 发送数据程序 --> 接收数据程序 --> 编译下载
2) LabVIEW编程：创建TCP连接 --> 接收或发送数据 --> 关闭连接
3、操作步骤
3.1 CPU配置
1) 打开 TIA Portal，创建项目，添加CPU为1215C。
2) 双击“设备组态”，切换到“设备视图”，点击CPU，右键选择属性。
3) 在常规栏，选择PROFINET 接口[X1]/以太网地址属性，设置CPU的IP地址，本例设置为 192.168.0.10，如下图所示：
图 1
4) 在常规栏，选择系统和时间存储器属性，启用系统存储器字节和时钟存储器字节，如下图：
图 2
5) 如果传输的数据量大，且实时性要求高，可选择通信负载属性，把由通信引起的循环负荷由默认为20%，提高到 50%。
图 3
3.2 添加数据块
1) 添加发送数据块。该数据块用于存储PLC向LabVIEW发送的数据。点击程序块/添加新块，在打开的对话框中选择数据块，输入名称，如 PlcSendData ，类型可选择全局DB。注意如果不一次性传输大量数据，可以直接使用PLC变量，单次发送一个数据，不需要创建数据块。
图 4
2) 打开该数据块PlcSendData ，添加数据，名称如 ArySendData，选择数据类型Array of Byte，即字节数组，数组长度设置为10。
图 5
3) 修改数据块属性。选中数据块PlcSendData ，右键属性，在属性栏去掉优化的块访问，以支持绝对寻址模式。
图 6
4) 添加接收数据块。该数据块用于存储LabVIEW向PLC发送的数据。数据块名称PlcRecvData，数据类型Array of Byte，操作方法同步骤1、2、3。
图 7
3.3 编写发送数据程序
1) 打开 Main 程序
2) 添加指令通信/开放式用户通信/TSEND_C到程序段1，调用选项的数据块名称采用默认。
图 8
3) 配置 TSEND_C 的通讯参数。选中 TSEND_C，右键属性，切换到组态页，选择连接参数属性。伙伴项选择未指定，连接数据选择新建，系统会自动创建一个连接数据，如PLC_1_Send_DB。输入伙伴的IP地址，如192.168.0.12。由伙伴主动建立连接，PLC的端口可保留默认的2000。连接类型为TCP，连接ID采用默认值。（注：所谓伙伴即与PLC通信的另一方，可以为上位机PC、HMI等）
图 9
4) 配置 TSEND_C 的输入输出。TSEND_C在检测到参数 REQ 上升沿时执行发送作业，因此每次发送数据时，都应在REQ上产生一个脉冲，此处为了简便，调用系统时钟 Clock_10Hz（每秒10次），周期性的发送数据。参数DATA为待发送的数据，此处调用数据块 PlcSendData。注意DATA采用纯符号寻址时，发送 LEN 应设置为0，而采用绝对寻址时，应设置为实际发送数据的长度。通讯状态参数 DONE\BUSY等按需要连接。
图 10
3.4 编写接收数据程序
1) 添加指令通信/开放式用户通信/TRCV_C 到程序段2，调用选项的数据块名称采用默认。
2) 配置 TRCV_C 的通讯参数。选中 TRCV_C，右键属性，切换到组态页，选择连接参数属性。伙伴项选择未指定，连接数据选择3.3 步骤自动创建的数据，如PLC_1_Send_DB，切记不要选择新建（此例的通讯连接为自动创建，因此发送与接收共用一个连接，必须保持一致才能正常通讯）。
图 11
3) 配置 TRCV_C 的输入输出。TRCV_C在检测到参数 EN_R 为1时启动接收。参数DATA为数据接收区，此处调用3.2步骤所创建的数据块PlcRecvData。注意DATA采用纯符号寻址时，接收 LEN 应设置为0，而采用绝对寻址时，应设置为实际发送数据的长度。通讯状态参数 DONE\BUSY等按需要连接。具体参数信息请查看帮助文档。
图 12
4) 为了判断PLC是否正确接收到LabVIEW所发送的数据，可通过以下两种方法测试。
a、将第3.3 的数据发送区设置为与数据接收区相同的数据块，即 PlcRecvData，使PLC把接收到数据发送回LabVIEW。
b、添加 MOVE 指令采用数据移动的方法完成此功能，如下所示：
图 13
3.5 编写LabVIEW程序
1) 创建TCP连接TCP OpenConnection。输入PLC的IP地址 192.168.0.10 和端口号2000。
图 14
2) 读取数据TCP Read。输入读取长度10（PLC程序的发送数据块长度为10个字节）。
图 15
3) 发送数据TCP Write。
图 16
4) 关闭连接TCP Close Connection。
5) 前面板如下。点击 Write，把数据WriteData写入PLC，同时PLC把该数据发回LabVIEW，通过 ReadData显示。如果ReadData数据与WriteData一致，即通信正常。
图 17
3.6 下载程序，连接测试
参考文献：
1． SIEMENS SIMATIC S7 S7-1200 可编程控制器系统手册
附：PLC与LabVIEW源码 下载链接：
/download/laipin7/24826129
常见问题解答
问题：通讯无法建立连接，错误代码56
解答：报错原因为上位机与PLC建立TCP连接失败，IP地址或端口号错误，请检查：
1）上位机与PLC在同一网段，并且物理连接正常（指示灯可直观判断），无IP冲突
2）上位机IP地址，与图9、图11中设置一致，即192.168.0.123
3）先开启PLC，并确认PLC处于运行模式，再运行上位机程序