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