LabVIEW通过以太网（TCP）与S7-1200 PLC通信

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