主题实现ABB系统AC800M与西门 子S7200PLC的通讯.docx

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主题实现ABB系统AC800M与西门子S7200PLC的通讯

工程技术人员论文

主题：

实现ABB系统AC800M与西门

子S7-200PLC的通讯

撰写人：

王庆

日期：

2012.8.15.

章节

一、引言。

1、1开发设计通讯的原因。

1、2开发设计通讯的理论基础。

1.2.1）简单的I/0：

1.2.2）模拟量

二、硬件安装与设置。

1、硬件导入。

1.1）识别文件导入选项。

1.2）文件导入图。

2、S7-300硬件组态

3、S7-300对EM277分配电址

3.1）数据类型、数据通道图

3.2）选择数据类型、数据通道

3.3）地址分配图示。

3.4）地址分配图示。

4、PROFIBUS地址设定。

三、利用S7-300作主站（模拟ABB系统）程序应用开发举例。

1、S7-300侧编程：

2、S7-200侧编程：

S7-200发送数据，控制S7-300

3、S7-300侧编程：

S7-200发送数据，控制S7-300

4、S7-200侧编程：

S7-300发送数据控制S7-200

4．1）建立对应关系。

4．2）S7-200侧编程。

4．3）在线测试过程

4．4）S7-200侧编程

5、简要总结：

四、西门子S7-200与ABB/AC800M的通讯开发。

引言

1、从站设置。

2、开关量设置。

2、字模拟量设置。

3、双字模拟量设置

4、程序设计。

5、ABB/CompactControlBuilderAC800M的设置。

实现ABB系统AC800M与西门子S7-200PLC的通讯

摘要：

论文主要对变量V区的数据处理技术进行了论述，对不同系统间的通讯过程实现、兼容性的技术处理作了详细论述。

通过一个具体的案例，通过实例编辑画面，言简意赅的演示自动化过程中不同系统通讯的具体实现，从而为大家在该方面的技术提供案例支持。

本文引用了S7300作为主站（模拟ABB系统），建立模型，S7-200作为从站。

一、引言。

1、1开发设计通讯的原因。

在16万控制系统当中，根据我方提出的方案，在7套离心机控制系统中，进口的安德里茨离心机（这是我方自行设计的系统程序）、进口韦斯法尼亚离心机（5号离心机，由德国人开发的系统），由于其都为单独设计的系统，且都采用西门子PLC控制系统，都满足PROFIBUS-DP通讯协议规范，这与我公司在施工中的ABB的DCS系统采用的通讯协议相同，理论上应该可以进行通讯，但在技术环节实施上需要处理。

最初我们并不清楚两个完全不同的系统之间的兼容性如何。

不同系统的兼容性，直接决定了系统之间能否实现自由数据的交换，从而实现把现场运行系统的数据可以通过通讯的方式，直接开发设计到整个DCS控制系统里边。

两台离心机中，韦斯法尼亚由于个别原因，暂时无法调试通讯。

安德利茨的离心机控制系统，是由我个人自行设计开发调试的系统，所以，我们先调试了安德里茨离心机（1号离心机）的通讯。

在2008年设计安德里茨的控制系统时，我在设计理念上，前瞻性的设计了PROFIBUS-DP的通讯协议预留接口，即EM277通讯组件。

该硬件的基本功能，作为支持PROFIBUS协议的接口，可实现不同电器设备间以总线PROFIBUS形式进行通讯。

范围可包含全部支持PROFIBUS的仪表、带PROFIBUS通讯的电器、不同厂家型号支持PROFIBUS的控制系统。

1、2开发设计通讯的理论基础。

首先，我查阅了相关资料。

对EM277模拟量数据交换进行了解，EM277具备以下特点。

1.2.1）简单的I/0：

例如在S7300中组态了32字节入/32字节出：

如S7200的VB0-VB31为输出缓冲区，VB32-VB63为输入缓冲区。

S7200的输入可写入上述输入缓冲区中；

S7200的输出（即S7-300的写入）可由输出缓冲区来接收；

1.2.2）模拟量:

如同简单的I/0一样，只不过是简单的数字量I/0为二进制位BOOL型，而模拟量一般如为整型，占一字（2个字节WORD），转换为实数型为两个字（32个二进制位DWORD，即四个VB）。

3.弄清S7-300与S7-200的DP通信数据结构及相互关系之后，自己要编制一数据表，该表描述S7-300的哪一地址对于S7-200的哪一VB。

例如：

S7-200有32个开关量输入输入，2个模入（整型）要送入S7-300：

在S7-200中32个开关量输入可存入VB32,VB33,VB34,VB35中；

在S7-200中2个模拟量输入可分别存入VW36,VW38中,即VB36,VB37,VB38,VB39中；

二、硬件安装与设置（S7-300模拟ABB系统作为主站）。

然后我在实际开发过程中，利用S7-200与S7-300的模型，设立主从站，进行了测试设计，实现模拟通讯。

这是因为，无论西门子系列PLC之间，还是西门子与ABB系统之间，统一按PROFIBUS开放式总线协议进行通讯，这样，在通讯协议上，可以建立联系。

模拟西门子系统主从站之间的测试，主要按以下几个步骤进行。

1、硬件导入。

1．1）识别文件导入选项。

首先需要对EM277的GSD文件进行导入。

（说明：

GSD文件，GSD文件也称为设备描述文件（GeneralStationData），是一种进行电器硬件识别的驱动程序。

工业上大量的仪表、电器设备、控制系统都提供GSD文件。

）在导入GSD文件后，西门子S7300PLC才能识别到EM277，也才能在硬件组态中引用EM277。

方法，选中STEP7的硬件组态窗口中的菜单Option→InstallnewGSD，如下图：

1．2）文件导入图。

在西门子官方网站下载EM277的GSD文件，放置E盘根目录下。

搜索导入SIEM089D.GSD文件，按Install，如下图：

2、S7-300硬件组态，如下图所示：

导入完毕后，我们会在硬件组态右侧的工具栏里找到EM277的组态信息。

3、S7-300对EM277分配电址：

3．1）数据类型、数据通道图。

导入GSD文件后，在右侧的设备选择列表PROFIBUSDP中就会出现一个PLC的标识栏，在SIMATIC中找到EM277从站，EM277PROFIBUSDP。

该表显示EM277支持的数据类型、数据通道。

如下图：

数据类型、数据通道图

3．2）选择数据类型、数据通道

根据我们需要的通讯字节数，选择一种通讯方式，我在测试程序中选择了32字节入/32字节出的方式，选择完毕，就是第4页图显示的地址分配内容。

选择过程如下图：

3.3）地址分配图示。

点击EM277，在下方显示地址分配栏,如下图：

S7-300的PQB输出首地址是Q4.0,范围是Q4.0~Q35.0,对应VB1132~VB1163

S7-300的PIB输入首地址是I12.0,范围是I12.0~I43.0,对应VB1164~VB1195

对应关系

PQB0---------VB1132～PQB31----------VB1163

PIB0---------VB1164～PIB31----------VB1195

4、PROFIBUS地址设定。

双击上图的EM277图标，出现“属性－DP从站”设定对话框，点击“PROFIBUS…”键，设定EM277的地址（设定的地址须和EM277的拨码开关一致）。

在这里我选择的是拨码开关1，

对应地址应为1，如下图：

三、程序应用开发举例。

这里我做了几个简单的程序组态过程，用来验证通讯程序的可行性。

1、S7-300编程；将QB0传送到QB10（QB10是写到S7-200通讯区地址VB1132数据）

2、S7-200编程：

S7-200发送数据，控制S7-300（图1、图2见第20页）

下图是S7-200传送数据演示图：

I0.2是从S7-200/VB1164传送至IB0的数据，

图1

3、S7-300编程：

S7-200发送数据，控制S7-300

下图是S7300通过通讯，接收数据建立I0.2~I12.2的自然对应关系，使S7300输出Q0.0的过程；

图1；I0.0是S7-200/VB1164传送至IB0的信号传输过来通知的，其对应的S7-300的输入点是I12.2通过EM277DP传送的结果。

I0.0点亮，就是I12.2点亮，从而使S7300Q0.0输出

图1

图2，I0.1是从S7-200/VB1164传送至IB0的数据。

S7-300/Q0.1是S7-200I0.1信号传输过来控制的

图2

4、S7-200编程：

S7-300发送数据控制S7-200

下边的图1、图2、图3都是演示的这个过程。

4．1）建立对应关系。

将QB0传送到VB1132（VB1132是写到S7-300通讯区地址IB10数据）VB1164传送到MB10是将接收的S7-300QB10数据传送到MB10供程序调用。

图1

4．2）S7-200编程。

在SBR_0里边，编一段程序，这个程序，把通过VB1132从S7-300发送过来的数据，启动S7-200里边的开关量输出。

如下图：

图2

4．3）在线测试过程:

主控制站PLCS7-300发送数据，在这里强制M8.7为ON作为I输入端，输出Q4.7,如下图：

S7-300编程：

S7300/PQB0传送至S7-200/VB1132数据，使IB0与S7300/PQB0建立对应关系。

图3

上图中，M8.7在测试中强制为ON，输出的Q4.7（首地址Q4.0）为PQB0的下标分量，对应关系为PQB0~VB1132，在S7-200一侧，因为QB0送入VB1132，而VB1132又送入MB10,其下标（共8个）在S7300主站Q4.7亮时，通过建立的通讯对应关系直接传送至S7-200，即MB10.7,从而使西门子S7200的输出Q0.7点亮，关系描述PQB0---Q4.7（分量）---VB1132---MB10---M10.7（分量）---Q0.7

4．4）S7-200编程

S7-200Q0.7是S7-300Q4.7信号传输过来控制的，通过EM277DP传送的结果。

通过以上的输入输出的通讯测试，从S7-300主站强制M8.7，从站就会输出Q4.7，而从站输入I0.0，就会在主站输出Q0.0

5、简要总结：

在S7300与S7200通讯的建立过程中，EM277的地址1132....1195就是S7_300中的

PIB0—PIB31和PQB0—PQB31。

因为对应S7-200中变量的偏移量是1132，所以

PQB0—PQB31对应S7-200中的VB1132—VB1163；PIB0—PIB31对应S7-200中的

VB1164—VB1195。

所以对PQB0—PIB31和PIB0—PQB31进行操作时实际就是同时对

S7-200中的VB1132—VB1163和VB1164—VB1195进行操作的，从而控制S7-200的PIB、

PQB，达到接收和发送数据控制从站的效果。

四、西门子S7-200与ABB/AC800M的通讯开发（参考西门子S7-300操作实例）。

引言：

在16万控制系统与ABB的DCS系统通讯调试过程中，我们参考西门子S7300与S7200的主站、从站的通讯设置，主从站的偏移变量对应关系，主从站的编程，尤其是主、从站点间通讯的实现过程，受到启示。

不同的是ABB与西门子是两个完全不同公司的产品系统。

下面是整个开发测试过程。

1、从站设置。

主要进行S7-200从站的设置，这些设置由ABB主站作为识别的起始地址。

设定地址，由于安德利茨离心机的程序设计中，我设计了3个回路的PID，V区变量分别占用为VB0、VB370、VB616，通过查看S7200程序中的交叉地址，发现在前边V区全部占用，或间断占用，只能选择1030区域至1199区域进行变量的采集。

我们选择VB1132作为首地址，如下图：

所以在S7300的DPslave组态中，设定Offset为1132，如下图

2、开关量设置。

我这里需要由20多个开关量输入点DI，为了扩展需要，我把点数设计到32点，这就需要占用4个字节，即VB1132、VB1133、VB1134、VB1135,对应的主站变量分别为I0.0-I0.7，,I1.0-I1.7，I2.0-I2.7，,I3.0-I3.7。

2、字模拟量设置。

有6个VW的模拟量，占用字节为12个，分别为VB1136-VB1147，对应的S7-300的变量分别为VW1136、VW1138、VW1140、VW1142、VW1144、VW1146。

3、双字模拟量设置。

由2个VD的模拟量，占用8个字节，分别为VB1148-VB1155，对应的S7-300的变量分别为VD1148、VD1152

4、程序设计。

以上关系建立好后，要在S7200里边做客户端的V区程序段，V区的程序遵循以下原则。

如下图：

图4.4.1、图4.4.2、图4.4.3

VB1132----------------PQB0

……….

VB1163---------------PQB31

VB1164----------------PIW0

……….

VB1195---------------PIW31

取值MB一个字节8个位，VW占用2个字节，VD占用4个字节。

程序编译如下图：

图4.4.1

图4.4.2

图4.4.3

说明：

以上S7-200的编程，分别应用了MB,VW,VD,代表的意思分别是字节位、字，双字，占用的V区变量分别是1个字节位,2个字节,4个字节

小结：

S7-200PLC，作为从站编程完毕，就建立了与主站一对一的数据关系，从而可实现数据的通讯采集。

在主站那边，要把以上的信号进行分解或合并，并建立与之对应的数据表，这样顺利建立起了数据对应关系，从而为数据采集与通讯创造条件。

5、ABB/CompactControlBuilderAC800M的设置。

在S7-200从站设计完毕到主站的V区程序后，在ABB的DCS里边按以下方式设置好对应关系，就可以很方便的读取S7-200的数据了。

从而成功实现了在不同系统之间建立通讯关系的实例。

如下图ABB编程平台软件所示：

ABB软件编程平台

里边的对应关系，如下图所示

ABB变量表

在实际操作中，我的数值，只需要把这些变量中的分量取出来，可以随意使用。

一个GSD文件的例子如下：

#Pr0fibusDP                      ；DP设备的GSD文件均以此关键存在

GSDRevision=1                    ；GSD文件版本

VendorName="Meglev"               ；设备制造商

ModelName="DPSlave"             ；产品名称，产品版本

Revision="Version01"             ；产品版本号（可选）

RevisionNtmber=01                 ；产品识别号

IdemNumber=0x01                   ；协议类型（表示DP）

ProtocoIIdent=0                  ；站类型（0表示从站）

StationType=0                     ；不支持FMS．纯DP从站

FMSSupp=0                        ；硬件版本

HardwareRealease="HW1.0"         ；软件版本

SoltwareRealease="SWl.0"         ；支持9.6kbps波特率

9.6supp=1                        ；支持19.2kbps波特率

19.2supp=l                       ；9.6kbps时最大延迟时间

MaxTsdr9.6=60                    ；19.2kbps时最大延迟时间

MaxTsdrl9.2=60                    ；不提供RTS信号

RepeaterCtrlsig=0                ；不提供24V电压

24VPins=0                         ；采用的解决方案

ImplementationType="SPC3"        ；不支持锁定模式

FreezeModeSupp=0                 ；不支持同步模式

SyncModeSupp=0                   ；支持自动波特率检测

AutoBaudSupp=l                   ；不支持改变从站地址

SetSlaveAddSupp=0               ；故障安全模式类型

FailSafe=0                       ；最大用户参数数据长度（0-237）

MaxUserPrmDataLen=0              ；用户参数长度

UselprmDataLen=0                 ；最小从站响应循环间隔

MinSlaveImervall=22             ；是否为模块站

ModularStation=l                 ；从站最大模块数

MaxModule=l                       ；最大输入数据长度

MaxInputLen=8                    ；最大输出数据长度

MaxOutputLen=8                   ；最大数据的长度（输入输出之和）

MaxDataLen=16                    ；最大诊断数据长度（6～244）Slave

MaxDiagDataLen=6                 ；从站类型

Family=3                          ；模块1，输入输出各4字节

Module=“Modulel”0x23，0x13；    ；模块2．输入输出各8字节

EndModule 

Module="Module2"0x27，0x17；

EndModule

图2