1、設(shè)備簡介
本設(shè)備構(gòu)件用于MCGS操作和讀寫西門子 系列PLC設(shè)備的各種寄存器的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。本構(gòu)件使用西門子CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊將S7400系列PLC連接入以太網(wǎng)中，方便快速的和PLC通訊(本設(shè)備構(gòu)件也同時(shí)支持通過CP343-1 IT以太網(wǎng)通訊模塊和S7300系列CPU單元通訊，本幫助文檔以單元和CP443-1為例介紹設(shè)備構(gòu)件的設(shè)置和使用過程，CP343-1 IT及S7300系列設(shè)置過程和下面的描述類似)。
支持的S7-400 CPU類型：、-2、、-2、-1、-2、-3、-1/2/3、-4、-4H。
2、硬件連線
將CP443-1提供兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接界面，TP界面和AUI/ITP界面，一般情況下使用TP 8針RJ45母頭連接口，用網(wǎng)絡(luò)對(duì)調(diào)線將其和上位機(jī)網(wǎng)卡連接起來就完成了CP443-1硬件接線工作。
西門子CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，只要將其連入以太網(wǎng)中，其他以太網(wǎng)上的結(jié)點(diǎn)就可以通過TCP/IP協(xié)議訪問這一臺(tái)連接了CP443-1的S7400 PLC。
3、使用前的準(zhǔn)備
在使用CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊和進(jìn)行通訊之前需要對(duì)您使用的系統(tǒng)用STEP 7進(jìn)行正確的硬件組態(tài)。還需要對(duì)CP443-1模塊進(jìn)行簡單的通訊參數(shù)
設(shè)置。
1， 您安裝的STEP 7必須是V5.1+ Pack2或更高版本，如下圖：
2， 確認(rèn)您已經(jīng)安裝IE S7和IE PG（這兩個(gè)組件可以從 光盤里安裝， 光盤可以從西門子公司獲得），如下圖：
3， 打開 控制面板-> Set PG/PC 圖標(biāo)，確認(rèn)在 列表中可以找到和您的網(wǎng)卡設(shè)備名對(duì)應(yīng)的TCP/IP連接項(xiàng)。
4、硬件組態(tài)
根據(jù)您的系統(tǒng)具有的不中不同的功能模塊配置，利用STEP 7對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行正確的硬件組態(tài)，下面以筆者的系統(tǒng)為例，對(duì)硬件組態(tài)的過程進(jìn)行簡單的介紹。
筆者系統(tǒng)：
機(jī)架：Rack UR2 -1JA01-0AA0
電源模塊：PS 407 10A 407-0KA01-0AA0
CPU模塊：CPU 412-2 412-2XG00-0AB0
以太網(wǎng)通訊模塊：CP 443-1 443-1EX11-0XE0
DI模塊（兩個(gè)）：DI 32×DC24V 421-1BL01-0AA0
本系統(tǒng)中機(jī)架共有九個(gè)插槽，電源模塊占用1、2兩個(gè)插槽，CPU模塊占用3號(hào)插槽，兩個(gè)DI模塊分別占用4、5兩個(gè)插槽，以太網(wǎng)通訊模塊占用6號(hào)插槽。硬件安裝完成后請打開STEP7，按下面的提示按步驟進(jìn)行：
1，單擊菜單File->New生成一個(gè)新工程
鍵入新工程名 ，單擊 OK
此時(shí)STEP7為您新建了一個(gè)空工程如下圖，用鼠標(biāo)右鍵單擊窗口左邊工程樹中工程文件夾，在彈出菜單中選擇 New -> 400 。
在新的 400（1）工程文件夾建立后，雙擊窗口右邊的硬件配置圖標(biāo)。
2，經(jīng)過上面步驟1，現(xiàn)在進(jìn)行硬件組態(tài)工具 HW ，選擇窗口左邊設(shè)備選擇樹中的 400項(xiàng)并將它展開，下面的文件夾中包含對(duì)應(yīng)的各類功能模塊，下面的工作就是要從這些設(shè)備文件夾中選擇和您的系統(tǒng)硬件相匹配的設(shè)備進(jìn)行硬件組態(tài)，并最終將組態(tài)信息下載到PLC的CPU單元中。
首先對(duì)機(jī)架進(jìn)行組態(tài)，從設(shè)備文件夾RACK-400中選擇和我們的硬件完全匹配的設(shè)備（所選設(shè)備的具體信息在窗口的左下角顯示）并雙擊加入它。如下圖所示，窗口右邊會(huì)出現(xiàn)上下兩個(gè)列表，讓我們關(guān)注下方較大的列表，列表第一列有9行，代表機(jī)架上的Slot1—Slot9。
現(xiàn)在讓我們對(duì)電源模塊進(jìn)行硬件組態(tài)，單擊鼠標(biāo)選中右下方槽號(hào)列表中的槽號(hào)一所在行，然后從窗口左邊設(shè)備樹 400->PS-400-> PS-400中選擇和硬件匹配的設(shè)備并雙擊它，設(shè)備就會(huì)被自動(dòng)加入窗口右下方的機(jī)架槽號(hào)列表。
接下來我們對(duì)CPU單元進(jìn)行組態(tài)，在找到正確的CPU設(shè)備及對(duì)應(yīng)的設(shè)備版本后雙擊設(shè)備，此時(shí)會(huì)彈出一個(gè)配置 DP的窗口，除非您不想使用MPI方式和PLC進(jìn)行通訊，而是想使用CPU單元提供的DP口同STEP7進(jìn)行通訊，否則的話直接單擊 確定 ，將CPU單元添加到右下方的槽號(hào)列表中。
接下來把兩個(gè)DI模塊添加到機(jī)架槽號(hào)列表中
最后讓我們添加CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊，在添加過程中會(huì)彈出一個(gè) CP443-1 設(shè)置窗口，這里我們需要對(duì)CP443-1模塊進(jìn)行一些簡單的設(shè)置。
單擊 New… 按鈕，會(huì)彈出下面所示的窗口用于建立一個(gè)新的以太網(wǎng)連接并分派到模塊CP443-1上，直接按 確定 按鈕即可。
接下來對(duì)CP443-1模塊的IP地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行設(shè)置，注意：CP443-1模塊的IP地址必須設(shè)置成同上位機(jī)處于同一個(gè)子網(wǎng)，即四段點(diǎn)分IP表示法中前三段IP要和上位PC機(jī)的相同，例如，筆者使用的機(jī)器IP：200.200.200.82，則可以將CP443-1模塊IP設(shè)定成200.200.200.1—200.200.200.254之間的值，當(dāng)然，設(shè)置的IP不能和網(wǎng)絡(luò)中其它機(jī)器IP相同，以免通訊沖突。子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255.255.255.0即可。最后單擊 確定。
此時(shí)系統(tǒng)所有的硬件設(shè)備組態(tài)工作完成，可以單擊菜單 ->Save and 將組態(tài)結(jié)果保存并編譯。
最后將編譯后的組態(tài)信息下載到PLC，因?yàn)樵谙螺d時(shí)基于CP443-1的以太網(wǎng)連接還不能使用，一般通過MPI方式將組態(tài)信息下載到PLC。
使用MPI方式和PLC通訊又可以分為以下兩種方式：1、使用西門子MPI串口專用電纜通過PC機(jī)串口和西門子PLC進(jìn)行通訊。
2、使用西門子CP 5611卡與PLC進(jìn)行通訊。下面依次對(duì)這兩種通訊方式進(jìn)行介紹：
方式一：先使用Set PG/PC 工具選擇PC （MPI）項(xiàng)。
單擊…，彈出下面的屬性窗口，傳送速率選擇19.2 Kbps。
設(shè)置當(dāng)前使用的串口，用西門子專用MPI通訊電纜連接CPU單元的MPI通訊口和指定的上位機(jī)串口。
單擊…按鈕選擇 PC (MPI)并確認(rèn)。
單擊 確定。
方式二：先使用Set PG/PC 工具選擇（MPI）項(xiàng)。
單擊 … 傳輸速率選擇 187.5 Kbps，其余參數(shù)不用修改。
單擊 … 進(jìn)入頁點(diǎn)擊 Test鍵可以測試是否正常工作。進(jìn)入/MPI 頁點(diǎn)擊 Test 鍵可以測試通訊是否暢通。
單擊…按鈕選擇 (MPI)并確認(rèn)。
單擊 確定。
以上過程順利完成就可以通過MPI方式讓STEP7和PLC進(jìn)行通訊了。
開始下載組態(tài)后，會(huì)彈出 窗口讓您選擇目標(biāo)下載模塊，按默認(rèn)選擇CPU模塊即可，單擊 OK 確認(rèn)，之后的下載過程可能還會(huì)彈出幾個(gè)對(duì)話框，一路選擇 OK 確認(rèn)即可。（注意：下載硬件組態(tài)信息會(huì)將CPU單元中原來的配置信息覆蓋掉！）
3，經(jīng)過前面兩個(gè)步驟的設(shè)置，以太網(wǎng)連接現(xiàn)在應(yīng)該可以正常使用了，再次使用 Set PG/PC 工具選擇和您本機(jī)網(wǎng)卡設(shè)備對(duì)應(yīng)的TCP/IP連接，并切換到以太網(wǎng)連接通訊模式。
至此STEP7和PLC可以通過CP443-1建立以太網(wǎng)連接并與CPU模塊進(jìn)行通訊了。
5、設(shè)備構(gòu)件的使用
注意：如上圖所示，本設(shè)備構(gòu)件為一獨(dú)立設(shè)備，直接添加即可，不用加掛在任何父設(shè)備之下。
設(shè)備名稱：可根據(jù)需要來對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新命名，但不能和設(shè)備窗口中已有的其它設(shè)備構(gòu)件同名。
最小采集周期：運(yùn)行時(shí)ug西門子程序頭格式是什么，MCGS對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作的時(shí)間周期，單位為毫秒，一般在靜態(tài)測量時(shí)設(shè)為，在快速測量時(shí)設(shè)為200ms。
TCP/IP通訊延時(shí)：MCGS等待應(yīng)答幀的延時(shí)時(shí)間，視網(wǎng)絡(luò)的情況而定，大多情況可以使用默認(rèn)值。如果此屬性值過小會(huì)導(dǎo)致通訊中斷。
重建TCP/IP連接等待時(shí)間（S）：MCGS重建TCP/IP連接的等待時(shí)間，以秒為單位。視網(wǎng)絡(luò)的情況而定，強(qiáng)烈建議用戶使用默認(rèn)值。
初始工作狀態(tài)：用于設(shè)置設(shè)備的起始工作狀態(tài)，設(shè)置為啟動(dòng)時(shí)，在進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境時(shí)，MCGS即自動(dòng)開始對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，設(shè)置為停止時(shí)，MCGS不對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，但可以用MCGS的設(shè)備操作函數(shù)和策略在MCGS運(yùn)行環(huán)境中啟動(dòng)或停止設(shè)備。
機(jī)架號(hào)[Rack]：一般情況下都為0，用戶不用修改。
槽號(hào)[Slot]：CPU模塊所在的槽號(hào)，一般情況下CPU所占的槽號(hào)在電源模塊之后，為2或者3號(hào)槽。屬性默認(rèn)值為3，實(shí)際使用時(shí)應(yīng)該按實(shí)際情況設(shè)置。
本地IP地址：填寫上位PC機(jī)的IP地址。
本地端口號(hào)：建議使用3000以上的端口號(hào)。（注意不要使用1024以下的端口號(hào)，這些端口號(hào)為系統(tǒng)保留端口）
遠(yuǎn)端IP地址：填寫CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊綁定的IP，也就是硬件組態(tài)是設(shè)定的IP地址。
遠(yuǎn)端端口號(hào)：填寫102，使用默認(rèn)值即可。
內(nèi)部屬性：內(nèi)部屬性用于設(shè)置PLC的讀寫通道，以便后面進(jìn)行設(shè)備通道連接，從而把設(shè)備中的數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的指定數(shù)據(jù)對(duì)象或把數(shù)據(jù)對(duì)象的值送入設(shè)備指定的通道輸出。
西門子 PLC設(shè)備構(gòu)件把PLC的通道分為只讀，只寫，讀寫三種情況，只讀用于把PLC中的數(shù)據(jù)讀入到MCGS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，只寫通道用于把MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)寫入到PLC中，讀寫則可以從PLC中讀數(shù)據(jù)，也可以往PLC中寫數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)谝淮螁?dòng)設(shè)備工作時(shí)，把PLC中的數(shù)據(jù)讀回來，以后若MCGS不改變寄存器的值則把PLC中的值讀回來。若MCGS要改變當(dāng)前值則把值寫到PLC中，這種操作的目的是，用戶PLC程序中有些通道的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)第一次啟動(dòng)，或計(jì)算機(jī)中途死機(jī)時(shí)不能復(fù)位，另外可以節(jié)省變量的個(gè)數(shù)。
本設(shè)備構(gòu)件可操作PLC的： I輸入映象寄存器(位操作只讀) ；Q輸出映象寄存器(位操作，可讀可寫)； M位存儲(chǔ)器(位操作，可讀可寫)；V變量存儲(chǔ)器(字節(jié)，字，雙字，可讀可寫)。
本設(shè)備構(gòu)件中的設(shè)備通道指的是PLC中繼電器區(qū)的1位,寄存器中的1個(gè)字節(jié),2個(gè)字節(jié)或4個(gè)字節(jié)，通過建立這些設(shè)備通道和MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)對(duì)象的連接，從而做到對(duì)PLC中繼電器區(qū)的讀和寫。PLC中繼電器區(qū)的1位只能和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中開關(guān)型數(shù)據(jù)對(duì)象建立連接，而寄存器區(qū)的1個(gè)字節(jié)8bit，2個(gè)字節(jié)16 Bit或4個(gè)字節(jié)32 Bit和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中數(shù)值型數(shù)據(jù)對(duì)象建立連接，具體操作方法如下：
.按“增加通道”按鈕，彈出增加通道窗口ug西門子程序頭格式是什么，在該窗口中
1：選擇要對(duì)PLC中的那個(gè)繼電器區(qū)或寄存器區(qū)進(jìn)行操作即選擇通道類型
2：選擇是只讀，只寫，還是讀寫，默認(rèn)是只讀
3：指定操作該繼電器區(qū)或寄存器區(qū)的什么地方即輸入通道地址
4：位操作時(shí)指定操作該通道地址中的那一位(0-7)
5：設(shè)置一次連續(xù)增加多少個(gè)PLC通道。
注意：對(duì)數(shù)據(jù)位的位數(shù)說明：對(duì)I，Q，M操作只有位操作。對(duì)V寄存器有DB塊號(hào)，字節(jié)，字，雙字（其中字節(jié)、字、雙字有無符號(hào)和有符號(hào)兩種），浮點(diǎn)，碼制有BCD碼，二進(jìn)制碼，浮點(diǎn)數(shù)。關(guān)于碼制的選擇應(yīng)該根據(jù)PLC中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式相對(duì)應(yīng)，例如，假設(shè)PLC中VB100到VB200的數(shù)據(jù)是以BCD碼的方式存儲(chǔ)，在使用本設(shè)備時(shí)，通道的增加也必須增加8位的BCD碼，其他情況類似。
對(duì)增加V區(qū)通道命名解釋如下：
DB2:BUB0中，冒號(hào)前的DB2說明數(shù)據(jù)位于第二個(gè)數(shù)據(jù)塊中，BUB、BB、BD等數(shù)據(jù)類型符號(hào)含義見下表：
數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符
長度（單位：字節(jié)）
含義
數(shù)值范圍（10進(jìn)制數(shù)）
BUB
1
無符號(hào)8位二進(jìn)制數(shù)
0 ~ 255
BB
1
有符號(hào)8位二進(jìn)制數(shù)
-128 ~ +127
BD
1
8位 2位BCD碼
0 ~ 99
WUB
2
無符號(hào)16位二進(jìn)制數(shù)
0 ~ 65535
WB
2
有符號(hào)16位二進(jìn)制數(shù)
-32768 ~ +32767
WD
2
16位 4位BCD碼
0 ~ 9999
DUB
4
無符號(hào)32位二進(jìn)制數(shù)
DB
4
有符號(hào)32位二進(jìn)制數(shù)
DD
4
32位 8位BCD碼
DF
4
32位 浮點(diǎn)數(shù)
數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符
長度（單位：位）
含義
備 注
BT00
1
當(dāng)前字節(jié)中第0位
左邊這七個(gè)位數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符在讀、寫設(shè)備命令中作為數(shù)據(jù)類型使用。BT00表示當(dāng)前地址字節(jié)中的最低位，BT07表示當(dāng)前地址字節(jié)中的最高位。
BT01
1
當(dāng)前字節(jié)中第1位
BT02
1
當(dāng)前字節(jié)中第2位
BT03
1
當(dāng)前字節(jié)中第3位
BT04
1
當(dāng)前字節(jié)中第4位
BT05
1
當(dāng)前字節(jié)中第5位
BT06
1
當(dāng)前字節(jié)中第6位
BT07
1
當(dāng)前字節(jié)中第7位
數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符后的數(shù)字為數(shù)據(jù)在DB數(shù)據(jù)塊中的地址（地址按字節(jié)計(jì)算）。
.按“刪除一個(gè)”按鈕，可以刪除已建立連接的PLC通道。
.按“全部刪除”按鈕，可以刪除全部建立連接的PLC通道。
.按“索引拷貝”按鈕，可以在當(dāng)前選定通道的基準(zhǔn)上，按順序索引的原則，增加一個(gè)新的PLC通道。
.本設(shè)備構(gòu)件只能讀寫I，Q，M，V區(qū)，對(duì)SM，T，C，AI，AQ，HC的操作請使用V或M來倒換一下。這樣做的目的是提高穩(wěn)定性和速度。
設(shè)備調(diào)試
設(shè)備調(diào)試在構(gòu)件屬性窗口的“設(shè)備調(diào)試”屬性頁中進(jìn)行，以檢查和測試本構(gòu)件和PLC的通訊連接工作是否工作。
設(shè)備命令
本設(shè)備構(gòu)件提供了2個(gè)特定的設(shè)備命令，用于讀寫PLC中指定的繼電器區(qū)或寄存器區(qū)中的任何一個(gè)通道。由于設(shè)備命令的優(yōu)先級(jí)最高，所以可以提高速度，尤其對(duì)寫通道。這些設(shè)備命令的格式如下：
對(duì)于I，Q，M三個(gè)寄存器區(qū)，設(shè)備命令格式為
Read(寄存器名，地址，數(shù)據(jù)類型=數(shù)據(jù)存放變量)
Write(寄存器名，地址，數(shù)據(jù)類型=數(shù)據(jù)存放變量)
其中寄存器名為：I ，Q，M
對(duì)于V寄存器區(qū)，設(shè)備命令格式為
Read(寄存器名及DB塊號(hào)，地址，數(shù)據(jù)類型=數(shù)據(jù)存放變量)
Write(寄存器名及DB塊號(hào)，地址，數(shù)據(jù)類型=數(shù)據(jù)存放變量)
其中 寄存器名及DB塊號(hào) 的格式舉例如下：
V:DB2 代表2號(hào)DB塊。
V:DB10 代表10號(hào)DB塊。
以上設(shè)備命令中的“寄存器名”、“寄存器名及DB塊號(hào)”、“數(shù)據(jù)類型”等參數(shù)都是MCGS字符型變量或具體的字符，其余參數(shù)是MCGS數(shù)值型變量或具體的數(shù)值。
寄存器地址意義：位操作時(shí)為xx.0—xx.7如1.2, 3.7, 12.6 等,字節(jié)操作時(shí)為寫12，表示操作BUB12,字操作時(shí)：寫13，表示操作WUB13對(duì)應(yīng)內(nèi)存中的BUB13,14,雙字操作時(shí)：寫5，表示操作DUB5對(duì)應(yīng)內(nèi)存中的BUB5，6，7，8。
數(shù)據(jù)存放變量意義：讀操作時(shí)把讀回來的數(shù)據(jù)放入該變量中。寫操作時(shí)，存放要寫的數(shù)據(jù)，該參數(shù)也可以不是變量，而是具體的數(shù)據(jù)
Read(Q,0,BT00=Value) 讀Q0.0的值并存放到變量Value中。
Write(Q,0,BT07=Value) 將變量Value中的值寫到Q0.7中去。
以上兩例中Value為一開關(guān)型變量
Read(V:DB2,10,BUB=Value) 讀DB2:BUB10中的值并存放到變量Value中。
Write(V:DB2,10,BUB=Value) 將變量Value中的值寫到DB2:BUB10中去。
以上兩例中Value為一數(shù)值型變量。
本設(shè)備構(gòu)件提供的設(shè)備命令可在“設(shè)備操作”策略構(gòu)件的“執(zhí)行指定設(shè)備命令”處輸入調(diào)用；也在腳本程序內(nèi)輸入調(diào)用：
!(設(shè)備名，6，“Write(Q,0,BT01=1)”)。Q0.1寄存器置1
!(設(shè)備名，6，“Write(V:DB2,6,BB6=123)”)。令寄存器V的2號(hào)DB塊地址為6的存儲(chǔ)器值置為123。
6、常見故障分析
1． 通訊不成功的故障
a、檢查PLC是否上電。
b、使用操作系統(tǒng)提供的Ping命令，檢查PLC的TCP/IP連接是否正常。
如果用編程軟件能連通，而用MCGS設(shè)備構(gòu)件不能連通則和我們技術(shù)部聯(lián)系。
2． 通訊不可靠的故障
若通信狀態(tài)時(shí)而為0，時(shí)而為1，表示通信不可靠，常見的原因是以太網(wǎng)的通訊質(zhì)量較差。如果可以確定不是上述原因請和我們技術(shù)部聯(lián)系。
注意：使用本構(gòu)件時(shí)，當(dāng)PLC在STOP、RUN兩個(gè)狀態(tài)間切換時(shí)會(huì)導(dǎo)致通訊的短時(shí)間中斷，設(shè)備驅(qū)動(dòng)會(huì)自動(dòng)按設(shè)定的時(shí)間重連并恢復(fù)連接（大約耗時(shí)5 秒）。