S7-300与S7-200自由口无线通信
S7-300及S7-200自由口无线通信实现方法
1、项目简介
S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。SIMATIC S7-300 可编程序控制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。属于可编程序控制器，通过软件和硬件的连接来实现自动化无人操作的控制，自动化控制中心使用的S7-300的PLC只是其中的一种，现在PLC有很多厂家就是西门子在我国的市场占有率大一点。
S7-200PLC作为小型PLC，以其功能强、性价比高在工控领域中被广泛应用。是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。在S7-200及S7-300或WINCC通信时，通常需要安装EM277或CP243-1模块，成本升高，使得S7-200性价比优势大打折扣。自由口通信是S7-200的突出特点之一，本文介绍了一种经济灵活的通信方法，其可行性、可靠性在实际工程中得到验证。图1为滨州污水处理厂监控中心。
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图1 滨州污水处理厂监控中心
2、工程应用中的硬件及网络结构
滨州污水处理厂自动化监控系统中，两刮泥桥上各有一台S7-200PLC，每台PLC控制8台吸泥泵及刮泥桥的正反向运动。S7-200PLC的柜子安装在刮泥桥上，处于不停地来回运动中，不适合进行有线通信，采取了无线数传电台方式。
S7-200CPU上的通信口是基于RS485的，通过一个RS485/232转换器将S7-200连接到电台；在脱水机房的S7-300上挂一串口通信模块CP340，并连接到数传电台，通过编程便可以实现S7-300及S7-200间的通信；监控室的上位机以MPI总线方式及S7－300通信，便可间接监控S7-200。系统网络结构如图2
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3、通信功能的实现
通信程序要实现S7-300向一个S7-200站发送7个字节的数据，然后接收并存储该S7-200返回的6个字节数据。S7-300发送的7个字节中，第1个字节是地址信息，第2、3、4字节是吸泥泵及刮泥桥控制数据信息，第5、6字节为校验信息，第7位字节数据信息无意义，仅仅是为了触发一次S7-200的字符接收中断程序。
3.1 S7-300端通信程序
在自由口模式下，无论S7-200还是S7-300，通信协议完全由程序控制。
S7-300及现有的 CPU 312、314 和 315(F)-2 DP 相比，创新型 S7-300 CPU 的性能有了显著提高；例如，创新型 CPU 上的用户程序处理速度至少提高了 1 倍，在某些情况下甚至更快。位处理时间甚至降至 50 ns，而字处理时间降至 90 ns。
S7-300采用轮循方式及两S7-200通信，即第一秒内向1号站发送数据，然后接收1
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号站返回的数据；第二秒内向2号站发送数据，然后接收2号站返回的数据，不停地循环通信。S7-300通信程序流程如图3。
S7-300通信程序详细介绍
AN M 30.0
L S5T#2S
SD T 1
A M 30.0
R T 1
L T 1
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T MW 40
NOP 0
A T 1
= M 30.0
//设一2秒定时器，定时时间到自动进行下一次定时，当前值存入MW40
A(
L MW 40
L 102
>I
)
A(
L MW40
L 200
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)= M30.1
// 定时器第一秒钟内，即102A(L MW 40
L 2
>I
)
A(
L MW 40
L 100
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)
= M 30.2
//定时器第二秒钟内M30.2为1
A (
A M 30.1
JNB _001
L 0
T MW 34
SET
SAVE
CLR
_001: A BR
)
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S7-300与S7-200自由口无线通信
JNB _002
L 0
T MW 36
_002: NOP 0
// M30.1为1时，即定时器第一秒内，使MW34＝0、A (
A M 30.2
JNB _003
L 8
T MW 34
SET
SAVE
CLR
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MW36＝0，作为起始字节值
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_003: A BR
)
JNB _004
L 8
T MW 36
_004: NOP 0
// M30.2为1时，即定时器第二秒内，使MW34＝8、O M 30.1
O M 30.2
= M 33.0
A M 33.0
= L 20.0
BLD 103
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MW36＝8，作为起始字节值
S7-300与S7-200自由口无线通信
CALL \"P_SEND\" , DB19
REQ :=L20.0
R :=
LADDR :=320
DB_NO :=2
DBB_NO:=MW34
LEN :=7
DONE :=M50.1
ERROR :=M50.2
STATUS:=MW52
NOP 0
// 调用发送指令，当M30.1为1时（其上升沿初始化发送请求），第一个字节为1站地址；当M30.2为1时（其上升沿初始化发送请求），第一个字节为2站地址
A M 33.0
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= L 20.0
BLD 103
CALL \"P_RCV\" , DB20
EN_R :=L20.0
R :=
LADDR :=320
DB_NO :=22
DBB_NO:=MW36
NDR :=M60.1
ERROR :=M60.2
LEN :=MW62
STATUS:=MW
NOP 0
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// 调用接收指令，当M30.1为1时（允许读数据），存入DB22数据块中，起始字节为DB22.DBB0；当M30.2为1时，存入DB22数据块中，起始字节为DB22.DBB8
3.2 S7-200端通信程序
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
S7-200 PLC程序分为主程序、子程序和中断程序，主程序完成控制和子程序调用功能，子程序完成通信口初始化功能，中断程序完成数据的接收和发送功能。发送数据采用发送指令XMT,通信口接收每个字节都会暂存到特殊存储器SMB2中，利用中断程序控制数据的接收。
当SM0.7为1时，调用子程序SBR_0设置SMB30,允许进行自由口通信；SM0.7为0时，调用子程序SBR_1重新设置SMB30，便于用Micro/WIN软件对CPU运行状态进行监视。S7-200通信程序流程如图4
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S7-200通信程序详细介绍（1号站）
主程序MAIN(只给出及通信有关程序)
LD SM0.1
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S7-300与S7-200自由口无线通信
MOVB 1, VB1
//设置站地址
LD SM0.7
EU
O SM0.1
CALL SBR_0
//首次运行或模式开关从TERM打到ON时定义通信口为自由口
LD SM0.7
ED
CALL SBR_1
//模式开关从ON拨到TERM时定义通信口为PPI从站
子程序SBR_0
LD SM0.0
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S7-300与S7-200自由口无线通信
MOVB 16#09, SMB30
ENI
ATCH INT_11, 8
//定义通信口0为自由口模式，9.6K波特率，无校验，8位数据位，连接接收字符中断为中断程序INT_11
子程序SBR_1
LD SM0.0
MOVB 16#C0, SMB30
DTCH 8
DTCH 9
//恢复普通PPI通信设置
中断程序INT_11
LD SM0.0
AB= SMB2, VB1
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S7-300与S7-200自由口无线通信
MOVW +5, VW200
MOVD &VB0, VD688
ATCH INT_12, 8
//若站地址正确，连接接收字符中断到中断程序INT_12，并使VW200=5来计数，在INT_12中连续接收五个字节，在S7-300中程序中将其余六个字节的高位进行设计，避免出现为内容1或2地址信息的字节，程序也会在接下来1～2个接收过程中，恢复到正常接收状态。
中断程序INT_12
LD SM0.0
MOVB SMB2, *VD688
INCD VD688
DECW VW200
//接收5个字节
LD SM1.0
MOVB 1, VB639
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MOVW VW639, VW700
XORW VW1, VW700
ATCH INT_13, 8
//通过异或指令进行数据校验，连接接收字符中断到中断程序INT_13，即由第七个字节触发中断程序INT_13
中断程序INT_13
LD SM0.0
DTCH 8
//中断分离
LDW= VW700, VW3
MOVD VD0, VD400 //校验正确，将控制信息数据存到VB400～VB402
MOVB 6, VB600
MOVB VB1, VB601
BMB VB100, VB602, 5
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S7-300与S7-200自由口无线通信
ATCH INT_14, 9
XMT VB600, 0
//校验正确,使能发送，发送6字节数据VB601～VB606，连接发送指令结束到中断程序INT_14
LDW<> VW700, VW3
ATCH INT_11, 8
//校验不正确，连接接收字符中断到中断程序INT_11，进行新一次接收
中断程序INT_14
LD SM0.0
DTCH 9
ATCH INT_11, 8
//发送结束则连接接收字符中断到中断程序INT_11，进行新一次接收
4、电台选型和故障判断
数传电台选择了深圳友讯达科技发展公司的FC-201/B，该数传电台以其价格合理、
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S7-300与S7-200自由口无线通信
运行稳定在国内得到广泛应用。通过友讯达提供的电台软件pfc5对电台进行参数设置：发射频率453.00,接收频率465.00，空中速率1200bps,工作模式为透明模式，串口波特率9600bps，串口校验和设为无；在S7-300站处将电台的参数中发射频率设为465.00,接收频率设为453.00，及S7-200站处电台收发频率对应，其余参数一致。
FC-201/B数传电台有一个发送和接收指示灯。根据此灯可以方便的判断通讯是否正常。在无外界干扰，数据发送没有校验错误的情况下，S7-200站处的电台通讯灯是绿闪两下，红闪一下，处在不停的绿－绿－红循环状态，即接收两次数据，发送一次数据。如果通讯出现故障，根据通讯灯的闪烁状态，便可很容易查出通讯故障所在。
5、结束语
上位机WINCC通过访问S7-300的数据块DB2和DB22，就可以实现对两个S7-200PLC站的监控。本通信方案经济、灵活，程序可移植性强，对于类似项目具有很高的借鉴意义。
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