自动化工程师：纯干货讲解，西门子S7-1200PLC与外接设备实例

此次主要讲解如何通过自由口协议实现S7-1200 与第三方设备的通信，当中会涉及到控制系统原理、软硬件需求、组态等知识要点。

西门子S7-1200紧凑型PLC在当的市场中有着广泛的应用，由于其性价比高，所以常被用作小型自动化拉制设备的控制器，这也使得它经常与第三方的设备进行通讯，这里就以超级终端为例介绍自由口通讯。

1、控制系统原理

2、硬件需求

S7-1200PLC目前有3种型的CPU：

1) S7-1211C CPU

2) S7-1212C CPU

3) S7-1214C CPU

这三种类型的CPU都可以连接三个串口通信模版

本例中使用的PLC硬件为：

PM207电源、S7-1214C、CM1241 RS232

3、软件需求

编程软件step7 Basic V10.5

4、组态

我们通过下述的实际操作来介绍如何在Sep7 Basic V10.5中组态S7-1214C和超级网络终端，通信点击桌面上的“ Totally Integrated Automation Portal V10图标，打开如下图：

首先需要选择“ Create new project”选项，然后在“ Project name”里输入PTP；在“Path：”修改项目的存储路径为“C：\”，点击“ Create”，这样就创建了一个文件PTP的新项目。创建后的窗口如下图所示：

点击门户视图左下角的“ Project View”切换到项目视图下，如下图：

打开后，在“ Devices”标签下，点击“ Add new device，在弹出的某单中输人设量名“PLC-1”并在设备列表里选择CPU的类型，选择后如下图：

插入CPU后，点击CPU左边的空槽，在右边的“ Catalog”里找到“ Communication

下的RS232模块，拖拽或双击此模块，这样就把串口模块插入到硬件配置里，接下来就需配此RS232模块硬件接口参数，选择RS232模块，在其下方会出现该模块的硬件属性配置窗口，在属性面口里有两个选项，一个是“general”；一个是“RS232 interface“。

在“ Genera”里括了此模块的“项目信息”和“订货信息”；而在“Rs232 interface“里包括了此模块“项目信息”、“端口的距置”、“发送信息的配置”、“接收信息的配置”和“硬件识别号”，在这里我们选择“RS232”，在“端口”配置的选项里，进行端口的参数配置，

波特率为:9600

校验方式：无

数据位为:8

停止位:1

硬件流控制：

等待时间:1ms

设置参数如下图：

此时确认一下“硬件识别号”为11

此时，完成了硬件的组态，接下来需要编写串口通讯程序，在这里我们实现两个功能：

一、S7-1200发送数据给超级终端

二、超级终端发送数据给S7-1200

对于第一个功能：S7-1200发送数据始超级终端，实际上是S7-1200是数据的发送方，超缓终端是数据的接收方，对于S7-1200需要编写发送程序，而对于超级终端来说，只要打开超级终端程序，配置硬件接口参数与前面S7-1200的端口参数一致即可。

下面的步骤将具体介绍此功能实现的步骤：

①、在PLC中编写发送程序，在项目管理视图下双击“Device”下的程序块下的Main(OB1)，打开OB1，在主程序中调用 SEND- PTP功能块加下图所示：(注：SEND -PTP在指令库下的扩展指令中通讯指令下)

要对 SEND -PTP赋值参数，首先需要创建 SEND- PTP的背景数据块和发送缓冲数据块，双击“ Devices”-->“PLC_1”-->“ Program Block”--“ Add new block”，在弹出的串口命名 DB- Send -PTP，选择DB块，在Tyoe后选择“ SEND -PTP(SFB113)”

插入背景DB后，再插入发送缓冲DB块，重复上面的步骤，只是在选择DB类型为“ Global DB”，并去掉“ Symbolic access only选项勾(这样可以对该DB块进行直接地址访问)，并取名该DB块为 DB- SEND -BUFF。建好这两个DB块后，双击打开DB- SEND- BUFF预先定义好要发送的数据，如下图所示：

定义完发送缓冲区后，接下来就可以对 SEND- PTP赋值参数，赋值参数后如下图：

在上面的编程块里需要注意的是，在指定发送缓冲区时。字符的开始地址是从第二个字节，而不是零字节开始，即是P#DB2.DBX2.0 Byte10而不是P#DB2DBX0.0 Byte10，原因是由于S7-1200对字符串的存放的格式造成的，S7-1200对字符串的前两个字节的定义第一字节是最大的字符长度，第二个字节是实际的字符长度。接下来才是存放实际字符。如下图

上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击PLC-1项目在弹出的菜单里选择“ Complies ALL”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下图：

编译且没有错误后就可以下载程序到PLC中，同样右击PLC-1项目，在弹出的菜单选择“ Download to Device”

②、用串口交叉线连接S7-1200的串口与计算机的串口，打开计算机的超级终端程序，并设置硬件端口参数如下图：

③、打开OB1功能块在线监控程序，在变量监控表里强制M0.0为1，触发数据的发送，此时在超级终端就会接收到发送的数据，如下图

对于第二个功能：超级终端发送数据给S7-1200，实际上是S7-1200是数据的接收方，超级终端是数据的发送方，对于S71200需编写接收程序；而对于超级终揣来说，只要打开超级终端程序，配置硬件接口参数与削面S7-1200的端口参数一致，在界面上输入发送内容即可。

下面的步骤将具体介绍此功能实现的步骤：

①、在PLC中编写发送程序在项目置理视国下双击“Device”下的程序块下的Main(OB1)，打开OB1，在主程序中调用 RCV - PTP功能块加下图所示：(注： RCV -PTP在指令库下的扩展指令中通讯指令下）

要对 RCV -PTP赋值参数，首先需要创建 RGV - PTP的背景数据模块和发送缓冲数据块，双击“ Devices”-->“ PLC1”-->“ Program Block”“ Add new bloc”，在弹出的率口命名 DB -RCV -PTP，选DB块，在Type后选择“ RCV - PTP(SFB114)”

插入背景DB后，再插入接收冲DB块，重复上面的步骤，只是在选DB类型为“ Global DB”，并去掉“ Symbolic access only选项勾(这样可以对该DB块进行直接地址访问)，并取名该DB块为 DB- RCV - BUFF。建好这两个DB块后，双击打开DB -RCV -BUFF定义接收缓冲区数据的类型，如下图所示：

定义完接收缓冲区后，接下来就可以对 RCV -PTP值参数，赋值参数后如下图：

在上面的编程块里需要注意的是，在指定接收缓冲区时。字符的开始地址是从第二个字节，而不是零字节开始，即是PDB2DBX20Bye10而不是PDB2DBX00Bye10，原因是由于S7-1200对字符串的存放的格式造成的，S7-1200对字符串的前两个字节的定义第一字节是最大的字符长度，第二个字节是实际的字符长度。接下来才是存放实际字符。如下图

上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击PLC-1项目在弹出的菜单里选择

“ Complies ALL”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下图：

编译且没有错误后就可以下载程序到PLC中，同样右击PLC-1项目，在弹出的菜单选择“ Download to Device”

②、用串口交又线连接S7-1200的串口与计算机的串口，打开计算机的超级终端程序，

并设置硬件端口参数如下图：

在桌面上新建文本文件，打开此文本文件在里面输入“gfdcba”，如下图：

③、打开变量监控表，强制M0.0，使能接收。然后，在超级终端里，选择菜单“ Transfer”下的“ Send Text file，在打开的窗口里找到桌面上的文本文件。

打开 DB -RCV -BUFF数据块，在线查看接收到的数据，如下图

通过上面的例子实现了简单的应用，在实际的应用过程中，需要按第三方设备的协议进行编写S7-1200的程序。

以上，欢迎动动手分享及收藏！

PLC与7种设备的不同连接方式，你知道吗？

PLC常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、拨码器、各种传感器等，输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。正确地连接输入和输出电路，是保证PLC安全可靠工作的前提。

1、PLC与主令电器类设备的连接

图1是与按钮、行程开关、转换开关等主令电器类输入设备的接线示意图。图中的PLC为直流汇点式输入，即所有输入点共用一个公共端COM，同时COM端内带有DC24V电源。若是分组式输入，也可参照图下图的方法进行分组连接。

▲图1 PLC与主令电器类输入设备的连接

2、 PLC与旋转编码器的连接

旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。因此可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，最简单的只有A相。

▲图2 旋转编码器与PLC的连接

如图2所示是输出两相脉冲的旋转编码器与FX系列PLC的连接示意图。编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，连接时要注意PLC输入的响应时间。有的旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地。

3、 PLC与传感器的连接

传感器的种类很多，其输出方式也各不相同。当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路电阻Ｒ，如图3所示。当漏电流不足lmA时可以不考虑其影响。

▲图3 PLC与两线式传感器的连接

式中：I为传感器的漏电流（mA），UOFF为PLC输入电压低电平的上限值（V），RC为PLC的输入阻抗（KΩ），RC的值根据输入点不同有差异。

4、PLC与多位拨码开关的连接

如果PLC控制系统中的某些数据需要经常修改，可使用多位拨码开关与PLC连接，在PLC外部进行数据设定。如图4所示，为一位拨码开关的示意图，一位拨码开关能输入一位十进制数的0～9，或一位十六进制数的0～F。

▲图4 一位拨码开关的示意图

如图5所示，4位拨码开关组装在一起，把各位拨码开关的COM端连在一起，接在PLC输入侧的COM端子上。每位拨码开关的4条数据线按一定顺序接在PLC的4个输入点上。由图可见，使用拨码开关要占用许多PLC 输入点，所以不是十分必要的场合，一般不要采用这种方法。

▲图5 4位拨码开关与PLC的连接

5、PLC与输出设备开关的连接

PLC与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型和等级应该相同。要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接。如图6所示以FX2N为例说明PLC与输出设备的连接方法。图中接法是输出设备具有相同电源的情况，所以各组的公共端连在一起，否则要分组连接。图中只画出Y0-Y7输出点与输出设备的连接，其它输出点的连接方法相似。

▲图6 PLC与输出设备的连接

6、 PLC与感性负载的连接

PLC的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件造成损坏。因此当PLC与感性输出设备连接时，如果是直流感性负载，应在其两端并联续流二极管；如果是交流感性负载，应在其两端并联阻容吸收电路。如图6-10所示。

▲图7 PLC与感性输出设备的连接

图中，续流二极管可选用额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50~120Ω，电容值可取0.1~0.47μF，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性。

7、PLC与七段LED显示器的连接

PLC可直接用开关量输出与七段LED显示器的连接，但如果PLC控制的是多位LED七段显示器，所需的输出点是很多的。

▲图8 PLC与两位七段LED灯显示器的连接

如图8所示，电路中，采用具有锁存、译码、驱动功能的芯片CD4513驱动共阴极LED七段显示器，两只CD4513的数据输入端A～D共用PLC的4个输出端，其中A为最低位，D为最高位。LE是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端输入的BCD数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。LE为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，N个显示器占用的输出点数为P=4＋N。

如果PLC使用继电器输出模块，应在与CD4513相连的PLC各输出端接一下拉电阻，以避免在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。PLC输出继电器的状态变化时，其触点可能抖动，因此应先送数据输出信号，待该信号稳定后，再用LE信号的上升沿将数据锁存进CD4513。

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