WINCC和与PLC之间的通讯方式Word文档下载推荐.docx

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通讯驱动程序具有扩展名.chn，安装在系统中所有的通讯驱动程序可在WINCC安装目录下的子目录、bIN中查到。

通讯驱动程序具有不同通道单元用于各种通讯网络。

（7）通道单元

通道单元指的是一种网络或连接类型。

每个使用的通道单元必须分配给相关的通讯处理

器。

一些通道单元需要附加系统参数的组态。

（8）连接

连接是两个通讯伙伴组态的逻辑分配，用于执行已定义的通讯服务。

每个连接有两个端点。

它们包含对通讯伙伴进行寻址所必需的信息，以及用于建立连接的附件属性。

一旦WINCC与自动化系统建立正确的物理连接，就需要WINCC的通讯驱动程序和相关的通道单元来建立或组态与自动化系统间的逻辑连接。

每个通道单元下可有多个连接。

4.1.2WINCC通讯原理

1、WINCC通讯结构及原理

WINCC通讯结构层次如图4-1所示。

图4-1、WINCC通讯结构层次图

WINCC使用变量管理器来处理变量的集中管理，此变量管理器不为用户所见。

它处理WINCC项目产生的数据和存储在项目数据库中的数据。

在WINCC运行系统中，它管理WINCC变量。

WINCC的所有应用程序必须以WINCC变址的形式从变址管理器中请求数据，这些WINCC应用程序包括图形运行系统、报警记录运行系统和变量记录运行系统等。

WINCC变量管理器管理运行时的WINCC变量。

它的任务是从过程中取出请求的变量值。

这个过程通过集成在WINCC项目中的通讯驱动程序来完成。

通讯驱动程序利用其通道单元构成WINCC与过程处理之间的接口。

在大多数情况下，到过程处理的基于硬件的连接是利用通讯处理器来实现的。

WINCC通讯驱动程序使用通讯处理器来向PLC发送请求消息。

然后，通讯处理器将回答相应消息请求的过程值返回到WINCC管理器中。

加入部分过程介绍

2、建立WINCC与PLC间通讯的步骤：

1、创建WINCC站与自动化系统间的物理连接。

详细介绍各硬件

2、在WINCC项目中添加适当的通道驱动程序。

3、在通道驱动程序适当的通道单元下建立与指定通讯伙伴的连接。

4、在连接下建立变量。

4.2WINCC与SIMATICS7-PLC的通讯

WINCC提供了一个称为SIMATICS7ProtocolSuite的通讯驱动程序。

此通讯驱动程序支持多种网络协议和类型。

通过它的通道单元提供与各种SIMATICS7-300和S7-400PLC的通讯。

具体选择通道单元的类型要看WINCC与自动化系统的连接类型。

4.2.1通道单元的类型

SIMATIC57ProtocolSuite通讯驱动程序包括如下的通道单元：

一、工业以太网通道单元

INdustrialEthernet和INdustrialEthernet（11）两个通道单元皆为工业以太网通道单元。

它使用SIMATICNET工业以太网，通过安装在PC机上的通讯卡与SIMATIC57PLC进行通讯，使用的通讯协议为ISO传输层协议。

二、MPI

MPI用于通过编程设备上的外部MPI端口或PC机上通讯处理器在MPI网络上与PLC进行通讯。

三、命名连接

NamedConnections（命名连接）通过符号连接与STEP7进行通讯。

这些符号连接是使用STEP7组态的，并且当与S7-400的H/F冗余系统进行高可靠性通讯时，必须使用此命名连接。

四、现场总线

PROFIBUS和PROFIBUS（11）实现与现场总线PROFIBUS上的S7PLC的通讯。

另外，TCP/IP也是通过工业以太网进行通讯，使用的通讯协议为TCP/IP。

WINCC要与网络建立通讯链接，必须做以下工作：

1、为PLC选择与WINCC进行通讯的合适的通讯模块；

2、为WINCC所在的站的PC机选择合适的通讯处理器；

3、在WINCC项目上选择通道单元。

对于WINCC与SlMATICS7PLC的通讯，首先要确定PLC上通讯口的类型，不同型号的CPU上集成有不同的接口类型，对于S7-300/S7-400类型的CPU至少会集成一个MPI/DP口。

有的CPU上还集成了第二个DP口，有的还集成了工业以太网口。

此外，PLC上还可选PROFIBUS或工业以太网络的通讯处理器。

其次，要确定WINCC所在的PC机与自动化系统连接的网络类型。

WINCC的操作员站既可与现场控制设备在同一网络上。

也可在单独的控制网络上。

连接的网络类型决定了在WINCC项目中的通道单元类型。

PC机上的通讯卡有工业以态网卡和PROFIBUS网卡，插槽有ISA插槽、PCI插槽和PC-MCIA摺。

此外，通讯卡有Hardnet和Softnet两种类型。

表4-1列出了PC机上的通讯卡的类型。

Hardnet通讯卡有自己的微处理器，可减轻系统CPU上的负荷，可以同时使用两种以上的通讯协议（多协议操作）。

Softnet通讯卡没有自己的微处理器，同一时间内只能使用一种通讯协议。

表4-1PC机上的通讯卡的类型

通讯卡型号

插槽类型

类型

通讯网络

CP5412

ISA

Hardnet

PROFIBUS/MPI

CP5611

PCI

Softnet

CP5613

CP5511

PCMCIA

CP1413

工业以太网

CP1412

CP1613

CP1612

CP1512

表4-2列出了当WINCC与PLC进行通讯时，PLC上使用的通讯模块和PC机上的通讯卡。

表4-2通讯模块和通讯卡

WINCC通道单元

SIMATICS7类型

CPU或通讯模块

PC通讯卡

MPI

S7-300

CPU33X

CP342-5CP343-5

MPI卡

S7-400

CPU41X

CP443-5

PROFIBUS

CP342-5，CP343-5

工业以太网和TCP/IP

工业以太网或TCP/IP

S7-200

CP243-1

CP343-1

CP443-1

SoftPLC

内部连接

WINACBasis/RTX

不需要

4.2.2添加驱动程序

添加SIMATICS7ProtocolSuite驱动程序的步骤：

●在WINCC项目管理器的浏览窗口中，右击“变量管理”。

●从快捷菜单中选择“添加新的驱动程序”菜单项，打开“添加新的驱动程序”对话框，选择SIMATICS7ProtoeolSuite.chn，如图4-2所示。

图4-2添加驱动程序图

●单击“打开”按钮，将添加此驱动程序到组态的WINCC项目中。

4.2.3通道单元

1、工业以太网通道单元

工业以太网是工业环境中最有效的一种子网。

它适用于管理层和现场层通讯，有利于大量成员在大范围内进行大数据量的交换。

工业以太网是一种开放式的通讯网络，符合IEEE802.3标准。

其主要优点在于高可靠性、使用范围广、速度快、易扩展和开放性。

通道单元“工业以太网”用于通过工业以太网将WINCC连接到S7自动化系统。

此通道单元是通过ISO传输层协议进行的。

传输层处理数据流控制、阻塞和确认任务。

下面的例子将详细介绍WINCC通过工业以太网与自动化系统的连接。

在本例中需要用到如下的硬件和软件：

一个S7-400底板、一块S7-400电源、一块CPU416-2DP模块和一块CP443-l模块。

SIMATICNET软件和一块CP1613通讯卡。

装有SIMATICSTEP7软件的PC和编程电缆。

WINCCV6.0和PC机（假定STEP7和WINCC分别装在不同的PC机上）。

一条交叉的、在两网卡间进行连接的RJ45网络电缆。

一、PLC站设定方法和步骤：

通过INdustrialEthernet通道单元建立WINCCS7-400PLC通讯的步骤如下：

1、安装PLC上的各模块，并通电。

2、在安装STEP7的PC机上进行PLC的硬件组态。

硬件组态如图4-3所示。

图4-3硬件组态图

3、改CP443-1的参数。

增加一个以太网络，如果在WINCC中使用的通道是INdustrialEthernet，则应激活复选框SetMACaddress/user150protocol，并设定MAC地址。

如果在WINCC中打算使用TCP/IP通道单元，则应激活复选框IPProtocolisbeINgused，并设定IP地址及子网掩码，如图4-4所示，将组态好的配置下载到PLC中。

图4-4、通道地址设定

3、OB1块和DB1块，为便于侧试，在此例定义两个数据字：

DB1.DBW6每秒加l，DB1.DBW8CPU每循环扫描一次加l。

程序放在OB1中，将OB1和DB1下载到PLC中，并使PLC运行。

至此，PLC侧的任务已完成。

下面的步骤是在WINCC站的PC上完成的。

二、WINCC站设定方法和步骤

1、安装WINCC的PC机上安装CP1613网卡。

2、装SIMATICNET光盘上的软件，安装时应包括SIMATICNETPCProduct，NCMPC/57和NCMS7-INdustrialEthernet软件。

3、打开WINDOWS控制面板下的工具SetPG/PCInterface。

在打开的应用程序中单击Select按钮，打开InstallNg/UninstallNgInterface对话框。

如果CP1613未出现在已安装的模块清单中，添加CP1613模块，如图4-5所示。

单击Close按钮。

退出此对话框。

图4-5添加CP1613模块

4、SetPG/PCInterface对话框中选择CP_H1_l的访问点为CP1613（ISO），如图4-6所示。

图4-6设置访问点

5、打开WINCC并添加驱动程序SIMATICS7ProtocolSuite，见图4-7。

在通道单元IndustrialEthernet（工业以太网）的快捷菜单中选择。

“新驱动程序的连接”菜单项，打开“连接属性”对话框，输入连接的名称。

图4-7工业以太网连接的参数设置

6、单击“属性”按钮，打开“连接参数-IndustrialEthernet，对话框。

在“以太网地址”文本框中按格式输入所要连接的PLC上的通讯处理器地址。

此处的地址应与图4-4中的MAC地址相同。

7、在机架号文本框中输人CPU所在的机架号，在“插槽号”文本框中指定CPU所在的插槽号。

此处应输入的是CPU的插槽号，不是通讯处理器的插槽号。

如果通讯处理器不是集成在PLC的CPU上，则CPU与通讯处理器的插槽号不同，如图4-7所示。

8、有必要可激活“发送/接收原始数据块”复选框，并输人连接资源。

9、在刚刚建立的连接上新建两个变量进行测试。

2、PROFIBUS和MPI通道单元

WINCC通过这两种通道单元与自动化系统连接的建立过程基本相同。

下面以PROFIBUS为例讲述WINCC与PLC连接的过程。

该过程需要使用到如下的硬件和软件：

一个S7-400底板、一块S7-400电源、一块CPU416-2DP模块；

SIMATICNET软件和一块CP5611通讯卡；

装有SIMATICSTEP7软件的PC和编程电缆；

WINCCV6。

0和PC机（似定STEP7和WINCC分别装在不同的PC机上）；

一条PROFIBUS连接电缆。

通过PROFIBUS通道单元建立WINCC和S7-400PLC通讯的步骤如下：

1、装PLC上的各模块，并通电。

2、安装STEP7的PC机上进行PLC的硬件组态。

硬件组态见图4-3（但不需要放置在第5槽的CP443一1模块。

3、修改CPU416-2的DP口的参数，增加一个PROFIBUS网络，设置PROFIBUS站地址和传输速率，如图4-8所示。

单击Properties按钮，打开这条网络的属性设置，将组态好的配置下载到PLC中。

图4-8设置DP接口属性

4、加OB1和DB1，与上例中同。

程序放在OBI中，将OBI和DBI下载到PLC中，并使PLC运行。

5、在安装WINCC的PC机上安装CP56llPROFIBUS网卡。

6、安装SIMATICNET光盘上的软件，安装时应包括SIMATICNETPCProduct，NCMPC/57和NCM57-PROFIBUS软件。

7、打开WINDOWS控制面板下的工具SetPG/PCInterface。

在打开的应用程序中单击Select按钮。

打开InstallNg/UninstalINg的Interface对话框。

如果CP5611未出现在已安装的模块清单中，添加CP56ll模块。

如图4-5所示。

。

在SetPG/PCInterface对话框中选择CP-L2-l的访问点为CP56ll（PROFIBUS），如图4-9所示。

图4-9设置CP-L2-l的访问点

8、图4-9所示的对话框中选择CP56ll（PROFIBUS），并单击Properties按钮，打开如图4-10所示的对话框，设置CP5611卡的站地址、PROFIBUS总线的传输率和传输协议。

图4-10设置CP5611卡的站地址

9、打开WINCC并添加驱动程序SIMATIC57ProtocolSuite，见图4-2。

在通道单元

PROFIBUS的快捷菜单中选择“新驱动程序的连接”菜单项，打开“连接属性”对话框，

输人连接的名称。

10、点击“属性”按钮。

打开“连接参数—PROFIBUS’对话框。

在“站地址”文本框中输人的站地址应与图11-8所设定的站地址相同，网络段号为O，在“机架号”文本框中输人CPU所在的机架号，在“插槽号”文本框中指定CPU所在的插槽号，如图4-11所示。

11、刚刚建立的PROFIBUS连接上建立变量，测试连接正常与否。

图4-11设定PROFIBUS连接属性

3、TCP/IP

通道单元TCP/IP使用TCP/IP协议，通过工业以太网，将WINCC连接到自动化系统S7上。

它的连接的创建方式与工业以太网相同。

在WINCC和STEP7的组态上也与Ethernet通道单元基本相同。

在WINCC中建立TCP/IP的通道连接，如图4-12所示。

此处的IP地址应与图4-4中的IP地址相同。

机架号和插槽号也应设置。

图4-12TCP/IP参数设置

4、PLC与监控软件WINCC的MPI通讯

与连接操作员面板类似，WINCC与S7PLC通过MPI协议通讯时，在PLC侧不须进行任何编程和组态；

在WINCC上要对S7CPU的站地址和槽号及网卡组态。

1、PC机上MPI网卡的安装和设置

首先,将MPI网卡CP5611插入PC机上并不固定好,然后,启动计算机,在PC机的控制面板中双击”SetPG/PCInterface“图表,弹出窗口中就会显示已安装的网卡。

如图4-13所示：

图4-13设置MPI接口属性

2、在WINCC上添加SIAMTICS7通讯协议

网卡安装正确后，打开WINCC，选择”TagManagement”击右键选择“Add

Newdriver”，再弹出的窗口中选择”SIAMTICS7protocolsuite”连接驱动，将其

添加到”TagManagement”向下，如图4-14：

图4-14添加网卡驱动

3、在WINCC通讯连接参数设置

选择MPI通讯协议并按右键选择“Systemparameter”进入如图4-14系统参数设置界面：

图4-14MPI通讯协议

S7协议组包括在不同网络上应用的S7协议，如MPI网，PROFIBUS

网，以及工业以太网等，在这些网络上，应用层是S7协议，这里我们通过

MPI网通讯。

4、在WINCC上建立通讯连接

选择MPI通讯驱动并按右键选择“Newdriverconnection”建立一个连接，如果连接多个CPU，每连接一个CPU就需要建立一个连接，所能连接的CPU的数量与上位机所用网卡有关，例如CP5611所能支持的最大连接数是8个，网卡的连接数可以在手册中查找。

这里需要修改每个连接的属性，如选择CPU的站地址和槽号等，具体如下图4-15：

图4-15MPI参数连接

CPUMPI地址CPU的槽号连接S7-300CPU时槽号都是2，连接S7-400CPU时，槽号应参照STEP7硬件组态中的槽号，所有这些工作完成之后通讯就可直接以建立起来。

5、通讯诊断

如果此时通讯有问题，应检查网卡是否安装正确，通讯电缆和接头是否接触良好，组态参数是否正确等，如果使用CP5511，CP5611或CP5613通讯卡，诊断起来就比较简单，在PC机的控制面板PG/PC接口中，利用这些CP自身的诊断功能读就能出MPI网络上所以站地址，具体可参见图4-16。

图4-16通讯诊断图

如果CP5611的站地址是0，CPU的MPI的站地址是4，其诊断结果是0，4站被读出来，这样就可以判断连接电缆和插头是否接触良好，若网卡及站地址都没有错误，则WINCC的组态参数肯定有问题，须对此做进一步检查。

如果用户通讯使用的是PCadapter而不是上面提到的专用通讯卡，则问题的诊断就比较麻烦。