西门子6ES7214-1BD23-0XB8接线方式

西门子6ES7214-1BD23-0XB8接线方式

本文提供了一个西门子PLC远程物联的基本框架与技术实现要点。能够快速实现西门子PLC S7-200SMART/S7-300/S7-400/S7-1200/S7-1500的实时远程监测与管理。

　　在现有技术，通常的做法是采用GPRS将现有PLC的RS485端口映射到局域网内或者远程，通过较低带宽实现PLC的程序更新等操作，该技术主要完成远程升级与诊断。但是，使用下来速度可靠性不高，经常出现不稳定的情况。

　　征迈科技长期从事设备的互联互通以及西门子PLC联网改造，西门子与上位机数据交互协同等核心技术研发。

　　由于使用现有PLC联网设备（准确说应该是串口转换设备/串口映像设备）不能满足客户现场越来越高频率的数据交互，高可靠性的数据对接需求，我们研发了现在这套PLC远程物联网方案。

　　该方案采用实时的MQTT物联网传输协议，结合几年积累的西门子PLC交互协议，真正实现了PLC的实时物联。

系统构架如下图所示：

　　PLC物联数据交互网关负责将PLC内存（中间M寄存器，数据寄存器，输入寄存器，输出寄存器）数据实时读取并采用加密的方式上传到物联网云平台；

　　并将云平台的下发指令写入指定的PLC内存寄存器中。

　　本系统可以部署在云端（可以供异地实时同步，多用户访问），也可以部署在本地服务器上实现厂内数据的汇总与实时管理

该案例是一个充气站， 需要PLC远程监控和PLC远程程序下载。 整个系统中有西门子S1200， 两个从站，还有一个工控触摸屏， 都需要远程管理。 该案例采用了华杰智控多网口工业级4G路由器。充气站在江苏常州， 而控制系统在福建福州，需要跨网段进行远程管理。

　　配置好工业级4G路由器后， 把PLC S1200， 两个从站he和工控触摸屏设置同一个网段， 并接在工业级4G路由器HJ8400的4个网口了。

　　电脑端启用华杰智控smartbbbb远程局域网软件， 电脑进入远程局域网， 并与工业级4G路由器组成了一个局域网。

运行西门子软件：

开始扫描远程局域网里的设备

找到smartbbbb远程局域网里的4个设备，并成功进行通信连接

成功的找到了smartbbbb局域网里的4个设备西门子PLCS1200， 两个从站还有一个西门子触摸屏，然后就可以远程进行监控和PLC远程程序下载。

Modbus地址实际上分为两种情况即PLC作Modbus主站，Modbus地址和PLC手册里的地址一与PLC作从站，PLC不用管什么Modbus地址。

　　Modbus地址实际上分为两种情况。下面以西门子S7-200/S7-200SMART为例来说明：

　　种情况：PLC作Modbus主站，Modbus地址和PLC手册里的地址一致，例如作主站的S7-200的MBUS_MSG指令用于向Modbus从站发送请求消息，和处理从站返回的响应消息。要读取从站（另一台S7-200）的I0.0开始的地址区时，它的输入参数Addr（Modbus地址）为10001。S7-200从站保持寄存器的V区起始地址为VB200时，要读取从站VW200开始的V存储区时，保持寄存器的地址是40001。

　　第二种情况：PLC作从站，PLC不用管什么Modbus地址，等着主站来读写它的地址区就是了。

　　主站的计算机软件（例如DCS或组态软件）的编程人员需要编写实现Modbus通信的程序，首先需要确定ModbusRTU的报文结构。他们一般不熟悉PLC，因此PLC的编程人员往往需要和上位机软件的编程人员一起来讨论Modbus的报文结构。

　　容易出问题的就是报文里Modbus地址与PLC存储区地址的对应关系。曾经有工作人员做过的一个系统的上位机是专用的组态软件，通过分析GEPLC手册给出的CRC的循环异或计算实例每一步的中间数据，编写出了CRC计算的C语言程序。通过实验验证了Modbus报文结构和CRC的计算的可行性。

　　S7PLC手册给出的Modbus地址与Modicon公司和GE公司PLC使用的地址相同，是基于1的地址，即同类元件的首地址为1。而西门子PLC采用的是基于0的地址，即同类元件的首地址为0。Modbus报文中西门子PLC的Modbus地址也采用基于0的地址。

　　PLC系统手册中的Modbus地址的高位用来表示地址区的类型，例如I0.0的Modbus地址为10001。因为地址区类型的信息已经包含在报文的功能码中了，报文中S7-200的I0.0的Modbus地址不是10001，而是0。报文中其他地址区的Modbus地址也应按相同的原则处理。例如当S7-200从站保持寄存器的V区起始地址为VB200时，VW200对应的保持寄存器在报文中的Modbus地址为0，而不是40001

浅谈西门子PLC控制程序的保护

      在项目具体实施的过程中，我们应该从软件开发技巧的角度来考虑PLC控制程序的保护：

　　1. 编程方式的采用

　　a） 采用模块化的程序结构，采用符号名，参数化来编写子程序块

　　b） S7-300/400尽量采用背景数据块和多重背景的数据传递方式

　　c） 多采用间接寻址的编程方式

　　d） 复杂系统的控制程序尤其是一些带有顺序控制或配方控制的程序，可以考虑采用数据编程的方式，即通过数据的变化来改变系统的控制逻辑或控制顺序。

　　用户应该尽量采用以上几种层次的编程方式，这样编出来的程序中嵌入系统的保护加密程序，才不容易被发现和破解

　　2. 主动保护方法

　　a） 利用系统的时钟

　　b） 利用程序卡或者CPU的ID号和序列号

　　c） 利用EEPROM的反写入功能，及一些需要设置的内存保持功能

　　d） 利用系统提供的累时器功能

　　e） 在用户程序的数据块中设置密码

　　f） 软件上设置逻辑陷阱

　　g） 可以反向利用自己在编程时犯的错误

　　3. 被动保护方法

　　a） 在内存容量利用许可的条件下，不要删除被认为是无用的程序

　　b） 在数据块里留下开发者的标识，以便于将来遭到侵权时可以取证

　　4. 应用反破解技术的注意事项

　　a） 在用户程序中嵌入保护程序要显得自然一些，不能很突兀的加出一段程序来，代码要尽量精简，变量符号名应与被嵌入程序段的变量保持一致

　　b） 往往一种保护加密手段是不够的，应该多种方法并用，并且这些保护程序一旦激活后对系统造成的后果也应该尽量不同，造成所谓的“地雷效应”，从而增加程序被破解的难度，时间与成本，短时间内让抄袭者束手无策，

　　c） 保护好程序的原代码，如果需要交付程序的，在不影响用户对设备维护的前提下，应对交付的程序做适当的技术处理，如删除部分符号名，采用上载的程序或数据块

　　d） 做好严格的测试，以避免保护程序的不完善引起的误动作而带来的不必要的麻烦，同时也能降低售后服务的的费用。

行业背景

　　传统的塑料称重混料设备控制精度和稳定性已无法满足市场的需求，企业纷纷对原有称重控制过程实施了技术改造，改造后的控制系统以PLC为核心，称重传感器为检测元件，伺服电机为执行元件，人机界面为监控手段，提高了系统的控制精度和稳定性。控制系统和人机界面程序，增强了系统的可靠性，为企业创造了良好的经济效益。

核心技术

　　称重传感器直接连接至西门子称重模块，西门子称重模块jingque地记录当前料仓料重，可以有效可靠的掌握各个料仓的料重情况。配料过程中，通过主料量与辅料仓料量配比进行换算，换算为当前的下料量，有效的控制伺服电机，对各个仓的下料速度进行准确的控制。以便的进行配料的配比。

如何提高塑料粒称重混料设备控制精度和稳定性？

　　塑料粒称重混料设备的行业解决方案：

　　塑料粒称重混料设备采用西门子S7-1500CPLC+称重模块、西门子触摸屏、西门子V90伺服驱动装置构成，该系统完全基于PROFINET网络，克服了传统方案的缺点。

　　PLC控制系统中S7-1500的产品特点：

　　西子公司新一代S7-1500集成了运动控制、工业信息安全和故障安全功能， 强大的CPU模块功能可供用户使用的充足的资源。

　　从硬件方便说S7-1500PLC的处理速度更快，联网能力更强，诊断能力和安全性更高，不仅可节省成本，提高生产效率，而且安全可靠，维护简单。

　　S7-1500PLC的组态和编程效率更高，信息采集和查看更方便，这也是工程设计人员的福音。由于S7-1500PLC是无缝集成到TIA博途软件中，无论是硬件组态、网络连接和上位组态，还是软件编程，其操作均简单快捷。

系统网络结构

图为：网络布置图

S7-1500通过PROFINET通讯控制伺服驱动器

　　S7-1500运动控制功能支持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等工艺对象，并拥有轴控制面板以及全面的在线和诊断功能，有助于轻松完成驱动装置的调试和优化工作。称重下料过程中采用的是西门子V90伺服驱动器，控制方式采用的是S7-1500通过PROFINET总线连接驱动及编码器，单个驱动装置连接示意图如下图，为连接示意图。

图为S7-1500通过PROFINET总线连接驱动器V90  

　　基于PROFINET通讯协议的系统解决方案可以实现伺服驱动器以及触摸屏与S7-1500PLC的通讯，其通讯速度快，抗干扰能力强，信号十分稳定。通讯连接简单，不需要安装通讯模块，减少了硬件的配置，并且很好的解决了在实际工程中经常出现的数据传输慢、经常断网的问题，优化了生产线的通讯结构，提高了生产的稳定性和生产效率。

　　中国经济增速一直是世界关注的焦点，新调查结果显示，中国正在力保今年经济增长7%。在《中国制造2025》的大背景下，作为我国的支柱产业之一，塑料行业的发展也引起了人们的关注。塑料颗粒称重是塑料行业中的细分行业，在塑料行业中具有举足轻重的地位。

西门子PLC在水电厂自动化系统LCU中的应用
　　（a） 控制功能：

　　当油箱的油压降至电接点压力表1DJ的下限时，主用油泵向压力油罐供 油;当压油箱的油压高于电接点压力表1DJ的上限时，主用油泵停止;当油箱的油压降至电接点压力表2DJ的下限时，备用油泵向压力油罐供油;当压油箱的油压高于电接点压力表2DJ的上限时备用油泵停止;当油箱的油压降至电接点压力表3DJ的下限时，发报警信号;当油压下降至工作油压下限，并且油箱油面高于油面上限，电磁补气阀开启补气。 油系统控制系统电机启动回路采用软启动回路。

　　（b） 通信功能：PLC将电源状况 、油泵运行状态、补气阀状态 、油位状况传给公用设备LCU；公用设备LCU将这些信号传送给控制中心，从而使控制中心完成对油系统的监控。



　　2.水电厂（泵站）气系统控制系统

　　（a） 控制功能：当主干管的压力降至电接点压力表1DJ的下限时，主用空压机冷却系统启动，主用空压机的电磁阀打开，示流信号器接通，主用空压机启动；当主干管的压力降至电接点压力表2DJ的下限时，备用空压机冷却系统启动，备用空压机的电磁阀打开，示流信号器接通，备用空压机启动；当主干管的压力升至电接点压力表2DJ的上限时，备用空压机停止；当主干管的压力升至电接点压力表1DJ的上限时，主用空压机停止；当主干管的压力降至电接点压力表3DJ的下限时，发出压力过低信号，当主干管的压力升至电接点压力表的3DJ的上限时，发出压力过高信号，停空压机并报警。4DJ是用来监视制动贮气罐中气压的，此中的气压过高过低都会发信号，为了防止空压机的温度过高，专门在每个空压机的出口处分别设置了温度信号器，如果空压机过热，温度信号器就会发出信号，即停空压机，气系统控制系统电机启动回路也采用软启动回路。

　　（b） 通信功能：PLC将电源状况、空压机运行状态、气压状况、空压机启动状态传送给公用LCU；公用设备LCU将这些信号传送给控制中心，从而使控制中心完成对气系统的监控。