S7200以太网通讯处理器BCNet-S7PPI应用

引言

　　BCNet-S7PPI直接安装于S7总线的DSub9通讯母口上，如S7-200PLC的编程口，或者带有编程口的西门子Profibus网络插头上。如果S7-200PLC的通讯口已经连接了触摸屏等其他总线设备，则可以先拆下其通讯电缆，在安装BCNet-S7PPI后再将通讯电缆插入到BCNet-S7PPI的扩展通讯口上。

第一章硬件说明和安装

　　一．硬件接口

　　BCNet-S7PPI共有四个接口：DSub9通讯公口、DSub9通讯母口、RJ45通讯口和外部电源端子。各接口功能描述：

　　1． DSub9通讯公口：S7总线通讯口，可直接插入S7-200PLC的编程口。通讯口的针脚定义与S7-200PLC一致，其中3脚为RS485的B线，8脚为RS485的A线，5脚为逻辑地。7脚为PLC的24VDC电源正，2脚为24VDC电源地。2/7脚的24VDC电源作为BCNet-S7PPI的默认供电输入。

　　2．DSub9通讯母口：S7总线扩展通讯口，与DSub9通讯公口联通，作为其他通讯站点接入使用，如触摸屏等设备。

　　3．RJ45通讯口：以太网通讯电缆插口，遵循以太网接线标准。其中1脚为TX+，2脚为TX-，3脚为RX+，6脚为RX-。

　　4．外部供电接线端子：BCNet-S7PPI可选的外部24VDC供电输入。靠近RJ45接口的端子为24VDC正输入。当BCNet-S7PPI连接到非PLC编程口时需要外部电源供电。

　　注意：不可以同时通过PLC编程口和外部电源端子对BCNet-S7PPI供电！长时间接通可能会损坏PLC编程口。在确认使用外部供电前请保证当前BCNet-S7PPI所连接的S7总线通讯口的2/7脚上无24VDC电源输出。

　　二． LED指示灯

　　BCNet-S7PPI前面板有两个系统指示灯，红色为电源指示灯（Pwr灯），绿色为S7总线指示灯（Bus灯）。系统指示灯功能描述：

　　1． Pwr：红色LED，BCNet-S7PPI系统供电指示灯。当系统供电正常，Pwr灯应常亮。

　　2． Bus：绿色LED，S7总线状态指示灯。可能的状态如下：

　　操作Bus灯状态意义故障解决

　　系统上电数秒后为常亮自动波特率完成，至少有一个S7-200PLC被检测到。系统正常，无故障。

　　1Hz闪烁检测到具有相同站地址的S7主站。重新设定BCNet-S7PPI的站地址。

　　间隙性闪烁两次自动波特率失败，系统没有检测到S7总线。确认BCNet-S7PPI连接到S7-200PLC，或者检查S7-200PLC通讯口是否损坏。

　　长时间熄灭系统启动故障。送修。

　　数据通讯闪烁闪烁代表完成一次S7总线数据通讯通讯正常，无故障。

　　RJ45接口自带的指示灯：绿色为LINK指示灯，当以太网建立连接后该灯常亮。黄色为Active指示灯，当产生数据通讯时该灯闪烁。

　　三．安装方法

　　注意：某些品牌的触摸屏（如WinVIEW、台达、Koyo）的通讯口不支持S7总线多主站功能，不可以直接连接到BCNet-S7PPI的扩展通讯口上，需要通过北辰公司的PPI总线桥才能接入。

第二章查找设备和设置参数

　　一．修改IP地址

　　BCNet-S7PPI在出厂时的预置IP地址为192.168.1.188。如果您的计算机不在192.168.1网段（譬如在192.168.0网段），首先需要将计算机IP地址手动设置为192.168.1.x。然后用网线直接连接到BCNet-S7PPI。打开IE浏览器，在地址栏输入：192.168.1.188按回车，如果IP正确，则会显示BCNet-S7PPI的Web配置网页。切换到［以太网接口参数］页面，更改成您希望的IP地址（如果您希望在公司局域网内使用，则应设置成公司局域网IP），并点击［确认］按钮。

　　二．查找设备

　　如果忘记了BCNet-S7PPI的IP地址，可以通过以下方法来找到它：

　　1．运行BCNetPro软件，搜索设备。

　　2．通过UPnP自动发现设备：打开计算机控制面板，运行“添加或删除程序”，选择“添加/删除Windows组件”，选择“网络服务”，点击“详细信息”，选择“UPnP用户界面”，点击“确定”按钮进行安装。安装完毕重启计算机。然后打开“网上邻居”，按“F5”键刷新，你可以在网上邻居看到BCNet-S7PPI设备。

　　三．设置参数

　　可以通过BCNet-S7PPI的Web配置页面或者BCNetPro软件来设置参数。Web页面用于设置一些基本参数，其他参数（如BCNetS7-DX功能、关闭Web页面等）需要用BCNetPro软件来设置。除非需要明确指定，通常情况下不要随意修改设备参数。

　　基本参数：

　　1．BCNet站地址：这是BCNet-S7PPI的自身站地址，不是PLC的地址。在S7总线上应该唯一，通常设置为0或者1，不应该设置为2（2是PLC的默认地址）。

　　2．S7总线最高站地址：默认为31。数值影响S7总线站点查询范围，不建议修改。

　　3．站点通讯重试次数：默认为3。不建议修改。

　　4．地址间隔刷新系数：默认为10。数值影响S7总线站点查询频率，不建议修改。

　　5．MicroWIN编程PLC地址：指定MicroWIN软件编程的目标PLC地址。BCNet-S7PPI如果连接到由多个S7-200PLC组成的S7总线上，则可以对多个PLC进行编程。

　　6．以太网IP地址、掩码和网关：根据当前网络设置这些参数。

　　关闭Web和UPnP：

　　如果BCNet-S7PPI位于局域网中，暴露Web配置页面可能带来安全性问题。运行BCNetPro软件，将Web页面和UPnP功能禁止以防止局域网终端随意更改参数。

　　四． S7总线状态

　　在Web首页有S7总线状态信息：

　　1． S7总线状态：显示“运行”表示系统正常；显示“错误”表示系统出错。

　　2．自动波特率：BCNet-S7PPI在系统上电时会进行波特率检测，显示“完成”表示波特率检测正确；显示“失败”表示波特率没有被正确检测到。

　　3．当前波特率：显示当前检测到的S7总线波特率。

　　如果BCNet-S7PPI被正确连接到了一个S7总线，则以上信息应该为“运行”“完成”和实际波特率。如果显示“错误”“失败”则需要进一步检查原因。

　　4． S7-200地址表：显示当前S7总线上存在的PLC地址。当上位计算机和BCNet-S7PPI之间没有数据通讯时地址表的刷新周期为10秒；当有数据通讯时刷新周期为1分钟。

第三章 MicroWIN、PC Access通讯

　　一．设置PG/PC接口

　　BCNet-S7PPI可以通过以太网对S7-200PLC进行编程。打开西门子MicroWIN软件，在左侧导航栏点击［设置PG/PC接口］，在“为使用的接口分配参数”中选择“TCP/IP-》（计算机网卡）”，然后点击［确定］按钮。

　　注意：MicroWIN需要V4.0+SP6以上版本。

　　二．通讯参数

　　点击MicroWIN的左侧导航栏的［通讯］按钮，在打开的“通讯”对话框中点击远程IP地址栏右面的按钮，在弹出的“IP地址浏览器”中输入BCNet-S7PPI的IP地址并保存退出。“双击刷新”查找PLC。

　　如果找不到PLC（显示“不存在”），则可能的原因有：

　　1．参数［MicroWIN编程PLC地址］不正确：打开BCNet-S7PPI的Web配置页面，查看首页的“S7-200地址表”中的PLC地址和S7总线状态信息。

　　2． PLC的通讯口有可能被设置为自由口通讯：将PLC编程开关切换到STOP状态，重新对BCNet-S7PPI上电。

　　如果找到PLC则可以选择PLC并按［确定］按钮，接下来就可以进行程序上下载和数据监控了。

三． Internet远程编程

　　BCNet-S7PPI支持Internet远程编程和监控。步骤如下：

　　1．打开BCNet-S7PPI所在局域网的路由器Web配置页面，如路由器IP为192.168.1.1，则在IE浏览器地址栏输入192.168.1.1后回车，通常的登录名和口令为admin（如果不正确请咨询网络管理员）。

　　2．在［转发规则］/［虚拟服务器］设置中需要将BCNet-S7PPI的IP和102端口开放。

　　3．将［转发规则］/ ［DMZ主机］设置为BCNet-S7PPI的IP地址。

　　4．在路由器的［运行信息］中获得路由器外网IP地址。

　　5．将路由器外网IP地址告知远程连接者。远程连接者将外网IP地址输入MicroWIN的IP地址浏览器对话框，“双击刷新”查找PLC。

　　注：通常路由器的外网IP地址是动态申请的，不是静态不变的。

　　四．PC Access通讯

　　S7-200 PC Access即S7-200的OPC服务器可以和BCNet-S7PPI直接通讯。支持OPC通道的上位机组态软件可以通过S7-200 OPC服务器实现对S7-200PLC的以太网数据通讯。步骤如下：

　　1．按上面的说明将MicroWIN的PG/PC接口设置为以太网TCP/IP驱动；

　　2．打开PC Access软件，选择“MicroWIN（TCP/IP）”，鼠标右键选择“新PLC”，输入BCNet-S7PPI的IP地址，本地/远程的TSAP为00.00（不需要设置）。

　　3．选择新建的PLC条目，鼠标右键选择“新/项目”，设置项目（PLC变量）属性。

第四章 BCNetS7 OPC、DX通讯

　　一． BCNetS7 OPC通讯

　　BCNetS7 OPC服务器是通过集成在BCNet-S7PPI中的BCNetS7协议进行读写PLC数据的。BCNetS7协议是北辰公司定制的开放的以太网侧通讯协议，目的是使得一些由高级语言编制的软件系统可以方便的通过以太网socket访问BCNet-S7PPI来读写PLC数据。关于BCNetS7协议的详细说明请参本指南后面的附录A：BCNetS7以太网通讯协议。

　　当然，你也可以选择采用BCNetS7 OPC服务器软件，这个软件是免费的，如果采用BCNetS7 OPC，则需要在你的软件中实现OPC客户机功能。采用BCNetS7 OPC服务器的好处是可以同时对多个BCNet-S7PPI进行数据通讯，而PC Access以及SimaticNET OPC对PLC连接数是有限制的。BCNetS7 OPC服务器被设计成多线程并发通讯，因此并不会占用很高的CPU使用率。在实际项目中，对位于同一网段的74台BCNet-S7PPI进行全速数据读写所占用的CPU使用率不到1%。BCNetS7 OPC服务器的连接和变量定义由BCNetS7 OPCEditor软件来完成。

　　二． BCNetS7 DX通讯

　　BCNetS7 DX（DataExchange）用于BCNet-S7PPI之间进行数据交换。BCNet-S7PPI内部集成BCNetS7 DX功能，需要BCNetPro软件才能设置参数。

　　BCNetS7 DX共可以配置8条数据交换命令，每个命令最多可以读写200个字节。命令由BCNet-S7PPI循环执行，在BCNet-S7PPI各自连接的PLC之间自动实现数据交换，在PLC中不需要编写任何指令。每个命令执行的状态信息（状态字）储存到命令所在BCNet-S7PPI的PLC（本地PLC）的指定数据区。因此你可以在PLC程序里通过状态字来判断当前数据是否有效。

　　每条DX命令的执行时间、正确和错误计数可以通过BCNetPro软件的设备运行诊断窗口来查看。

　　BCNetS7 DX的应用：

　　1．如果两个S7-200PLC控制系统需要相互交换数据，系统之间又相距甚远，那么你可以考虑在每个S7-200PLC上各安装一个BCNet-S7PPI，然后用以太网电缆或者光缆将两个BCNet-S7PPI连起来，然后在BCNet-S7PPI中（任意一个或者两个）中配置远程读/写命令即可。

　　2．如果两个S7-200PLC控制系统需要相互交换数据，系统之间距离较近，那么你可以考虑用Profibus总线电缆将两个S7-200PLC连接起来，并设置成不同的站地址。然后只需要一个BCNet-S7PPI，插入到任意一个PLC上。通过BCNetPro软件配置BCNetS7 DX参数：设置远程BCNet-S7PPI的IP地址为自身IP地址，配置命令在不同的站地址PLC之间交换数据。

第五章 ModbusTCP通讯

　　一． Modbus地址映射

　　BCNet-S7PPI内部集成ModbusTCP服务器，支持ModbusTCP通讯的客户机软件可以直接读写S7-200PLC的数据。实现功能号包括：FC1、FC2、FC3、FC4、FC5、FC6和FC16。

　　S7-200PLC的站地址为Modbus从站地址。

　　S7-200PLC的数据区和Modbus数据区在BCNet-S7PPI内部被自动映射：

　　1． S7-200的Q区对应Modbus的线圈，Q0.0对应00001。

　　2． S7-200的I区对应Modbus的离散输入，I0.0对应10001。

　　3． S7-200的M区对应Modbus的输入寄存器，MW0对应30001。

　　4． S7-200的V区对应Modbus的乘法寄存器，VW0对应40001。

　　地址计算公式如下：

　　1． Qm.n = 00001 + m*8 + n。

　　2． Im.n = 10001 + m*8 + n。

　　3． MWm= 30001 + m/2，m为偶数。

　　4． VWm = 40001 + m/2，m为偶数。

　　二．功能限制

　　注意：FC1（读输出线圈）、FC2（读离散输入）只能对单个位进行操作，不能对多个连续的位进行读写操作。

　　三．功能测试

　　运行光盘中的ModScan32软件：

　　1．选择菜单Connection/Connect，选择Remote TCP/IP Server，输入BCNet-S7PPI的IP地址，Service端口为502；点击［OK］。

　　2．在子窗口“ModSca1”中设置Device ID为S7-200PLC的站地址（如2）。功能号选择03:HOLDING REGISTER，Address = 00001，Length = 10。

　　3．子窗口数据区显示40001-40010的16进制数据，其对应于S7-200的VW0-VW18数值。

　　4．双击子窗口数据区的数据可以修改数值。

第六章BCNet-S7PPI概述

　　BCNet-S7PPI的功能：

　　l 支持S7总线多主站网络通讯，已经连接到S7-200控制器的西门子触摸屏或者上位PC系统不受影响。（注：对于非西门子触摸屏可能需要北辰的PPI总线桥）。

　　l S7总线波特率自动检测，无须设置。

　　l 自动查询S7总线上的S7-200控制器，显示地址列表。

　　l BCNet-S7PPI直接安装在S7-200控制器的DSub9通讯口上，并扩展一个编程口用于其它总线设备连接。BCNet-S7PPI从通讯口获取电源（也可外接电源），无需通讯电缆和安装附件，即插即用。

　　l 支持西门子S7以太网通讯驱动，包括MicroWIN编程软件、PC Access（S7-200 OPC服务器）等。

　　l 以太网端口BCNetS7协议开放，用户可以按照BCNetS7协议采用高级语言编程（如VB、VC、C#等）实现与S7-200的数据通讯，方便开发生产管理系统。

　　l 提供BCNetS7OPC服务器，所有集成OPC通道的SCADA（上位机监控组态软件）可采用OPC方式与S7-200通讯。

　　l BCNetS7 DataExchange功能，通过简单的配置（BCNetPro软件）即可实现在两个BCNet-S7PPI所连接的PLC之间自动交换数据。

　　l 集成ModbusTCP服务器，支持FC1、FC2、FC3、FC4、FC5、FC6、FC16，Modbus数据区自动映射至S7-200数据区。

　　l 支持24个以太网TCP/IP连接，允许24台PC同时采集S7-200控制器数据。

　　l 通过路由器端口映射可实现S7-200控制器的Internet远程编程和监控。

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