馬強，陳白寧，王海，繆勇

(沈陽理工大學 機械工程學院，遼寧 沈陽 110159)

0 引 言

隨著PLC的發(fā)展, PLC與PLC之間的聯(lián)網通信、PLC與上位計算機的聯(lián)網通信已得到了廣泛的應用。但是在實際的生產中，通常會出現(xiàn)這樣的情況，幾個PLC間需要通信，但是現(xiàn)場的工作條件又不允許PLC之間用通信電纜，而且如果采用長距離的無線通信模塊，則不僅讓成本大大增加，而且因為長距離通信的不穩(wěn)定性，對整個系統(tǒng)的可控性也會造成一定的影響。因此，采用一種距離短、通信佳的聯(lián)網方式就顯得很重要。

隨著通信技術的蓬勃發(fā)展，以路由器為基礎的以太網的發(fā)展為解決這一問題提供了契機，以太網技術具有價格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產品豐富、應用廣泛以及支持技術成熟等優(yōu)點[1]。能否把以上兩者結合形成一個解決方案呢？本文就這一問題進行深入研究。

1 通過路由器的以太網通信

現(xiàn)以兩套S7-300通過路由器進行以太網的通信為例，來說明多套PLC之間通過路由器進行以太網通信的可行性和優(yōu)點。路由器是一種工作在網絡層，通過相互連接的網絡把信息從源地點移動到目標地點的裝置[2]。它支持內部網關協(xié)議,與其他同一自治域中的路由器交換路由信息及可達性信息,支持外部網關協(xié)議與其他自治域交換拓撲信息。為了顯示一般性，本文用兩臺不同型號的路由器為例。

1.1 硬件概述

本文所用硬件，具體如表1所示。

表1 硬件表

它們之間的連接方式如圖1所示。

圖1 硬件拓撲圖

路由器的LAN口由網線與PLC相連，WAN口通過無線通信的方式接入以太網，以此來進行無線通信。下面具體說明設置方法。

1.2 設置方法

具體的設置方法如下：

(1)分別在路由器1與路由器2中設置 IP地址，路由器1為 192.168.1.1，路由器2為192.168.1.2。

(2)分別給路由器1、2設置DHCP的IP范圍，只要保證IP不重復就行。本文為100-149與150-200，其中路由器1頻道任設，本文設為6，記下路由器1的DNS與備用DNS。

(3)把路由器2的模式設置為無線中繼模式，頻道設為6，開啟WDS功能，在下拉列表中選中路由器1的無線網名稱進行連接(其他路由器輸入路由器1的MAC地址進行連接)，如圖2所示。

圖2 路由器設置

(4)在路由器2的DHCP中設置網關為路由器1的IP，即為192.168.1.1，且把路由器1的DNS與備用DNS填入。

(5)分別給PLC1與PLC2網口分配IP地址，初次分配需用MPI連接PC端進行設置。注意此時分配的是在路由器中的局域網地址，PLC1為 192.168.1.11；PLC2為 192.168.1.9。

(6)在S7-300中進行硬件與通信的組態(tài)，組態(tài)完成畫面如圖3所示。

圖3 網絡組態(tài)

(7)建立站點1到站點2的主動連接，連接類型為S7并激活，記住ID。注意：只建立一個連接，實現(xiàn)單邊通信，如果是雙邊通信，需建立兩個連接，即再建一個站點2到站點1的連接。

(8)程序的編寫，本文以單邊通信為例。通過對SFB/FB 8“USEND”向類型為“URCV”的遠程伙伴SFB/FB 發(fā)送數(shù)據。執(zhí)行發(fā)送過程而不需要和SFB/FB伙伴進行協(xié)調。也就是說，在進行數(shù)據傳送時不需要伙伴SFB/FB 進行確認。SFB/FB 9“URCV”從類型為“USEND”的遠程伙伴SFB/FB 中異步接收數(shù)據，并把接收到的數(shù)據復制到組態(tài)的接收區(qū)域內[3]。參數(shù)設置如圖4所示。

圖4 FB8與FB9參數(shù)設置

其中參數(shù)ID與R_ID填寫組態(tài)時的ID，發(fā)送與接收方需填寫一致，SD_1處參數(shù)以M0.0為起始地址，把四個字節(jié)的數(shù)據即MB0-MB3的數(shù)據發(fā)送出去。REQ為上升沿觸發(fā)該程序，把M10.7設置為周期1 s的方波信號，即讓該數(shù)據發(fā)送周期為1 s。

FB9參數(shù)設置與FB8基本相同，同樣設置MB0-MB3的區(qū)域為接收區(qū),；設置M50.0為接收使能端，置1表示一直接收。

1.3 試驗結果

圖5 以太網通信結果

在PC端的S7-300軟件內分別新建并打開兩個站點的變量表，進入在線狀態(tài)，對站點1的變量表進行數(shù)值修改，能夠看到在站點2的變量表的相應區(qū)域狀態(tài)值發(fā)生了改變。說明兩個站點已經成功通過路由器建立起無線的以太網連接，如圖5所示。

2 通過路由器的遠程調試

通過路由器連接S7-300進行遠程無線通信或監(jiān)控，即可實現(xiàn)外網訪問PLC進行調試。本文用一套S7-300的具體設置來說明。

2.1 硬件概述

本例所用硬件，依然利用上例所用的硬件，只選取里面的一個CPU進行舉例。

2.2 具體設置

(1)給S7-300網口分配IP地址，初次分配需用MPI連接PC端進行設置。注意此時分配的是在路由器中的局域網地址。本次試驗用的是192.168.0.11。

(2)用網線連接S7-300網口與路由器。設置PC/PG，用以檢測以太網通信是否正常。

(3)保持PLC上線，在PC端設置路由器參數(shù)，因廠家不同，路由器設置界面不同。主要設置如下參數(shù)，對路由器進行端口映射，設置端口為102(不能變，為PLC端口)地址為連接的S7-300的局域網地址192.168.0.11。表示對于外網對102端口的訪問，全部轉到內網的192.168.0.11地址中。設置如圖6所示。

圖6 端口設置

然后進行DMZ設置，該設置對外網開放內網地址192.168.0.11，使得外網能夠訪問到內網。

(4)在遠程端連接外網，在STEP7里新建空項目，上傳站點到PG。此時的IP地址應填公網的IP，本次試驗為10.101.0.34，確定即可將遠程的無線站點下載到本地。到此即可實現(xiàn)對遠程PLC的調試與監(jiān)控。注意公網的IP為學?；蚬镜确峙涞挠糜谶B接因特網的IP地址。

2.3 試驗結果

圖7 遠程調試結果

在遠程PC端，用S7-300軟件打開一個空白的工程能夠在線連接到PLC，并進行調試等操作，說明了通過路由器的遠程的調試可行性，調試結果如圖7所示。

3 結束語

這種無線的通信方式，可以大大減少相關的布線工作，也大大減少了調試時的場地限制。本文列舉了利用路由器的一對一的以太網通信，讀者可試進行一對多或多對多的以太網通信，設置方法已在文中體現(xiàn)。列舉的遠程調試例子中的外網是公司或學校集團的內網，基本是滿足工程要求的。若想進行英特網的遠程調試，可以申請“花生殼”進行相似設置，也可以實現(xiàn)遠程通信。