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plc以太網(wǎng)通訊模塊:西門子 S7-300PLC 與 S7-1200、觸摸屏及變頻器通訊案例

楊伊帆 ? 來(lái)源:jf_61510922 ? 作者:jf_61510922 ? 2025-07-29 09:51 ? 次閱讀
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一、項(xiàng)目背景與痛點(diǎn)

在當(dāng)今快速發(fā)展的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,工廠對(duì)設(shè)備間的高效通信和數(shù)據(jù)交互有著迫切需求。某工廠現(xiàn)場(chǎng)存在一臺(tái)西門子300PLC,其僅配備MPI9針DP口,且已連接一臺(tái)西門子TP1200Comfort觸摸屏,同時(shí)工廠需要將該西門子300PLC與西門子1200PLC進(jìn)行以太網(wǎng)通訊,并且還要采集MODBUSRTU協(xié)議的匯川MD380系列變頻器數(shù)據(jù),同時(shí)不能對(duì)現(xiàn)有觸摸屏的通訊造成任何影響。這一需求帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn):一方面,西門子300PLC沒(méi)有直接的網(wǎng)口,難以直接接入以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與西門子1200PLC的通訊;另一方面,在添加新的通訊連接時(shí),要確保不干擾已有的觸摸屏通訊鏈路,同時(shí)還要穩(wěn)定采集MODBUSRTU協(xié)議的變頻器數(shù)據(jù),常規(guī)方案難以同時(shí)滿足這些復(fù)雜要求。

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二、遠(yuǎn)創(chuàng)智控以太網(wǎng)模塊功能簡(jiǎn)介

(一)強(qiáng)大的協(xié)議轉(zhuǎn)換與橋接能力

MPI-ETH-YC02 Plus作為一款橋接型以太網(wǎng)模塊,具備串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)、以太網(wǎng)橋接器的關(guān)鍵功能,能夠?qū)⑽鏖T子300PLC的MPI9針DP口信號(hào)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號(hào)。其擴(kuò)展的九針母口支持ModbusRTU的主從站功能,可輕松實(shí)現(xiàn)與MODBUSRTU協(xié)議設(shè)備(如匯川MD380變頻器)的通信,同時(shí)網(wǎng)口支持ModbusTCP服務(wù)器和客戶機(jī)功能,為連接西門子1200PLC等支持以太網(wǎng)通信的設(shè)備奠定基礎(chǔ)。

(二)廣泛的設(shè)備兼容性

該模塊適用于西門子S7-200/300/400等系列PLC控制系統(tǒng),完美兼容西門子STEP7和博途編程軟件。無(wú)論是對(duì)PLC進(jìn)行編程調(diào)試,還是實(shí)現(xiàn)上位SCADA和OPC通訊,都能穩(wěn)定運(yùn)行。并且,它還支持與西門子帶網(wǎng)口PLC(S7-200SMART、S7-1200/S7-1500、S7300PN、CP243-1/CP343-1/CP443-1)之間的通訊,滿足工廠多樣化的設(shè)備組網(wǎng)需求。

(三)可靠的電氣性能保障

模塊采用高性能磁耦隔離技術(shù),能有效抵御電磁干擾,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。同時(shí),大容量TVS管可對(duì)電源瞬時(shí)脈沖進(jìn)行抑制,防止異常電壓對(duì)模塊和連接設(shè)備造成損害。此外,模塊配備Link/Active指示燈,方便用戶直觀了解通訊狀態(tài),且支持線序自適應(yīng),降低了布線難度。

三、解決方案描述

(一)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如[結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D1]所示。將MPI-ETH-YC02 Plus以太網(wǎng)模塊的DP口與西門子300PLC的MPI9針DP口相連,模塊的以太網(wǎng)口通過(guò)交換機(jī)與西門子1200PLC的以太網(wǎng)口連接,實(shí)現(xiàn)兩者之間的以太網(wǎng)通訊。同時(shí),以太網(wǎng)模塊的擴(kuò)展九針母口與匯川MD380變頻器的RS485接口連接,用于采集變頻器數(shù)據(jù)。而原有的西門子TP1200Comfort觸摸屏繼續(xù)保持與西門子300PLC的DP通訊連接,不受新添加設(shè)備的影響。

(二)通訊配置策略

1.西門子300PLC與以太網(wǎng)模塊配置:在STEP7軟件中,對(duì)西門子300PLC進(jìn)行硬件組態(tài),將MPI-ETH-YC02 Plus模塊添加到硬件配置中,并正確設(shè)置其DP口參數(shù),確保與PLC的MPI9針DP口通訊正常。同時(shí),通過(guò)模塊配置軟件對(duì)MPI-ETH-YC02 Plus的以太網(wǎng)口進(jìn)行IP地址等參數(shù)設(shè)置,使其與工廠內(nèi)部以太網(wǎng)網(wǎng)段相匹配。

2.西門子1200PLC通訊配置:在博途軟件中,對(duì)西門子1200PLC進(jìn)行以太網(wǎng)通訊配置。創(chuàng)建與MPI-ETH-YC02 Plus以太網(wǎng)口的連接,設(shè)置相應(yīng)的連接參數(shù),如IP地址、端口號(hào)等,確保兩者之間能夠建立穩(wěn)定的以太網(wǎng)通訊鏈路。

3.MODBUSRTU變頻器通訊配置:針對(duì)匯川MD380變頻器,在MPI-ETH-YC02 Plus模塊配置軟件中,設(shè)置擴(kuò)展九針母口為ModbusRTU主站模式,并根據(jù)變頻器的通訊參數(shù)(如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位等)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。同時(shí),配置數(shù)據(jù)交換命令,指定要讀取或?qū)懭胱冾l器的寄存器地址和數(shù)據(jù)類型,實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器數(shù)據(jù)的采集和控制。

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四、實(shí)施過(guò)程

(一)硬件安裝

1.首先,在工廠停機(jī)期間,小心地將MPI-ETH-YC02 Plus以太網(wǎng)模塊安裝在靠近西門子300PLC的合適位置,確保模塊有良好的散熱空間和穩(wěn)固的安裝基礎(chǔ)。

2.使用專用的DP通訊電纜,將以太網(wǎng)模塊的DP口與西門子300PLC的MPI9針DP口可靠連接,確保連接牢固,防止松動(dòng)導(dǎo)致通訊中斷。

3.用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線纜將以太網(wǎng)模塊的以太網(wǎng)口與交換機(jī)的一個(gè)端口連接,再通過(guò)另一根以太網(wǎng)線纜將交換機(jī)與西門子1200PLC的以太網(wǎng)口連接。

4.最后,使用RS485通訊線纜將以太網(wǎng)模塊的擴(kuò)展九針母口與匯川MD380變頻器的RS485接口連接,注意A、B線的極性正確連接。

(二)軟件配置與調(diào)試

1.完成硬件安裝后,開(kāi)機(jī)進(jìn)入STEP7軟件,對(duì)西門子300PLC進(jìn)行硬件組態(tài)更新,確保識(shí)別到新連接的MPI-ETH-YC02 Plus模塊,并正確設(shè)置其DP口參數(shù)。

2.打開(kāi)MPI-ETH-YC02 Plus模塊配置軟件,對(duì)模塊的以太網(wǎng)口進(jìn)行IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等參數(shù)設(shè)置,使其與工廠內(nèi)部以太網(wǎng)環(huán)境兼容。同時(shí),在該軟件中配置擴(kuò)展九針母口的ModbusRTU主站參數(shù),包括波特率設(shè)置為9600bps(與變頻器一致)、數(shù)據(jù)位8位、停止位1位、偶校驗(yàn)等,并根據(jù)實(shí)際需求添加讀取和寫(xiě)入變頻器寄存器的命令。

3.進(jìn)入博途軟件,對(duì)西門子1200PLC進(jìn)行以太網(wǎng)通訊連接配置,設(shè)置與MPI-ETH-YC02 Plus以太網(wǎng)口對(duì)應(yīng)的IP地址等參數(shù),建立兩者之間的通訊連接。

4.進(jìn)行全面的通訊測(cè)試,通過(guò)編寫(xiě)簡(jiǎn)單的測(cè)試程序,在西門子300PLC中讀取變頻器數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)模塊傳輸給西門子1200PLC,同時(shí)驗(yàn)證西門子1200PLC能否向西門子300PLC發(fā)送控制指令,檢查數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。在測(cè)試過(guò)程中,密切觀察觸摸屏與西門子300PLC的通訊是否正常,確保新的通訊連接未對(duì)其造成干擾。

五、應(yīng)用效果

(一)高效的數(shù)據(jù)傳輸

實(shí)施該方案后,成功實(shí)現(xiàn)了西門子300PLC與西門子1200PLC之間穩(wěn)定、高效的以太網(wǎng)通訊。數(shù)據(jù)傳輸速率明顯提升,滿足了工廠對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互的需求,例如在生產(chǎn)過(guò)程中,西門子1200PLC能夠快速獲取西門子300PLC采集的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),及時(shí)進(jìn)行分析和處理,為生產(chǎn)決策提供了有力支持。

(二)穩(wěn)定的MODBUSRTU數(shù)據(jù)采集

通過(guò)MPI-ETH-YC02 Plus以太網(wǎng)模塊,能夠穩(wěn)定地采集匯川MD380變頻器的運(yùn)行數(shù)據(jù),如頻率、電流、電壓等參數(shù)。數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性得到極大提高,有效保障了對(duì)變頻器的監(jiān)控和控制,避免了因數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)行異常。

(三)不影響原有觸摸屏通訊

在整個(gè)實(shí)施過(guò)程和后續(xù)運(yùn)行中,原有的西門子TP1200Comfort觸摸屏與西門子300PLC的通訊始終保持穩(wěn)定,操作人員能夠正常通過(guò)觸摸屏對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和操作,確保了生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性和穩(wěn)定性,未因新的通訊需求而對(duì)現(xiàn)有操作流程造成任何干擾。

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六、項(xiàng)目實(shí)施前后效果對(duì)比

(一)通訊能力對(duì)比

實(shí)施前,西門子300PLC僅能通過(guò)MPI9針DP口與有限設(shè)備進(jìn)行通訊,通訊距離和速度受限,且難以與支持以太網(wǎng)通訊的西門子1200PLC直接連接。而實(shí)施后,通過(guò)MPI-ETH-YC02 Plus以太網(wǎng)模塊,不僅實(shí)現(xiàn)了與西門子1200PLC的高速以太網(wǎng)通訊,還能同時(shí)采集MODBUSRTU協(xié)議的變頻器數(shù)據(jù),大大擴(kuò)展了設(shè)備間的通訊范圍和能力。

(二)生產(chǎn)效率對(duì)比

實(shí)施前,由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟患皶r(shí)和不穩(wěn)定,生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)反饋存在延遲,導(dǎo)致生產(chǎn)調(diào)度和設(shè)備調(diào)整不夠及時(shí),影響了生產(chǎn)效率。實(shí)施后,高效的數(shù)據(jù)傳輸使得生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地傳輸?shù)较嚓P(guān)設(shè)備和系統(tǒng),生產(chǎn)調(diào)度和設(shè)備控制更加及時(shí)、精準(zhǔn),生產(chǎn)效率得到顯著提升,例如產(chǎn)品的生產(chǎn)周期縮短了。

(三)系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)比

實(shí)施前,單一的通訊鏈路在出現(xiàn)故障時(shí),可能導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)的部分功能癱瘓。實(shí)施后,新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和通訊方案增加了系統(tǒng)的冗余性和可靠性,即使某一通訊鏈路出現(xiàn)問(wèn)題,其他鏈路仍能保障關(guān)鍵數(shù)據(jù)的傳輸,系統(tǒng)穩(wěn)定性得到極大增強(qiáng),設(shè)備故障率降低了。

七、總結(jié)

在當(dāng)前快速發(fā)展的工業(yè)4.0和智能制造領(lǐng)域,工廠對(duì)設(shè)備的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)交互能力提出了越來(lái)越高的要求。本方案通過(guò)采用遠(yuǎn)創(chuàng)智控品牌的MPI-ETH-YC02 Plus橋接型以太網(wǎng)模塊,成功解決了西門子300PLC在復(fù)雜通訊需求下的難題,實(shí)現(xiàn)了與西門子1200PLC的以太網(wǎng)通訊以及對(duì)MODBUSRTU協(xié)議變頻器的穩(wěn)定數(shù)據(jù)采集,同時(shí)保證了原有觸摸屏通訊不受影響。該方案在實(shí)施過(guò)程中展現(xiàn)出良好的可操作性和穩(wěn)定性,實(shí)施后顯著提升了工廠的生產(chǎn)效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。在諸如新能源汽車制造、電子芯片制造等對(duì)自動(dòng)化程度和設(shè)備通訊要求極高的快速發(fā)展行業(yè)中,此類解決方案具有廣闊的應(yīng)用前景,能夠?yàn)槠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)和高效管理提供有力支撐。

《具體內(nèi)容配置過(guò)程及其他相關(guān)咨詢請(qǐng)與武工留言交流》

審核編輯 黃宇

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    西門子PLC S7-1200、S7-1500、S7-300/400型號(hào)設(shè)備,常用協(xié)議:PPI(Process Communication I
    的頭像 發(fā)表于 07-04 10:13 ?335次閱讀

    西門子S7-200PLC借助于以太網(wǎng)模塊與STEP7上位機(jī)通訊應(yīng)用配置案例

    系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)S7-200PLC與上位機(jī)STEP7以太網(wǎng)通訊,滿足企業(yè)對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控與管理的需求。
    的頭像 發(fā)表于 07-04 10:02 ?223次閱讀
    <b class='flag-5'>西門子</b><b class='flag-5'>S7-200PLC</b>借助于<b class='flag-5'>以太網(wǎng)</b><b class='flag-5'>模塊</b>與STEP<b class='flag-5'>7</b>上位機(jī)<b class='flag-5'>通訊</b>應(yīng)用配置案例

    EtherCAT轉(zhuǎn)ProfiNet西門子1200PLC與伺服電機(jī)通訊案例全解

    。 二.設(shè)備介紹 1. 西門子S7-1200PLC S7-1200 PLC采用緊湊型、模塊化設(shè)計(jì),組成部分包括電源
    的頭像 發(fā)表于 03-21 09:42 ?798次閱讀
    EtherCAT轉(zhuǎn)ProfiNet<b class='flag-5'>西門子</b><b class='flag-5'>1200PLC</b>與伺服電機(jī)<b class='flag-5'>通訊</b>案例全解

    MCGS觸摸屏西門子S7系列PLC以太網(wǎng)通

    機(jī)交互方 式,在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。筆者在長(zhǎng)期的使 用過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)很多人對(duì)于不同型號(hào)的 PLC 之間,以及 西門子 PLC 與第三方觸摸屏的數(shù)據(jù)通信比較陌生,本文 將以具體實(shí)例
    的頭像 發(fā)表于 03-20 14:19 ?1602次閱讀
    MCGS<b class='flag-5'>觸摸屏</b>與<b class='flag-5'>西門子</b><b class='flag-5'>S7</b>系列<b class='flag-5'>PLC</b><b class='flag-5'>以太網(wǎng)通</b>信

    西門子S7-200與變頻器之間無(wú)線MODBUS通訊實(shí)例

    案例分析:西門子S7-200與變頻器之間無(wú)線MODBUS通訊實(shí)例 一、引言 在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中,PLC(可編程邏輯控制
    的頭像 發(fā)表于 02-19 11:55 ?834次閱讀
    <b class='flag-5'>西門子</b><b class='flag-5'>S7</b>-200與<b class='flag-5'>變頻器</b>之間無(wú)線MODBUS<b class='flag-5'>通訊</b>實(shí)例

    案例解說(shuō)PLC、觸摸屏變頻器綜合應(yīng)用

    《案例解說(shuō)PLC觸摸屏變頻器綜合應(yīng)用》是2013年中國(guó)電力出版社出版的圖書(shū),作者是陳潔。該書(shū)以通俗易懂的方式講述PLC觸摸屏
    的頭像 發(fā)表于 02-19 09:43 ?854次閱讀

    西門子S7-300 PLC的詳細(xì)介紹

    S7-300是德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的PLC系列產(chǎn)品之一,以下是關(guān)于S7-300 PLC的詳細(xì)介紹: 一、產(chǎn)品特性
    的頭像 發(fā)表于 12-10 18:18 ?1948次閱讀
    <b class='flag-5'>西門子</b><b class='flag-5'>S7-300</b> <b class='flag-5'>PLC</b>的詳細(xì)介紹