C++上位软件通过Snap7开源库访问西门子S7-200/合信M226ES数据块的方法

news2024/11/26 4:46:56

前言

        上一篇文章中介绍了Snap7访问西门子S7-1200/S7-1500 DB块的方法,对于S7-200PLC是没有数据块访问的。S7-200PLC中Snap7只能通过访问MB块,VB块的方法进行和PLC之间的Snap7通信和数据交换。手头没有S7-200PLC故通过合信CTMC M226ES运动控制器进行测试,M226ES支持S7主站和从站协议。S7作为主站,S7-1200做为从站的通信也已经过测试。

M226ES简介

        40点总线运动控制型CPU,支持16个EtherCAT总线轴,支持8/10路*200KH运控输出,24DI/16DO晶体管漏型输出,200KB+48KB+48KB程序空间/64KB数据空间,24VDC电源,2个PP和自由通讯口可切换,1个EtherNET通讯口1个EtherCAT总线通讯口(可配置成EtherNET),支持CAN、RS485和模拟量扩展板;支持Profinet智能从站;支持网口在线升级固件;支持C语言编程;支持Trace追踪功能;支持单轴运控(如定位、速度和回原等)功能;支持多轴多路直线/圆弧插补、连续插补、电子齿轮、电子凸轮和追飞剪功能;支持PLCopen标准指令库。

规格项目CPU M226EM
综合特性
尺寸(宽×高×深)196×80×62 mm
功耗20W
程序存储器200KB+48KB+48KB
数据存储器64KB,永久保存
最大扩展模块数7
最大数字量128DI/128DO(扩展can扩展板最多640DI/640DO)
最大模拟量32AI/32AQ(扩展can扩展板最多194AI/194AQ)
数据保存FlashROM(永久保存)
电源特性
额定输入电压DC24V
冲击电流28.8VDC时12A
隔离(现场与逻辑)
保持时间(掉电)10ms以上
+5V电源输出扩展总线1A
BD扩展板总线200mA(有开关控制)
通信10mA 100R电阻
传感器+24V电源输出电压范围:20.4~28.8VDC
额定电流:300mA
纹波噪声:跟输入电源相关
隔离(传感器与逻辑):不隔离
电源告警电源不足15V告警,报警位SM195.1
常规特性
定时器总数2048
      1ms36
      10ms752
      100ms1260
计数器2048个
累加器4个
内存存贮器位8192位
内存存储位掉电保持时间永久保持
局部存储区(L)64字节独立
顺序控制继电器(S)8192位
时间中断2个1ms分辨率
边沿中断10个上升沿和/或10个下降沿(I0.0,I0.7,I1.0,I1.1)
布尔量运算执行时间≤1.5µs
浮点运算执行时间≤6.2µs
实时时钟内置
BD扩展板接口数1个,支持RS485扩展板、CAN扩展板、模拟量扩展板
系统指示灯SF指示灯(红色)ON:系统错误,OFF:正常
DIAG指示灯(橙色)ON:程序控制,OFF:正常
RUN指示灯(绿色)ON:运行,OFF:停止
STOP指示灯(橙色)ON:停止,OFF:运行
RMC指示灯(绿色)ON:远程控制连接,OFF:远程控制断开
LNK/ACT指示(绿色)ON:以太网连接,闪烁:传输,OFF:断开
运行开关RUN/STOP
外接电池接口支持,电源不足2.0V,报警位SM195.0
编程卡支持
存储卡支持TF卡(预留)
高级功能⽀持Trace追踪功能;⽀持C语⾔编程。
运控功能⽀持多轴多路直线/圆弧插补、连续插补、电⼦凸轮和追⻜剪功能;⽀持单轴运控(如定位、速度和回原等)功能。⽀持PLCopen标准指令库
集成的通信功能(PPI/自由口)
通讯接口2个通信口:
PORT0:PPI/自由口,标准RS485电平
PORT1:PPI/自由口,标准RS485电平,在侧面引出
插上RS485扩展板并重新启动之后,PORT0固定为PPI口不可切换,自由口FPORT0配置到RS485扩展板。
PPI波特率(baud)9.6k、19.2k和187.5k
自由口波特率(baud)1.2k ~ 115.2k
最大站点数每段32个站,每个网络126个站
最大主站数32
点到点(PPI主站模式)是(NETR/NETW),最多8个连接,每个连接最大通信200字节
MPI连接共8个(1PG/1OP),2个保留
每段最大电缆长度
      使用隔离中继器波特率为187.5k时1000米,38.4k时1200米
     未使用隔离中继器50米
以太网通信功能
通信接口2个标配以太网口
通信标准符合IEEE802.3
传输速度10Mbps/100Mbps自适应
自适应交叉连接支持
硬件接口RJ45
协议类型UDP,TCP/IP
配置方式通过编程软件MagicWorks PLC下载网络块进行配置
应用接口支持MICO服务、UDP/PPI、TCP/Modbus、Socket,S7协议
最大连接数8个UDP/PPI不分主从
8个TCP/Modbus不分主从
4个Socket连接,UDP和TCP各2个
8个S7协议,不分主从站
EtherCAT接口最多支持16个从站连接
最大单次传输数据UDP/PPI每次操作最多200字节
TCP/Modbus每次操作最多240字节
Socket每次操作最多512字节
S7协议每次操作最多200字节
网口启动时间5~10秒,受网络环境影响。
指示灯RMC亮起:连接远程服务器成功
熄灭:远程未连接或远程未使能
LINK/ACT亮起:网口硬件已连接
闪烁:有数据交换
熄灭:网口硬件已断开
通信电缆长度100M,电缆类型:CAT5e标准以上
隔离通信口隔离
IP地址复位功能2秒内连续拨5次运行开关
升级固件功能使用MagicWorks PLC及MiCo,通过以太网从公司服务器远程升级固件
I/O特性
本机数字量输入点数24
输入类型漏型/源型
本机数字量输出点数16
输出类型漏型
数字I/O映象区640DI/640DQ(含CAN通信专用映像区)
模拟I/O映象区194AI/194AQ(含CAN通信专用映像区)
允许最大扩展I/O模块数7
脉冲捕捉输入不支持
高速计数器
    总数10
    单相计数器10×200KHz
    AB相计数器10×100KHz
集成通信功能(CANopen)-扩展CAN通信板型号CTH2-CAN-01S2-EB时使用
通信接口1个(8 Pin端子)”见CANopen通信接口表”
传输率(kbps)10008005002501505020
最大长度(m)255010025050010002500
最大站地址127
站点地址范围1-127
最大主站带从站数32
配置方式CAN组态块和EDS文件
最大数字量访问普通IOCANopen专用IO
字节数内存起始地址字节数内存起始地址
输入16IB0输入64IB16
输出16QB0输出64QB16
最大模拟量访问普通IOCANopen专用IO
通道数内存起始地址通道数内存起始地址
输入32AIW0输入162AIW64
输出32AQW0输出162AQW64
集成通信功能(CANFree)-扩展CAN通信板时使用
通信协议CanFree
使用方式通过内部库指令支持
数字量输入特性
本机集成数字量输入点数24
输入类型漏型/源型
额定电压24 VDC
输入电压范围20.4~28.8 VDC
浪涌电压35 VDC,持续0.5s
逻辑1信号(最小)15 VDC,2.5mA
逻辑0信号(最大)5 VDC,1mA
连接2线接近开关传感器(BERO)1mA
允许的漏电流(最大)
输入滤波可配置
I0.0~I2.3支持以下参数:
0.2us,0.4us,0.8us,1.6us,3.2us,6.4us,12.8us,
0.2ms,0.4ms,0.8ms,1.6ms,3.2ms,6.4ms,12.8ms,默认为6.4ms
I2.4~I4.3支持以下参数:
0.2ms,0.4ms,0.8ms,1.6ms,3.2ms,6.4ms,12.8ms,默认6.4ms
隔离(现场与逻辑)500 VAC,1分钟
隔离组
同时接通的输入24
最大电缆长度500米(标准输入)
屏蔽:50米(高速计数器输入);非屏蔽:300米(标准输入)
数字量输出特性
本机集成数字量输出点数16
输出类型漏型
输出额定电压DC:24V
输出电压范围DC:5~30V
每个公共端最大电流6A
输出电流(最大)0.5A
漏电流(最大)10uA
浪涌电流8A,100ms
灯负载5W
导通电阻典型值0.15Ω,最大0.32Ω
输出延迟(最大)断开到接通:
断开到接通/接通到断开0.2us(16个Q点)
——
接通到断开:
2us(16个Q点)
——
高速脉冲输出8(Pulse/Dir)/10(Pulse)*200KHz
输出频率(最大)200KHz(Q0.0到Q1.7)
机械寿命(无负载)
触点寿命(额定负载)
同时接通的输出16
两个输出并联不支持
最大电缆长度屏蔽500米
非屏蔽150米

MagicWorksPLC简介

        MagicWorksPLC支持梯形图编程、STL语言编程、C语言编程。详细的资料建议大家到合信官网进行学习。

https://www.co-trust.com/Products/Special1/Products/MagicWorks/PLC/desc.htmlicon-default.png?t=N7T8https://www.co-trust.com/Products/Special1/Products/MagicWorks/PLC/desc.html

        下图为 MagicWorksPLC的基本界面和功能,包括硬件组态、通信调试、向导功能等,几乎和西门子编程软件一模一样。

M226ES 运动控制功能简介

        

        M226ES运动控制功能非常强大,支持10轴脉冲输出、5个高速计数器、16个Ethercat从站。指令符合PLCOpen规则。并支持多种通信协议如S7、PN从站、UDP、UDP_PPI、ModbusTcp、Modbus RTU。M226es和当下最流行的汇川EASY系列PLC相比,M226ES的通信功能更为强大。基本所有功能都已经在项目中得到应用。

        指令命名及状态机逻辑完全符合IC6613-3标准。下图为M226ES运动控制型PLC的运动控制指令列表,指令逻辑完全符合PLCopen运动控制指令标准。

        介绍完了CPU之后就进入本文的主题,本文通过Snap7 开源库访问S7-200PLC MB存储区数据,并进行数据交互。有关snap7环境的搭建已经在上文中做了详细的介绍。感兴趣的可以到一下地址进行浏览。

https://blog.csdn.net/lzc881012/article/details/135345037?spm=1001.2014.3001.5502icon-default.png?t=N7T8https://blog.csdn.net/lzc881012/article/details/135345037?spm=1001.2014.3001.5502        将上文例程C++代买改为如下图所示,同时读取S7-1200PLC DB块和M226ES MB存储区数据。M226ES存储区数据起始地址为MB500,读取数量为100个Byte。


#include <iostream>
#include"snap7.h"
#include <ctime> 

using namespace std;

unsigned char Snap7Rcv[100];
unsigned char Snap7RcvM226Es[100];
TS7Client* mClient;
void mSnap7GetDataFromS71200Db()
{
    mClient = new TS7Client;
    mClient->ConnectTo("192.168.2.202", 0, 1);
    mClient->DBRead(9,0,100,&Snap7Rcv);
    delete mClient;
}

void mSnap7GetDataFromM226EsMbBlock()
{
    mClient = new TS7Client;
    mClient->ConnectTo("192.168.2.201", 0,0);
    mClient->MBRead(500,100, &Snap7RcvM226Es);
    delete mClient;
}
void  Delay(int time)
{
    clock_t now = clock();
    while (clock() - now < time);
}
int main()
{
    while (true)
    {
        mSnap7GetDataFromS71200Db();
        mSnap7GetDataFromM226EsMbBlock();
        Delay(1000);
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            cout << "mSnap7GetDataFromS71200Db-Snap7DB.Snap7Byte" << "[" << i << "]" << "="  << (int)Snap7Rcv[i] << endl;
            cout << "mSnap7GetDataFromS71200Db-Snap7MB.MB" << "[" << 500 + i << "]" << "=" << (int)Snap7RcvM226Es[i] << endl;
        }
    }
   
}

MagicWorksplc中可以看到PLC的机架号和槽位号。如下图所示。

        本例程除了上位C++软件同时读取S7-1200plc DB数据和M226ES MB存储区数据外,S7-1200还作为从站和M226ES作为主站进行通信,S7-1200作为PN主站和M226ES作为PN从站进行通信,S7-1200和M226ES之间进行UDP通信,本例程包含多种通信同时进行。具体程序如下。UDP通信S7-1200PLC侧也要编写程序。

        TIA硬件组态和UDP通信程序。

在状态表中监控MB500-MB599存储区的数据。如下图所示。

气动C++程序进行数据读取测试,如下图所示可看到Snap7同时读取S7-1200PLC DB块和M226ES PLC MB块数据成功。

相关链接

Snap7:

https://snap7.sourceforge.net/icon-default.png?t=N7T8https://snap7.sourceforge.net/EtherCAT:

https://www.beckhoff.com/en-en/icon-default.png?t=N7T8https://www.beckhoff.com/en-en/PLCOpen:

https://www.plcopen.org/icon-default.png?t=N7T8https://www.plcopen.org/CanOpen:

https://www.can-cia.org/canopen/icon-default.png?t=N7T8https://www.can-cia.org/canopen/Cotrust:

https://www.co-trust.com/Company/Idea/index.htmlicon-default.png?t=N7T8https://www.co-trust.com/Company/Idea/index.htmlSiemens:

https://www.siemens.com/cn/zh.htmlicon-default.png?t=N7T8https://www.siemens.com/cn/zh.html

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