西門子模塊6SL3120-1TE23-0AD0

S7-200和S7-300之間的MPI通信

S7-200 PLC與S7-300 PLC之間采用MPI通訊方式時,，S7-200 PLC中不需要編寫任何與通訊有關(guān)的程序，只需要將要交換的數(shù)據(jù)整理到一個連續(xù)的V 存儲區(qū)當中即可,，而S7-300 PLC中需要在組織塊OB1（或是定時中斷組織塊OB35）當中調(diào)用系統(tǒng)功能X_GET（SFC67）和X_PUT(SFC68),，以實現(xiàn)S7-200 PLC與S7-300 PLC之間的通訊。調(diào)用SFC67和SFC68時VAR_ADDR參數(shù)填寫S7-200的數(shù)據(jù)地址區(qū),，由于S7-200的數(shù)據(jù)區(qū)為v區(qū),，這里需填寫 P#DB1.DBX×× BYTE n 對應(yīng)的就是S7200 V存儲區(qū)當中VB××到VB（××＋n）的數(shù)據(jù)區(qū)。例如交換的數(shù)據(jù)存在S7-200中VB50到VB59這10個字節(jié)當中,，VAR_ADDR參數(shù)應(yīng)為 P#DB1.DBX50.0 BYTE 10.
首先根據(jù)S7-300的硬件配置,，在STEP7當中組態(tài)S7-300站并且下載，注意S7-200和S7-300出廠默認的MPI地址都是2,，所以必須修改其中一個PLC的站地址,，例子程序當中將S7-300 MPI地址設(shè)定為2，S7-200地址設(shè)定3,，另外要分別將S7-300和S7-200的通訊速率設(shè)定一致,，可設(shè)為9.6K，19.2K,，187.5K三 種波特率,，例子程序當中選用了19.2K的速率。

S7-200 PLC中通過系統(tǒng)塊定義自身的MPI地址和波特率,，參考下圖：

圖1 S7-200 設(shè)置MPI地址

S7-300 PLC修改MPI地址可以參考下圖： 

圖2 S7-300 設(shè)置MPI地址

例子程序在OB1當中調(diào)用數(shù)據(jù)讀寫功能塊：SFC67和SFC68,，如下圖： 

圖3 程序編寫

分別在STEP7 MicroWin32 和STEP7當中監(jiān)視S7-200和S7-300 PLC當中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)監(jiān)視界面如下：

圖4 S7-200監(jiān)控結(jié)果

圖5 S7-300監(jiān)控結(jié)果

通過CP5611,，STEP7 MicroWin32,， Set PG/PC Interface可以讀取S7200和S7300的站地址，如下圖：

圖6 CP5611診斷結(jié)果（站地址0為進行編程的計算機）

圖7 使用STEP7 MicroWin32診斷結(jié)果

注意事項

1 雖然MPI的波特率可以達到12M,，但是受到S7-200通信能力的限制,，所以可設(shè)為9.6K,，19.2K，187.5K三 種波特率,。
2 如果PPI或者MPI的通信距離超過50m,，需要加中繼器；如果中繼器之間沒有任何站點的情況下,，遠距離可為1000米,。
3 MPI不能與作為PPI主站的S7-200PLC通信

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　一、項目介紹

　　1.應(yīng)用簡述：AGV是無人搬運車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫,。是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置,，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車,，AGV屬于輪式移動機器人（WMR――Wheeled Robot）的范疇。AGV以輪式移動為特征,，較之步行,、爬行或其它非輪式的移動機器人具有行動快捷、工作效率高,、結(jié)構(gòu)簡單,、可控性強、安全性好等優(yōu)勢,。與物料輸送中常用的其他設(shè)備相比,，AGV的活動區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置,，不受場地,、道路和空間的限制。因此,，在自動化物流系統(tǒng)中,，能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性，實現(xiàn)高效,、經(jīng)濟,、靈活的無人化生產(chǎn)。廣泛應(yīng)用于汽車制造,、機械,、電子、鋼鐵,、化工,、醫(yī)藥、印刷,、倉儲,、運輸業(yè)和商業(yè)上,。

　　2.AGV中央調(diào)度系統(tǒng)，AGV控制系統(tǒng)包括車上控制器和中央調(diào)度控制系統(tǒng),，均采用智能數(shù)字控制器,，通過無線通信進行聯(lián)系。AGV的控制指令由中央調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出（PLC）,，存入車載控制器(單片機),；AGV運行時，車上控制器通過通信系統(tǒng)從地面站接受指令并報告自己的狀態(tài),。車上控制器可完成以下監(jiān)控：手動控制,、安全裝置啟動、蓄電池狀態(tài),、轉(zhuǎn)向極限,、制動器解脫、行走燈光,、驅(qū)動和轉(zhuǎn)向電機控制與充電接觸器的監(jiān)控等,。中央調(diào)度系統(tǒng)與AGV間可采用定點光導(dǎo)通訊和無線局域網(wǎng)通訊兩種通訊方式。采用無線通訊方式時,，控制臺和AGV構(gòu)成無線局域通訊網(wǎng),，控制臺和AGV在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持下交換信息。無線通訊要完成AGV的調(diào)度和交通管理,。

　　3.為了實現(xiàn)AGV中央調(diào)度的目的,，項目組采用今年6月在中華工控網(wǎng)體驗項目中申請的“S7-200SMART智能邏輯控制器"開展了該項目的研究開發(fā)工作。由于西門子S7-200SMART輯控制器的較強通信能力,，該控制系統(tǒng)經(jīng)過2個月的開發(fā),，改進，已經(jīng)實現(xiàn)了通過串口自由通信,，以及MODBUS,，無線局域網(wǎng)通信等手段控制多臺AGV的調(diào)度控制，實現(xiàn)AGV啟動,，停止,，路徑計算規(guī)劃，站點?？?，物料對接，多任務(wù)下發(fā),，遠程控制等功能,。西門子S7-200SMART的強大通信功能，以及方便的順序控制功能,，有利AGV系統(tǒng)功能的擴展很更改,，獲得了研發(fā)人員,，以及用戶的。

　　4.天津申能科技有限公司,，是一家高科技企業(yè),，是天津市單片機學(xué)會理事單位。公司以推廣*工業(yè)信息化,、自動化技術(shù)為使命,，以打造智能化、無人化工廠為目標,，公司致力于AGV及現(xiàn)代物流和工業(yè)機器人的開發(fā)與應(yīng)用,、非標自動系列設(shè)備設(shè)計，規(guī)劃,，安裝,，調(diào)試、并從遠程工業(yè)控制技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,，真正幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化工廠,。

　　二、工藝原理

　　1. 應(yīng)用功能描述：

　　AGV是無人搬運車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫,，AGV小車系統(tǒng)涉及機械、電子,、光學(xué),、計算機等多個領(lǐng)域。AGV的特點是無人引導(dǎo)運輸,，就是自動在工廠中行走,，多臺AGV在一起運行時，為了避免發(fā)生路線沖突,，發(fā)生碰撞等事故,，就需要一臺管控系統(tǒng)，我們稱之其為中央調(diào)度系統(tǒng),。中央調(diào)度系統(tǒng)的核心就是中央控制器,，負責AGV路線規(guī)劃，任務(wù)下發(fā),，報警處理,，無限呼叫，以及配套伺服電機,，氣缸等控制,。在中小型的AGV控制系統(tǒng)中一般采用PLC作為主機。在本次項目中我們采用了西門子S7-200SMART作為中央控制器,，利用其自由通信,。MODBUS通信兩種通信方式,，將控制命令通過無線局域網(wǎng)及WiFi發(fā)送給AGV，實現(xiàn)了中央調(diào)度系統(tǒng)的功能,。

　　2. 系統(tǒng)組成及工作流程：

　　AGV中央調(diào)度系統(tǒng)主要由中央控制系統(tǒng),，AGV，人際交互系統(tǒng)三大部分組成,，其中中央控制系統(tǒng)包括PLC,電源模塊,，保險裝置，無限網(wǎng)絡(luò)模塊,，繼電器,，等電器件。AGV包括,，臺車(帶自動升降銷), AGV控制單元,、蓄電池、電池推車及電池托架等組成,，人機交互系統(tǒng)包括,，顯示器，工控機,，鍵鼠,，交換機等。

　　工作流程是：以上路程圖就是系統(tǒng)的工作流程,。

　　3.系統(tǒng)需要分析：

　　該系統(tǒng)通過框架圖可以看出,，由于整個控制過程主要是通信控制，所以PLC的通信能力需要很強,。西門子S7-200SMART具有兩個通信口,，還可以擴展一個RS232或者RS485接口，利用其較強的通信能力,，和順序控制能力,，展開了項目設(shè)計，實施,，以及調(diào)試工作,。

　　三、方案選型

　　本系統(tǒng)使用西門子S7-200SMART作為數(shù)據(jù)交換,，控制的核心,，通過WiFi和AGV車通信連接，AGV車將當前的狀態(tài),，比如位置,，速度，目標地址，電量多少等數(shù)據(jù)通過自由通信的方式回傳給PLC,，PLC根據(jù)回傳的數(shù)據(jù)加以判讀,，然后管控AGV的路線，速度,，啟停,，以及行進目標等。通過已經(jīng)建立好的無限局域網(wǎng),，以自由通信的方式下發(fā)給相應(yīng)的AGV,AGV接收到這些指令之后開始執(zhí)行,。調(diào)度系統(tǒng)有時間會接受呼叫系統(tǒng)的命令，呼叫系統(tǒng)會傳送命令給調(diào)度系統(tǒng),，調(diào)度系統(tǒng)會指派相應(yīng)的AGV去相應(yīng)的位置,，完成相應(yīng)的動作及任務(wù)。這樣調(diào)度系統(tǒng)就完成了AGV基本的調(diào)度,。

　　功能圖如下：

　　四,，編程與調(diào)試

　　1. I/O分配表

　　2.西門子S7-200SMART控制程序說明

　　本項目針對的AGV調(diào)度控制，主要是MOUBUS通信,，以及自由口通信,。這些通信是連接AGV以及無線呼叫器的樞紐，沒有他們AGV將失控,，無線呼叫器也無發(fā)送信號,。在本項目組中，連接通信口的都是通過無限局域網(wǎng)和下位機連接的,。

　　3 應(yīng)用設(shè)備圖片展示

　　調(diào)度控制柜現(xiàn)場照片

　　調(diào)度系統(tǒng),，皮帶線，以及AGV路線圖展示

　　AGV靜態(tài)展示

　　調(diào)度人機界面展示

　　五,、應(yīng)用體會

　　在本項目研究中，西門子S7-200SMART作為AGV調(diào)度系統(tǒng)核心硬件之一,，發(fā)揮出了它的極大優(yōu)勢,，在在中小型調(diào)度系統(tǒng)中其表現(xiàn)出了很多優(yōu)勢，比如編程界面簡潔有條理,，結(jié)構(gòu)化編程,，程序員很容易上手，豐富的應(yīng)用指令,，浮點數(shù)PID,，CPU集成2個通信口，擴展一個通信口,，以及緊湊的結(jié)構(gòu)都是令人喜愛的原因,。

　　1.西門子S7-200SMART實際工控應(yīng)用中，與以往我們用的西門子S7200PLC相比，節(jié)省了一個通信擴展模塊,，節(jié)省了空間和費用,，同時增加以太網(wǎng)接口，也增加調(diào)度AGV小車的數(shù)量,。西門子S7-200SMART還具有非常好的可擴展性,，需要增添、修改功能時,，能夠非常靈活地進行操作而幾乎不影響現(xiàn)有的控制方案,，在中小規(guī)模的控制系統(tǒng)中表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢。

　　2.這次研制中也發(fā)現(xiàn)了一些不足,，硬件方面比如去掉了S7-200以往的狀態(tài)開關(guān),，在實際調(diào)試的過程中帶來了不方便，同時外形體積什么較以往加寬等,。

　　3.軟件編程方面也有一些不足,，比如I/O符號表必須要提前設(shè)定，不能在編輯時候在編輯處修改,，軟件在實際使用的時候發(fā)現(xiàn)不夠穩(wěn)定,，希望能夠發(fā)布新版本。

　　4.對于一些位置控制較多,，以及通信需求較多的應(yīng)用場合,，西門子S7-200SMART有極大的優(yōu)勢。

　　5.本項目是試驗性項目,，已經(jīng)完成各項參數(shù)的測試,，圓滿完成測試任務(wù)