西门子WINCC与S7-1500R通信方法

显示全部楼层 · 2024-5-10 17:04:50

WinCC 和 S7-1500R 通信的组态过程及注意事项。

WinCC连接S7-1500R有两种方法，分别为连接系统IP或者通过WinCC的系统变量进行连接参数的切换。其中，第二种连接方法只有WIinCC V7.5 SP1及更高的版本才支持。

WinCC可以通过系统IP和S7-1500R/H通信，当WinCC通过S7-1500R的系统IP和其进行通信时，可以把S7-1500R看作一个CPU。但是这种通信方式无法处理HMI和S7-1500R/H之间网络出现故障（例如，网线断开）的问题。

针对这种情况，WinCC从V7.5 SP1版本开始支持通过WINCC系统变量进行S7-1500R/H连接参数的切换。

1、CPU（X1口）和ET200SP之间需要组成环网。CPU（X2口）和WinCC之间可以不做环网。4 Entry-ID: Entry ID, V 0.0, mm/yyyy 1 <概述> 2、如果CPU和ET200SP的环网中存在交换机，那么交换机需要设置为MRP客户端。（MRP：Media Redundancy Protocol，介质冗余协议）。本例中CPU和ET200SP的环网中不存在交换机，如图1所示。3、组成环网的目的是网络冗余，否则PLC工作在单冗余模式，CPU报警信息中会有工作在单冗余模式的提示。4、组成环网后，两个S7-1515R的CPU为MRP管理员，其它设备为MRP 客户端。两个CPU协商做为MRP管理员。

<S7-1500R 的两个CPU都为“RUN-Redundant”状态时，说明CPU冗余正常

方法1：

<使用系统 IP>

< WinCC 通过 S7-1500R 的系统 IP 和其进行通信时，可以把 S7-1500R 看作一个

CPU，IP 地址输入 S7-1500R 的系统 IP 即可。如图 8 所示

这种连接方式下的变量同样也支持符号访问，可以从 AS 读取变量。

WinCC 通过系统 IP 连接 S7-1500R 存在的问题：

 当网络正常，只是主备 CPU 切换或故障 CPU 恢复后（数据同步期间），

WinCC 连接都会中断一段时间后再重新恢复。

这是由于 CPU 切换或数据同步需要一定的时间。

 当 WinCC 与主 CPU 的网络物理连接出现故障（例如网线断开）时，连接不

会切换到备 CPU，连接中断。

这是由于系统 IP 指向的是主 CPU。

方法2：

< WinCC 通过系统变量切换连接参数>

<首先说明一点：WinCC 连接 S7-1500R 的任何一个 CPU 都可以进行读写操作。和

S7-300/400 软冗余不同，当 WinCC 连接到 S7-1500R 的备 CPU 时，也可以进行正

常的读写操作。

WinCC 通过系统变量切换与 S7-1500R 连接参数的组态步骤如下：

第一步：创建连接

在 WinCC 中创建和其中一个 CPU 的连接，连接此 CPU 的固定 IP 地址，本例为

192.168.1.1，如图 10 所示。本文档称此连接为 WinCC 组态的连接，所连接的

CPU 称为 CPU1。另一个 CPU 称为 CPU2，WinCC 与 CPU2 的连接称为备用的连

接

第二步：创建系统变量

在 WinCC 连接下，手动创建系统变量，变量名格式为“@连接名称@变量名称”。变

量地址为空或者使用 PLC 中没有用到的地址。其变量名称和数据类型请参考图 11

的设置。

各系统变量的作用如下：

1、“@<connectionname>@ForceConnectionState” ：

用来建立/终止冗余连接，设置为 1：建立连接，设置为 0：断开连接。对于 WinCC

连接 S7-1515R，此变量建议设置初始值为 1。

2、“@<connectionname>@ConnectionState” ：

用来反馈冗余连接状态，值为 1 时代表连接已经建立，值为 0 时代表连接已经断

开。

3、“@<connectionname>@ConfiguredAddress” ：

用来反馈在变量管理中组态的连接的参数属性。

格式为“AccessPoint=访问点名称;IPAddress=PLC IP 地址;”。

4、“@<connectionname>@AlternativeAddress” ：

设置与备用 CPU（CPU2）的连接的参数属性，格式为“AccessPoint=访问点名

称;IPAddress=备用 PLC IP 地址;”，需要设置初始值，如图 12 所示

备用连接和组态的连接可以使用同一个访问名，也可以使用不同的访问名。使用不

的访问名时，WinCC 可以指定两块网卡分别连接 S7-1500R 的两个 CPU。

5、“@<connectionname>@CurrentAddress” ：反馈当前连接的参数属性。

6、“@<connectionname>@UseAlternativeAddress” ：

设置使用组态的连接还是备用连接，设置为 1：使用备用连接，设置为 0：使用组

态的连接。

7、“@<connectionname>@OpStateConfiguredAddress ” ：

读取 S7-1500R 的 CPU1 当前的操作模式，0: not connected，4: STOP，6:

STARTUP，8: RUN，22: SYNCUP。

8、“@<connectionname>@>@OpStateConfiguredAddress” ：

读取 S7-1500R 的 CPU2 当前的操作模式，0: not connected，4: STOP，6:

STARTUP，8: RUN，22: SYNCUP。

9、“@<connectionname>@RedundantCPUs” ：

指示所连接的控制器是否冗余，设置为 1：代表所连接的 PLC 是 S7-1500R/H，设

置为 0 代表所连接的 PLC 是非冗余的 S7-1200/1500。建议设置初值为 1。

此变量只是设定所连接的 CPU 是否是冗余的。当所连接的 PLC 是 S7-1500R/H

时，变量 @OpStateConfiguredAddress 和@OpStateConfiguredAddress 都可以获

取对应 CPU 状态。注意：

 实际是冗余 CPU，但设为 0，则变量 @OpStateConfiguredAddress 和

@OpStateConfiguredAddress 只有一个能读到状态。

 实际不是冗余 CPU，但设为 1，则变量 @OpStateConfiguredAddress 和

@OpStateConfiguredAddress 都读不上状态。

第三步：变量赋初值

为变量“@AlternativeAddress”和 “@RedundantCPUs” 赋初值。本例中：

 “@AlternativeAddress”初值为

“AccessPoint=CP_H1_1:;IPAddress=192.168.1.2; ”。

 “@RedundantCPUs”初值为 1。

第四步：创建全局动作

通过设置变量“@UseAlternativeAddress”的值，可以设定 WinCC 连接所使用的连接

参数，包括访问点和 PLC IP 地址。注意，修改变量“@UseAlternativeAddress”的值

之后，需要重新置位变量“@ForceConnectionState”。

1、创建全局 VBS 动作

创建全局 VBS 动作来自动切换 WinCC 连接参数，以下两种情况下进行连接参数的

切换：

（1）当前连接中断，需要切换连接参数。

（2）S7-1500/1200 STOP 模式下，WinCC S7-1500/1200 连接不会中断。所以

PLC STOP 模式下，也需要切换连接参数。

判断方法：

（1）@ConnectionState=0 代表当前连接中断。

（2）WinCC 连接正常时（@ConnectionState=1）

 当@UseAlternativeAddress = 0 并且@OpStateConfiguredAddress = 4

时，代表当前 WinCC 连接到 CPU1，并且所连接的 CPU 为 STOP 模式。

 当@UseAlternativeAddress = 1 并且@ OpStateAlternativeAddress = 4

时，代表当前 WinCC 连接到 CPU2，并且所连接的 CPU 为 STOP 模式。

VBS 动作脚本如图 13 所示：

以上脚本可以在 WinCC 帮助中搜索‘VBS381’来获取，如图 14 所示。

2、VBS 动作的触发器

当 WinCC 连接中断或所连 CPU 的操作模式变为 STOP 时，需要触发切换脚本。

设置 VBS 动作的触发器，如图 15、图 16 所示。

第五步：运行结果

在 WinCC 启动列表中选择“全局脚本运行系统”，如图 17 所示。然后激活 WinCC 运

行系统。

可以看到由网线中断造成 WinCC 连接中断以及在当前连接的 PLC 变成 STOP 模式

的情况下，WinCC 连接都会切换连接参数，保证和 S7-1500R 的连接正常。

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组态软件远程监控

组态软件远程监控功能说明

1.本地上位SCADA系统采集分布各地现场PLC等设备运行的数据，并可以下发控制指令；

2.提供OPC接口服务(OPC UA 及OPC DA)，常年稳定运行，规模可达10万数据点；

3.支持Kepware，Wincc(含博途)，IFIX，INTOUCH，组态王，力控等上位机软件，完美兼容；

4.配巨控免费组态软件，可实现图形界面，远程视频（萤石云）、报表系统，报警等。

5.支持多台上位机同时监控，采用转发压缩技术，多客户端不增加流量费用。

6.独有压缩和多包并发技术，远程通过4G上网，数百个数据点，上位机可保证秒级内响应。

组态软件远程监控系统架构

1.远端现场PLC等工控设备和巨控PLC无线通讯模块连接，可使用串口，网口等多种通讯方式。

2.无线通讯模块可通过4G/WiFi/以太网多种方式连接巨控云安全服务器。

3.本地数据中心的上位SCADA系统能上网即可通过OPC采集数据，无需固定IP，端口映射。

4.如果有多台巨控模块，可以通过一台上位机集中监控各地的PLC。

5.如上位机无法上网，或不想暴露在公网，可选配巨控4G安全路由器（GK-ROUTER）。

组态软件远程监控支持的PLC

1.巨控PLC无线通讯模块可支持西门子，三菱，欧姆龙，AB和各种国产PLC。

2.巨控PLC无线通讯模块通过MODBUS可以支持各种变频器，仪表，触摸屏。

3.巨控PLC无线通讯模块自带IO,可直接接开关量，模拟量传感器，测温探头等。

组态软件远程监控优势

1.非透传模式，全部数据加密，平台具备赛门铁克安全认证，确保数据安全。

2.采用先进的压缩算法，节约远程模块流量，典型应用一个月仅需100M流量。

3.多包并发技术，采用4G上网，同时监控数百个变量，上位机也可做到秒级以内响应速度。

功能3 WebGui 开发

方案概述

巨控科技提供WebGui组态软件，客户可以自己开发个性网页和APP监控PLC，购买巨控GRM模块，配置好模块和PLC通讯之后，客户即可在远端电脑上使用巨控 WebGui开发工具进行网页界面配置。

WebGui开发方法和获得的画面效果类似于组态软件或者触屏界面，开发者无需网页制作知识和任何网络编程基础。如果客户已经做过触摸屏或者组态上位机界面，可以直接使用做好的界面做WEBGUI底图，放上变量即可。配置完成后，将网页上传到从巨控购买的WEBGUI云账号(需单独付费购买)，即可通过该账号密码，电脑浏览器或者手机APP登陆使用。

配合设备地图，3D饼图，动态效果，PC客户端自适应，适合监控中心大屏展示。

可利用模块4G路由功能，配合萤石云摄像头使用，APP同时监控现场数据和图像。

系统架构

  1.通过巨控模块485口采集PLC或者仪表数据，支持各种主流PLC。

  2.通过巨控模块网口采集PLC或者仪表数据，支持各种主流PLC。

  3.巨控远程通讯模块可直接连接开关量信号，模拟量传感器。

  4.巨控远程通讯模块可通过OPC连接上位机SCADA、DCS数据。

  5.远程模块通过4G，有线、WIFI形式，将现场数据发送到巨控云服务器。

  6.客户通过WegGui自己配置APP画面，手机或者电脑网页都可以浏览。

  7.提供PC客户端浏览，分辨率自适应全屏，适合大屏展示。

WebGui功能

  1.具备丰富的图库元件和动画效果，直观显示现场流程图。

  2.利用历史数据存储功能，查看和导出历史数据，历史曲线。

  3.可以查看当前报警和查询历史报警，（模块需选配历史数据功能）

  4.具备萤石云控件，利用模块4G路由功能，APP上同时查看现场数据和现场视频。

  5.具备全局地图功能，一目了然，了解各个不同地方设备的情况。

  6.具备多级密码和子账号功能，可以实现工程商，客户等多级权限管理，查看。

巨控云平台优势

  1.非透传模式，全部数据加密，平台具备赛门铁克安全认证，确保数据安全。

  2.采用先进的压缩算法，节约远程模块流量，典型应用一个月仅需100M流量。

  3.多包并发技术，即使数千个变量，平台也可做到秒级响应速度。

  4.超微服务器架构和服务器集群设计，该结构可以保证容量的可扩展性，安全性，稳定性。

  5.数据库设计根据GB17859-1999《计算机信息系统安全保护等级划分准则》中的《中华人民共和国公共安全行业标准GA/T 389-2002》，符合相关安全规定。

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