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设备通信配置

通信链路连接

通信连接可使用TCP以太网连接,或RS485总线连接,具体以设备通信方式为准。以下说明2种常规连接方式。

以太网,使用T568B网线线序

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RS485,使用双绞屏蔽线连接。

配套提供的计算机,DB9串口是针型,接线如下图。如使用自购计算机,串口的针脚定义以实物为准。

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RS485设备连接到一只孔型的DB9中,再插入配套计算机侧的D-Sub(DB9),接线参考下图。

使用其他针脚的RS485串口或USB-RS485转换器,设备连接线分别对应如图的485+和485-。

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RS232连接

计算机自带RS232串口,针型(公头)。

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使用标准RS232连接,两台计算机使用RS232互连时,参考下图连接。

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1. OPC UA

OPC UA用于与具有OPC UA服务功能的PLC设备及其他各类计算机系统设备进行通信。

1.1 通道配置

1)通道创建

在"变量管理"的外部变量,点击"添加",进入 "新增外部设备通道" 界面,在左侧通道驱动列表中,展开 "标准协议" 目录,选择**「标准协议 > OPC > OPC_UA」**驱动。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称(如"智能印刷机#1"),用于唯一标识该通信通道。

通道描述:(可选)输入通道的描述文字,便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

连接名:自定义连接的标识名称(如"连接 1"),用于区分不同连接。

连接地址:填写 OPC UA 服务器的网络连接地址,格式为 opc.tcp://[IP地址]:[端口](示例中为 opc.tcp://192.168.1.1:4840),端口号默认为4840。

安全模式:选择通信的安全级别,包含以下选项(需与 OPC UA 服务器侧配置一致):

○ None:无安全保护(不签名、不加密);

○ Sign:仅对通信内容进行签名(确保数据完整性,防篡改);

○ SignAndEncrypt:对通信内容同时进行签名和加密(既防篡改,又保护数据隐私)。

安全策略:选择加密 / 签名算法策略,包含 None、Basic128Rsa15、Basic256、Basic256Sha256 等(需与 OPC UA 服务器侧支持的策略匹配)。

验证方式:选择 OPC UA 服务器的身份验证方式,"匿名"和"验证登录"。匿名(无需用户名密码即可连接);若服务器启用 "用户名密码验证",需选择对应方式,并填写用户名密码

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数(若无需特殊配置,可保持默认值):

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组订阅模式:选择「启用」时,将多个变量按 "组" 批量订阅,提升大规模变量通信的效率,主要用于数组较多时;若数组数量少,也可选择 "禁用"。

(注意:如果PLC使用的数组索引不是从0开始,启用会按索引从0开始,数组元素发生偏移。当数组有很多,长度很大且PLC性能并不高,启用后可能会发生PLC资源耗尽宕机的现象。)**

组数据下发:控制 "组订阅" 模式下,是否支持对组内变量进行写操作下发(适用于数组节点无法展开的情况),会下发整个数组。

订阅监测项数量:设置单次可订阅的最大变量数量(默认 512),需根据实际需采集的变量规模调整,过小将限制可监测的变量总数。

静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC),在有实际PLC设备连接时,务必禁用

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中点击添加,创建通信变量。

OPC UA协议支持自动加载标签的方式添加变量地址,由于不同设备的OPC UA节点地址格式有差异,使用自动加载标签功能,在窗口中勾选变量标签。

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1.2 OPC UA服务器的配置

具有OPC UA服务功能的设备与安装CMS的PC通过以太网连接,保证正常通信的物理线路连接正常。

OPC UA功能打开与激活,以下以台达AX8系列的PLC和西门子S7-1500PLC做说明,其余系统参考设备的使用手册。

💡 提示:其他设备OPC UA功能的使用参考各设备的功能使用手册。

台达AX8系列

➢ 打开DIADesigner编程软件,打开工程项目。

➢ 创建全局变量。

➢ 在Application右键——添加对象——符号配置。

➢ 双击打开符号配置,点击编译。

➢ 在更新后的符号表中,勾选需要OPC UA发布的标签

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➢ 双击打开符号配置,在弹出的窗口中点击编译。

➢ 点开设置,勾选支持OPC UA功能。

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➢ 在菜单栏点击编译——生成代码,在线——登录,将程序下载进PLC。

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西门子S7-1500

➢ 打开博图TIA编程软件,打开工程项目。

➢ 创建DB块及变量。

➢ 打开需要连接CMS软件的PLC设备组态;

➢ 在属性的PROFINET接口中,设置PLC的IP地址,并检查安装CMS软件的PC电脑的IP地址设置,保证二者的IP处于相同网络段,IP地址唯一。

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➢ 在OPC UA勾选激活OPC UA服务器,编译工程,下载到PLC。

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➢ 另外,西门子可根据PLC的级别与性能,在服务器选项中选择合适的发布间隔与节点数量,缩短发布间隔,通信的实时性更高。

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2. Modbus

Modbus协议用于与具有Modbus通讯功能的PLC设备、仪表及其他各类计算机系统设备进行通信。

2.1 Modbus_TCP 协议配置

2.1.1 通道配置

1)通道创建

在"变量管理"的外部变量,点击"添加",进入 "新增外部设备通道" 界面,在左侧通道驱动列表中,展开 "标准协议" 目录,选择**「标准协议 >Modbus > Modbus_TCP」**驱动。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称,用于唯一标识该通信通道。

通道描述:(可选)输入通道的描述性文字,如设备名称或生产线名称,便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置通信核心参数:

设备IP:填写Modbus服务器的IP地址。

设备ID:填写Modbus服务器的ID号。

端口号:默认为502,根据服务端设置。

首地址:寄存器的起始地址,根据从站设备的寄存器首地址选择,部分从站是从40000开始,首地址则选择0,如保持默认1,变量地址需要偏移。

连接超时:默认3秒,连接超时,驱动将降低连接请求频率。

响应超时:向PLC发出PDU后,PLC未在规定时间内回应,响应超时<连接超时。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数(若无需特殊配置,可保持默认值):

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字节顺序:根据实际数据结构,调整数据的字节顺序,保障数据读写一致。

独立链路:启用后,该通道将使用独立的通信链路,避免与其他通道共享链路时的资源竞争,独立链路会消耗一定的计算机资源。

PDU 诊断算法:启用后,系统会对协议数据单元(PDU)进行诊断,便于排查通信异常。

PDU长度:设置 PDU 的最大长度(默认值220)。根据通信数据量大小和 PLC 的支持能力调整,过大会增加通信负担,过小可能无法传输大段的数据。

PDU立即提交:SIOT采集到数据之后立即推送,不等待相同属性设置的其他变量。

静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不连接实际设备 ),在有实际设备连接时,务必禁用。

2.1.2 地址格式与数据类型

PLC数据类型Modbus数据类型SIOT/CMS数据类型SIOT地址格式举例
Bool线圈 (Coils)二进制变量000001
离散输入(Discrete Inputs)100001
输入寄存器(Input Registers)300001.0
保持寄存器(Holding Registers)400001.0
Int输入寄存器(Input Registers)
保持寄存器(Holding Registers)
有符号16位整型300001
400001
Uint无符号16位整型
Word无符号16位整型
Dint有符号32位整型
Udint无符号32位整型
Dword无符号32位整型
Lint有符号64位整型
Ulint无符号64位整型
Lword无符号64位整型
RealF32位浮点数IEEE754
LrealF64位浮点数IEEE754
String字符串(字符长度最大255)
Wstring宽字符串(字符长度最大255)

SIOT的Modbus变量地址支持寄存器0~65536,且使用扩展地址,例如:部分Modbus设备的寄存器地址是40001,在SIOT中需要填入400001。

2.2 Modbus_RTU 协议配置

2.2.1 通道配置

1)通道创建

在"变量管理"的外部变量,点击"添加",进入 "新增外部设备通道" 界面,在左侧通道驱动列表中,展开 "标准协议" 目录,选择**「标准协议 >Modbus > Modbus_RTU」**驱动。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称,用于唯一标识该通信通道。

通道描述:(可选)输入串口通道的描述性文字,便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置 PLC 通信核心参数:

端口:选择计算机与从站通讯的串口编号。

波特率:默认为9600,与从站一致。

数据位:设置与从站一致。

停止位:设置与从站一致。

校验位:可选无(none)、奇(odd)、偶(even),设置与从站一致。

模式:固定为RTU。

扫描周期:报文请求的时间,建议设置在50~100ms

响应超时:从站响应时间,多从站时,请求的从站异常或不在线,超时后,开始请求下一个从站。超时设置大,将导致多从站链路的其他从站请求时间过长,建议设置200~500ms

2.2.2 从站配置

在创建的Modbus_RTU串口通道上,右键-添加站点,Modbus_RTU使用RS485总线链路时,可以创建多个从站站点,从站数量超过32个将降低性能。

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添加站点,每个从站站点都可以独立配置首地址和字节顺序:

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站点名称:输入自定义站点名。

Addr站号:输入从站设备的站号(地址或ID号)。

首地址:寄存器的起始地址,根据从站设备的寄存器首地址选择,部分从站是从40000开始,首地址则选择0,如保持默认1,变量地址需要偏移。

数据位:设置与从站一致。

字节顺序:根据实际数据结构,调整数据的字节顺序,保障数据读写一致。

在创建的从站上添加变量组或者直接添加变量元素。

2.2.3 地址格式与数据类型

PLC数据类型Modbus数据类型SIOT/CMS数据类型SIOT地址格式举例
Bool线圈 (Coils)二进制变量000001
离散输入(Discrete Inputs)100001
输入寄存器(Input Registers)300001.0
保持寄存器(Holding Registers)400001.0
Int输入寄存器(Input Registers)有符号16位整型300001
保持寄存器(Holding Registers)400001
Uint无符号16位整型
Word无符号16位整型
Dint有符号32位整型
Udint无符号32位整型
Dword无符号32位整型
Lint有符号64位整型
Ulint无符号64位整型
Lword无符号64位整型
RealF32位浮点数IEEE754
LrealF64位浮点数IEEE754
String字符串(字符长度最大255)
Wstring宽字符串(字符长度最大255)

SIOT的Modbus变量地址支持寄存器0~65536,且使用扩展地址,例如:部分Modbus设备的寄存器地址是40001,在SIOT中需要填入400001。

2.2.4 RS485线路连接

RS485,使用双绞屏蔽线连接

配套提供的计算机,DB9串口是针型,接线如下图。如使用自购计算机,串口的针脚定义以实物为准。

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RS485设备连接到一只孔型的DB9中,再插入配套计算机侧的D-Sub(DB9),接线参考下图。

使用其他针脚的RS485串口或USB-RS485转换器,设备连接线分别对应如图的485+和485-。

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3.西门子 (SIEMENS)

在CMS支持的数据地址区与数据类型

S7-1200/S7-1500系列

地址区域数据类型读写属性
IBool只读
Byte, SInt, USInt, Char只读
Word, Int, UInt, WChar只读
DWord, DInt, UDInt, Real只读
LWord, LInt, ULInt*, LReal只读
QBool读写
Byte, SInt, USInt, Char读写
Word, Int, UInt, WChar读写
DWord, DInt, UDInt, Real读写
LWord, LInt, ULInt*, LReal读写
MBool读写
Byte, SInt, USInt, Char读写
Word, Int, UInt, WChar读写
DWord, DInt, UDInt, Real, Time, Date, Time_of_Date, Date_and_Time*读写
LWord, LInt, ULInt*, LReal读写
DTL读写
DBBool读写
Byte, SInt, USInt, Char读写
Word, Int, UInt, WChar读写
DWord, DInt, UDInt, Real, Time, Date, Time_of_Date, Date_and_Time*读写
LWord, LInt, ULInt*, LReal读写
DTL, String, WString读写
带*标的数据类型在S7-1200内部不支持。

S7-300/S7-400系列

地址区域数据类型读写属性
IBool只读
Byte, Char只读
Word, Int只读
DWord, DInt, Real只读
QBool读写
Byte, Char读写
Word, Int读写
DWord, DInt, Real读写
MBool读写
Byte, Char读写
Word, Int读写
DWord, DInt, Real, Time读写
Date, Time_of_Date, Date_and_Time读写
DBBool读写
Byte, Char读写
Word, Int读写
DWord, DInt, Real读写
Time, Date, Time_of_Date, Date_and_Time, String读写

S7-200SMART系列

PLC数据类型数据区域SIOT/CMS数据类型变量地址举例
boolI, Q, C, T, M, V,二进制变量I0.0, M0.0, V0.0, T0, C0
ByteI, Q, M, V无符号8位整型IB0, MB0, VB0
IntI, Q, M, V有符号16位整型IW0, MW0, VW0
WordI, Q, C, T, M, V无符号16位整型IW0, MW0, VW0, CW0, TW0
DwordI, Q, M, V无符号32位整型ID0, MD0, VD0
DintI, Q, M, V有符号32位整型ID0, MD0, VD0
RealI, Q, M, VF32位浮点数IEEE754ID0, MD0, VD0
CharI, Q, M, V文本变量8位字符集IB0, MB0, VB0
StringI, Q, M, V字符串IB0, MB0. VB0

3.1 S7_TCP 协议

S7_TCP驱动程序实现了CMS与西门子PLC通过以太网进行通信的协议。下面以S7-1500为例说明。

(S7-1200/S7-300/S7-400/S7-200SMART系列的通道在CMS配置是一致的。)

3.1.1 CMS配置

1)通道创建

在“变量管理”的外部变量,点击“添加”,进入 “新增外部设备通道” 界面,在左侧通道驱动列表中,展开 “PLC”——“西门子 (SIEMENS)” 目录,根据待连接的 PLC 型号(如 S7-1500、S7-1200 等),选择对应层级下的S7_TCP驱动(选择[西门子 (SIEMENS) > S7-1500 > S7_TCP])。

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2)通道配置

在右侧通道信息区域,填写通道的标识信息:

​ ● 通道名称:输入自定义名称(如 “西门子 S7-1500”),用于唯一标识该通信通道。

​ ● 通道描述:可选,输入通道的描述文字(如 “连接车间 A 的 S7-1500 PLC”),便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

​ ● 设备 IP:输入 PLC 的网络 IP 地址(例如PLC的IP地址为192.168.1.108)。需确保 CMS软件所在设备与 PLC 处于同一网络,且网络连通性正常。

​ ● 端口号:S7_TCP 协议默认端口为102,通常保持默认值即可。

​ ● 机架号:PLC 的机架编号,通常保持默认值(若 PLC 为单机架结构,值为0)。

​ ● 槽号:PLC 的 CPU 槽位号。

​ S7-1200与S7-1500 的 CPU 通常位于槽号1。

​ S7-300与S7-400的CPU通常位于槽号2(需根据 PLC 实际硬件配置调整,可参考 PLC 的硬件手册)。

​ S7-200SMART的槽号使用默认值1。

​ ● 响应超时:设置通信响应的超时时间(单位:毫秒)。默认为1000毫秒,若网络环境较差,可适当增大该值,避免因网络延迟导致通信中断误判。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数(若无需特殊配置,可保持默认值):

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​ ● 独立链路:可选「启用」或「禁用」。启用后,该通道将使用独立的通信链路,避免与其他通道共享链路时的资源竞争。

​ ● PDU 诊断算法:可选「启用」或「禁用」。启用后,系统会对协议数据单元(PDU)进行诊断,便于排查通信异常。

​ ● PDU 立即提交:可选「启用」或「禁用」。控制 PDU 是否立即提交至 PLC,部分场景下启用可提升通信实时性,对计算机有较高性能的需求。

​ ● PDU 长度:设置 PDU 的最大长度(可保持默认值300)。根据通信数据量大小和 PLC 的支持能力调整,过大会增加通信负担,过小可能无法传输大段数据。根据西门子PLC的性能依据如下:

PLCPDU长度设置建议
S7-1200240上限300,可使用默认值
S7-300240上限300,可使用默认值
S7-400480450
S7-1500960920

静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC),在有实际PLC设备连接时,务必禁用

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中点击添加,创建通信变量。

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3.1.2 PLC的配置

PLC设备与安装CMS的PC通过以太网连接,保证正常通信的物理线路连接正常,PLC上电。

➢ 打开西门子博图软件(TIA Portal V*)对PLC进行配置;

➢ 打开创建的工程项目;

➢ 打开需要连接CMS软件的PLC设备组态;

➢ 在属性的PROFINET接口中,设置PLC的IP地址,并检查安装CMS软件的PC电脑的IP地址设置,保证二者的IP处于相同网络段,IP地址唯一。

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➢ 在属性的【防护与安全——连接机制】,勾选【允许来自远程对象的 PUT/GET通信访问】,在博图软件低版本中,连接机制位于保护菜单中。

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➢ 右键需要与CMS通信的全局DB数据块,选择属性-常规-属性,取消勾选优化的块访问-确定。

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➢ 如果需要使用FB块的背景DB数据块与CMS交互,需要选中该FB块,右键选择**属性-常规-属性,取消勾选优化的块访问-确定。**例如需要访问FB1的背景数据块DB800,

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首先右键FB1功能块,在属性中取消勾选优化块访问,确定,如在程序块中该FB1调用位置变为红色,只需要右键,选择更新块调用,或者执行程序块编译,更新接口之后,背景数据块的属性中会自动跟随FB块取消勾选优化的块访问。

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➢ 将程序下载到PLC中,

3.1.3 连接测试

在CMS变量管理,点击变量调试,选择设备或变量组,查看变量状态,通信正常的质量戳为0。

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3.2 S7Comm_Plus 协议

若需通过 S7Comm_Plus 协议连接西门子S7-1500 等支持该协议的型号,按以下步骤操作。

3.2.1 CMS配置

1)通道创建

在“变量管理”的外部变量,点击“添加”,进入 “新增外部设备通道” 界面,在左侧通道驱动列表中,展开 “PLC”——“西门子 (SIEMENS)” 目录,[西门子(SIEMENS) > S7-1500 > S7_TCP])。

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2)通道配置

在右侧通道信息区域,填写通道的标识信息:

​ ● 通道名称:输入自定义名称(如 “西门子 S7-1500”),用于唯一标识该通信通道。

​ ● 通道描述:可选,输入通道的描述文字(如 “连接车间 A 的 S7-1500 PLC”),便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

​ ● 设备 IP:输入 PLC 的网络 IP 地址(例如PLC的IP地址为192.168.1.108)。需确保 CMS软件所在设备与 PLC 处于同一网络,且网络连通性正常。

​ ● 端口号:S7_TCP 协议默认端口为102,通常保持默认值即可。

​ ● 连接超时:设置 “建立通信连接”的超时时间(单位:秒),默认为 3 秒。若网络环境复杂(如跨网段、无线连接),可适当增大该值,避免因连接延迟导致失败。

​ ● 响应超时:设置 “单条通信指令” 的响应超时时间(单位:毫秒),默认为 1000 毫秒。

​ ● 浏览响应超时:设置“浏览 PLC 变量(如在线变量表)”,用于自动加载标签时响应超时,默认为 5000 毫秒。因浏览操作需交互更多数据,超时时间通常长于普通 “响应超时”。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数(若无需特殊配置,可保持默认值):

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​ ● 独立链路:可选「启用」或「禁用」。启用后,该通道将使用独立的通信链路,避免与其他通道共享链路时的资源竞争。

​ ● PDU 立即提交:可选「启用」或「禁用」。控制 PDU 是否立即提交至 PLC,部分场景下启用可提升通信实时性,对计算机有较高性能的需求。

PDU 长度:设置 PDU 的最大长度(可保持默认值300)。根据通信数据量大小和 PLC 的支持能力调整,过大会增加通信负担,过小可能无法传输大段数据。

​ ● 静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC),在有实际PLC设备连接时,务必禁用

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中点击添加,创建通信变量。

➢ 添加输入I区,输出Q区,中间M区的标签,格式是在地址前加 IArea. ,QArea. ,MArea. ,例如要读取二进制的输入地址I5.2,在变量地址位置输入IArea.I5.2

➢ 添加DB区变量,在CMS变量地址的格式是DB块名+DB块内变量名。

➢ 上述变量地址是手动输入,使用该协议时,建议连接实际PLC设备,通过在线加载标签,读取在线变量表和已创建的DB块,在窗口中勾选需要与CMS通信交互的变量标签,避免手动输入错误。

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3.2.2 PLC的配置

PLC设备与安装CMS的PC通过以太网连接,保证正常通信的物理线路连接正常,PLC上电。

➢ 打开西门子博图软件(TIA Portal V*)对PLC进行配置;

➢ 打开创建的工程项目;

➢ 打开需要连接CMS软件的PLC设备组态;

➢ 在属性的PROFINET接口中,设置PLC的IP地址,并检查安装CMS软件的PC电脑的IP地址设置,保证二者的IP处于相同网络段,IP地址唯一。

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➢ 在属性的【防护与安全——连接机制】,勾选【允许来自远程对象的 PUT/GET通信访问】,在博图软件低版本中,连接机制位于保护菜单中。

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将程序下载到PLC中,之后可在CMS变量管理创建的S7Comm_Plus通道中通过在线加载标签的功能,勾选变量标签到变量管理中,保存,启动调试或者在画面中使用。

4.倍福(Beckhoff)

在CMS支持的数据地址区与数据类型

地址区域数据类型数据长度读写属性
IBool二进制只读
Byte, SInt, USInt8位只读
Word, Int, UInt16位只读
DWord, DInt, UDInt, Real32位只读
LWord*, LInt*, ULInt, LReal64位只读
QBool二进制读写
Byte, SInt, USInt8位读写
Word, Int, UInt16位读写
DWord, DInt, UDInt, Real32位读写
LWord*, LInt*, ULInt, LReal64位读写
MBool二进制读写
Byte, SInt, USInt, Char8位读写
Word, Int, UInt, WChar16位读写
DWord, DInt, UDInt, Real, TimeDate, Time_of_Date, Date_and_Time,32位读写
LWord*,* LInt, ULInt, LReal64位读写
String, WString读写

4.1 BeckhoffTag_ADS_Tag协议

Beckhoff_ADS_Tag驱动程序实现了CMS与倍福PLC通过”变量标签“进行通信,支持倍福物理PLC和PC形式的软PLC,两种配置过程一致。下面以TC3软PLC为例说明。

4.1.1 CMS配置

1)通道创建

在“变量管理”的外部变量,点击“添加”,进入 “新增外部设备通道” 界面,在左侧通道驱动列表中,展开“倍福 (Beckhoff)”目录,选择[倍福 (Beckhoff) > TC3 软 PLC > Beckhoff_ADS_Tag]驱动。

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2通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称(如“车间TC3软PLC 通道”),用于唯一标识该通信通道(示例中填写为 “TC3”)。

通道描述:(可选)输入通道的描述文字(如“连接 TC3 软 PLC 的 ADS 标签通信通道”),便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

访问类型:”标签访问“,通过PLC定义的变量标签进行数据读写。

设备IP:填写PLC的IP地址。

端口号:倍福ADS协议的通信端口,默认为48898(通常保持默认值,或按PLC侧实际端口填写)。

ADS端口号:倍福ADS协议的端口标识(按PLC侧实际值填写,TC3一般为851,TC2的通常为801)

AmsNetId:倍福ADS的网络标识,格式为IP地址.1.1,例如设备IP是192.168.2.88,则AmsNetId为192.168.2.88.1.1。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数(若无需特殊配置,可保持默认值):

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静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC),在有实际PLC设备连接时,务必禁用

TwinCAT通讯模式:可选「启用」或「禁用」。启用:CMS将通过倍福的服务进程与PLC通讯,前提是安装CMS的电脑也已安装倍福TwinCAT软件。当CMS软件主机未安装TwinCAT,务必保持禁用

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中点击添加,创建通信变量。

➢ 在CMS变量地址的格式是变量组名+变量名。例如添加全局变量命名为”ADS“,打开ADS窗口创建变量【xStart:BOOL;】,在CMS变量地址中填入ADS.xStart

➢ 上述变量地址是手动输入,使用该协议时,建议连接PLC设备,通过在线加载标签,读取在线变量表,在窗口中勾选需要与CMS通信交互的变量标签,避免手动输入错误。

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4.1.2 PLC的配置

PLC设备与安装CMS的PC通过以太网连接,保证正常通信的物理线路连接正常。

➢ 打开TwinCAT XAE Shell;

➢ 打开创建的工程项目;

➢ 在解决方案资源管理器,点击PLC项目名,打开项目设置,查看确认ADS端口号。

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➢ 倍福PLC的IP地址设置与修改,请参考倍福系统使用手册;

➢ 使用TwinCAT本机运行CMS,需要添加路由(Routes)

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➢ 在PLC项目下创建全局变量。

➢ 生成解决方案,激活运行。

4.2 Beckhoff_ADS_Addr协议

Beckhoff_ADS_Addr驱动程序实现了CMS与倍福PLC通过”绝对地址“进行通信,支持倍福物理PLC和PC形式的软PLC,两种配置过程一致。使用倍福系统,建议使用Tag标签地址访问,PLC配置绝对地址偏移错误会导致数据错乱。下面以TC3软PLC为例说明。

4.2.1 CMS配置

1)通道创建

在“变量管理”的外部变量,点击“添加”,进入 “新增外部设备通道” 界面,在左侧通道驱动列表中,展开“倍福 (Beckhoff)”目录,选择[倍福 (Beckhoff) > TC3 软 PLC > Beckhoff_ADS_Addr]驱动。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

​ ● 通道名称:输入自定义名称(如“车间TC3软PLC 通道”),用于唯一标识该通信通道(示例中填写为 “TC3”)。

​ ● 通道描述:(可选)输入通道的描述文字(如“连接 TC3 软 PLC 的 ADS 标签通信通道”),便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

​ ● 访问类型:”地址访问“,通过PLC定义变量标签时映射的绝对地址进行数据读写,变量未映射地址将无法访问。

​ ● 设备IP:填写PLC的IP地址。

​ ● 端口号:倍福ADS协议的通信端口,默认为48898(通常保持默认值,或按PLC侧实际端口填写)。

​ ● ADS端口号:倍福ADS协议的端口标识(按PLC侧实际值填写,TC3一般为851,TC2的通常为801)

​ ● AmsNetId:倍福ADS的网络标识,格式为IP地址.1.1,例如设备IP是192.168.2.88,则AmsNetId为192.168.2.88.1.1。

​ ● **I区偏移起始地址:**用于补偿偏移外部输入I的地址区域,例如设置12000,在CMS将以I12000.0开始。

​ ● Q区偏移起始地址:用于补偿偏移外部输入I的地址区域,例如设置12000,在CMS将以Q12000.0开始。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数(若无需特殊配置,可保持默认值):

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​ ● 静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC),在有实际PLC设备连接时,务必禁用

​ ● PDU长度:默认512,设置通信时一次传输的字节数,过大会增加通信负担

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中点击添加,创建通信变量。

➢ 输入变量名,选择数据类型,直接输入变量地址,例如16位有符号整数,变量地址输入MW180。

➢ 地址访问支持I、Q、M区域地址。

4.2.2. PLC的配置

PLC设备与安装CMS的PC通过以太网连接,保证正常通信的物理线路连接正常。

​ ➢ 打开TwinCAT XAE Shell;

​ ➢ 打开创建的工程项目;

​ ➢ 在解决方案资源管理器,点击PLC项目名,打开项目设置,查看确认ADS端口号。

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​ ➢ 倍福PLC的IP地址设置与修改,请参考倍福系统使用手册;

​ ➢ 使用TwinCAT本机运行CMS,需要添加路由(Routes)

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​ ➢ 在PLC项目下创建全局变量,使用”AT“映射绝对地址到变量,切记偏移正确。

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​ ➢ 生成解决方案,激活运行。

5. 罗克韦尔 (AB)

5.1 Ethernet/IP_CIP 协议配置

Ethernet/IP_CIP驱动协议用于与AB-Logix5000系列(如1769、5069等)的PLC通过"变量标签"进行通信。

5.1.1 通道配置

1)通道创建

在"变量管理"的外部变量,点击"添加",进入 "新增外部设备通道" 界面,在左侧通道驱动列表中,展开PLC目录,选择[罗克韦尔 (Rockwell) > Logix5000系列 > Ethernet/IP_CIP]。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称(如"AB"),用于唯一标识该通信通道。

通道描述:(可选)输入通道的描述性文字,如设备名称或生产线名称,便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

设备IP:填写PLC的IP地址。

端口号:默认为44818(通常保持默认值)。

槽号:PLC的安装位置,默认0。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数(若无需特殊配置,可保持默认值):

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静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC),在有实际PLC设备连接时,务必禁用

PDU立即提交:SIOT采集到数据之后立即推送,不等待相同属性设置的其他变量。

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中创建通信变量。

➢ 使用该协议时,连接PLC,通过在线加载标签,读取在线变量表,在窗口中勾选需要的变量标签。对于8位/16位/32位整数,可以操作变量是否取位的操作。

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5.1.2 地址格式与数据类型

支持的数据类型与地址格式举例

该协议是符号访问,推荐使用加载标签的方式获取变量地址。

PLC数据类型SIOT/CMS数据类型SIOT地址格式举例
Bool二进制变量格式为【标签名:变量名;数据类型】,地址说明如下:
创建变量PV:REAL;
变量地址是:PV
结构体变量则逐步展开,例如Motor1是结构体,包含以下元素:
Pos:REAL;
ST
0..9
OFINT;
通信的变量地址填写:
Motor1.Pos
Motor1.ST[1]
【标签访问使用加载标签功能读取标签地址】
Sint有符号8位整型
Usint无符号8位整型
Int有符号16位整型
Uint无符号16位整型
Dint有符号32位整型
Udint无符号32位整型
Lint有符号64位整型
Ulint无符号64位整型
RealF32位浮点数IEEE754
LrealF64位浮点数IEEE754
DT日期时间/时间
String字符串

5.1.3 PLC设置

➢ 打开编程软件,创建控制器标签,并在外部访问属性中选择【只读】或者【读/写】,下载到PLC中。

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➢ 在CMS的变量管理AB PLC通道上点击自动加载标签按钮,获取PLC标签,勾选需要交互的变量标签。

6. 欧姆龙 (OMRON)

6.1 Ethernet/IP_CIP 协议配置

Ethernet/IP_CIP_OMRON,通过变量标签访问,支持的PLC系列:欧姆龙NJ/NX系列。

6.1.1 通道配置

1)通道创建

在"变量管理"的外部变量,点击"添加",进入 "新增外部设备通道" 界面,在左侧通道驱动列表中,展开PLC目录,选择[欧姆龙(OMRON) > NX/NJ/NX1P2系列 > Ethernet/IP_CIP_OMRON]。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称,用于唯一标识该通信通道。

通道描述:(可选)输入通道的描述性文字,如设备名称或生产线名称,便于后续管理维护。

3)基础配置参数

基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

设备IP:填写PLC的IP地址。

端口号:默认为44818(通常保持默认值)。

槽号:PLC的安装位置,默认0。

连接超时:默认3秒,连接超时,驱动将降低连接请求频率。

响应超时:向PLC发出PDU后,PLC未在规定时间内回应,响应超时<连接超时。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数:

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独立链路:可选「启用」或「禁用」。启用后,该通道将使用独立的通信链路,避免与其他通道共享链路时的资源竞争,独立链路会消耗一定的计算机资源。

PDU立即提交:SIOT采集到数据之后立即推送,不等待相同属性设置的其他变量。

静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC),在有实际PLC设备连接时,务必禁用

报文大小(字节):设置通讯过程中一次请求的报文长度(PDU)。当使用NX701系列以上的PLC,报文大小可提高到8000,其他型号的保持默认值(1800)。

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中创建通信变量。

添加变量的方式有2种。

➢ 1、自动获取标签:连接PLC,通过在线加载标签,读取在线变量表,在窗口中勾选需要的变量标签。

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2、标签导入:支持xlsx、csv、txt格式文件导入

选择快捷导入按钮。

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点击导入,选择变量文件。

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变量文件的创建,请往下查看【PLC设置】章节。

6.1.2 地址格式与数据类型

支持的数据类型与地址格式举例

该协议是符号访问,推荐使用加载标签的方式获取变量地址。

PLC数据类型SIOT/CMS数据类型SIOT地址格式举例
BOOL二进制变量

格式为
【标签名:变量名;Omron数据类型:xxxx;】


【标签访问使用加载标签功能读取标签地址】

SINT有符号8位整型
USINT/BYTE无符号8位整型
INT/WORD有符号16位整型
UINT无符号16位整型
DINT有符号32位整型
UDINT/DWORD无符号32位整型
LINT有符号64位整型
ULINT/LWORD无符号64位整型
REALF32位浮点数IEEE754
LREALF64位浮点数IEEE754
DATE_AND_TIME日期时间
DATE日期
String字符串
TIME定时器
TIME_OF_DAY时间

6.1.3 PLC设置

(1) 打开编程软件Sysmac Studio,打开Ethernet/IP端口设置,IP地址设置唯一的静态IP。

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(2) PLC变量的创建与导出。

首先,在欧姆龙Sysmac Studio创建全局变量,将交互的变量的网络公开设置为【公开】。

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其次,在菜单栏选择【工具-导出全局变量-CX-Designer,确定】

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(1) 导出txt格式:在文件夹中右键-新建文本文档(记事本),打开空白文档,粘贴,将上一步导出的变量粘贴到文档中。点击文件-另存为,保持类型txt,编码选择UTF-8,保存。

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(2) 导出csv格式:在文件夹中右键-新建文本文档(记事本),打开空白文档,粘贴,将导出的变量粘贴到文档中。点击文件-另存为,保存类型选择所有文件(.),在文件名中输入格式后缀 .csv,保存。

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(3) 导出xlsx格式:在文件夹中右键新建-Microsoft Excel工作表,打开工作表,Ctrl+V粘贴,将导出的变量粘贴到文档中,保存为xlsx类型。

将变量表导入到SIOT/CMS变量中。

6.2 Fins_TCP 协议配置

Fins_TCP协议用于与欧姆龙CJ/CP/CS/NSJ系列的PLC通过进行通信。

6.2.1 通道配置

1)通道创建

在"变量管理"的外部变量,点击"添加",进入 "新增外部设备通道" 界面,在左侧通道驱动列表中,展开PLC目录,选择[欧姆龙(OMRON) > 对应PLC系列 > Fins_TCP]。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称,用于唯一标识该通信通道。

通道描述:(可选)输入通道的描述性文字,如设备名称或生产线名称,便于后续管理维护。

3)基础配置参数

在基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

设备IP:填写PLC的IP地址。

端口号:默认为9600。

连接超时:默认3秒,连接超时,驱动将降低连接请求频率。

响应超时:向PLC发出请求后,PLC未在规定时间内回应,响应超时<连接超时。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数:

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字符串字节顺序:调整读写字符串的顺序。

独立链路:启用后,该通道将使用独立的通信链路,避免与其他通道共享链路时的资源竞争,独立链路会消耗一定的计算机资源。

PDU 诊断算法:启用后,系统会对协议数据单元(PDU)进行诊断,便于排查通信异常。

PDU立即提交:SIOT采集到数据之后立即推送,不等待相同属性设置的其他变量。

静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC)。

PDU长度:设置通讯过程中一次请求的报文长度(PDU)。

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中创建通信变量。

6.2.2 地址格式与数据类型

支持的数据类型与地址格式举例

PLC 数据类型SIOT/CMS 数据类型PLC 内存区域SIOT 地址格式举例
Bool二进制变量CIO, A(AR), T(TIM), C(CNT), IR, DR, D(DM), TK, H(HR), W(WR), E(ER)CIO0.0, A0.0, T1, C1, IR0.0, DR0.0, D0.0, TK0, H0.0, W0.0, E0.0, E01_0.0
Int有符号 16 位整型CIO0, A0, T1, C1, IR0, DR0, D0, TK0, H0 W0, E0, E01_0
Uint无符号 16 位整型
Word无符号 16 位整型
Dint有符号 32 位整型CIO, A(AR), IR, DR, D(DM), H(HR), W(WR), E(ER)CIO0, A0, IR0, DR0, D0, H0, W0, E0, E01_0
Udint无符号 32 位整型
Dword无符号 32 位整型
Lint有符号 64 位整型
Ulint无符号 64 位整型
Lword无符号 64 位整型
RealF32 位浮点数 IEEE754
LrealF64 位浮点数 IEEE754CIO, A(AR), DR, D(DM), H(HR), W(WR), E(ER)CIO0, A0, DR0, D0, H0, W0, E0, E01_0
String字符串 (字符长度最大 255)CIO, A(AR), IR, DR, D(DM), H(HR), W(WR), E(ER)CIO0, A0, IR0, DR0, D0, H0, W0, E0, E01_0

注:

地址E01_0:E01指PLC内存区域E1区,_0是E1区的地址0。

当E区只有一个E0区时,地址可以直接使用E0, E1...,无需E0_0, E0_1。

6.2.3 PLC设置

在CX-Program打开工程PLC的网络设置,配置IP地址,并配置FINS/TCP的端口号,可选择默认端口号9600,确定,将设置下载到PLC。

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HostLink协议通过串口与欧姆龙CJ/CP/CS/NJ/NX1P2系列的PLC通过进行通信。

6.3.1 通道配置

1)通道创建

在"变量管理"的外部变量,点击"添加",进入 "新增外部设备通道" 界面,在左侧通道驱动列表中,展开PLC目录,选择[欧姆龙(OMRON) > 对应PLC系列 > HostLink]。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称,用于唯一标识该通信通道。

通道描述:(可选)输入串口通道的描述性文字,便于后续管理维护。

3)基础配置参数

在基础配置标签页中,设置 PLC 通信核心参数:

端口:选择计算机与PLC通讯的串口编号。

波特率:默认为9600,选择与PLC一致。

响应时间:通道上的HostLink设备响应时间,超时后判定连接失败。

数据位:可选7或8,设置与PLC一致。

停止位:可选1或2,设置与PLC一致。

校验位:可选无(none)、奇(odd)、偶(even),设置与PLC一致。

命令格式:HostLink通讯的命令格式,SIOT固定为Fins。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数:

字符串字节顺序:调整读写字符串的顺序。

PDU 立即提交:可选「启用」或「禁用」。控制 PDU 是否立即提交至 PLC,无需等待相同采集间隔的其他变量,立即提交到上层系统,部分场景下启用可提升通信实时性,对计算机有较高性能的需求。

静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC)。

PDU长度:设置通讯过程中一次请求的报文长度(PDU),通常保持默认值。

5)添加站点PLC

在通道上右键-添加站点

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输入站点名称。Addr站号:设备HostLink通讯的单元号。

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6)添加外部变量

选中站点,在窗口中创建通信变量。

6.3.2 地址格式与数据类型

支持的数据类型与地址格式举例

PLC 数据类型SIOT/CMS 数据类型PLC 内存区域SIOT 地址格式举例
Bool二进制变量CIO, A(AR), T(TIM), C(CNT), D(DM), H(HR), W(WR), E(ER)CIO0.0, A0.0, T1, C1, D0.0, H0.0, W0.0, E0.0, E01_0.0
Int有符号 16 位整型CIO0, A0, T1, C1, D0, H0 W0, E0, E01_0
Uint无符号 16 位整型
Word无符号 16 位整型
Dint有符号 32 位整型CIO, A(AR), D(DM), H(HR), W(WR), E(ER)CIO0, A0, D0, H0, W0, E0, E01_0
Udint无符号 32 位整型
Dword无符号 32 位整型
Lint有符号 64 位整型
Ulint无符号 64 位整型
Lword无符号 64 位整型
RealF32 位浮点数 IEEE754
LrealF64 位浮点数 IEEE754CIO0, A0, D0, H0, W0, E0, E01_0
String字符串 (字符长度最大 255)CIO0, A0, D0, H0, W0, E0, E01_0

注:

地址E01_0:E01指PLC内存区域E1区,_0是E1区的地址0。

当E区只有一个E0区时,地址可以直接使用E0, E1...,无需E0_0, E0_1。

6.3.3 PLC设置

在CX-Program打开工程PLC的设置-串口,

➢ 通信设置:可选择标准,或使用自定义通讯参数。

➢ 模式:选择HostLink。

➢ 单元号:HostLink通讯时的设备站地址。

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6.3.4 通讯线连接

➢ HostLink通讯使用RS232C连接,PLC使用自带的RS232C串口或者使用外设欧姆龙通讯模模块CP1W-CIF01,接线如下。

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➢ HostLink通讯使用RS485连接,PLC使用欧姆龙通讯模模块CP1W-CIF11或CP1W-CIF12,使用双绞线,接线如下。

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设置CP1W-CIF11和CP1W-CIF12扩展模块上面的SW1。设置如下:

SW1开关设置位置
1OFF
2ON
3ON
4OFF
5ON
6ON

当使用终端电阻时,请将SW1的1#设置为ON。

7. 三菱 (MITSUBISHI)

7.1 MC3E_Binary_Ethernet 协议配置

MC3E_Binary_Ethernet协议驱动,适用于以三菱PLC系统,可兼容部分松下PLC与基恩士PLC。

7.1.1 通道配置

1)通道创建

在"变量管理"的外部变量,点击"添加",进入 "新增外部设备通道" 界面,在左侧通道驱动列表中,展开PLC目录,选择[三菱(MITSUBISHI) > L/Q/iQ系列 > MC3E_Binary_Ethernet]。

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2)通道配置

在右侧 通道信息 区域,填写通道的标识信息:

通道名称:输入自定义名称,用于唯一标识该通信通道。

通道描述:(可选)输入串口通道的描述性文字,便于后续管理维护。

3)基础配置参数

在基础配置标签页中,设置 PLC 的通信核心参数:

设备IP:填写PLC的IP地址。

端口号:输入PLC配置的端口号。

连接超时:默认3秒,连接超时,驱动将降低连接请求频率。

响应超时:向PLC发出请求后,PLC未在规定时间内回应,响应超时<连接超时。

4)高级配置参数

切换到高级配置标签页,可根据需求调整参数:

img

字符串字节顺序:调整读写字符串的顺序。

PDU 诊断算法:启用后,系统会对协议数据单元(PDU)进行诊断,便于排查通信异常。

PDU立即提交:SIOT采集到数据之后立即推送,不等待相同属性设置的其他变量。

X/Y区地址格式:八进制或十六进制,根据PLC类型选择输入/输出地址的格式,八进制:X0X7,Y0Y7;十六进制:X0XF,Y0YF。

静态仿真:可选「启用」或「禁用」。启用后进入仿真模式,可用于离线测试通道配置(不实际连接 PLC)。

5)添加外部变量

选中创建好的通道,在窗口中创建通信变量。

7.1.2 地址格式与数据类型

支持的数据类型与地址格式举例

PLC数据类型SIOT/CMS数据类型PLC内存区域SIOT地址格式举例
Bit二进制变量X, Y, B, SB, M, F, L, S, D, R, W, SW, TC, CS, CC, D, R, W, SW, Timer(TN, STN), Count(CN, LCN)X0, Y0, B0, SB0, D0.0, R0.0, W0.0, SW0.0, L0, S0, TC0, CS0, CC0, F0
Word[Signed]有符号16位整数D0, R0, W0, SW0, TN10, STN10, CN20, LCN20
Word[Unsigned]无符号16位整数
Timer有(无)符号16位整数
Double Word[Signed]有符号32位整数D, R, W, SWD0, R0, W0, SW0
Double Word[Unsigned]无符号32位整数
FLOAT (Single Precision)F32位浮点数IEEE754
FLOAT (Double Precision)F64位浮点数IEEE754
String(32)字符串 (字符长度最大255)

7.1.3 PLC设置

1) PLC内置以太网

(1) 打开GX Work2,双击"PLC参数"。

(2) 在内置以太网端口设置窗口中,填写PLC IP地址。

(3) 通信数据代码设置:选择"二进制码"通信。

(4) 点击打开设置。

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(5) 选择其中一个TCP连接,将打开方式设置为MC协议, 在本地端口号输入PLC以MC通信的端口号

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(6) 如果在内置以太网端口设置窗口中,勾选在以太网配置窗口中设置打开设置,点击以太网配置设置按钮打开MC协议详细设置。

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(7) 在右侧的以太网设备(通用)SLMP连接设备拖放到连接视图主窗口中,并配置端口号。

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(8) 在窗口中直接拖放SLMP连接设备到网络中,可能会发生超出PLC最大连接数,可直接删除其中未使用的连接,使总连接数不超过PLC的最大连接限制。

2) 扩展以太网模块

(1) 双击网络参数的"以太网/CC IE Field"。

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(2) 选择网络类型为以太网

(3) 打开运行设置

(4) 通信数据代码设置:二进制码通信

初始时间设置: 始终OPEN等待

发送帧设置:以太网(v2.0)

允许RUN中写入:勾选

TCP生存确认设置:使用KeepAlive

填入IP地址,点击设置结束。

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(5) 点击打开设置按钮。

(6) 协议:TCP

打开方式:Unpassive

固定换成通信步骤:有顺序

成对开放:成对

生存确认:确认

输入本站端口号。

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对于"MCA1E Binary_Ethernet protocol"或其他三菱PLC系列的以太网设置,请参考上述配置。