西門子S7單邊通訊的應用

　　1 引言

　　2008年4月馬鋼第四鋼軋總廠開始投建kr(鐵水脫硫站)脫硫渣冷卻煙氣除塵系統，主要用于處理鐵水脫硫處理產生的大量含塵煙氣，凈化作業現場，快速冷卻脫硫渣，屬于后期工藝技術改進性環保項目。其工藝控制上需要從原1#kr脫硫站、2#kr脫硫站取4臺相關的渣罐車位置信號，來控制噴水閥和除塵閥的開閉。如果通過敷設電纜來取位置信號，勢必增加投資成本和施工的難度，綜合考慮決定采用plc通訊，直接從1#kr、2#krplc主站讀取4臺渣罐車的位置信號。

　　2 控制過程

　　在kr站，鐵水加入cao經過脫硫工藝處理后，產生的脫硫渣被耙入渣灌車，載有脫硫紅渣的渣罐車從受渣位行走到冷卻位，渣罐車上方除塵煙罩上方的除塵閥打開，設定時間到后，噴淋水閥打開，霧狀水均勻噴灑至紅渣上，產生大量的含塵煙氣，經除塵罩、除塵閥、除塵管道、由沉降室處理后排入大氣。冷卻處理設定時間到后，水閥關閉，延時1分鐘后除塵閥關閉，渣灌車行走到吊裝位，起吊，渣灌運至渣處理生產線處理，至此渣冷卻、除塵處理過程結束。從上可以看出，罐車的位置信號是控制渣冷卻、煙氣除塵處理的關鍵。如圖1所示。

　　3 通訊實現的分析

　　為獲取罐車位置信號，即相關位置限位的開關量。施工時，為了不影響kr生產，要求不改動1#、2#kr原plc硬件組態及程序，西門子s7單邊通訊恰好可以達到這一要求。kr的兩個plc主站為s7-400站，一級網絡為西門子工業以太網，脫硫渣除塵plc采用s7-300，因此，可以采用西門子plc基于工業以太網的s7單邊通訊，在建立和kr兩個主站的工業以太網通訊后，只需在調用端進行單邊通訊組態及編程，調用相關程序功能塊，即可實現從kr站讀取罐車位置信號。

　　3.1 s7單邊通訊

　　s7通信協議集成在每一個simatic s7/m7和c7的系統中，屬于osi參考模型第7層應用層的協議，它獨立于各個網絡，可以應用于多種網絡(mpi、profibus、工業以太網)。s7通信通過不斷地重復接收數據來保證網絡報文的正確。在simatic s7中，為了使位于不同通信伙伴方的sfb、fb可以互相通信，s7連接必須先進行組態，可以基于mpi、工業以太網和profibus網絡來進行組態，通過組態建立s7連接來實現s7通信。

　　只有單邊通信服務可通過單邊連接調用，只需要在客戶機一側調用相應的sfb或fb。在通信伙伴的另一方(服務器方)，完全由操作系統處理這些服務。使用單邊通信服務時，在服務器一側有新的數據到來時并不通知其中的用戶程序。用戶不需要在服務器側進行編程工作。

　　在step7中，s7通信需要調用功能塊sfb(s7-400)或fb(s7-300)，最大的通信數據可以達64kb。對于s7-400，可以使用系統功能塊sfb來實現s7通信，對于s7-300，可以調用相應的fb功能塊進行s7通信，本例只需從kr站讀取罐車的位置信號，在300端調用fb14(get)，讀取兩個kr站罐車位置數據區的數據。s7-300中fb14(get)具體管腳參數說明如表1所示。

　　4 通訊具體實現

　　4.1 硬件組態

　　脫硫s7-300plc站中通訊模塊采用cp343-1，組態完成后，建立與1#kr、2#krplc站建立物理連接，并在網絡組態畫面中添加工業以太網連接，本地ip地址設為10.68.1.18。plc組態中，進入netpro組態畫面，選中cpu模塊，在彈出的對話框中輸入通訊伙伴ip地址，和本地id號等正確的參數，1#kr、和2#kr的本地id分別為1、2，在調用fb14時，用于識別具體的通訊伙伴，在s7-連接屬性中設置成“one-way”方式，建立和1#kr和2#krplc系統的s7單邊伙伴連接，選擇激活網絡連接，在狀態欄看到綠色的小三角形點亮，說明此時s7單邊通訊常，見圖2所示。

　　4.2 通訊編程

　　在通訊模塊fc1中調用fb14(get)，建立兩個語句行，分別從1#kr、2#kr站中讀相關罐車的位置數據，如圖3所示。兩個kr站中db21.dbx110起始的兩個字節中，分別存放著4臺渣罐車的位置數據，讀出后寫入本地數據塊db230.dbd2和db230.dbd0中。w#16#1、w#16#2分別對應通訊的兩個伙伴1#kr和2#kr。req管腳每個上升沿完成一次讀寫過程。整個過程非常簡單明了，易于實現。

　　5 結束語

　　本例充分運用了西門子系列plc的特點，挖掘其潛在的功能，實現300-400plc之間的單邊通訊，無需敷設大量電纜，無需改動原系統plc硬件組態和軟件編程，避免影響生產，同時節約項目投資成本，大大降低施工難度，保證系統運行的可靠性，在類似的工程實踐中有一定的借鑒意義。