1、设备简介

本设备构件用于MCGS操作和读写西门子S7_400 系列PLC设备的各种寄存器的数据或状态。本构件使用西门子CP443-1以太网通讯模块将S7400系列PLC连接入以太网中，方便快速的和PLC通讯(本设备构件也同时支持通过CP343-1 IT以太网通讯模块和S7300系列CPU单元通讯，本帮助文档以S7400CPU单元和CP443-1为例介绍设备构件的设置和使用过程，CP343-1 IT及S7300系列设置过程和下面的描述类似)。

支持的S7-400 CPU类型：CPU412、CPU412-2、CPU413、CPU413-2、CPU414-1、CPU414-2、CPU414-3、CPU416-1/2/3、CPU417-4、CPU417-4H。

2、硬件连线

将CP443-1提供两个网络连接界面，TP界面和AUI/ITP界面，一般情况下使用TP 8针RJ45母头连接口，用网络对调线将其和上位机网卡连接起来就完成了CP443-1硬件接线工作。

西门子CP443-1以太网通讯模块支持标准的TCP/IP协议，只要将其连入以太网中，其他以太网上的结点就可以通过TCP/IP协议访问这一台连接了CP443-1的S7400 PLC。

3、使用前的准备

在使用CP443-1以太网通讯模块和S7400PLC进行通讯之前需要对您使用的系统用STEP 7进行正确的硬件组态。还需要对CP443-1模块进行简单的通讯参数

设置。

1， 您安装的STEP 7必须是V5.1+Service Pack2或更高版本，如下图：

2， 确认您已经安装IE SOFTNET S7和IE SOFTNET PG（这两个组件可以从SIMATIC SOFTNET光盘里安装，SIMATIC SOFTNET光盘可以从西门子公司获得），如下图：

3， 打开 控制面板-> Set PG/PC Interface 图标，确认在 Interface Parameter Assignment 列表中可以找到和您的网卡设备名对应的TCP/IP连接项。

4、硬件组态

根据您的S7400PLC系统具有的不中不同的功能模块配置，利用STEP 7对系统进行正确的硬件组态，下面以笔者的系统为例，对硬件组态的过程进行简单的介绍。

笔者系统：

机架：Rack UR2 6ES7400-1JA01-0AA0

电源模块：PS 407 10A 407-0KA01-0AA0

CPU模块：CPU 412-2 412-2XG00-0AB0

以太网通讯模块：CP 443-1 443-1EX11-0XE0

DI模块（两个）：DI 32×DC24V 421-1BL01-0AA0

本系统中机架共有九个插槽，电源模块占用1、2两个插槽，CPU模块占用3号插槽，两个DI模块分别占用4、5两个插槽，以太网通讯模块占用6号插槽。硬件安装完成后请打开STEP7，按下面的提示按步骤进行：

1，单击菜单File->New生成一个新工程

键入新工程名 MyProject ，单击 OK

此时STEP7为您新建了一个空工程如下图，用鼠标右键单击窗口左边工程树中MyProject工程文件夹，在弹出菜单中选择Insert New Object->SIMATIC 400 Station。

在新的SIMATIC 400（1）工程文件夹建立后，双击窗口右边的Hardware硬件配置图标。

2，经过上面步骤1，现在进行硬件组态工具 HW Config，选择窗口左边设备选择树中的SIMATIC 400项并将它展开，下面的文件夹中包含400PLC对应的各类功能模块，下面的工作就是要从这些设备文件夹中选择和您的系统硬件相匹配的设备进行硬件组态，并最终将组态信息下载到PLC的CPU单元中。

首先对机架进行组态，从设备文件夹RACK-400中选择和我们的硬件完全匹配的设备（所选设备的具体信息在窗口的左下角显示）并双击加入它。如下图所示，窗口右边会出现上下两个列表，让我们关注下方较大的列表，列表第一列有9行，代表机架上的Slot1—Slot9。

现在让我们对电源模块进行硬件组态，单击鼠标选中右下方槽号列表中的槽号一所在行，然后从窗口左边设备树SIMATIC 400->PS-400->Standard PS-400中选择和硬件匹配的设备并双击它，设备就会被自动加入窗口右下方的机架槽号列表。

接下来我们对CPU单元进行组态，在找到正确的CPU设备及对应的设备版本后双击设备，此时会弹出一个配置PROFIBUS Interface DP的窗口，除非您不想使用MPI方式和PLC进行通讯，而是想使用CPU单元提供的DP口同STEP7进行通讯，否则的话直接单击 确定 ，将CPU单元添加到右下方的槽号列表中。

接下来把两个DI模块添加到机架槽号列表中

最后让我们添加CP443-1以太网通讯模块，在添加过程中会弹出一个 Ethernet interface CP443-1 设置窗口，这里我们需要对CP443-1模块进行一些简单的设置。

单击 New… 按钮，会弹出下面所示的窗口用于建立一个新的以太网连接并分派到模块CP443-1上，直接按 确定 按钮即可。

接下来对CP443-1模块的IP地址和子网掩码进行设置，注意：CP443-1模块的IP地址必须设置成同上位机处于同一个子网，即四段点分IP表示法中前三段IP要和上位PC机的相同，例如，笔者使用的机器IP：200.200.200.82，则可以将CP443-1模块IP设定成200.200.200.1—200.200.200.254之间的值，当然，设置的IP不能和网络中其它机器IP相同，以免通讯冲突。子网掩码设置为255.255.255.0即可。最后单击 确定。

此时系统所有的硬件设备组态工作完成，可以单击菜单 Station->Save and Compile 将组态结果保存并编译。

最后将编译后的组态信息下载到PLC，因为在下载时基于CP443-1的以太网连接还不能使用，一般通过MPI方式将组态信息下载到PLC。

使用MPI方式和PLC通讯又可以分为以下两种方式：1、使用西门子MPI串口专用电缆通过PC机串口和西门子PLC进行通讯。

2、使用西门子CP 5611卡与PLC进行通讯。下面依次对这两种通讯方式进行介绍：

方式一：先使用Set PG/PC Interface工具选择PC Adapter（MPI）项。

单击Properties…，弹出下面的属性窗口，传送速率选择19.2 Kbps。

设置当前使用的串口，用西门子专用MPI通讯电缆连接CPU单元的MPI通讯口和指定的上位机串口。

单击Select…按钮选择 PC Adapter(MPI)并确认。

单击 确定。

方式二：先使用Set PG/PC Interface工具选择CP5611（MPI）项。

单击 Properties… 传输速率选择 187.5 Kbps，其余参数不用修改。

单击 Diagnostics… 进入Hardware页点击 Test键可以测试CP5611是否正常工作。进入PROFIBUS/MPI Network Diagnostics页点击 Test 键可以测试通讯是否畅通。

单击Select…按钮选择 CP5611(MPI)并确认。

单击 确定。

以上过程顺利完成就可以通过MPI方式让STEP7和PLC进行通讯了。

开始下载组态后，会弹出 Select Target Module 窗口让您选择目标下载模块，按默认选择CPU模块即可，单击 OK 确认，之后的下载过程可能还会弹出几个对话框，一路选择 OK 确认即可。（注意：下载硬件组态信息会将CPU单元中原来的配置信息覆盖掉！）

3，经过前面两个步骤的设置，以太网连接现在应该可以正常使用了，再次使用 Set PG/PC Interface 工具选择和您本机网卡设备对应的TCP/IP连接，并切换到以太网连接通讯模式。

至此STEP7和PLC可以通过CP443-1建立以太网连接并与CPU模块进行通讯了。

5、设备构件的使用

注意：如上图所示，本设备构件为一独立设备，直接添加即可，不用加挂在任何父设备之下。

设备名称：可根据需要来对设备进行重新命名，但不能和设备窗口中已有的其它设备构件同名。

最小采集周期：运行时，MCGS对设备进行操作的时间周期，单位为毫秒，一般在静态测量时设为1000ms，在快速测量时设为200ms。

TCP/IP通讯延时：MCGS等待应答帧的延时时间，视网络的情况而定，大多情况可以使用默认值。如果此属性值过小会导致通讯中断。

重建TCP/IP连接等待时间（S）：MCGS重建TCP/IP连接的等待时间，以秒为单位。视网络的情况而定，强烈建议用户使用默认值。

初始工作状态：用于设置设备的起始工作状态，设置为启动时，在进入MCGS运行环境时，MCGS即自动开始对设备进行操作，设置为停止时，MCGS不对设备进行操作，但可以用MCGS的设备操作函数和策略在MCGS运行环境中启动或停止设备。

机架号[Rack]：一般情况下都为0，用户不用修改。

槽号[Slot]：CPU模块所在的槽号，一般情况下CPU所占的槽号在电源模块之后，为2或者3号槽。属性默认值为3，实际使用时应该按实际情况设置。

本地IP地址：填写上位PC机的IP地址。

本地端口号：建议使用3000以上的端口号。（注意不要使用1024以下的端口号，这些端口号为系统保留端口）

远端IP地址：填写CP443-1以太网通讯模块绑定的IP，也就是硬件组态是设定的IP地址。

远端端口号：填写102，使用默认值即可。

内部属性：内部属性用于设置PLC的读写通道，以便后面进行设备通道连接，从而把设备中的数据送入实时数据库中的指定数据对象或把数据对象的值送入设备指定的通道输出。

西门子S7_400 PLC设备构件把PLC的通道分为只读，只写，读写三种情况，只读用于把PLC中的数据读入到MCGS的实时数据库中，只写通道用于把MCGS实时数据库中的数据写入到PLC中，读写则可以从PLC中读数据，也可以往PLC中写数据。当第一次启动设备工作时，把PLC中的数据读回来，以后若MCGS不改变寄存器的值则把PLC中的值读回来。若MCGS要改变当前值则把值写到PLC中，这种操作的目的是，用户PLC程序中有些通道的数据在计算机第一次启动，或计算机中途死机时不能复位，另外可以节省变量的个数。

本设备构件可操作PLC的： I输入映象寄存器(位操作只读) ；Q输出映象寄存器(位操作，可读可写)； M位存储器(位操作，可读可写)；V变量存储器(字节，字，双字，可读可写)。

本设备构件中的设备通道指的是PLC中继电器区的1位,寄存器中的1个字节,2个字节或4个字节，通过建立这些设备通道和MCGS实时数据库中数据对象的连接，从而做到对PLC中继电器区的读和写。PLC中继电器区的1位只能和实时数据库中开关型数据对象建立连接，而寄存器区的1个字节8bit，2个字节16 Bit或4个字节32 Bit和实时数据库中数值型数据对象建立连接，具体操作方法如下：

<1>.按“增加通道”按钮，弹出增加通道窗口，在该窗口中

1：选择要对PLC中的那个继电器区或寄存器区进行操作即选择通道类型

2：选择是只读，只写，还是读写，默认是只读

3：指定操作该继电器区或寄存器区的什么地方即输入通道地址

4：位操作时指定操作该通道地址中的那一位(0-7)

5：设置一次连续增加多少个PLC通道。

注意：对数据位的位数说明：对I，Q，M操作只有位操作。对V寄存器有DB块号，字节，字，双字（其中字节、字、双字有无符号和有符号两种），浮点，码制有BCD码，二进制码，浮点数。关于码制的选择应该根据PLC中的数据存储方式相对应，例如，假设PLC中VB100到VB200的数据是以BCD码的方式存储，在使用本设备时，通道的增加也必须增加8位的BCD码，其他情况类似。

对增加V区通道命名解释如下：

DB2:BUB0中，冒号前的DB2说明数据位于第二个数据块中，BUB、BB、BD等数据类型符号含义见下表：

数据类型标识符

长度（单位：字节）

含义

数值范围（10进制数）

BUB

1

无符号8位二进制数

0 ~ 255

BB

1

有符号8位二进制数

-128 ~ +127

BD

1

8位 2位BCD码

0 ~ 99

WUB

2

无符号16位二进制数

0 ~ 65535

WB

2

有符号16位二进制数

-32768 ~ +32767

WD

2

16位 4位BCD码

0 ~ 9999

DUB

4

无符号32位二进制数

DB

4

有符号32位二进制数

DD

4

32位 8位BCD码

DF

4

32位 浮点数

数据类型标识符

长度（单位：位）

含义

备 注

BT00

1

当前字节中第0位

左边这七个位数据类型标识符在读、写设备命令中作为数据类型使用。BT00表示当前地址字节中的最低位，BT07表示当前地址字节中的最高位。

BT01

1

当前字节中第1位

BT02

1

当前字节中第2位

BT03

1

当前字节中第3位

BT04

1

当前字节中第4位

BT05

1

当前字节中第5位

BT06

1

当前字节中第6位

BT07

1

当前字节中第7位

数据类型标识符后的数字为数据在DB数据块中的地址（地址按字节计算）。

<2>.按“删除一个”按钮，可以删除已建立连接的PLC通道。

<3>.按“全部删除”按钮，可以删除全部建立连接的PLC通道。

<4>.按“索引拷贝”按钮，可以在当前选定通道的基准上，按顺序索引的原则，增加一个新的PLC通道。

<5>.本设备构件只能读写I，Q，M，V区，对SM，T，C，AI，AQ，HC的操作请使用V或M来倒换一下。这样做的目的是提高稳定性和速度。

设备调试

设备调试在构件属性窗口的“设备调试”属性页中进行，以检查和测试本构件和PLC的通讯连接工作是否工作。

设备命令

本设备构件提供了2个特定的设备命令，用于读写PLC中指定的继电器区或寄存器区中的任何一个通道。由于设备命令的优先级最高，所以可以提高速度，尤其对写通道。这些设备命令的格式如下：

对于I，Q，M三个寄存器区，设备命令格式为

Read(寄存器名，地址，数据类型=数据存放变量)

Write(寄存器名，地址，数据类型=数据存放变量)

其中寄存器名为：I ，Q，M

对于V寄存器区，设备命令格式为

Read(寄存器名及DB块号，地址，数据类型=数据存放变量)

Write(寄存器名及DB块号，地址，数据类型=数据存放变量)

其中 寄存器名及DB块号 的格式举例如下：

V:DB2 代表2号DB块。

V:DB10 代表10号DB块。

以上设备命令中的“寄存器名”、“寄存器名及DB块号”、“数据类型”等参数都是MCGS字符型变量或具体的字符，其余参数是MCGS数值型变量或具体的数值。

寄存器地址意义：位操作时为xx.0—xx.7如1.2, 3.7, 12.6 等,字节操作时为写12，表示操作BUB12,字操作时：写13，表示操作WUB13对应内存中的BUB13,14,双字操作时：写5，表示操作DUB5对应内存中的BUB5，6，7，8。

数据存放变量意义：读操作时把读回来的数据放入该变量中。写操作时，存放要写的数据，该参数也可以不是变量，而是具体的数据

Read(Q,0,BT00=Value) 读Q0.0的值并存放到变量Value中。

Write(Q,0,BT07=Value) 将变量Value中的值写到Q0.7中去。

以上两例中Value为一开关型变量

Read(V:DB2,10,BUB=Value) 读DB2:BUB10中的值并存放到变量Value中。

Write(V:DB2,10,BUB=Value) 将变量Value中的值写到DB2:BUB10中去。

以上两例中Value为一数值型变量。

本设备构件提供的设备命令可在“设备操作”策略构件的“执行指定设备命令”处输入调用；也在脚本程序内输入调用：

!SetDevice(设备名，6，“Write(Q,0,BT01=1)”)。Q0.1寄存器置1

!SetDevice(设备名，6，“Write(V:DB2,6,BB6=123)”)。令寄存器V的2号DB块地址为6的存储器值置为123。

6、常见故障分析

1． 通讯不成功的故障

a、检查PLC是否上电。

b、使用操作系统提供的Ping命令，检查PLC的TCP/IP连接是否正常。

如果用编程软件能连通，而用MCGS设备构件不能连通则和我们技术部联系。

2． 通讯不可靠的故障

若通信状态时而为0，时而为1，表示通信不可靠，常见的原因是以太网的通讯质量较差。如果可以确定不是上述原因请和我们技术部联系。

注意：使用本构件时，当PLC在STOP、RUN两个状态间切换时会导致通讯的短时间中断，设备驱动会自动按设定的时间重连并恢复连接（大约耗时5 秒）。