劉躍龍

摘 要：本文針對(duì)計(jì)算機(jī)與西門(mén)子S7-300系列PLC的無(wú)線(xiàn)通訊方式進(jìn)行研究，針對(duì)我礦當(dāng)前設(shè)備情況看展分析，制訂了詳細(xì)措施，又對(duì)措施進(jìn)行了分析，最終確定了詳細(xì)方案，方案的實(shí)施完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，并節(jié)約了改造升級(jí)成本。

關(guān)鍵詞：PLC通訊；ETH-MPI；STEP7無(wú)線(xiàn)通訊

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.52；TM571.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）10-0025-01

1 研究背景

西門(mén)子PLC的S7-300系列常用在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的中大型項(xiàng)目中，它們使用的編程軟件是STEP7，在編程軟件STEP7中，西門(mén)子為用戶(hù)提供了多種功能塊來(lái)方便用戶(hù)編程使用。白云鐵礦使用的WK-20電鏟、WK-10C電鏟、KY-310鉆機(jī)、PLK1300排土機(jī)、PLK4500排土機(jī)等大型設(shè)備都使用西門(mén)子S7-300系列PLC。這些大型設(shè)備都屬于移動(dòng)作業(yè)設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備體積更小，設(shè)備專(zhuān)門(mén)設(shè)置電氣室，同時(shí)也保證了電氣元件無(wú)塵、恒溫的工作環(huán)境。電氣室內(nèi)電氣柜排布緊密整齊，PLC模塊也安裝于設(shè)備的電氣室內(nèi)。

在設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)電氣故障，處理故障有時(shí)需要用計(jì)算機(jī)連接到PLC的CPU，用西門(mén)子編程軟件STEP7監(jiān)控PLC程序來(lái)查找故障，為故障處理節(jié)約時(shí)間。由于設(shè)備電氣柜排布緊密，電氣室內(nèi)供人活動(dòng)空間小，攜帶計(jì)算機(jī)進(jìn)入電氣室處理故障不方便，與操作室內(nèi)人員呼應(yīng)困難。且有時(shí)需設(shè)備運(yùn)行中監(jiān)測(cè)故障，人處于電氣室內(nèi)存在一定危險(xiǎn)性。針對(duì)此情況本人提出將計(jì)算機(jī)與PLC的連接方式改為無(wú)線(xiàn)連接。

2 方案研究

通過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)該想法可實(shí)現(xiàn)，并制定如下兩個(gè)方案：

方案一：西門(mén)子S7-300系列PLC有以太網(wǎng)通訊模塊，在以太網(wǎng)模塊上加裝無(wú)線(xiàn)路由器即可實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)連接。以太網(wǎng)通訊模塊9000元/臺(tái)，如我礦每臺(tái)設(shè)備都進(jìn)行改造成本大費(fèi)用高。如購(gòu)進(jìn)一臺(tái)隨身使用，需要每次連接時(shí)對(duì)PLC進(jìn)行硬件組態(tài)，而硬件組態(tài)還需要有線(xiàn)方式連接進(jìn)行組態(tài)，組態(tài)調(diào)試后才可實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)連接，不僅增加作業(yè)程序，而且調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，增加故障診斷時(shí)間。所以該方案不可行。

方案二：自制一個(gè)即插即用的無(wú)線(xiàn)通訊模塊?，F(xiàn)PLC的CPU通訊口為MPI信號(hào)，只需將MPI信號(hào)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號(hào)，然后通過(guò)無(wú)線(xiàn)路由器發(fā)射出無(wú)線(xiàn)信號(hào)。MP接口為CPU外部通訊接口，制作一臺(tái)可實(shí)現(xiàn)即插即用，且費(fèi)用低。方案二可設(shè)施。

3 方案實(shí)施

如果制作一個(gè)即插即用的無(wú)線(xiàn)通訊模塊需解決難題有：MPI信號(hào)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)信號(hào)模塊的選型及設(shè)置；無(wú)線(xiàn)路由器的選型及設(shè)置；計(jì)算機(jī)無(wú)線(xiàn)連接通訊STEP7的設(shè)置。

（1）MPI信號(hào)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)信號(hào)模塊的選型及設(shè)置。經(jīng)過(guò)參考對(duì)比，ETH-MPI（DP）以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器使用方便，對(duì)用戶(hù)完全透明，無(wú)需在上位機(jī)和PLC中添加任何程序，安裝后立即可以使用。

第一次使用時(shí)需對(duì)轉(zhuǎn)換器設(shè)置，將ETH_MPI（DP）與計(jì)算機(jī)用網(wǎng)線(xiàn)連接好[線(xiàn)型用交叉線(xiàn)（RJ45網(wǎng)線(xiàn)），轉(zhuǎn)換器上電，將計(jì)算機(jī)IP 地址設(shè)置為（192.168.1.100），掩碼（255.255.255.0），網(wǎng)關(guān)（192.168.1.1），最后在計(jì)算機(jī)的IE 瀏覽器中鍵入192.168.1.222就可進(jìn)入ETH_MPI（DP）的主菜單，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊[參數(shù)設(shè)置]進(jìn)入設(shè)置畫(huà)面，如圖1。

由于ETH-MPI（DP）可以自動(dòng)設(shè)置，所以你無(wú)需填寫(xiě)下邊的參數(shù)，只需修改IP值和計(jì)算機(jī)或路由器處于同一段中。

（2）無(wú)線(xiàn)路由器的選型及設(shè)置。整個(gè)無(wú)線(xiàn)通訊模塊要達(dá)到易攜帶，且電源從ETH-MPI（DP）轉(zhuǎn)換器上獲取，所以無(wú)線(xiàn)路由器選擇型號(hào)為：TP-LINK TL-WR702N。電源端安裝DC24V變DC5V小型變壓器，從轉(zhuǎn)換器取電降壓后為路由器供電。路由器上電后通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置路由器WAN口靜態(tài)IP地址（192.168.1.100），掩碼（255.255.255.0），網(wǎng)關(guān)（192.168.1.1），然后設(shè)置好無(wú)線(xiàn)網(wǎng)名稱(chēng)及密碼即可，圖2。

（3）計(jì)算機(jī)無(wú)線(xiàn)連接通訊STEP7的設(shè)置。在你的系統(tǒng)中（windows XP或windows2000）要有西門(mén)子的set the PG/PC interface（設(shè)置PG/PC接口）軟件，ETH-MPI軟驅(qū)動(dòng)才有效。ETH—MPI的驅(qū)動(dòng)在我們提供的附件里有，運(yùn)行驅(qū)動(dòng)ETH_MPI_SETUP，然后選[install安裝]，完成后，你就能在西門(mén)子的set thePG/PC interface中找到ETH-MPI（auto）、ETH-MPI、ETH-DP三個(gè)驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)，插MPI口的時(shí)候應(yīng)選擇ETH-MPI，插DP口的時(shí)候應(yīng)選擇ETH-DP，ETH-auto則可以自動(dòng)識(shí)別MPI/DP口和波特率，所以建議使用ETH-auto驅(qū)動(dòng)。

4 試驗(yàn)與應(yīng)用

制作完畢后，利用單位的PLC試驗(yàn)臺(tái)連接S7-400PLC進(jìn)行了試驗(yàn)，模塊運(yùn)行正常，無(wú)線(xiàn)通訊速率高，真正實(shí)現(xiàn)了使用即插即用無(wú)線(xiàn)通訊模塊進(jìn)行通訊。試驗(yàn)成功后將模塊投入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備使用，使用效果良好。

5 結(jié)語(yǔ)

該模塊的成功研制完全解決了作業(yè)人員在作業(yè)時(shí)遇到的空間小危險(xiǎn)等問(wèn)題，故障查找處理時(shí)，方便了作業(yè)人員與操作人員的溝通聯(lián)系。通過(guò)研制該無(wú)線(xiàn)通訊模塊，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，而且大大節(jié)約了改造升級(jí)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]羅庚興.西門(mén)子STEP7編程軟件的使用方法[J].南方金屬，2006，（05）：35-39.