基于modbus TCP实现EPICS与西门子S7 1200系列1215C PLC的通信

2024-03-23 13:04
文章标签 实现 系列 通信 tcp 1200 plc 西门子 modbus s7 epics 1215c

本文主要是介绍基于modbus TCP实现EPICS与西门子S7 1200系列1215C PLC的通信，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

PLC介绍

西门子系列PLC在国内的市场占比第一，1200系列中小型PLC，因其众多的产品序列、强大的通讯功能和丰富扩展模块，被使用在工业生产、自动化生产线、智能制造、机器人等各行各业。根据CPU的供电电源的型号和数字量输出的类型，CPU 1215 C又可以分为CPU 1215C AC/DC/RLY 、CPU 1215C DC/DC/RLY 、CPU 1215C DC/DC/DC三种型号，以CPU 1215C DC/DC/DC型号为例，第一个“DC”表示该款型号PLC的供电电源为直流24V，第二个“DC”表示PLC的数字量输入为晶体管型信号输入，且数字量输入只能是晶体管型，第三个“DC”表示PLC的数字量输出类型为晶体管型，而“RLY”表示数字量的出类型为继电器型。不同的数字量输出类型对应不同的负载和带载能力。晶体管型输出端可以做高速脉冲输出，但是流出的最大电流只有0.5A，带载能力弱；继电器型输出端子不能做高速脉冲输出，也就是继电器不能快速的开和关操作，但是继电器型输出端子流出的最大电流能到2.0A，带载能力很强。

紧凑型 CPU 1215C 带有：

3 种设备类型，带有不同的电源和控制电压。

  • 集成电源，可作为宽范围交流或直流电源（85 ~ 264 V AC 或 24 V DC）
  • 集成的 24 V 编码器/负载电流源：
  • 用于直接连接传感器和编码器。带有 400 mA 输出电流，它也可用作负载电源。
  • 14 点集成 24 V 直流数字量输入（漏电流/源电流（IEC 1 型漏电流））。
  • 10 点集成数字量输出，24 V 直流或继电器。
  • 2 点集成模拟量输入 0 ~ 10 V。
  • 2 点集成模拟量输出 0 ~ 20 mA。
  • 4 点脉冲输出 (PTO)，频率最高 100 kHz。
  • 脉冲宽度调制输出 (PWM)，频率最高 100 kHz。
  • 2 个集成以太网接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）。
  • 6 个快速计数器（3 个最大频率为 100 kHz；3 个最大频率为 30 kHz），带有可参数化的使能和复位输入，可以同时用作带有 2 点单独输入的加减计数器，或用于连接增量型编码器
  • 通过附加通信接口扩展，例如，RS485 或 RS232
  • 通过信号板使用模拟或数字信号直接在 CPU 上扩展（保持 CPU 安装尺寸）
  • 通过信号模块使用各种模拟量和数字量输入和输出信号扩展。
  • 可选存储器扩展（SIMATIC 存储卡）。
  • PID 控制器，具有自动调谐功能。
  • 集成实时时钟。

PLC程序准备：

1、数据块1：modbus tcp通信配置，设置如下

2、数据块2：数据类型转换，设置如下：

3、梯形图程序，如下：

1）设置modbus tcp服务器端：

2） 数据转换：

从IW64获取第一路模拟量输入，将其转成工程量，放入保持寄存器中。

从IW66获取第二路模拟量输入，将其转成工程量，放入保持寄存器中。 

 从保持寄存器获取要设定的工程值，将其转成模拟值，写入第一路模拟输出地址QW64

 从保持寄存器获取要设定的工程值，将其转成模拟值，写入第二路模拟输出地址QW66

EPICS程序准备

所需安装的EPICS 模板

由于EPICS模块之间的依赖关系，需要以下4个模块：

base, seq , ipac ,asyn, modbus

IOC建立过程

先创建一个项目目录，在其下用makeBaseApp工具创建一个IOC应用程序的框架，编辑configure/RELEASE文件，添加本IOC依赖的模块，在程序src下Makefile中添加所依赖的库文件和源文件； 在Db文件下添加模板文件：

configure/RELEASE：
...
SUPPORT=/usr/local/EPICS/synApps/support# If using the sequencer, point SNCSEQ at its top directory:
#SNCSEQ = $(MODULES)/seq-ver
ASYN=$(SUPPORT)/asyn
MODBUS=$(SUPPORT)/modbus
AUTOSAVE=$(SUPPORT)/autosave...

 xxxApp/src：

s7-1215c_DBD += asyn.dbd
s7-1215c_DBD += drvAsynIPPort.dbds7-1215c_DBD += modbus.dbd
s7-1215c_DBD += asSupport.dbd# Include dbd files from all support applications:
# #s7-1215c_DBD += xxx.dbd
#
# # Add all the support libraries needed by this IOC
#s7-1215c_LIBS += xxx
s7-1215c_LIBS += asyn
s7-1215c_LIBS += modbus
s7-1215c_LIBS += autosave

xxxApp/Db：

bi_bit.template：用于按位读取PLC的输入输出点

record(bi,"$(P)$(R)BI$(N)") {field(DTYP,"asynUInt32Digital")field(INP,"@asynMask($(PORT) $(OFFSET) 0x1)")field(SCAN,"$(SCAN)")field(ZNAM,"$(ZNAM)")field(ONAM,"$(ONAM)")field(ZSV,"$(ZSV)")field(OSV,"$(OSV)")
}

  bo_bit.template：用于按位写PLC的输出点。

record(bo,"$(P)$(R)BO$(N)") {field(DTYP,"asynUInt32Digital")field(OUT,"@asynMask($(PORT-QO) $(OFFSET) 0x1)")field(ZNAM,"$(ZNAM)")field(ONAM,"$(ONAM)")
}record(bi,"$(P)$(R)BO$(N)_RBV") {field(DTYP,"asynUInt32Digital")field(INP,"@asynMask($(PORT-QI) $(OFFSET) 0x1)")field(SCAN,"$(SCAN)")field(ZNAM,"$(ZNAM)")field(ONAM,"$(ONAM)")
}

float32_2words_in.template：用于读取读取模拟输入的电压值 

record(ai, "$(P)$(R)VOLTAGE$(N)") {field(DTYP,"asynFloat64")field(INP,"@asyn($(PORT) $(OFFSET))FLOAT32_BE")field(HOPR,"$(HOPR)")field(LOPR,"$(LOPR)")field(PREC,"$(PREC)")field(SCAN,"$(SCAN)")field(EGU, "V")
}

float32_2words_out.template：用于设置输出电流值

record(ao, "$(P)$(R)CURRENT$(N)") {field(DTYP,"asynFloat64")field(OUT,"@asyn($(PORT-CO) $(OFFSET))FLOAT32_BE")field(HOPR,"$(HOPR)")field(LOPR,"$(LOPR)")field(PREC,"$(PREC)")field(EGU, "mA")
}record(ai, "$(P)$(R)CURRENT$(N)_RBV") {field(DTYP,"asynFloat64")field(INP,"@asyn($(PORT-CI) $(OFFSET))FLOAT32_BE")field(HOPR,"$(HOPR)")field(LOPR,"$(LOPR)")field(PREC,"$(PREC)")field(SCAN,"$(SCAN)")field(EGU, "mA")
}

回到此IOC的顶层目录，编译以上代码，生产IOC程序。

5、编辑启动目录，添加模板替换文件，编辑启动脚本st.cmd:

1）添加的实例化文件如下：

1）qb.substitutions：实例化10个bo记录，用于写，分别写一个位到PLC的输出点Q0.0~Q0.7，Q1.0-Q1.1。

file "../../db/bo_bit.template" { pattern
{P,             R,            N,          PORT-QO,    ,PORT-QI       OFFSET,             ZNAM,           ONAM,        SCAN}
{S7-1215C:,   BIT:,           00               QB-O,     QB-I            0,               Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           01               QB-O,     QB-I            1,               Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           02               QB-O,     QB-I            2,              Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           03               QB-O,     QB-I            3,              Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           04               QB-O,     QB-I            4,              Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           05               QB-O,     QB-I            5,              Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           06               QB-O,     QB-I            6,              Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           07               QB-O,     QB-I            7,              Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           10               QB-O,     QB-I            8,              Low,            High,      "I/O Intr"}
{S7-1215C:,   BIT:,           11               QB-O,     QB-I            9,              Low,            High,      "I/O Intr"}
}

2） ib.substitutions：实例化14个bi记录，用于读取，分别读取一个位到PLC的输出点I0.0~I0.7，I1.0~I1.5。

file "../../db/bi_bit.template" { pattern
{P,        R,                 N,         PORT,         OFFSET,   ZNAM,   ONAM,  ZSV,       OSV,    SCAN}
{S7-1215C:,    BIT:,         00       IB,     0,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         01       IB,     1,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         02       IB,     2,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         03       IB,     3,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         04       IB,     4,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         05       IB,     5,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         06       IB,     6,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         07       IB,     7,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         10       IB,     8,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         11       IB,     9,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         12       IB,    10,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         13       IB,    11,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         14       IB,    12,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    BIT:,         15       IB,    13,        Low,    High,  NO_ALARM,  MAJOR,  "I/O Intr"}
}

3）voltages.substitutions：实例化2个ai记录，这两个实例将分别从PLC的两路电压模拟量输入。

file "../../db/float32_2words_in.template" { pattern
{P,             R,      N      PORT,         OFFSET , HOPR,   LOPR ,   PREC ,SCAN}
{S7-1215C:,    AI:      0     VIN,             0 ,       10,    0  ,3 , "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    AI:      1     VIN,             2 ,       10,    0  ,3 , "I/O Intr"}
}

4）currents.substitutions：实例化两个ao记录，用于分别设置PLC的两路电流模拟输出。

file "../../db/float32_2words_out.template" { pattern
{P,             R,   , N   PORT-CO, PORT-CI         OFFSET,   HOPR,   LOPR, ,   PREC, SCAN}
{S7-1215C:,    AO:,    0      IOUT        IIN,            0 ,        20,    0,  3 ,   "I/O Intr"}
{S7-1215C:,    AO:,    1      IOUT        IIN,            2 ,        20,    0,  3 ,   "I/O Intr"}
}

编辑st.cmd文件：

#!../../bin/linux-aarch64/s7-1215c#- You may have to change s7-1215c to something else
#- everywhere it appears in this file< envPathscd "${TOP}"## Register all support components
dbLoadDatabase "dbd/s7-1215c.dbd"
s7_1215c_registerRecordDeviceDriver pdbbasedrvAsynIPPortConfigure("S1215C","192.168.3.217:502",0,0,1)
modbusInterposeConfig("S1215C",0 ,2000,0)# func code = 5 按位写线圈
drvModbusAsynConfigure("QB-O",   "S1215C", 1, 5,  0, 10 , 0, 1000, "QB-O")
# func code = 1 按位读线圈
drvModbusAsynConfigure("QB-I",   "S1215C", 1, 1,  0, 10 , 0,   500, "QB-I")# func code = 2 按位读取离散输入
drvModbusAsynConfigure("IB", "S1215C", 1, 2,  0, 14 , 0,   500, "IB")# func code = 3 按字读取保持寄存器
drvModbusAsynConfigure("VIN",    "S1215C", 1 , 3,  0, 4  , 0, 500, "VIN")# func code = 3 按字读取保持寄存器
drvModbusAsynConfigure("IIN",    "S1215C", 1 , 3,  4, 4  , 0, 500, "IIN")# func code = 6 按字写入保持寄存器
drvModbusAsynConfigure("IOUT",   "S1215C", 1,  6,  4, 4  , 0,  1000, "IOUT")
## Load record instances
#dbLoadRecords("db/s7-1215c.db","user=orangepi")cd "${TOP}/iocBoot/${IOC}"
dbLoadTemplate("qb.substitutions")
dbLoadTemplate("ib.substitutions")
dbLoadTemplate("voltages.substitutions")
dbLoadTemplate("currents.substitutions")
iocInit

IOC程序启动以及测试

在IOC启动目录下，程序启动命令：../../bin/linux-aarch64/s7-1215c st.cmd

dbl查看所有加载的记录。

S7-1215C:AI:VOLTAGE0
S7-1215C:AI:VOLTAGE1
S7-1215C:AO:CURRENT0_RBV
S7-1215C:AO:CURRENT1_RBV
S7-1215C:AO:CURRENT0
S7-1215C:AO:CURRENT1
S7-1215C:BIT:BO00_RBV
S7-1215C:BIT:BO01_RBV
S7-1215C:BIT:BO02_RBV
S7-1215C:BIT:BO03_RBV
S7-1215C:BIT:BO04_RBV
S7-1215C:BIT:BO05_RBV
S7-1215C:BIT:BO06_RBV
S7-1215C:BIT:BO07_RBV
S7-1215C:BIT:BO10_RBV
S7-1215C:BIT:BO11_RBV
S7-1215C:BIT:BI00
S7-1215C:BIT:BI01
S7-1215C:BIT:BI02
S7-1215C:BIT:BI03
S7-1215C:BIT:BI04
S7-1215C:BIT:BI05
S7-1215C:BIT:BI06
S7-1215C:BIT:BI07
S7-1215C:BIT:BI10
S7-1215C:BIT:BI11
S7-1215C:BIT:BI12
S7-1215C:BIT:BI13
S7-1215C:BIT:BI14
S7-1215C:BIT:BI15
S7-1215C:BIT:BO00
S7-1215C:BIT:BO01
S7-1215C:BIT:BO02
S7-1215C:BIT:BO03
S7-1215C:BIT:BO04
S7-1215C:BIT:BO05
S7-1215C:BIT:BO06
S7-1215C:BIT:BO07
S7-1215C:BIT:BO10
S7-1215C:BIT:BO11

控制和监控窗口如下：

结论

通过EPICS modbus模块通过modbus tcp协议能够实现对PLC输入映像区和模拟输入区的读取和对输出映像区和模拟量输入输出的读写。

这篇关于基于modbus TCP实现EPICS与西门子S7 1200系列1215C PLC的通信的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/838387。

相关文章

mybatis执行insert返回id实现详解

mybatis执行insert返回id实现详解

《mybatis执行insert返回id实现详解》MyBatis插入操作默认返回受影响行数,需通过useGeneratedKeys+keyProperty或selectKey获取主键ID,确保主键为自... 目录 两种方式获取自增 ID：1. ​​useGeneratedKeys+keyProperty（推
阅读更多...
Spring Boot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤

Spring Boot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤

《SpringBoot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤》本文介绍如何在SpringBoot项目中集成Druid数据库连接池,包括环境搭建、Maven依赖配置、SpringBoot配置文件... 目录1. 引言1.1 环境准备1.2 Druid介绍2. 配置Druid连接池3. 查看Druid监控
阅读更多...
Linux在线解压jar包的实现方式

Linux在线解压jar包的实现方式

《Linux在线解压jar包的实现方式》：本文主要介绍Linux在线解压jar包的实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录linux在线解压jar包解压 jar包的步骤总结Linux在线解压jar包在 Centos 中解压 jar 包可以使用 u
阅读更多...
c++ 类成员变量默认初始值的实现

c++ 类成员变量默认初始值的实现

《c++类成员变量默认初始值的实现》本文主要介绍了c++类成员变量默认初始值,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录C++类成员变量初始化c++类的变量的初始化在C++中，如果使用类成员变量时未给定其初始值，那么它将被
阅读更多...
Qt使用QSqlDatabase连接MySQL实现增删改查功能

Qt使用QSqlDatabase连接MySQL实现增删改查功能

《Qt使用QSqlDatabase连接MySQL实现增删改查功能》这篇文章主要为大家详细介绍了Qt如何使用QSqlDatabase连接MySQL实现增删改查功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴... 目录一、创建数据表二、连接mysql数据库三、封装成一个完整的轻量级 ORM 风格类3.1 表结构
阅读更多...
基于Python实现一个图片拆分工具

基于Python实现一个图片拆分工具

《基于Python实现一个图片拆分工具》这篇文章主要为大家详细介绍了如何基于Python实现一个图片拆分工具,可以根据需要的行数和列数进行拆分,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 简单介绍先自己选择输入的图片，默认是输出到项目文件夹中，可以自己选择其他的文件夹，选择需要拆分的行数和列数，可以通过
阅读更多...
Python中将嵌套列表扁平化的多种实现方法

Python中将嵌套列表扁平化的多种实现方法

《Python中将嵌套列表扁平化的多种实现方法》在Python编程中,我们常常会遇到需要将嵌套列表（即列表中包含列表）转换为一个一维的扁平列表的需求,本文将给大家介绍了多种实现这一目标的方法,需要的朋... 目录python中将嵌套列表扁平化的方法技术背景实现步骤1. 使用嵌套列表推导式2. 使用itert
阅读更多...
Python使用pip工具实现包自动更新的多种方法

Python使用pip工具实现包自动更新的多种方法

《Python使用pip工具实现包自动更新的多种方法》本文深入探讨了使用Python的pip工具实现包自动更新的各种方法和技术,我们将从基础概念开始,逐步介绍手动更新方法、自动化脚本编写、结合CI/C... 目录1. 背景介绍1.1 目的和范围1.2 预期读者1.3 文档结构概述1.4 术语表1.4.1 核
阅读更多...
在Linux中改变echo输出颜色的实现方法

在Linux中改变echo输出颜色的实现方法

《在Linux中改变echo输出颜色的实现方法》在Linux系统的命令行环境下,为了使输出信息更加清晰、突出,便于用户快速识别和区分不同类型的信息,常常需要改变echo命令的输出颜色,所以本文给大家介... 目python录在linux中改变echo输出颜色的方法技术背景实现步骤使用ANSI转义码使用tpu
阅读更多...
Python使用python-can实现合并BLF文件

Python使用python-can实现合并BLF文件

《Python使用python-can实现合并BLF文件》python-can库是Python生态中专注于CAN总线通信与数据处理的强大工具,本文将使用python-can为BLF文件合并提供高效灵活... 目录一、python-can 库：CAN 数据处理的利器二、BLF 文件合并核心代码解析1. 基础合
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2