通过ETHERNET建立SIMATIC NET OPC 服务器与PLC 的S7连接
Building Up The S7 Connection Between SIMATIC NET OPC Server and PLC Via
ETHERNET Getting-started Edition(2005年5月)
摘 要 本文介绍了西门子工业控制网络SIMATIC NET以及用于ETHERNET的OPC服务器，详细讲述了通过ETHERNET建立OPC 服务器与S7 PLC 的S7连接的组态配置方法，通过在WINCC项目中建立OPC连接用以实现使用WinCC通过ETHERNET建立OPC服务器以S7连接方式访问S7 PLC并读取PLC数据的方法。 关键词 以太网；OPC 服务器；S7连接；WinCC
Key Words Ethernet; OPC Server; S7 connection; WinCC
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目 录
通过ETHERNET建立SIMATIC NET OPC 服务器与PLC 的S7连接................................................1 一．基本相关信息.................................................................................................................4 1. SIMATIC NET PC 软件简介............................................................................................4 2. 用于ETHERNET的先进PC组态..........................................................................................4 3. 用于ETHERNET的OPC服务器............................................................................................5 4. PC机的软件和硬件需求.................................................................................................5 5. SIMATIC NET软件产品性能及使用注意事项...................................................................6 二．通过ETHERNET建立OPC 服务器与S7 PLC 的S7连接（基于先进的PC组态）.....................6 1. 例子中所用的软件与硬件..............................................................................................6 2. OPC服务器与PLC S7 连接通讯的组态............................................................................6 三．在WINCC项目中建立OPC连接..........................................................................................26 四． PC站组态与OPC Server通讯过程中常见问题的解释....................................................29 五．附录－推荐网址...........................................................................................................31
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一．基本相关信息
1. SIMATIC NET PC 软件简介
SIMATIC NET 是西门子在工业控制层面上提供给您的一个开放的，多元的通讯系统。它意味着您能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATIC NET推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，这些通讯网络符合德国或国际标准，他们包括： 工业以太网 AS-I PROFIBUS PROFIBUS-PA
SIMATIC NET系统包括：
传输介质，网络配件和相应的传输设备 协议和服务
连接PLC和电脑到LAN网上的通讯处理器（CP模块）
2. 用于ETHERNET的先进PC组态
先进PC组态是随SIMATIC NET V6.0以上提供的。Advanced PC Configuration代表一个PC站的全新、简单、一致和经济的调试和诊断解决方案。它可以取代以前的PC组态工具COM L S7 通过使用NCM PC V5.1+SP2或以上和STEP 7 V5.1+SP2或更高版本，一台PC 可以和在SIMATIC S7中一样进行组态，并通过网络装入。
这里提到两种组态工具NCM PC，STEP 7，区别如下： z NCM PC:
NCM PC 是随SIMATIC NET 软件光盘提供，它可以创建PC项目和打开STEP 7项目。但NCM PC组态软件不能编辑STEP 7中的S7程序块 z STEP 7:
完整版本STEP 7软件的安装是包含NCM PC的，在STEP 7硬件组态环境中即可配置PC站
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3. 用于ETHERNET的OPC服务器
OPC服务器随SIMATIC NET 软件光盘提供
OPC(OLE For Process Control，用于过程控制的OLE)的基本原理是，OPC客户应用程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口，与OPC服务器进行通讯。 OPC服务器提供：
z 数据访问接口2.05
z 报警和事件接口1.02（单一事件） z 在不同制造商自动化产品之间的标准化。 z 用于不同部件的相同的、用户友好的用户接口。 z 从工业网/广域网中每个计算机的可访问性。 z 经过客户机接口（C++）的高性能数据存取。
z 经过自动化接口（VB）或包含OCX数据控制，使用容易。 z 因特网通讯可通过XML DA接口实现。
z 变量（项目）的成组化；这样可以在很短的时间内进行大容量的数据存取。
通过OPC服务器，以下通讯访问选件可以用于Ethernet: z S7通讯
z S5兼容通讯（发送/接收） z PROFInet 4. PC机的软件和硬件需求
z
软件： SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.0 SP5 或以上版本
NCM PC V5.1+SP2或以上版本 STEP 7 V5.1+SP2或以上版本
SOFTNET-IE S7授权(CP1612或普通网卡)
S7-1613授权(CP1613)
z
硬件： CP1613或普通10/100自适应以太网卡
PC机操作系统：根据不同版本SIMATIC NET 软件来选择，如WINDOWS2000; WINDOWSXP…
z
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相关信息请点击http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/9859007 查阅SIMATIC NET软件兼容性列表。
5. SIMATIC NET软件产品性能及使用注意事项
请点击http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/15227599 查阅SIMATIC NET软件系列产品的性能数据及使用注意事项。
二．通过ETHERNET建立OPC 服务器与S7 PLC 的S7连接（基于先进的PC组态）
1. 例子中所用的软件与硬件
z
SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.2 SP1 STEP 7 V5.3 SP1 普通网卡
Softnet S7 IE授权
S7 300 CPU315-2DP，CP343-1(6GK7 343-1EX20-0XE0) 通讯协议 TCP/IP
z
z
z
z
z
2. OPC服务器与PLC S7 连接通讯的组态 ¾ 步骤一： 配置PC站的硬件机架
当SIMATIC NET软件成功安装后，在PC机桌面上可看到Station Configurator的快捷图标，同时在任务栏(Taskbar)中也会有Station Configuration Editor的图标。
图1: Station Configurator 桌面快捷图标 图2：任务栏中的图标 A&D Service & Support
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1)
通过点击图标打开Station Configuration Editor配置窗口
图2：Station Configuration Editor配置窗口
2) 选择一号插槽，点击Add按钮或鼠标右键选择添加，在添加组件窗口中选择OPC
Server点击OK即完成。
图3：添加OPC Server
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3) 同样方法选择三号插槽添加IE General
图4： 添加IE General
插入IE General后，即弹出其属性对话框。点击Network Properties，进行网卡参数配置。
图5： 网卡属性
4) 网卡的配置
点击Network Properties后，WINDOWS 网络配置窗口即打开，选择本地连接属性菜单 设置网卡参数，如IP地址，子网掩码等。步骤如图6，图7，图8。确认各步设置后，网卡 配置完成。
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图6: 本地连接
图7：网卡属性选择
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图8： 分配普通网卡参数
5) 分配PC Station名称
点击“Station Name”按钮，指定PC站的名称，这里命名为ethernetopc。点击“OK”确认即完成了PC站的硬件组态。
图9：命名PC站名称
注：Station Name并不是特指PC机本机的名称 A&D Service & Support
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¾ 步骤二：配置控制台（Configuration Console）的使用与设置
1) 配置控制台（Configuration Console）是组态设置和诊断的核心工具，用于PC硬
件组件和PC应用程序的组态和诊断。
2) 正确完成PC站的硬件组态后，打开配置控制台（startÆsimaticÆsimatic
netÆConfiguration console），可以看到所用以太网卡的模式已从PG mode切换到Configuration mode,插槽号（Index）也自动指向3。如图8。
图10 配置控制台（Configuration Console）
注： 对于Simatic Net V6.1或V6.0版本的软件，你需要在上面窗口中，手动将模块模式
（Mode of the module）从PG模式切换到组态模式（Configured mode），并设置Index号。然后再在Station Configuration Editor中添加硬件。
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3) 在Access Points设定窗口中，将S7ONLINE 指向PC internal(local)。此设定是
为PC站组态的下载做准备。
图11：PC Station配置控制台Access Point
¾ 步骤三： 在STEP 7中组态PC Station
1) 打开SIMATIC Manager，通过FileÆNew创建一个新项目，如“s7ethernetopc”。
通过InsertÆStationÆSimatic Pc Station插入一个PC站。特别注意的是，要将PC Station默认名称“SIMATIC PC Station(1)”改为与Station Configuration Editor 中所命名的Station Name名称相同，所以这里改名为“ethernetopc”。双击Configuration即可进入PC Station组态界面。
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图12： STEP 7中创建新项目与建立Simatic PC Station
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2) 在硬件组态中，从硬件目录窗口选择与已安装的Simatic net软件版本相符的硬件
插入到与在Station Configuration Editor配置的 PC硬件机架相对应的插槽中。
图13： PC Station硬件组态
3) 分配普通以太网络参数
点击IE General属性对话框中Properties按钮打开以太网接口参数设置对话框,按要求设置以太网卡的IP地址和相应的子网掩码。IP地址应与实际硬件所设以太网卡IP地址一致。（与图7中IP地址相同）并用New按钮建立一个ethernet网络。 确认所有组态参数，完成网卡设置。
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图14：以太网卡参数设置
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4) 完成PC站组件设置后，按下编译存盘按钮确定且存储当前组态配置
图15：组态的编译存盘
5) 编译无误后，点击“Configure Network”按钮，进入NetPro配置窗口。
图16：选择“Configure Network”按钮
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6) 在NetPro网络配置中，用鼠标选择OPC Server后在连接表第一行鼠标右键插入
一个新的连接或通过“Insert>New Connection”也可建立一个新连接。
图17： 插入新连接
7) 如果在同一STEP 7项目中，所要连接的PLC站已经组态完成，即PLC以太网通
讯处理器（CP343-1 or CP443-1）网络已经使能，在选择“Insert New Connection”后，连接会自动创建，不需以下步骤的设置，仅需确认连接属性即可。如果在项目中没有所要连接的对象（如本例），你必须在“Insert New Connection”对话框中，选择“Unspecified”作为连接对象，并在连接属性中选择S7 connection。点击OK确认。
图18：在网络配置（NetPro）中添加新连接
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8) 在S7 连接属性对话框中，将所要连接PLC以太网通讯处理器(CP343-1 or
CP443-1)IP地址填入到图19标注的 Partner、Address对应空白框中。然后选择“Address Details”按钮，对地址进行进一步设置。所要设置的参数是机架和插槽号（Rock/Slot）。如果连接对象是S7 300 PLC，则机架和插槽号分别为0，2。如是S7 400 CPU，要根据实际机架和插槽号来设置。设置完成后点击OK确认。
注：Slot是指CPU所在插槽号。
图19：S7 连接属性与连接地址
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9) 确认所有配置后，已建好的S7连接就会显示在连接列表中。点击编译存盘按钮
或选择Network>Save and Compile，如得到No error的编译结果，则正确组态完成。这里编译结果信息非常重要，如果有警告信息（Warning）显示在编译结果对话框中，这仅仅是一条信息。但如果有错误信息（error Message），说明组态不正确，是不能下载到PC Station中的。
图20： 组态编译存盘
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¾ 步骤四：组态下载
1) 完成PC站组态后，即可在NetPro窗口点击功能按钮栏中下载按钮将组态下载到PC站
中。需注意的是，下载过程中会删除已有相关组件的数据，新的组态数据将被下载到PC机。点击OK执行下载。
图21：组态下载
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2) 下载完成后，可以打开Station Configuration Editor窗口检查组件状态。下图为
正确状态显示画面。OPC Server插槽Conn一栏一定要有连接图标，此项说明连接激活。（Simatic Net 软件版本V6.1或V6.0版本无此状态栏）
图22： PC Station运行状态
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¾ 步骤五：数据通讯的测试－OPC Scout
OPC Scout 工具随Simatic Net软件一起提供，当完成PC Station组态下载后，可用此工具进行OPC Server 和PLC的数据通讯测试。
1) 打开OPC Scout,（Start>SIMATIC>SIMATICNet>OPC Scout），如图21双击“OPC
SimaticNet”在随之弹出的“ADD Group”对话框中输入组名，本例命名为“OPC_ETHERNET”。点击OK确认。
图23： 在OPC Scout中添加一个组“OPC_ETHERNET”
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2) 双击已添加的连接组（OPC_ETHERNET），即弹出“OPC Navigator”对话框，此窗
口中显示在Configuration Console所激活的连接协议。双击“S7”，在PC Station组态NetPro中所建的连接名会被显示（S7 connection_1）。双击此连接，即可出现有可能被访问的对象树（objects tree），在PLC CPU中已存在的DB块也会出现。
图24：Objects in the OPC Navigator
3) 双击任意所需访问的PLC数据区都可建立标签变量。这里以DB区为例。
双击DB如果所显示的DB块有红叉标记，这并无问题。只要再次双击“New Definition”，“Define New Item”对话框即被打开。可在此定义标签变量与数据类型。注：Datatype、Address、No.Value参数必须定义，No.Value是指数据长度。定义完成后，点击OK确认。
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图25： 定义条目及标签变量
4) 在“Define New Item”中点击确认后，新定义的条目即显示在OPC Navigator的
中间窗口。点击“Æ”就可将此条目移到OPC-Navigator的右侧窗口，再点击OK按钮就可将此条目连接到OPC Server.
图26： 建立定义条目与OPC Server连接
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5) 上一步确认后，所定义的条目（Item）即嵌入到OPC Scout中。如果“Quality” 显示“good”，则OPC Server与PLC的S7连接已经建立，也就意味着可以对标签变量进行读写操作。
图27：OPC Scout与OPC Server的连接
双击条目的“Value”栏，即可在“Write Value(s) to the Item(s)”窗口中对有关条目进 行写操作
图28：写操作
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三．在WINCC项目中建立OPC连接
WINCC项目可以通过OPC channel获得本机或网络上计算机的OPC Server的数据。首先，在变量管理器里面建立OPC驱动。
图29 建立新的驱动
在驱动文件夹里选择”OPC.CHN”文件，就会得到如图30所示的OPC驱动连接。
图30 OPC 驱动连接
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打开系统参数选项，在OPC条目管理器里浏览本机的OPC Server,找到我们刚才建立的SIMATIC NET OPC，添加变量，您可以用过滤器选择自己想要监控的变量，也可以在该连接下生成自己的变量，只要 图31 选择系统参数 找到前面设置好的OPC Server－OPC.SimaticNET 图32 OPC条目管理器 A&D Service & Support Page 27-31 图33 变量过滤器 图34 选择变量 A&D Service & Support Page 28-31 将OPC Scout中生成的变量引入到WINCC过程变量中去，您也可以自己生成新的变量 图35 完成OPC过程变量的添加 四． PC站组态与OPC Server通讯过程中常见问题的解释 1. 在执行PC Station 组态下载过程中，可能会出现“Cannot reach station manager”的错误信息提示，可能的原因如下： 1) Set PG/PC Interface或Configuration Console中，S7 Online Access Points 应指向PC Internal（Local）。 2) 虚拟PC站的名称与STEP 7 或NCM PC项目中建立PC站的名称不符。 3) 虚拟PC站组件（CP卡、OPC或Application）插槽号与STEP 7 或NCM PC项目组 态中的插槽号不同。 详细说明可以访问http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/12033912 2． OPC Scout的OPC-Navigator窗口中，红色的叉的含义是什么？ Simatic Net软件的OPC客户端（OPC Scout）提供了使用OPC Navigator来浏览OPC服务器的地址区域的选项。这里可以看到OPC服务器中已有地址的已知变量。如果变量还没有定义，相对应的地址图标就以红色的叉标注。只要双击“New Definition”，“Define New Item”对话框即被打开。可在此定义标签变量，当OPC A&D Service & Support Page 29-31 Server再次连接时，这些变量即被OPC接收，红叉即消失。所以红叉并不是错误信息，仅是没有定义OPC变量的提示。 详细说明可以访问http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/87637692. 软件兼容性列表 详细说明可以访问www.ad.siemens.com.cn/service , 选择技术资源中的产品支持，在英文界面的搜索引擎中，键入关键词“Compatibility list”， 即可得到相关产品兼容性的常见问题列表，您可点击所需条目进入具体内容页面下载文档。 图27： 兼容性查询 A&D Service & Support Page 30-31 五．附录－推荐网址 AS 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 客户服务与支持中心 网站首页：http://www.ad.siemens.com.cn/Service/ 专家推荐精品文档：http://www.ad.siemens.com.cn/Service/recommend.asp AS常问问题：http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/10805055/133000 AS更新信息：http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/10805055/133400 “找答案”AS版区：http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/category.asp?cid=1027 HMI 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 客户服务与支持中心 网站首页：http://www.ad.siemens.com.cn/Service/ 专家推荐精品文档：http://www.ad.siemens.com.cn/Service/recommend.asp HMI常问问题：http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/108058/133000 HMI更新信息：http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/108058/133400 “找答案”WinCC版区： http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/category.asp?cid=1032 NET 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 客户服务与支持中心 网站首页：http://www.ad.siemens.com.cn/Service/ 专家推荐精品文档：http://www.ad.siemens.com.cn/Service/recommend.asp Net常问问题：http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/10805868/133000 Net更新信息：http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/10805868/133400 “找答案”Net版区： http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/category.asp?cid=1031 A&D Service & Support Page 31-31 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容
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