基于路由器的S7-300无线通信的两种方法

马强，陈白宁，王海，缪勇

(沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159)

0 引 言

随着PLC的发展, PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到了广泛的应用。但是在实际的生产中，通常会出现这样的情况，几个PLC间需要通信，但是现场的工作条件又不允许PLC之间用通信电缆，而且如果采用长距离的无线通信模块，则不仅让成本大大增加，而且因为长距离通信的不稳定性，对整个系统的可控性也会造成一定的影响。因此，采用一种距离短、通信佳的联网方式就显得很重要。

随着通信技术的蓬勃发展，以路由器为基础的以太网的发展为解决这一问题提供了契机，以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点[1]。能否把以上两者结合形成一个解决方案呢？本文就这一问题进行深入研究。

1 通过路由器的以太网通信

现以两套S7-300通过路由器进行以太网的通信为例，来说明多套PLC之间通过路由器进行以太网通信的可行性和优点。路由器是一种工作在网络层，通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的装置[2]。它支持内部网关协议,与其他同一自治域中的路由器交换路由信息及可达性信息,支持外部网关协议与其他自治域交换拓扑信息。为了显示一般性，本文用两台不同型号的路由器为例。

1.1 硬件概述

本文所用硬件，具体如表1所示。

表1 硬件表

它们之间的连接方式如图1所示。

图1 硬件拓扑图

路由器的LAN口由网线与PLC相连，WAN口通过无线通信的方式接入以太网，以此来进行无线通信。下面具体说明设置方法。

1.2 设置方法

具体的设置方法如下：

(1)分别在路由器1与路由器2中设置 IP地址，路由器1为 192.168.1.1，路由器2为192.168.1.2。

(2)分别给路由器1、2设置DHCP的IP范围，只要保证IP不重复就行。本文为100-149与150-200，其中路由器1频道任设，本文设为6，记下路由器1的DNS与备用DNS。

(3)把路由器2的模式设置为无线中继模式，频道设为6，开启WDS功能，在下拉列表中选中路由器1的无线网名称进行连接(其他路由器输入路由器1的MAC地址进行连接)，如图2所示。

图2 路由器设置

(4)在路由器2的DHCP中设置网关为路由器1的IP，即为192.168.1.1，且把路由器1的DNS与备用DNS填入。

(5)分别给PLC1与PLC2网口分配IP地址，初次分配需用MPI连接PC端进行设置。注意此时分配的是在路由器中的局域网地址，PLC1为 192.168.1.11；PLC2为 192.168.1.9。

(6)在S7-300中进行硬件与通信的组态，组态完成画面如图3所示。

图3 网络组态

(7)建立站点1到站点2的主动连接，连接类型为S7并激活，记住ID。注意：只建立一个连接，实现单边通信，如果是双边通信，需建立两个连接，即再建一个站点2到站点1的连接。

(8)程序的编写，本文以单边通信为例。通过对SFB/FB 8“USEND”向类型为“URCV”的远程伙伴SFB/FB 发送数据。执行发送过程而不需要和SFB/FB伙伴进行协调。也就是说，在进行数据传送时不需要伙伴SFB/FB 进行确认。SFB/FB 9“URCV”从类型为“USEND”的远程伙伴SFB/FB 中异步接收数据，并把接收到的数据复制到组态的接收区域内[3]。参数设置如图4所示。

图4 FB8与FB9参数设置

其中参数ID与R_ID填写组态时的ID，发送与接收方需填写一致，SD_1处参数以M0.0为起始地址，把四个字节的数据即MB0-MB3的数据发送出去。REQ为上升沿触发该程序，把M10.7设置为周期1 s的方波信号，即让该数据发送周期为1 s。

FB9参数设置与FB8基本相同，同样设置MB0-MB3的区域为接收区,；设置M50.0为接收使能端，置1表示一直接收。

1.3 试验结果

图5 以太网通信结果

在PC端的S7-300软件内分别新建并打开两个站点的变量表，进入在线状态，对站点1的变量表进行数值修改，能够看到在站点2的变量表的相应区域状态值发生了改变。说明两个站点已经成功通过路由器建立起无线的以太网连接，如图5所示。

2 通过路由器的远程调试

通过路由器连接S7-300进行远程无线通信或监控，即可实现外网访问PLC进行调试。本文用一套S7-300的具体设置来说明。

2.1 硬件概述

本例所用硬件，依然利用上例所用的硬件，只选取里面的一个CPU进行举例。

2.2 具体设置

(1)给S7-300网口分配IP地址，初次分配需用MPI连接PC端进行设置。注意此时分配的是在路由器中的局域网地址。本次试验用的是192.168.0.11。

(2)用网线连接S7-300网口与路由器。设置PC/PG，用以检测以太网通信是否正常。

(3)保持PLC上线，在PC端设置路由器参数，因厂家不同，路由器设置界面不同。主要设置如下参数，对路由器进行端口映射，设置端口为102(不能变，为PLC端口)地址为连接的S7-300的局域网地址192.168.0.11。表示对于外网对102端口的访问，全部转到内网的192.168.0.11地址中。设置如图6所示。

图6 端口设置

然后进行DMZ设置，该设置对外网开放内网地址192.168.0.11，使得外网能够访问到内网。

(4)在远程端连接外网，在STEP7里新建空项目，上传站点到PG。此时的IP地址应填公网的IP，本次试验为10.101.0.34，确定即可将远程的无线站点下载到本地。到此即可实现对远程PLC的调试与监控。注意公网的IP为学校或公司等分配的用于连接因特网的IP地址。

2.3 试验结果

图7 远程调试结果

在远程PC端，用S7-300软件打开一个空白的工程能够在线连接到PLC，并进行调试等操作，说明了通过路由器的远程的调试可行性，调试结果如图7所示。

3 结束语

这种无线的通信方式，可以大大减少相关的布线工作，也大大减少了调试时的场地限制。本文列举了利用路由器的一对一的以太网通信，读者可试进行一对多或多对多的以太网通信，设置方法已在文中体现。列举的远程调试例子中的外网是公司或学校集团的内网，基本是满足工程要求的。若想进行英特网的远程调试，可以申请“花生壳”进行相似设置，也可以实现远程通信。