C++上位软件通过Snap7开源库访问西门子S7-200/合信M226ES数据块的方法

前言

        上一篇文章中介绍了Snap7访问西门子S7-1200/S7-1500 DB块的方法，对于S7-200PLC是没有数据块访问的。S7-200PLC中Snap7只能通过访问MB块，VB块的方法进行和PLC之间的Snap7通信和数据交换。手头没有S7-200PLC故通过合信CTMC M226ES运动控制器进行测试，M226ES支持S7主站和从站协议。S7作为主站，S7-1200做为从站的通信也已经过测试。

M226ES简介

        40点总线运动控制型CPU，支持16个EtherCAT总线轴，支持8/10路*200KH运控输出，24DI/16DO晶体管漏型输出，200KB+48KB+48KB程序空间/64KB数据空间，24VDC电源，2个PP和自由通讯口可切换，1个EtherNET通讯口1个EtherCAT总线通讯口(可配置成EtherNET)，支持CAN、RS485和模拟量扩展板；支持Profinet智能从站;支持网口在线升级固件；支持C语言编程；支持Trace追踪功能；支持单轴运控(如定位、速度和回原等)功能；支持多轴多路直线/圆弧插补、连续插补、电子齿轮、电子凸轮和追飞剪功能；支持PLCopen标准指令库。

规格项目

CPU M226EM

综合特性

尺寸（宽×高×深）

196×80×62 mm

功耗

20W

程序存储器

200KB+48KB+48KB

数据存储器

64KB,永久保存

最大扩展模块数

7

最大数字量

128DI/128DO（扩展can扩展板最多640DI/640DO）

最大模拟量

32AI/32AQ（扩展can扩展板最多194AI/194AQ）

数据保存

FlashROM（永久保存）

电源特性

额定输入电压

DC24V

冲击电流

28.8VDC时12A

隔离（现场与逻辑）

无

保持时间（掉电）

10ms以上

+5V电源输出

扩展总线

1A

BD扩展板总线

200mA（有开关控制）

通信

10mA 100R电阻

传感器+24V电源输出

电压范围：20.4~28.8VDC

额定电流：300mA

纹波噪声：跟输入电源相关

隔离(传感器与逻辑)：不隔离

电源告警

电源不足15V告警，报警位SM195.1

常规特性

定时器总数

2048

1ms

36

10ms

752

100ms

1260

计数器

2048个

累加器

4个

内存存贮器位

8192位

内存存储位掉电保持时间

永久保持

局部存储区（L）

64字节独立

顺序控制继电器（S)

8192位

时间中断

2个1ms分辨率

边沿中断

10个上升沿和/或10个下降沿（I0.0，I0.7，I1.0，I1.1）

布尔量运算执行时间

≤1.5µs

浮点运算执行时间

≤6.2µs

实时时钟

内置

BD扩展板接口数

1个，支持RS485扩展板、CAN扩展板、模拟量扩展板

系统指示灯

SF指示灯（红色）

ON：系统错误，OFF：正常

DIAG指示灯（橙色）

ON：程序控制,OFF：正常

RUN指示灯（绿色）

ON：运行，OFF：停止

STOP指示灯（橙色）

ON：停止，OFF：运行

RMC指示灯（绿色）

ON：远程控制连接，OFF：远程控制断开

LNK/ACT指示（绿色）

ON：以太网连接，闪烁：传输，OFF：断开

运行开关

RUN/STOP

外接电池接口

支持，电源不足2.0V，报警位SM195.0

编程卡

支持

存储卡

支持TF卡（预留）

高级功能

⽀持Trace追踪功能；⽀持C语⾔编程。

运控功能

⽀持多轴多路直线/圆弧插补、连续插补、电⼦凸轮和追⻜剪功能；⽀持单轴运控（如定位、速度和回原等）功能。⽀持PLCopen标准指令库

集成的通信功能（PPI/自由口）

通讯接口

2个通信口：

PORT0：PPI/自由口，标准RS485电平

PORT1：PPI/自由口，标准RS485电平，在侧面引出

插上RS485扩展板并重新启动之后，PORT0固定为PPI口不可切换，自由口FPORT0配置到RS485扩展板。

PPI波特率(baud)

9.6k、19.2k和187.5k

自由口波特率(baud)

1.2k ~ 115.2k

最大站点数

每段32个站，每个网络126个站

最大主站数

32

点到点(PPI主站模式)

是(NETR/NETW)，最多8个连接，每个连接最大通信200字节

MPI连接

共8个（1PG/1OP），2个保留

每段最大电缆长度

使用隔离中继器

波特率为187.5k时1000米，38.4k时1200米

未使用隔离中继器

50米

以太网通信功能

通信接口

2个标配以太网口

通信标准

符合IEEE802.3

传输速度

10Mbps/100Mbps自适应

自适应交叉连接

支持

硬件接口

RJ45

协议类型

UDP，TCP/IP

配置方式

通过编程软件MagicWorks PLC下载网络块进行配置

应用接口

支持MICO服务、UDP/PPI、TCP/Modbus、Socket，S7协议

最大连接数

8个UDP/PPI不分主从

8个TCP/Modbus不分主从

4个Socket连接，UDP和TCP各2个

8个S7协议，不分主从站

EtherCAT接口最多支持16个从站连接

最大单次传输数据

UDP/PPI每次操作最多200字节

TCP/Modbus每次操作最多240字节

Socket每次操作最多512字节

S7协议每次操作最多200字节

网口启动时间

5~10秒，受网络环境影响。

指示灯

RMC

亮起：连接远程服务器成功

熄灭：远程未连接或远程未使能

LINK/ACT

亮起：网口硬件已连接

闪烁：有数据交换

熄灭：网口硬件已断开

通信电缆长度

100M，电缆类型：CAT5e标准以上

隔离

通信口隔离

IP地址复位功能

2秒内连续拨5次运行开关

升级固件功能

使用MagicWorks PLC及MiCo，通过以太网从公司服务器远程升级固件

I/O特性

本机数字量输入点数

24

输入类型

漏型/源型

本机数字量输出点数

16

输出类型

漏型

数字I/O映象区

640DI/640DQ（含CAN通信专用映像区）

模拟I/O映象区

194AI/194AQ（含CAN通信专用映像区）

允许最大扩展I/O模块数

7

脉冲捕捉输入

不支持

高速计数器

总数

10

单相计数器

10×200KHz

AB相计数器

10×100KHz

集成通信功能（CANopen）-扩展CAN通信板型号CTH2-CAN-01S2-EB时使用

通信接口

1个（8 Pin端子）”见CANopen通信接口表”

传输率（kbps）

1000

800

500

250

150

50

20

最大长度（m）

25

50

100

250

500

1000

2500

最大站地址

127

站点地址范围

1-127

最大主站带从站数

32

配置方式

CAN组态块和EDS文件

最大数字量访问

普通IO

CANopen专用IO

字节数

内存起始地址

字节数

内存起始地址

输入

16

IB0

输入

64

IB16

输出

16

QB0

输出

64

QB16

最大模拟量访问

普通IO

CANopen专用IO

通道数

内存起始地址

通道数

内存起始地址

输入

32

AIW0

输入

162

AIW64

输出

32

AQW0

输出

162

AQW64

集成通信功能（CANFree）-扩展CAN通信板时使用

通信协议

CanFree

使用方式

通过内部库指令支持

数字量输入特性

本机集成数字量输入点数

24

输入类型

漏型/源型

额定电压

24 VDC

输入电压范围

20.4~28.8 VDC

浪涌电压

35 VDC，持续0.5s

逻辑1信号（最小）

15 VDC，2.5mA

逻辑0信号（最大）

5 VDC，1mA

连接2线接近开关传感器（BERO）

1mA

允许的漏电流（最大）

输入滤波

可配置

I0.0~I2.3支持以下参数：

0.2us，0.4us，0.8us，1.6us，3.2us，6.4us，12.8us，

0.2ms，0.4ms，0.8ms，1.6ms，3.2ms，6.4ms，12.8ms，默认为6.4ms

I2.4~I4.3支持以下参数：

0.2ms，0.4ms，0.8ms，1.6ms，3.2ms，6.4ms，12.8ms，默认6.4ms

隔离(现场与逻辑)

500 VAC，1分钟

隔离组

同时接通的输入

24

最大电缆长度

500米(标准输入)

屏蔽：50米(高速计数器输入)；非屏蔽：300米(标准输入)

数字量输出特性

本机集成数字量输出点数

16

输出类型

漏型

输出额定电压

DC：24V

输出电压范围

DC：5～30V

每个公共端最大电流

6A

输出电流（最大）

0.5A

漏电流（最大）

10uA

浪涌电流

8A，100ms

灯负载

5W

导通电阻

典型值0.15Ω，最大0.32Ω

输出延迟（最大）

断开到接通：

断开到接通/接通到断开

0.2us（16个Q点）

——

接通到断开：

2us（16个Q点）

——

高速脉冲输出

8(Pulse/Dir)/10(Pulse)*200KHz

输出频率（最大）

200KHz（Q0.0到Q1.7）

机械寿命（无负载）

无

触点寿命（额定负载）

无

同时接通的输出

16

两个输出并联

不支持

最大电缆长度

屏蔽

500米

非屏蔽

150米

MagicWorksPLC简介

        MagicWorksPLC支持梯形图编程、STL语言编程、C语言编程。详细的资料建议大家到合信官网进行学习。

https://www.co-trust.com/Products/Special1/Products/MagicWorks/PLC/desc.htmlhttps://www.co-trust.com/Products/Special1/Products/MagicWorks/PLC/desc.html

        下图为 MagicWorksPLC的基本界面和功能，包括硬件组态、通信调试、向导功能等，几乎和西门子编程软件一模一样。

M226ES 运动控制功能简介

        

        M226ES运动控制功能非常强大，支持10轴脉冲输出、5个高速计数器、16个Ethercat从站。指令符合PLCOpen规则。并支持多种通信协议如S7、PN从站、UDP、UDP_PPI、ModbusTcp、Modbus RTU。M226es和当下最流行的汇川EASY系列PLC相比，M226ES的通信功能更为强大。基本所有功能都已经在项目中得到应用。

        指令命名及状态机逻辑完全符合IC6613-3标准。下图为M226ES运动控制型PLC的运动控制指令列表，指令逻辑完全符合PLCopen运动控制指令标准。

        介绍完了CPU之后就进入本文的主题，本文通过Snap7 开源库访问S7-200PLC MB存储区数据，并进行数据交互。有关snap7环境的搭建已经在上文中做了详细的介绍。感兴趣的可以到一下地址进行浏览。

https://blog.csdn.net/lzc881012/article/details/135345037?spm=1001.2014.3001.5502https://blog.csdn.net/lzc881012/article/details/135345037?spm=1001.2014.3001.5502        将上文例程C++代买改为如下图所示，同时读取S7-1200PLC DB块和M226ES MB存储区数据。M226ES存储区数据起始地址为MB500，读取数量为100个Byte。

#include <iostream>
#include"snap7.h"
#include <ctime> using namespace std;unsigned char Snap7Rcv[100];
unsigned char Snap7RcvM226Es[100];
TS7Client* mClient;
void mSnap7GetDataFromS71200Db()
{mClient = new TS7Client;mClient->ConnectTo("192.168.2.202", 0, 1);mClient->DBRead(9,0,100,&Snap7Rcv);delete mClient;
}void mSnap7GetDataFromM226EsMbBlock()
{mClient = new TS7Client;mClient->ConnectTo("192.168.2.201", 0,0);mClient->MBRead(500,100, &Snap7RcvM226Es);delete mClient;
}
void  Delay(int time)
{clock_t now = clock();while (clock() - now < time);
}
int main()
{while (true){mSnap7GetDataFromS71200Db();mSnap7GetDataFromM226EsMbBlock();Delay(1000);for (int i = 0; i < 100; i++){cout << "mSnap7GetDataFromS71200Db-Snap7DB.Snap7Byte" << "[" << i << "]" << "="  << (int)Snap7Rcv[i] << endl;cout << "mSnap7GetDataFromS71200Db-Snap7MB.MB" << "[" << 500 + i << "]" << "=" << (int)Snap7RcvM226Es[i] << endl;}}}

MagicWorksplc中可以看到PLC的机架号和槽位号。如下图所示。

        本例程除了上位C++软件同时读取S7-1200plc DB数据和M226ES MB存储区数据外，S7-1200还作为从站和M226ES作为主站进行通信，S7-1200作为PN主站和M226ES作为PN从站进行通信，S7-1200和M226ES之间进行UDP通信，本例程包含多种通信同时进行。具体程序如下。UDP通信S7-1200PLC侧也要编写程序。

        TIA硬件组态和UDP通信程序。

在状态表中监控MB500-MB599存储区的数据。如下图所示。

气动C++程序进行数据读取测试，如下图所示可看到Snap7同时读取S7-1200PLC DB块和M226ES PLC MB块数据成功。

相关链接

Snap7：

https://snap7.sourceforge.net/https://snap7.sourceforge.net/EtherCAT:

https://www.beckhoff.com/en-en/https://www.beckhoff.com/en-en/PLCOpen：

https://www.plcopen.org/https://www.plcopen.org/CanOpen：

https://www.can-cia.org/canopen/https://www.can-cia.org/canopen/Cotrust：

https://www.co-trust.com/Company/Idea/index.htmlhttps://www.co-trust.com/Company/Idea/index.htmlSiemens：

https://www.siemens.com/cn/zh.htmlhttps://www.siemens.com/cn/zh.html