一、产品特性及主要技术参数 FS-ETH-PPI(FS是四星电子注册商标FOURSTAR的缩写)是德阳四星电子技术有限公司研发和生产的利用以太网和Internet互联网或3G无线网络实现西门子S7-200PLC联网通信的工业级产品。集成了众多复杂网络协议,支持TCP Server、TCP Client、UDP单请看如下
一、产品特性及主要技术参数
FS-ETH-PPI(FS是四星电子注册商标FOURSTAR的缩写)是德阳四星电子技术有限公司研发和生产的利用以太网和Internet互联网或3G无线网络实现西门子S7-200PLC联网通信的工业级产品。集成了众多复杂网络协议,支持TCP Server、TCP Client、UDP单播、UDP组播等多种工作模式,具有10M/100M自适应以太网口和符合西门子技术规范的10位和11位RS485接口,只需简单设置后即可使用户的S7-200PLC轻松连入以太网或Internet互联网。
四星电子FS-ETH-PPI是一款工业级产品,其网口、RS485口、电源端口三方都实行了隔离,以适应工业现场的恶劣。特别是由于电源端口进行了隔离而且各个信号管脚都带抗静电和浪涌,解决了西门子S7-200PLC通信口易损坏的问题。
需要提请用户注意的是,当FS-ETH-PPI用于PC与S7-200PLC通用STEP7 Micro/WIN软件时,需在软件中将本地连接设置成“无线电/射频调制解调器”连接方式,当用于PLC与PLC之间的通信时,只能用于自由口的RS485通信模式,而不能使用西门子的PPI、多主站PPI或高级PPI协议,以及MPI和PROFIBUS协议。
◆ 高速、高可靠工业级标准,抗干扰设计适合电磁恶劣的应用场合
32◆位RISC (NP7 series) ARM7TDMI 55DMIPS
128KB SRAM◆,128KB Code + 32KB Boot
10/100M◆以自适应太网接口
◆ 支持符合西门子技术规范的10位和11位RS485通信模式
◆ 支持RS485接口的数据位5,6,7,8可设定
◆ 支持RS485接口的停止位1,1.5,2位可设定
◆ 支持RS485接口的校验位NONE、ODD、EVEN、MARK、SPACE可设定
◆ 支持RS485接口的波特率110~115200bps标准波特率档可设定,不支持187.5Kbps波特率。
◆ 支持调制解调器模式的PPI通信和自由口RS485通信,不支持高级PPI和多主站PPI协议
◆ 智能的协议族:TCP、UDP 、ARP、IP、ICMP、DHCP、BOOTP、DNS
◆ 支持DNS动态域名解析
◆ 工作方式可选择为TCP Server、TCP Client、UDP组播和UDP单播
◆ 内置Flash存储器,能够长期保存用户配置的参数
◆支持Windows 95/98/ME/NT/2000/XP/2003/XP/Vista/Win7 操作系统
◆ 网口1500VDC电磁隔离,RS485口1000VDC电磁隔离,电源端口1000VDC电磁隔离
◆ 接口:电源端口具有极性接反和过流;RS485端口具有500W防雷击浪涌和 过流;所有管脚和端子抗静电
◆ 由PLC的RS485插座24V10% DC供电,功耗约1瓦
◆ 外形尺寸:长×宽×高=65mm×51mm×26mm,35mm标准导轨安装
◆ 操作温度:-40C to +80C (-40F to 176F),5% to 95% RH (工业级)
◆ 存储温度:-40C to +80C (-40F to 176F),5% to 95% RH
二、外部结构及管脚定义
Deult按钮:恢复出厂默认设置的参数。用笔尖插入小孔按下按钮约1秒钟,产品内部的Flash存储器参数恢复到出厂默认参数:IP=192.168.0.250,Username=admin,Password=admin。当用户忘记该产品的IP地址、用户名或密码时,可恢复到出厂默认的参数重新进入参数配置。
RS485接口:RS485接口为符合西门子S7-200PLC的PPI接术规范的DB9M针插头,其信号排列与S7-200PLC的PPI接口相符,并连接有一条0.5米电缆,用户只需将FS-ETH-PPI的DB9M插头直接插到S7-200PLC的PPI接口插座上即可。
四、FS-ETH-PPI的参数配置
FS-ETH-PPI需要进行正确的参数配置才能工作,需要配置的参数有网络参数、通信协议、连接方式、串口参数等,可以非常灵活满足用户的应用,参数配置完成后保存在产品内部的Flash存储器中,可永久保存不丢失。
用标准网线连接FS-ETH-PPI的网口到路由器或交换机,同时确保在该路由器或交换机上连接了一台用于运行参数设置软件的计算机,你也可以用一条标准网线直接连接FS-ETH-PPI和计算机的网口,无需使用交叉网线,本产品具有网线自动极性判别功能。
将FS-ETH-PPI的RS485插头(DB9M)插入S7-200PLC的RS485插座,并且接通PLC电源。
同一局域网内(路由器)可以连接多个FS-ETH-PPI,但不允许有相同IP地址,若IP相同则会有冲突,将只显示其中一个IP并且会有异常情况。
任何时候可以按下FS-ETH-PPI上的Deult按钮可使设置恢复到出厂默认值:
IP=192.168.0.250,Username=admin,Password=admin
你需要先查看一下你的计算机的IP地址和网关地址,并确认你的计算机现在能够正常上网,在接下来的设置中,需要将FS-ETH-PPI的网关设置成与计算机和路由器相同的网关,也就是使FS-ETH-PPI与计算机处在同一个网段内,这个网段内的所有设备与路由器具有相同的网关。
进入操作系统后,然后右击网上邻居查看网络连接属性,弹出“本地连属性窗口”:
点击“Login”按钮进入配置界面。
在每个界面修改参数后,须先点击“OK”按钮使修改后的参数生效(此时参数并未保存),然后再点击“Apply Settings/Restart”保存参数并重新启动FS-ETH-PPI使之用新参数工作。如下图所示:
可在所有参数均设置修改完成后(每个界面均需点击“OK”按钮使其生效),最后再点击“Apply Settings/Restart”保存参数并重新启动模块退出设置软件。
关于参数配置的详细使用说明请用户阅读《Device Manager设置软件使用手册》。
配置好FS-ETH-PPI的参数后,还需在PC上运行VCOMM虚拟串口软件,将FS-ETH-PPI的网口映射成PC上的串口(COM口),接下来在STEP7 Micro/WIN软件的本地连接中选择该串口即可,就像使用传统的PC/PPI电缆一样。
请用户注意,西门子编程软件STEP7 Micro/WIN的在设置PG/PC接口菜单的本地连接中的COM口的选项最多支持到COM8,COM8以上虽然能够显示选择但实际上无法使用!
关于VCOMM虚拟串口软件的详细使用说明请用户阅读《VCOMM虚拟串口软件使用手册》。
西门子S7-200PLC的11位RS485接口的通信参数为:数据位=8位、校验位=EVEN(偶校验)、停止位=1位,简称为:8E1。这是PLC的默认模式。
西门子S7-200PLC的10位RS485接口通信参数为:数据位=8位、校验位=NONE(无校验)、停止位=1位,简称为:8N1。在Internet互联网上通信时使用该模式。
S7-200PLC的波特率=9.6Kbps或19.2Kbps可设定,FS-ETH-PPI不支持187.5Kbps波特率。用户在使用之前请用PC/PPI之类的编程电缆连接PLC查看一下PLC的波特率,FS-ETH-PPI的串口参数必需设置成与PLC相同的参数,在下面的所以例子中我们设定S7-200PLC的波特率是9.6Kbps。
进入参数设置软件先设置FS-ETH-PPI的串口参数,这里串口协议框中的“RS232”选项是全部支持RS232/RS485/RS422的,必须该串口参数与S7-200PLC的RS485接口的参数相同,否则无法正常通信。
下面就FS-ETH-PPI的各种使用方法作详细介绍。这里需要说明的是,FS-ETH-PPI的使用常灵活多样的,并不局限于下面介绍的应用实例。使用四星电子的FS-ETH-PPI适配器可以非常灵活的组成用户的应用系统,用户可以通过FS-ETH-PPI将S7-200PLC连入以太网,实现PLC到计算机、PLC到PLC、多台PLC到计算机,多个PLC之间等的数据通信,也可以实现通过Internet互联网全球范围内的数据通信,或者使用无线局域网、3G上网卡、3G路由器等实现无线数据通信。
五、在局域网内使用FS-ETH-PPI
局域网内通信一般是指同一个网关下,即连接在同一台路由器下的各个以太网设备之间的通信,习惯上称之为“内网”。用户的PLC等工控设备可就地连入企业的局域网,将设备端的应用升级到企业级的应用。
局域网内使用FS-ETH-PPI通信需要PC、FS-ETH-PPI与路由器具有相同的网关,在下面的各个例子中网关为:192.168.1.1,计算机的IP地址为:192.168.1.108,FS-ETH-PPI的IP地址为:192.168.1.250。
1、局域网内通信时,STEP7 Micro/WIN软件的设置
将FS-ETH-PPI上的RS485通信模式选择开关拨到“11bit”,使用带偶校验的11位通信模式。用设置软件设置FS-ETH-PPI的串口参数为:9600bps,8E1(8个数据位、偶校验、1个停止位)。
当PC中运行的VCOMM虚拟串口软件将FS-ETH-PPI映射成PC上的串口(COM口)时,接下来的使用就像使用PC/PPI编程电缆一样,但在STEP7 Micro/WIN软件的“设置PG/PC接口”的设置中需将本地连接设置成“无线电/射频调制解调器”连接方式。
点击确定并退出软件后重新运行VCOMM,作为客户端的VCOMM将主动去连接IP地址为192.168.1.250,端口号为27011的服务器端,建立连接后将在PC上产生一个新的串口COM3,并且在Windows系统的设备管理器中也会出现该串口,接下来在你的应用软件如STEP7 Micro/WIN软件中选择使用该串口即可。
当多台PLC通过以太网与一台PC通信时,需将每个与PLC连接的FS-ETH-PPI设置成TCP Client,将PC设置成TCP Server,让作为客户端上网每个FS-ETH-PPI主动去连接作为服务器的PC,VCOMM虚拟串口软件作为TCP Server时允许连接的客户端的数量是不受的。
设置FS-ETH-PPI的网络参数,其中网关必须与路由器网关和PC的网关相同,由于没有使用Internet上的动态域名,所以DNS服务器可以不设置。下图是一个FS-ETH-PPI设置的参数,其它的与此相同。当有多个FS-ETH-PPI时,请注意每个FS-ETH-PPI的IP地址需设置成不同的地址。
点击确定并退出软件后重新运行VCOMM,作为服务器端的VCOMM将接受众多作为客户端的FS-ETH-PPI的连接,并且数量不受。建立连接后将在PC上产生一个新的串口COM3,并且在Windows系统的设备管理器中也会出现该串口,接下来在你的应用软件如STEP7 Micro/WIN软件中选择使用该串口即可。
当多个S7-200PLC之间需要互相交换数据,UDP组播方式当然是这种应用的最好工作模式了。使用UDP组播可以直接替代原来的多点RS485通信。但需要提请用户注意的是,这时FS-ETH-PPI只支持S7-200PLC的自由口RS485通信模式,并不支持PPI、高级PPI、多主站PPI通信协议,以及MPI和PROFIBUS协议。
关于组播地址设置问题,这里简单作一介绍,用户可以参考TCP/IP标准中关于DUP组播的介绍。组播地址实际上为D类IP地址,即第一个字节的高4位为1110的IP地址,所以组播范围为:11100000.00000000.00000000.00000000 ~ 11101111.11111111.11111111.11111111,224.0.0.0 ~ 239.255.255.255。其中有一些地址被系统占用,所以用户最好使用224.1.1.1以上的地址。
我们这里使用的组播段地址是224.224.224.224,凡是加入到这个组播组(224.224.224.224:27011)里面的模块,都可以相互收发数据了。
这种模式非常适合用于将原来的RS485网络升级成以太网,这种模式设置的关键在于同一组中的所有FS-ETH-PPI的组播段地址与本地端口和远程主机端口号必须一致,即组播段地址与端口号相同的FS-ETH-PPI属于同一个组,他们之间任何一个发出的数据都会被同一组中的其它FS-ETH-PPI接收,并且没有主从之分。组播方式下的FS-ETH-PPI只是逻辑上的分组,而不需要物理上的分组,即同一个网络内可以有多个组,它们之间互不影响。
当然你还需设置每个FS-ETH-PPI具有不同的IP地址,每个FS-ETH-PPI的串口参数与PLC设置的串口参数相同,这里不再赘述。
六、在Internet互联网上使用FS-ETH-PPI远程通信
FS-ETH-PPI可通过Internet实现全球范围远程通信,这将使用到路由器的外网IP地址,路由器的外网地址在每次启动路由器时是不同,这是因为路由器每次上电时都会从Internet上随机分配到一个IP地址,这样一来就为通过互联网远程通信带来麻烦,要解决这个问题有以下两个办法:
向互联网运营商申请购买固定IP地址,这种方案的使用费较高。
使用域名解析,向动态域名服务商申请一个免费的或付费的域名,用域名来代替IP地址,这样不管IP地址如何变化,域名都会实时的指向IP地址,就像我们平时访问网站一样。
目前有许多如花生壳等动态域名(DNS)服务商提供免费的和付费的动态域名服务,可以向他们咨询动态域名的服务及资费问题。用户首先需要向DNS服务商申请一个动态域名,并下载动态域名客户端软件,在作为Server模式主机上运行动态域名客户端软件,客户端软件成功启动后,Server端主机即解决了动态IP地址问题,在Client端模块的远程主机IP输入框中输入该动态域名,在DNS服务器IP地址设置为当地的DNS服务器IP地址,即可使用动态域名方式进行Internet访问。
下面的例子中,域名使用我们申请的花生壳免费动态域名:,Server端使用PC机并运行从花生壳网站下载的动态域名客户端软件,也可使用具有动态域名功能的路由器。
1、使用Internet互联网通信时,STEP7 Micro/WIN软件的设置
将FS-ETH-PPI上的RS485通信模式选择开关拨到“10bit”,使用无校验的10位通信模式。用设置软件设置FS-ETH-PPI的串口参数为:9600bps,8N1(8个数据位、无校验、1个停止位)。
当PC中运行的VCOMM虚拟串口软件将FS-ETH-PPI映射成PC上的串口(COM口)时,接下来的使用就像使用PC/PPI编程电缆一样,但在STEP7 Micro/WIN软件的“设置PG/PC接口”的设置中需将本地连接设置成“无线电/射频调制解调器”连接方式。
实现PC与S7-200PLC在Internet互联网上远程通信最经济的方法是将FS-ETH-PPI设置为客户端,将PC设置成服务器端,在PC上安装运行花生壳之类的域名解析软件,并需在PC端的路由器上为PC设置端口映射。
设置FS-ETH-PPI的网络参数,其中网关必须同连接FS-ETH-PPI的路由器的网关相同,在这里还需正确设置域名解析服务器(DNS)的IP地址,各个城市有不同的DNS服务器IP,都可以使用,通常选择当地的DNS,可上网查询这些地址,用户也可从正在使用的路由器中查到。
以上设置的含义是,当作为客户端的模块访问连接PC的路由器的外网IP地址时(这个地址由域名自动解析出来,用户不再关心它的变化),路由器自动会将该访问转接到连接在路由器上的IP地址为192.168.1.108,端口为8000的PC上的VCOMM虚拟串口软件。
设置完后,点击“重启路由器”按钮或给路由器重新上电使其以新参数工作。
在PC上运行VCOMM虚拟串口软件,设置映射在PC上的虚拟串口。选择VCOMM为Server(服务器端)模式,接受客户端的连接。选择使用设备探测器建立虚拟串口。
新增一个虚拟串口,要的IP地址=PC的IP地址,Client模式的设备尝试连接的端口=VCOMM软件的端口,这里是8000。
点击确定并退出软件后重新运行VCOMM,作为服务器端的VCOMM将等待作为客户端的FS-ETH-PPI的连接。建立连接后将在PC上产生一个新的串口COM3,并且在Windows系统的设备管理器中也会出现该串口,接下来在你的应用软件如STEP7 Micro/WIN软件中选择使用该串口即可。
你当然也可以将FS-ETH-PPI设置成服务器,VCOMM设置成客户端,但连接FS-ETH-PPI的路由器需选用带DNS功能的路由器,或者在连接FS-ETH-PPI的路由器上连接一台PC来运行花生壳软件来进行域名解析, VCOMM软件作为客户端时也可直接输入域名,支持DNS解析。
你当然可以用多个FS-ETH-PPI将多台PLC映射成PC上的多个COM口(设置成连接多个不同的端口号),以此实现PC与多台PLC的远程数据通信和操作。
3、两台S7-200PLC在Internet互联网上远程通信
两台S7-200PLC可以通过使用FS-ETH-PPI在Internet互联网上实现远程通信,为避免向当地互联网运营商申请固定IP地址产生高额费用,你需要一台支持动态域名(DNS)的路由器,这种路由器现在已很普遍,购买时请注意看一下包装上的说明。
这里需要请用户注意的是,当二台PLC通过FS-ETH-PPI通信时,只能使用RS485自由口通信协议,而不支持PPI、高级PPI、多主站PPI协议,以及MPI和PROFIBUS协议。
用二个FS-ETH-PPI分别连接二台S7-200PLC,通信模式选择开关拨到11位还是10位的,决定于你PLC内部设置的自由口RS485协议的通信参数:
西门子S7-200PLC以太网适配器FS-ETH-PPI用户手册
11位模式:8个数据位、偶校验、1个停止位(8E1)
10位模式:8个数据位、无校验、1个停止位(8N1)
将FS-ETH-PPI一个设置成客户端,另一个设置成服务器端,其中服务器端的路由器需要带有域名解析功能,并在该路由器上正常运行你向花生壳申请的域名,如下图所示。
进入路由器的动态DNS设置界面,输入你在花生壳网站申请的动态域名的用户名和密码,如下图所示,你可以看到我们的域名已连接成功。
点击“重启路由器”按钮或给路由器重新上电使其以新参数工作。
同样当二个FS-ETH-PPI之间进行外网通信时,需对作为服务器的FS-ETH-PPI上的路由器上设置端口映射,在该路由器上的计算机的IE浏览器输入路由器的IP地址,进入路由器的虚拟服务器设置界面。
服务端口=作为服务器的FS-ETH-PPI的本地端口;IP地址=作为服务器的FS-ETH-PPI的IP地址;勾选“启用”,点击“保存”按钮保存这些配置的参数。
设置作为服务器的FS-ETH-PPI参数如下:
注意这里作为客户端的FS-ETH-PPI须正确的设置DNS服务器,远程主机IP框中输入的是域名,主机端口是服务器FE-ETH-PPI的端口号。这样当作为客户端的FS-ETH-PPI连接Internet上的域名时,将自动连接到服务器端的路由器的Internet地址(外网IP地址),路由器自动转接到作为服务器的模块上,实现S7-200PLC的串口到另一台S7-200PLC串口之间的远程通信。
七、在3G无线网络上使192.168.1.250用FS-ETH-PPI远程无线通信
利用移动、联通、电信等网络运营商的无线Internet上网平台,四星电子的所有以太网转串口模块可以非常方便的实现无线通信,即可使用无线路由器实现局域网内的无线通信,也可使用3G路由器、3G上网卡实现全球范围内的Internet无线通信。只要能够无线上网的地方都可以实现S7-200PLC与PC之间、S7-200PLC与PLC之间的无线通信等,为产品拓展了更广阔的应用范围。
实际上使用无线通信时的设置方法与前面介绍的设置方法基本相同,只是不同厂家生产的3G路由器、无线上网卡等使用上可能有所差别,用户请阅读对应的产品使用手册。当FS-ETH-PPI作为服
西门子S7-200PLC以太网适配器FS-ETH-PPI用户手册
务器端时,最好使用具有动态域名功能的3G路由器与之相连。
需要提请用户注意的是,目前移动的TD-SCDMA 3G和联通的WCDMA 3G上网卡使用的是私网IP地址,只能作为客户端使用,无法作为服务器端接受客户端的访问,电信的CDMA2000 EVDO 3G上网卡使用的是公网IP地址,可作为服务器端或客户端来使用。
下面是四星电子FS-ETH-PPI在Internet无线网络平台上实现无线通信的各种方案,其参数设置这里不再赘述,用户请阅读前面的章节。方案中通信的双方可以都是3G无线网,也可一方是3G无线网,另一方是的Internet互联网。
1、使用3G无线网络通信时,STEP7 Micro/WIN软件的设置
使用3G等无线网络作外网通信时,STEP7 Micro/WIN软件的设置与前面六-1中介绍的“使用Internet互联网通信时,STEP7 Micro/WIN软件的设置”相同,即选择“无线电/射频调制解调器”连接的无校验的10位通信模式。
当然,FS-ETH-PPI上的模式选择开关需拨到“10bit”。
2、PC与S7-200PLC在3G无线网络上远程无线通信
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