通过西门子S7协议连接设备

慧程HiperMatrix系统支持对西门子S7系列的PLC，HiperMatrix使用 S7 协议通过 TCP/IP 连接到西门子 PLC。与 Modbus 和某些 Allen Bradley 连接类似，Siemens S7 设备不支持标签浏览。您可以在HiperMatrix手动创建设备属性，或使用点位导入/导出在 Excel 创建所有点位。目前，HiperMATRIX具有以下西门子 PLC 的驱动程序：

Siemens S7-200
Siemens S7-S200Smart
Siemens S7-SNon200
Siemens S7-S300
Siemens S7-S400
Siemens S7-S1200
Siemens S7-S1500

1.连接到西门子PLC

（1）进入边缘连接服务-连接管理，点击新建连接。

（2）选择西门子PLC，选择对应的西门子设备型号。

（3）选择对应的西门子PLC。

（4）输入连接名称和连接地址。

（5）可以选择显示高级属性，查看其他设置。

通用信息	内容
名称	设备连接的名称
描述	设备连接的描述
启用	连接是否处于活动状态。禁用此设置会终止与设备的通信。
连接性
主机名	设备的主机名或 IP 地址。如192.168.13.12
端口	连接到设备时使用的端口。默认值为 102。
超时	请求超时时间，以毫秒为单位。默认值为 2,000。
高级
CPU插槽号	槽号是用来分配CPU模块、电源模块、接口模块、I/O信号模块、通信模块、功能模块等在机架上的具体位置的，主要是用来标记设备的唯一性的，有点各就各位的意思，无规矩不成方圆，只有槽号确定了，位置也就定了，地址才能明确。默认0 注意: 若使用S7 200 Smart 进行连接，请将此参数设置为 1，否则读取出错
机架号	设备所在机架的编号。对于扩展的多个机架，安装有CPU的机架称为主机架，即机架号为0，扩展的机架编号依次为1号机架、2号机架、3号机架，这个在通信时会告知与之通信的设备CPU在什么位置。默认为 0。
连接超时后重新连接	在连续几次超时后，设备连接将尝试重新连接到设备。此设置确定在重新连接之前必须发生多少次连续超时。

可以点击测试连接测试连接是否可以成功，如失败可以在连接日志中查看失败原因。
点击提交。提交完成后将显示连接列表，连接状态应该为已连接，启用状态为启用。

西门子设备不支持浏览功能，因此西门子设备对的数据地址需要手动配置或通过excel文件导入的方式进行配置。

2.配置西门子数据地址

2.1 手动指定每个地址

（1）进入设备管理，进入已创建好的设备（关联创建好的西门子PLC的连接），选择一个属性点击编辑
（2）设置数据类型，如 32位浮点数
（3）设置数据地址，如 DB1.DBD6.0
（4）点击确定，那么在属性列表中将能看到对应的参数

2.2 西门子设备地址语法

西门子协议定义格式如下：

%{Memory-Area}{Transfer-Size-Code}{Byte-Offset}.[Bit-Offset}]

Memory Area: S7驱动允许访问的内存区域。
Transfer-Size-Code：数据类型代码，根据数据类型参照下面的表格进行设置 [XBWD]。
Byte-Offset：在内存区域中的的字节起始位。
Bit-Offset：bit偏移位。

    /**
     *     TODO S7地址的正则表达式校验
     */

    /**
     *  对于 INPUTS， OUTPUTS， FLAGS, V 正则地址
     *          I       Q       M     V
     *   例如： I70.1,  IW4,  MW10, MD22, M70.0,  VW8
     */
    private static final Pattern ADDRESS_PATTERN =
            Pattern.compile("^(?<memoryArea>.)(?<transferSizeCode>[XBWD]?)(?<byteOffset>\\d{1,7})(.(?<bitOffset>[0-7]))?");
    /**
     *   DB数据块的正则地址
     *      目前仅凭借此正则决定DB地址的正确
     *  例如： DB1.DBD22， DB1.DBX18.1，DB1.DBD2
     */
    private static final Pattern DATA_BLOCK_ADDRESS_PATTERN =
            Pattern.compile("^DB(?<blockNumber>\\d{1,5}).DB(?<transferSizeCode>[XBWD]?)(?<byteOffset>\\d{1,7})(.(?<bitOffset>[0-7]))?");

2.3 内存区域访问补充说明

Code	Name	Description
I	INPUTS	外部输入，各种按钮，开关，传感器等把信号给至PLC的都称之为输入。
Q	OUTPUTS	是输出端，PLC 输出信号控制别的元件都是接在Q上，如指示灯，继电器等等。
M	FLAGS_MARKERS	是PLC 内部的辅助继电器，只存在与PLC 内部，主要作用把各个程序段在内部连接起来。
DB	DATA_BLOCKS	数据存储区，可以用来存储各种非开关量的数字量，像温度等等。包含用户定义数据结构的内存区域通常由整数数据块号访问。请注意，数据块地址的地址格式稍微复杂一些。
V	Holding register	V存储区，变量存储器，具有保持功能。

比如一个int16类型的Field，DB1.DBW1.0就是一个合法的origin定义。S7各种数据类型的说明：

2.4 数字功能代码补充说明

Code	Short-Code	Name	Description	Size in bits	Supported PLC Types
Bit-Strings (Will all interpreted as sequence of boolean values in PLC4X)
BOOL	X	Bit	Single boolean value	1	All
BYTE	B	Byte	Array of 8 boolean values	1	All
WORD	W	Word	Array of 16 boolean values	2	All
DWORD	D	Double-Word	Array of 32 boolean values	4	All
LWORD	X	Long-Word	Array of 64 boolean values	8	S7_1500
Integer values
SINT	B	Small int	8 bit integer (signed)	1	S7_1200, S7_1500
USINT	B	Small unsigned int	8 bit integer (unsigned)	1	S7_1200, S7_1500
INT	W	Integer	16 bit integer (signed)	2	All
UINT	W	Unsigned integer	16 bit integer (unsigned)	2	S7_1200, S7_1500
DINT	D	Double integer	32 bit integer (signed)	4	All
UDINT	D	Unsigned Double Integer	32 bit integer (unsigned)	4	S7_1200, S7_1500
LINT	X	Long integer	64 bit integer (signed)	8	S7_1500
ULINT	X	Unsigned long integer	64 bit integer (unsigned)	8	S7_1500
Floaring pooint values
REAL	D	Real	32 bit IEEE 754 full precision floating point value (signed)	4	All
LREAL	X	Long Real	64 bit IEEE 754 double precision floating point value (signed)	8	S7_1200, S7_1500
Character values
CHAR	B	Character	8 bit character	1	All
WCHAR	X	Double byte character	16 bit character value	2	S7_1200, S7_1500
STRING	X	String	String 2 + n bytes	1	All
WSTRING	X	Double byte String	String of 16 bit characters 2 + n bytes	1	S7_1200, S7_1500
Temporal values
S5TIME	X	S5 Time	S5 Time (like in duration)	2	S7_300, S7_400, S7_1500
TIME	X	Time	Time (like in duration) (Minutes, Seconds, Milliseconds)	4	All
LTIME	X	Long Time	Long Time (like in duration) (Minutes, Seconds, Milliseconds, Microseconds, Nanoseconds)	8	S7_1500
DATE	X	Date	Date	2	All
TIME_OF_DAY	X	Time of day	Time (like in 4:40PM)	4	All
DATE_AND_TIME	X	Date and Time	Date and time (like in 03.05.2020 4:40 PM)	8	S7_300, S7_400, S7_1500

2.5 数据类型转换规则

S7 Type	IOT前端选择
BOOL	布尔值
BYTE	8位整数
WORD	32位整数
DWORD	64位整数
REAL	32位浮点数/64位浮点数
TIME	64位整数
DATE_AND_TIME	日期
DATE	日期
STRING	字符串

2.6 举例合法地址对应的配置

s7源地址	地址值	属性配置
I70.1	I70.1
IW4	IW4
MD18	MD18

2023-09-21