EG 网关串口连接 S7-1200应用案例

发表时间：2021-06-04 17:10

西门子 S7-1200PLC 是一款优秀的可编程控制器，广泛应于工业控制领域，是一款性能高，运行稳定的控制器。此次我们要把S7-1200PLC 通过modbus 驱动连接到EMCP 物联网云平台（简称EMCP），实现电脑 Web 网页、手机 APP 和微信对 S7-1200PLC(MW1000、MW1002、I0.0)寄存器的远程监控和MW1004 和Q0.0 的远程读写。

一. 准备工作。

在对接前我们需准备如下物品；

西门子 S7-1200 PLC 一台，及通讯用RJ45 网线。

西门子 CB 1241 RS485 模块。

河北蓝蜂科技的EG20 网关一台，天线和电源适配器（以下用 EG20 作为实例）。

SIM 卡一张，有流量，大卡(移动、联通或电信卡)。

联网电脑一台（WinXP/Win7/Win8/Win10 操作系统）。

电工工具，通讯线材等。

EG20 准备工作。

网关相关技术参数与使用说明，可参考《EG20 用户使用手册》。

1、保证网关可以正常联网，可通过 4G 卡（移动/联通/电信流量卡，大卡）联网（需接上随网关附带的天线）或通过网线联网（需将路由器出来的网线接到网关的WAN 口）；

2、网关接 12V 或 24V 直流电源，上电。（注意，电源正负极不要接反）。

PLC 准备工作。

全部设备不接电源，取下 S7-1200 面板上下两个活动护板，将 CB1241 插入CB 槽内。将网线插入 PLC 的 PROFINET 网口，另一端插入电脑网口。CB1241 与 EG20 连接按下图连接，CB1241 的 T/RA 和 TA 短接，一起接 EG20 的 RS485B；CB1241 的 T/RB 和 TB 短接，一起接 EG20 的 RS485A。PLC 上电（220VAC）， EG20 上电（12VDC 或 24VDC）。

二. PLC 的 modbus 从站创建。

第一步，使用西门子的《TIA Portal》（以下简称博途）软件，本文使用的软件版本是 V14。将 S7-1200 和 CB1241 进行设备组态，如下图：

在设备组态中选择 S7-1200，在属性中的“系统和时钟存储器”，设置启用系统存储器字节，后面会用到，如下图：

第二步，在程序块中的 Main[OB1]，添加 Modbus 通讯使能指令块“MB_COMM_LOAD_DB”和从站功能指令块“MB_SLAVE_DB”。在创建过程中会提示生成相应指令块的背景数据块，点确认进行生成。

注意：请使用指令中的“MODBUS”文件夹下的指令，不要使用“MODBUS（RTU）”中的指令。

上面两张图中的指令设置的参数是：通过 RS485 通讯，波特率 9600，无奇偶校验，数据位数 8，停止位 1；PLC 从站号为 2，保持寄存器区域起始地址为 MW1000，长度为 10 个字，即为 MW1000 到MW1018。

注 1：MB_COMM_LOAD_DB 指令块和 MB_SLAVE_DB 指令块详细使用说明请参考博图帮助文档，如下图，信息系统的路径是：“对 PLC 进行编程”→ “指令”→ “通讯（S7-1200，S7-1500）” → “通讯处理器（S7-1200，S7-1500）” → “MODBUS（RTU）（S7-1200）”

注 2：如果想要试用MODBUS 访问全局数据块（DB），需要满足以下两个条件：首先：数据块 DB 的属性中的优化访问必须取消；

然后：在 MB_SLAVE_DB 的寄存器指向中，使用指针指向该 DB 地址，如下图

上图设置的 MODBUS 从站参数是：通过 RS485 通讯，波特率 9600，无奇偶校验，数据位数 8，停止位 1；PLC 从站号为 2，保持寄存器区域起始地址为 DB3.DBW0，长度为 10 个字，即为 DB3.DBW0 到DB3.DBW9。

第三步，将修改好的程序下载到 PLC 中，此处需要注意，一定要使用“在线（O）”选项中的“下载并复位 PLC 程序”，如图：

三. EMCP 平台设置。

用管理员账号登录 EMCP 平台 www.lfemcp.com （建议使用 360 浏览器极速模式、谷歌浏览器

（Google Chrome）或者支持Chromium 内核的浏览器），对 EMCP 云平台进行设置。具体操作参照《EMCP物联网云平台用户手册》。登录 EMCP 后首先进入设备列表显示页面，因为我们未创建任何设备，所以是一个空页面，我们需要按照以下步骤进行操作。

新增 EG 设备

步骤：点击【后台管理】（只有管理账号才有此权限）→【设备中心】→【EG 设备管理】→【+新增】

→ 填写设备信息→点击【保存】。其中，【设备名称】必填，其余选项均可选填。

远程配置网关

EG 设备管理网关配置中最主要两个地方需要配置，一是配置串口通讯参数，二是创建 modbus 驱动，下面分步骤对此功能进行讲解。注：网关只有在线后才可以进行远程配置。

网关绑定

步骤：点击【步骤②：网关、仪表管理】→【绑定网关】→填写【SN 编号】和【验证码】→【确定】。SN 和验证码在网关的机壳标签上，SN 为 12 位纯阿拉伯数字，验证码为 6 位英文字母，【备注】可

以根据需求填写，编辑完成后点击【确定】。(带*必填项)

此时在“网关基本信息中”可以看到绑定的网关是否连接到平台（成功登录平台可以看到“在线”绿色字样，如果不成功则显示“离线”灰色字样，此时请检查网络或网络信号）。

通讯参数设置

使用串口 RS485 通讯，需设置 RS485 通讯参数。

创建设备驱动

在网关上连接的每一个设备，都需要建立对应的设备驱动。就像电脑上插了一个鼠标，只有电脑系统里安装了这个鼠标的驱动，电脑才能识别到这个鼠标。设备跟网关通过哪个通讯口连接，就在哪个通讯口下添加驱动。如图所示，点击【RS485】后面的【添加驱动】出现右侧基本配置表进行配置。

注：配置完成后，点击保存。

基本配置介绍：

【驱动名称】：必填项，自定义即可，当有多个驱动时进行区分。

【品牌】：必填项，选择“通用 modbus 设备”。

【型号】：必填项，选择“Modbus RTU”。

【设备地址】：必填项，设备地址根据 1200PLC 设置的从站号进行填写，本案例PLC 从站号为“2”，所以此处填“2”。

【最小采集周期】：是网关采集设备数据的时间间隔，单位：ms。如设置 1000ms，即网关 1s 采集一次设备数据。

【通讯等待时间】：网关接收通讯数据等待时间。可根据需要进行调整，默认 1000ms。

【16 位整型】、【32 位整型】、【32 位浮点型】：是指对应数据类型的解码顺序。默认设置即可

【分块采集方式】：0— 按最大长度分块：采集分块按最大块长处理, 对地址不连续但地址相近的多个分块,分为一块一次性读取,以优化采集效率；1— 按连续地址分块：采集分块按地址连续性处理,对地址不连续的多个分块, 每次只采集连续地址,不做优化处理。直接选择默认即可。

【4 区 16 位写功能码】：写 4 区单字时功能码的选择。直接选择默认即可。

添加变量

步骤：点击【步骤③：变量管理】→【+添加变量】→填写变量信息→【保存】。

变量介绍：

【仪表、PLC】：必填，选择刚才创建的驱动即可。根据实际情况选择。

【变量名称】：必填，自定义即可。注意不能有重复的名称。

【单位】：非必填，自定义即可。在列表展示时，变量会带上单位展示。

【寄存器类型】：必填，在西门子 PLC 中，Q 点对应【线圈（0x）】，I 点对应【离散量输入（1x）】， M 区或 DB 块对应【保持寄存器（4x）】，AI 区对应【输入寄存器（3x）】。

【寄存器地址】：必填，地址填写时不带寄存区标志符，具体对应设置见下方图片。

【数据类型】：必填，根据实际需要选择即可。

【小数位数】：非必填，根据需求填写。

【死区设置】：非必填，默认即可。根据需要填写即可。更详细的说明请参考后面“？”帮助。

【状态列表】：非必填。可将数值直接与文本映射。如值为“10”，映射字段为“设备故障”，则当采集到变量的值为“10”时，会直接在设备监控和历史报表中显示“设备故障”。

【数值运算】：非必填。可将采集到的数据根据填写的公式进行计算，更详细的说明请参考后面的“？” 帮助。

【读写方式】：可根据需求自行修改该寄存器的读写方式，默认为只读。

PLC 各寄存区变量在平台添加填写示例如下图所示：

添加完成后，【变量管理】如下图所示，此时可以点击【数据测试】按钮检查变量值能否采集到，或者值是否正确。

四. 实验效果

打开博图软件，将PLC 转至在线，并且从监控表中监控当前PLC 的数据，如下图：

用户登录 EMCP 平台（www.lfemcp.com），点击”S7-1200“设备的图片或设备名称进入设备即可查看、修改相关数据。

五. 辅助功能介绍

画面组态功能

通过“点击【后台管理】→【EG 设备管理】→【组态编辑】→启用【组态方式】”这几个步骤来选择使用组态展示形式来展示对应数据规则。点击【组态页面管理】中【编辑】项，进入编辑页面。通过组态编辑页面我们可以任意绘制图片、文字、数显框、按钮、指示灯、管道、设备等等控件，详细功能请参考

《EG 设备组态编辑使用说明》。

微信功能

微信关注“EMCP 物联网云平台”公众号，按照提示绑定平台账号，即可使用微信监控设备，接

收报警信息。为了便于对设备的管理，建议将“EMCP 物联网云平台”公众号置顶。

报警推送功能

可以根据需要给变量设置报警，当产生报警时，会在电脑网页端进行报警展示，在手机APP 和微信进行报警推送。设置步骤：点击【后台管理】→【EG 设备管理】→【编辑】→【步骤③：变量管理】→点击需要报警的变量后面的【报警】→【添加】→填写报警信息与条件→【确定】。设置及效果如下：

历史报表和历史曲线功能

【历史报表】可以满足不同的应用场景下，来记录历史数据，【历史曲线】是根据报表生成的曲线，方便客户以曲线形式查看变量变化趋势。添加步骤：点击【后台管理】→【EG 设备管理】→【编辑】→【步骤④：历史报表管理】→【+添加报表】→填写变量信息→【保存】。

这里我们可以根据需要创建多种类型的数据报表，EG20 作为边缘计算网关，会将报表在本地存储一份，定期同步到平台，即使出现网络中断也可以保证历史数据的连续性、准确性（断点续传）。

周期存储：按照固定时间间隔，定时对数据存储记录。

条件存储：当某一变量到达一定条件，对部分数据进行“间隔存储”或“单次存储”。

变化存储：当某一变量变化超出一定范围后（高低限），对部分数据进行单词记录（如：某一数据报警后对关联数据进行记录）。

六. 新增账号

管理员账号创建完设备后，可以通过【账号管理】选项为用户创建一个单独的账号供其访问所属的设备。此功能主要为用户开通一个专属的账号，用户查看自己所属的设备。【内部账号】同属于一个数据池，内部账号相互之间可以授权设备；【外部账号】与【内部账号】分属不同的数据池，内外部账号之间不可以相互授权设备。具体内容见《EMCP 云平台账号管理使用说明V1.0》和《EMCP 云平台组织架构使用说明 V1.1》。