基于 SIMATIC IOT2040 的 Node-red S7 通信

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介绍
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例子:
使用Node-RED搭建一个天气预报面板
基于 SIMATIC IOT2040 的 Node-RED S7 通信

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1. 主要目标

基于 Node-red S7 通信，实现 SIMATIC IOT2040 读写 Siemens S7-300/400/1200/1500 或 S7-200 Smart PLC 中的数据。

2. Node-red 及 S7 节点介绍

2.1 Node-red

Node-red 是一种用于以新的有趣的方式将硬件设备、API 和在线服务连接在一起的编程 工具。
它提供了一个基于浏览器的编辑器，可以很容易地使用节点栏中的大量节点来组成流， 这些节点可以通过一次点击完成部署。

2.2 Node-red S7 节点

S7 节点是一个允许使用西门子 S7 以太网协议 RFC1006 与 S7-300/400/1200/1500 PLC
通信的库。同时，它也适用于 S7-200 Smart PLC。

2.3 安装 Node-red 和 S7 节点

SIMATIC IOT2040 的示例镜像已经预装了 Node-red，而用于 S7 通信的 S7 节点需要用 户安装，安装时需要连接网络。
(1)打开 putty，建立与 IOT2040 的连接。
(2)输入指令 cd /usr/lib/node_modules ，切换至 Node-red 所在目录。 (3)输入指令 npm install node-red-contrib-s7 ，安装 S7 节点。

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3. 编辑 Node-red S7 通信程序

3.1 S7 通信准备工作

(1)只可以使用没有优化的数据块，可以通过 TIA-Portal 在数据块的属性中进行设置。 请确保没有勾选该选项。

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(2)必须在 S7-300/400/1200/1500 PLC CPU 配置中启用 PUT/GET 通信，请确保勾选该选项。

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(3)在 putty 中输入指令 node /usr/lib/node_modules/node-red/red &，启动 Node-red。

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(4)在浏览器中打开 IOT2040 IP 地址的 1880 端口 (例如 http://192.168.200.1:1880)。

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3.2 编辑 S7 in 节点

利用“s7 in”节点可以基于 S7 协议从 S7 PLC 读取数据。

• (1)在左侧节点栏中选择“s7 in”节点，拖动添加至编辑区域。

  
  
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• (2)双击“s7 in” 节点。将 Mode 选为 All variables。点击图中图标编辑 S7 端点。

  
  
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• (3)配置 S7 端点的连接信息。
  S7 端点的连接信息包括 S7 PLC 的 IP 地址、端口号、机架号、槽号、读取周期等信息。
  其中，默认的端口号是 102。不同的 S7 PLC，槽号也不同。

  
  
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• (4) 配置 S7 端点的变量信息列表。
  S7 端点的变量信息包括变量的寻址方式以及变量名称。使用“+Add”按钮来添加新的
  变量，“Export”按钮可以将变量列表导出至 .csv 文件中，“Import”按钮可以通过 .csv 文 件导入变量列表。

  
  
  image.png

• (5)示例
  STEP 7-MicroWIN Smart 中 DB 块数据(以 S7-200 Smart 为例):

  
  
  image.png

TIA Portal 中 DB 块数据(以 S7-1500 为例):

image.png

Node-red 中对应的部分变量信息列表:

image.png

3.3 编辑 S7 out 节点

利用“s7 out” 节点可以基于 S7 协议向 S7 PLC 写入数据。

• (1)在左侧节点栏中选择 “s7 out” 节点，拖动添加至编辑区域。

  
  
  image.png

• (2)双击 “s7 out” 节点，编辑节点。

  
  
  image.png

• (3)如“s7 in”节点已添加过 S7 端点，则直接选择相应 S7 端点即可;如未添加过，请参 考“s7 in”节点添加 S7 端点过程进行添加。

  
  
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• (4)通过下拉菜单选择要写入的变量，每个 “s7 out” 节点只能对一个变量进行写入操作。

  
  
  image.png
  
  

  在选择完成后，点击 “Done” 按钮确定。

  
  
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说明:

1. 不可对 I 区进行写入
2. 若 M 点及 Q 点在 PLC 程序中为被写入对象，则不可对 M 点及 Q 点进行写入 3) 待写入的变量只可从已输入的变量列表中选择

4. S7 PLC 数据寻址方式及 Node-red 对应寻址方式

下表给出了 S7 PLC 中数据寻址方式及 Node-red 对应寻址方式。
由于 CPU 存储方式的不同及 Node-red S7 节点限制，有些数据无法直接读写，但是可以 将它们转化为其他数据区域中的变量进行读写。

4.1 S7-300/400/1200/1500

说明:
1)n 为数据区域偏移量
2)x 为数据字节偏移量
3)y 为数据位偏移量
4)确保 “STRING” 或 “S” 的数据字节偏移量非 0，length 替换为字符串长度

4.2 S7-200 Smart(以 SR60 为例)

image.png

说明:
1)n 为数据区域偏移量
2)x 为数据字节偏移量
3)y 为数据位偏移量
4)确保 “STRING” 或 “S” 的数据字节偏移量非 0，length 替换为字符串长度