PLC外挂远程IO采用S7和PN通信的方法和注意事项

由于200smart系列在通信和其他功能上看齐1200系列，且价格有不少优势，导致出现cpu采用1200系列，IO用200smart这种架构，这在追求性价比的设备上超级常见。我也做过不少这样架构的设备，更有甚者，直接在200smart上挂另1个200smart来扩展IO。西门子见到市场上这样的行为，于是自己就推出了IM60模块，直接顶替原来用ST60做远程IO，更具性价比，能够在博图直接组态200smart系列的扩展模块，也不用在200PLC上写通信映射程序。一些项目还是会用ST20等点数少的PLC来扩展IO，且可能采用S7通信的方式，下面来分析下采用S7通信和PN通信的区别。

S7通信也叫Get/Put，无论在200smart还是在1200系列，配置都相当简单。我总结下1200和200之间S7通信的几种情况下的方式。

1、1200作为主站，200smart从站。在1200组态上添加S7连接，然后，程序上分别调用GET PUT指令，关于指令的具体接口用法F1即可。我之前写过S7通信多组GET/PUT是否需要轮询和通信数据量的文章，有兴趣的可以翻翻看，这里不再赘述。200smart侧，不需要任何配置或者程序，只用准备好交换的数据区间。

2、1200作为从站，200smart作为主站。1200侧勾选允许getput，将DB1设置为非优化访问，并准备通信交互的数据区间，由于1200和200之间通信只能走非优化的DB1。200smart侧在工具向导的getput上添加配置，添加2个，分别get，从1200读取，put，写入1200。

简而言之，1200主站时，添加S7连接，调用指令，从站时，只需要勾选getput。200smart主站时配置向导getput，从站时不需要任何配置或程序。这相比PN通信显然是要方便快捷的，PN通信分作为控制器和IO，都要配置PLC，导出GSD，安装GSD，无论在200还是1200都是一样的方法，具体查看F1有详细步骤。

S7除了配置和程序上比PN更加方便简洁且支持单边配置的通信外，还有以下的一些区别。

1、在通信性能上，S7是不如PN通信的，一般S7通信在几十毫秒到100+毫秒，PN通信在个位数毫秒。其次，PN通信是对输入输出IO的读写通信，而S7是对PLC寄存器的读写通信，这是它们之间的根本区别。在1200上调用getput指令时，指令的触发是沿信号，一般简单写的时候触发用的时钟信号如”Clock_10Hz”,即100ms间隔读写1次数据，要求高的情况下最好用指令的完成信号来触发，这样才能把实时性提到最高。

2、S7通信时，是对数据的V区进行读写，当通信中断时，不再对这个V区操作，寄存器会保持通信中断之前的状态，如果V区映射到输出时，那么通信中断后输出会一直保持，且无法断开，这是超级危险的情况。PN通信时，是对输入输出的读写，通信中断时，输入输出即变成0，不会出现S7那样的保持问题。

3、PN通信和S7通信的诊断不同，PN通信基本等同于CPU的扩展模块，在通信出现异常时，直接查看cpu的诊断缓冲区，和扩展模块一样可以看到诊断信息，属于系统级诊断信息，而S7的通信诊断在调用的指令里，和modbus通信类似。如果想在程序中用变量显示PN报警的状态，1200和200分别有以下方式。

1200有专用指令modulestates，简单点可以用state[1]显示站通信，详细F1查看指令定义。200的PN状态显示有特殊寄存器，直接使用就可以，分作为控制器和IO的两种，一般用作为控制器时的SMB1800是否值为16#80 来诊断状态。程序使用这个诊断可以方便把报警做到HMI上,或者写一些通信中断后的处理程序，避免通信中断时，程序的异常。

4、PN通信虽然和CPU自身的扩展模块通信超级近似，但有1个点是需要额外注意的，就是使用上电第一个循环读取数据即FirstScan SM0.1时，PN模块上的IO会显示0。如下的测试，用2个200组PN通信，将2个PLC的输入都强制的情况下，上电第一个循环，本体CPU上的I点能读到1，PN IO上的输入点读的是0。在1200PLC上测试的效果也是这样，应该是建立PN通信需要一点时间，上电初始时未连接完成所致。所以即使是PN通信的远程IO在写上电第一个循环程序时要特别注意这个问题，PN IO不是完全等同本体IO的。

5、S7通信会出现通信中断后数据保持的问题，那么只要用到S7通信提议都要写通信异常检测程序，可以用指令自带的异常检测来诊断，也可以发心跳信号这种以结果来诊断。一般通信双方互发1个1HZ的时钟信号，如果这个信号一直常通或常断就判断为通信中断，通信中断后对相关信号进行复位处理。如下是S7通信中断的检测。

PN通信和DP通信一脉相承，属于西门子内部的高性能高实时总线通信协议，在要求高的场合都应该优先使用。西门子的仿真软件plcsim advanced仿真通信时，无法仿真PN通信，但诸如S7通信，modbustcp，开放式tcp等都是支持的。应该是PN通信需要有专门硬件支持，不仅仅是软件解决方案，这也是目前市场上支持PN通信的设备都更贵的缘由。

对于要求不高的场合，只是数据采集的场合，只能单边配置的场合，优先使用S7通信会简单许多。这两种通信都是西门子自家的内部通信协议，并不是开源通用协议，所以一般都是西门子自家产品之间通信使用。不过S7通信协议早有三方破解，所以在上位机和西门子PLC通信上广泛使用，典型的在C# 上的S7NetPlus库使用超级成熟和广泛。