WinCC 与 S7-1200 G2 通信

一 概述

SIMATIC S7-1200 G2是西门子推出的新一代可编程逻辑控制器，它在硬件性能、通信能力和功能集成方面均有显著提升。从TIA Portal V20版本开始支持S7-1200 G2的编程组态。

本文基于TIA Portal V21和WinCC V8.1 update5的环境来介绍WinCC V8.1和S7-1200 G2的通信组态过程。

二 WinCC V8.1和S7-1200 G2的安全通信

1. S7-1200 G2仅支持安全通信

无论是S7-1200 G2 V1.0还是S7-1200 G2 V4.1，他们都仅支持和WinCC的安全通信。组态时，“仅支持PG/PC和HMI安全通信”选项无法取消，如图1所示：

图1

2. WinCC的版本要求

WinCC从 V7.5 SP2 update4版本开始支持安全通信，因此只有WinCC V7.5 SP2 update4及其以上的版本才支持与S7-1200 G2通信。

WinCC V8.1支持两种方法安全证书的加载方式，方式一：通过SIMATIC SCADA Export导入证书，方式二：把证书从未信任文件移动到已信任文件夹。下面将分别介绍这两种方法。

3. 通过SIMATIC SCADA Export导入证书

3.1 PLC侧组态

在TIA Portal V21插入S7-1200 G2，本例插入的是CPU 1212C DC/DC/DC V4.1，如图2所示：

图2

设置S7-1200 G2的IP地址，如图3所示：

图3

这里先选择“禁用访问控制”，如图4所示。

图4

S7-1200 G2 的“仅支持PG/PC和HMI安全通信”选项无法取消，如图5所示：

图5

接着，在S7-1200 G2中创建嵌套的数据类型，如图6所示：

图6

创建“motors”数据块，并在数据块中创建数据类型为“motor”的变量，如图7所示：

图7

在PLC设备上右键，选择“Export to SIMATIC SCADA”导出PLC数据到文件。如图8所示：

图8

注意， SIMATIC SCADA Export工具需要单独安装，下载地址：https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109748955

在弹出的“Export to SIMATIC SCADA”对话框中，选择导出文件的名称及路径，如图9所示：

图9

然后，把S7-1200 G2程序下载到PLC。

3.2 WinCC项目组态

新建WinCC项目，并在变量管理中添加“SIMATIC S7-1200,S7-1500”通道，如图10所示：

图10

接着，在“SIMATIC S7-1200,S7-1500”通道下创建连接，并在新建的连接名称上右键，选择右键菜单中的“”来设置连接参数。如图11所示：

图11

连接参数中，IP地址填写S7-1200 G2的IP地址，访问点这里选择S7ONLINE（如果访问点下拉框下无内容，可以直接输入访问点后回车即可），产品系列选择“S71200-connection”，并且使能“仅允许安全PLC连接”选项，如图12所示。

图12

点击确定按钮关闭图12的参数设置对话框。然后，在连接名称上右键，选择右键菜单中的“AS符号->从文件中加载”，如图13所示：

图13

然后，选择图9中导出的zip文件，如图14所示：

图14

点击图14中的“加载”按钮，会弹出是否加载证书的提示，如图15所示：

图15

点击确定，导入证书。会有“已采用证书”的提示，如图16所示：

图16

此时，点击连接名称可以看到证书信息，如图17所示：

图17

接下来就可以导入PLC变量到WinCC。由于PLC里的变量是结构变量，因此需要首先在WinCC中创建结构类型，操作如图18所示：

图18

选择连接名称，然后选择“AS结构”，全选PLC中的自定义数据类型：“motor”和“speed”，然后右键，在右键菜单中选择“创建结构”。这样就会在WinCC变量管理中创建相应的结构变量类型。

然后，选择相应的数据块，可以看到数据库中包含的变量，可以单独选择需要的PLC变量，如图19所示：

图19

也可以在“访问”列名上右键，在右键菜单中选择“全选”来选择全部的PLC变量。如图20所示：

图20

变量导入的结果如图21所示，在WinCC变量管理下创建了“motor”和“speed”两个结构变量，PLC中“motor”数据块里的motor1~motor5这个5个自定义数据类型变量也导入到了WinCC中。如图21所示：

图21

3.3 运行项目

首先，在WinCC所在计算机打开命令提示符 (CMD) 窗口， ping一下PLC的IP地址，查看网络通信是否正常。图22所示为 网络连接正常的情况。

图22

如果ping命令丢包或者找不到目标设备，请检查两侧IP地址的设置，以及物理网络连接。

接着，打开计算机的控制面板，打开“设置PG/PC接口”，如图23所示：

图23

在接口分配参数列表中，把“网卡名称.TCPIP.1”分配给图12中使用的访问点“S7ONLINE”。如图24所示：

图24

注意这里网卡名称需要选择与PLC通信的网卡，并且不要选择TCPIP.Auto.1 协议，需要选择TCPIP.1 协议。

激活WinCC项目，可以看到通信连接成功建立，如图25所示：

图25

1. 通过剪切证书来信任证书

PLC的组态的组态请参考图2~图7。

重新新建一个WinCC项目，通信连接组态请参考图10~图12，并且不需要通过SIMATIC SCADA Export导入证书。

下面介绍如何通过剪切证书来信任证书。

在WinCC项目中创建完通信连接后，直接激活WinCC项目，可以看到通信连接是中断的，并且连接的证书信息为空，如图26所示：

图26

此时，打开路径“C:\ProgramData\Siemens\Automation\device-certificate-store\untrusted\certs”，可以看到有未被信任的证书产生，如图27所示：

图27

手动把图27中的证书剪切到“C:\ProgramData\Siemens\Automation\device-certificate-store\trusted\certs”文件夹下，如图28所示：

图28

可以看到，WinCC和S7-1200G2的通信连接成功建立，如图29所示：

图29

注意，此时WinCC通信连接的证书信息也是空的。这和通过SIMATIC SCADA Export导入证书的现象不太一样。

WinCC通信连接成功建立后，可以在连接名称上右键，在弹出的右键菜单中选择“AS符号->从AS读取”，可以直接从S7-1200 G2中读取变量，如图30所示。

图30

创建WinCC结构变量的操作请参考图18，选择PLC变量的操作请参考图20。

激活WinCC项目，可以看到通信连接成功建立，并且变量读取正常。结果如图31所示：

图31

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