西门子S7-200PLC与S7-1200PLC以太网通讯及PPI集成实现工业机械控制

一、行业痛点与需求背景

在工业机械控制领域，西门子S7-200系列PLC凭借其高可靠性和经济性，长期占据中小型自动化设备的控制核心地位。然而，该系列PLC设计年代较早，硬件上未配备以太网接口，仅通过RS485串口（9针接口）实现有限的通讯功能。随着工业4.0理念的深入推进，现代化生产线对设备互联、数据采集和远程监控的需求日益迫切，S7-200PLC的通讯局限性逐渐成为制约系统升级的瓶颈。

某重型机械厂在设备改造过程中便面临这一典型问题：该厂有多条生产线仍采用西门子S7-200PLC（具体型号CPU226CN）作为控制核心，负责液压机、冲压机等设备的逻辑控制。为实现生产线的智能化升级，需要将S7-200PLC的数据上传至新部署的西门子S7-1200PLC（型号CPU1214CDC/DC/DC）进行集中控制，并通过上位机（研华IPC-610L）实现生产数据监控。同时，原有操作流程中使用的昆仑通态TPC1061H触摸屏需保留，以确保现场操作人员的正常作业。

传统解决方案存在明显缺陷：若通过串口转网口的普通模块实现通讯，往往需要复杂的协议转换配置，且难以同时满足与S7-1200PLC、上位机及触摸屏的多设备互联需求；若整体更换S7-200PLC为带网口的新型号，则会导致设备成本激增，并需要重新编写控制程序，影响生产连续性。

针对这一痛点，捷米特ETH-S7200-JM01Plus直通型以太网通讯处理器提供了理想解决方案。该模块专为西门子S7-200PLC设计，可直接通过9针串口与PLC连接，无需改动原有程序即可实现以太网扩展，同时支持与西门子S7-1200PLC、各类上位机及触摸屏（不限品牌）的并行通讯，完美平衡了系统升级需求与成本控制目标。

二、方案设计与设备选型

1.系统架构设计

本方案采用"分布式控制+集中监控"的架构，通过捷米特ETH-S7200-JM01Plus模块构建三层通讯网络：

底层：S7-200PLC通过串口与ETH-S7200-JM01Plus模块连接，实现控制指令执行与数据采集

中层：ETH-S7200-JM01Plus模块通过以太网分别与S7-1200PLC、上位机进行数据交互

现场层：ETH-S7200-JM01Plus模块的9针串口同时连接昆仑通态触摸屏，保留原有操作界面

该架构的核心优势在于：ETH-S7200-JM01Plus模块采用"直通型"设计，可同时处理多路通讯请求，既不影响S7-200PLC的原有控制逻辑，又能实现数据的双向透明传输。

2.主要设备清单

3.模块核心特性

捷米特ETH-S7200-JM01Plus作为方案的关键组件，其核心特性包括：

双接口设计：1个RS485串口（9针）直接连接S7-200PLC，1个RJ45网口支持10/100M自适应以太网

多协议支持：兼容西门子S7协议（支持与S7-1200的S7通讯）、ModbusTCP/IP协议（支持上位机访问）

并发通讯能力：可同时处理PLC、上位机、触摸屏的通讯请求，互不干扰

即插即用：无需修改S7-200原有程序，通过网页配置即可完成参数设置

工业级设计：支持-40℃~85℃宽温工作环境，IP30防护等级，适应车间恶劣环境

三、实施过程与配置步骤

1.硬件连接

（1）ETH-S7200-JM01Plus与S7-200PLC连接：使用专用9针串口线，将模块的COM口与S7-200CPU226CN的PORT0口连接，确保引脚对应正确（2脚接3脚，3脚接2脚，5脚接5脚）。

（2）网络布线：通过超五类工业以太网电缆，将3台ETH-S7200-JM01Plus模块、S7-1200PLC、上位机分别连接至华为S1724G工业交换机，形成星型网络拓扑。

（3）触摸屏连接：将昆仑通态TPC1061H触摸屏的RS485接口通过串口线并联至ETH-S7200-JM01Plus模块的9针串口（采用总线型连接方式），实现现场操作功能。

2.模块参数配置

（1）ETH-S7200-JM01Plus模块初始化：将电脑通过网线直接连接至模块网口，设置电脑IP地址为192.168.1.X（与模块默认IP192.168.1.100同网段），通过浏览器访问模块IP进入配置界面。

（2）基本参数设置：在"网络设置"页面，修改模块IP地址为192.168.0.101~103（与S7-1200PLC的IP192.168.0.10在同一网段），子网掩码统一设置为255.255.255.0。

（3）串口参数配置：在"串口设置"页面，设置波特率为9600bps（与S7-200PLC的PORT0口一致），数据位8位，停止位1位，校验位无，通讯协议选择"西门子PPI协议"。

（4）通讯模式设置：在"高级设置"页面，启用"多主站模式"，允许S7-1200PLC、上位机和触摸屏同时访问S7-200PLC数据，设置数据刷新周期为100ms。

3.S7-1200PLC程序配置

（1）使用TIAPortalV16软件创建新项目，添加CPU1214C控制器，设置其IP地址为192.168.0.10。

（2）在项目中添加"西门子S7通讯"模块，创建与3台ETH-S7200-JM01Plus模块的连接：

通讯类型选择"S7连接"

本地TSAP设置为"10.01"

远程IP分别设置为192.168.0.101~103

远程TSAP设置为"03.00"（对应S7-200PLC的默认TSAP）

（3）编写数据读写程序：使用"GET"和"PUT"指令，实现S7-1200PLC对S7-200PLC数据区的访问。例如，通过以下指令读取S7-200的V区数据：

plaintext

CALL"GET",DB1

REQ:=TRUE

ADDR_1:=#Addr

ID:=1

LEN:=4

DATA_1:=#Data

4.上位机与触摸屏配置

（1）上位机WINCC配置：在WINCCV7.5中创建变量，选择"ModbusTCP/IP"驱动，设置服务器IP为ETH-S7200-JM01Plus模块的IP地址，寄存器地址对应S7-200PLC的V区（例如V0.0对应40001寄存器）。

（2）触摸屏配置：在昆仑通态MCGS组态软件中，选择"西门子S7-200PPI"驱动，设置通讯端口为COM1，波特率9600bps，通过ETH-S7200-JM01Plus模块的串口直接访问S7-200PLC数据，实现参数设置与状态显示功能。

四、系统调试与运行效果

1.调试过程

（1）单机调试：逐一检查各设备的通讯连接状态，通过ETH-S7200-JM01Plus模块的配置界面查看"通讯状态"，确认S7-200PLC连接正常（显示"已连接"）。

（2）数据通讯测试：使用TIAPortal的在线监控功能，验证S7-1200PLC能否正确读取S7-200PLC的输入输出状态和数据寄存器值，测试结果显示数据传输延迟小于50ms。

（3）多设备并发测试：同时操作触摸屏修改参数、上位机监控数据、S7-1200PLC发送控制指令，连续运行48小时，未出现数据丢失或通讯中断现象。

（4）故障模拟测试：模拟网线插拔、电源波动等异常情况，模块在故障恢复后能自动重新建立连接，平均恢复时间小于3秒。

2.运行效果

系统投入运行后，实现了以下功能：

数据集中监控：上位机能实时显示3台设备的运行参数（如压力、温度、运行速度等），数据更新周期为100ms，满足生产监控需求。

协同控制：S7-1200PLC可根据各设备状态发送协调指令，实现生产线的同步运行，生产效率提升约15%。

现场操作保留：操作人员可通过原有触摸屏完成设备启停、参数设置等操作，无需重新培训。

故障诊断：通过ETH-S7200-JM01Plus模块的网页诊断功能，可快速定位通讯故障点，平均故障排查时间从原来的2小时缩短至15分钟。

3.经济效益分析

采用本方案后，相比整体更换PLC的方案，直接节省设备采购成本约8万元（按3台设备计算）；通过减少停机时间和提高生产效率，预计每年可增加产值约50万元；同时，模块化设计为未来系统扩展预留了空间，若后续增加设备，只需添加相应的ETH-S7200-JM01Plus模块即可。

五、总结与展望

捷米特ETH-S7200-JM01Plus直通型以太网通讯处理器在本案例中成功解决了西门子S7-200PLC的以太网通讯难题，通过简单的硬件连接和参数配置，实现了与S7-1200PLC、上位机及触摸屏的多设备互联。该方案的核心价值在于：在不改变原有控制系统的前提下，以低成本方式完成设备的智能化升级，兼顾了系统稳定性与升级需求。

随着工业物联网技术的发展，此类通讯模块的应用场景将更加广泛。未来，通过增加边缘计算功能和云平台对接能力，ETH-S7200-JM01Plus系列模块有望在预测性维护、远程运维等领域发挥更大作用，为老旧设备的数字化转型提供更全面的解决方案。

本案例充分证明，在工业控制领域，针对特定痛点的专业化解决方案往往比全面替换设备更具性价比。捷米特ETH-S7200-JM01Plus模块凭借其针对性的设计和可靠的性能，为西门子S7-200PLC的用户提供了一条经济高效的升级路径，值得在类似的工业机械控制场景中推广应用。

更多详细内容或具体配置过程可咨询羽工。

审核编辑 黄宇