S7-1200與S7-300的以太網(wǎng)TCP 及ISO on TCP通信

時間：2020-08-15作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：127

1.1 S7-1200 的PROFINET 通信口
S7-1200 CPU 本體上集成了一個 PROFINET 通信口，支持以太網(wǎng)和基于 TCP/IP 的通信標(biāo)準(zhǔn)。使用這個通信口可以實(shí)現(xiàn) S7-1200 CPU 與編程設(shè)備的通信，與HMI觸摸屏的通信，以及與其它 CPU 之間的通信。這個PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口，支持電纜交叉自適應(yīng)，因此一個標(biāo)準(zhǔn)的或是交叉的以太網(wǎng)線都可以用于這個接口。

1.2 S7-1200支持的協(xié)議和較大的連接資源

S7-1200 CPU 的PROFINET 通信口支持以下通信協(xié)議及服務(wù)
· TCP
· ISO on TCP ( RCF 1006 )
· S7 通信 (服務(wù)器端)

通信口所支持的較大通信連接數(shù)
S7-1200 CPU PROFINET 通信口所支持的較大通信連接數(shù)如下：
· 3個連接用于HMI (觸摸屏) 與 CPU 的通信
· 1個連接用于編程設(shè)備（PG）與 CPU 的通信
· 8個連接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP) 的編程通信，使用T-block 指令來實(shí)現(xiàn)
· 3個連接用于S7 通信的服務(wù)器端連接，可以實(shí)現(xiàn)與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網(wǎng)S7 通信
S7-1200 CPU可以同時支持以上15個通信連接，這些連接數(shù)是固定不變的，不能自定義。

TCP（Transport Connection Protocol）
TCP是由 RFC 793描述的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以在通信對象間建立穩(wěn)定、安全的服務(wù)連接。如果數(shù)據(jù)用TCP協(xié)議來傳輸，傳輸?shù)男问绞菙?shù)據(jù)流，沒有傳輸長度及信息幀的起始、結(jié)束信息。在以數(shù)據(jù)流的方式傳輸時接收方不知道一 條信息的結(jié)束和下一條信息的開始。因此，發(fā)送方必須確定信息的結(jié)構(gòu)讓接收方能夠識別 。在多數(shù)情況下TCP應(yīng)用了IP (Internet protocol) ，也就是“TCP/IP 協(xié)議”， 它位于 ISO-OSI 參考模型的*四層。
協(xié)議的特點(diǎn)：
· 與硬件綁定的高效通信協(xié)議
· 適合傳輸中等到大量的數(shù)據(jù) (<=8192 bytes)
· 為大多數(shù)設(shè)備應(yīng)用提供
– 錯誤恢復(fù)
– 流控制
– 可靠性
· 一個基于連接的協(xié)議
· 可以靈活的與支持TCP協(xié)議的第三方設(shè)備通信
· 具有路由兼容性
· 只可使用靜態(tài)數(shù)據(jù)長度
· 有確認(rèn)機(jī)制
· 使用端口號進(jìn)行應(yīng)用尋址
· 大多數(shù)應(yīng)用協(xié)議，如TELNET、FTP都使用TCP
· 使用 SEND/RECEIVE 編程接口進(jìn)行數(shù)據(jù)管理需要編程來實(shí)現(xiàn)

1.3 硬件需求和軟件需求
硬件：
① S7-1200 CPU
② S7-300 CPU + CP343-1（支持S7 Client）
③ PC（帶以太網(wǎng)卡）
④ TP以太網(wǎng)電纜
軟件：
① STEP 7 Basic V10.5
② STEP 7 V5.4

 

2. ISO on TCP 通信
S7-1200 CPU 與S7-300/400 之間通過ISO on TCP 通信，需要在雙方都建立連接，連接對象選擇“Unspecified”。
所完成的通信任務(wù)為：
① S7-1200將DB3里的100個字節(jié)發(fā)送到S7-300的DB2中
② S7-300將輸入數(shù)據(jù)IB0發(fā)送給S7-1200的輸出數(shù)據(jù)區(qū)QB0。

2.1 S7-1200 CPU 的組態(tài)編程
組態(tài)編程過程與 S7-1200 CPU 之間的通信基本相似 （見 6.3 ），這里簡單描述一下步驟：
① 使用STEP 7 Basic V10.5 軟件新建一個項(xiàng)目
在STEP 7 Basic 的“Portal View”中選擇 “Create new project”創(chuàng)建一個新項(xiàng)目
② 添加新設(shè)備
然后進(jìn)入“Project view”，在“Project tree”下雙擊“Add new device”，在對話框中選擇所使用的S7-1200 CPU添加到機(jī)架上，命名為 PLC_1。
③ 為 PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址
在“Device View”中點(diǎn)擊 CPU 上代表PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會出現(xiàn)PROFINET 接口的屬性，在 “Ethernet addresses”下分配IP 地址為 192.168.0.1 ，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。
④ 在 S7-1200 CPU 中調(diào)用“TSEND_C”通信指令并配置連接參數(shù)和塊參數(shù)
在主程序中調(diào)用發(fā)送通信指令，進(jìn)入“Project tree” > “ PLC_1”>“Program blocks”>“Main”主程序中，從右側(cè)窗口“Instructions”> “Extended Instructions”>“Communications”下調(diào)用“TSEND_C”指令，并選擇“Single Instance”生成背景 DB塊。然后單擊指令塊下方的“下箭頭”，使指令展開顯示所有接口參數(shù)。
然后，創(chuàng)建并定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB 塊。通過“Project tree”>“ PLC_1”> “Program blocks” >“Add new block” ，選擇 “Data block”創(chuàng)建 DB 塊，選擇**尋址，點(diǎn)擊“OK”鍵，定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為 100個字節(jié)的數(shù)組。
根據(jù)所使用的參數(shù)創(chuàng)建符號表，如圖1所示。
配置連接參數(shù)，如圖2所示。
配置塊接口參數(shù)，如圖3所示。


圖1 創(chuàng)建所使用參數(shù)的符號表圖PLC tag


圖2 配置連接參數(shù)


圖3 配置 TSEND_C 塊參數(shù)

⑤ 調(diào)用“TRCV”通信指令并配置塊參數(shù)如圖6 47所示。
因?yàn)榕c發(fā)送使用的是同一連接，所以使用的是不帶連接的發(fā)送指令“TRCV”，連接“ID”使用的也是“TSEND_C”中的“Connection ID”號，如圖4所示。


圖4 配置 T_RCV 塊參數(shù)

2.2 S7-300 CPU 的ISO on TCP通信的組態(tài)編程
① 使用STEP 7 軟件新建一個項(xiàng)目并進(jìn)行硬件組態(tài)
創(chuàng)建完新項(xiàng)目，在項(xiàng)目的窗口下，右鍵菜單里，選擇“Insert New Object”>“SIMATIC 300 Station” ，插入一個S7-300 站。
為了編程方便，我們使用時鐘脈沖激活通信任務(wù)，在CPU的“Properties”＞“Cycle/Clock Memory”中設(shè)置，如圖5所示。


圖5 設(shè)置時鐘脈沖

每一個時鐘位都按照不同的周期／頻率在０和１之間切換變化，見表1。
表1：時鐘位頻率

位	７	６	５	４	３	２	１	０
周期（S）	2	01. Jun	1	0.8	0.5	0.4	0.2	0.1
頻率（Hz）	0.5	0.625	1	Jan 25	2	02. Mai	5	10

② 配置以太網(wǎng)模塊
進(jìn)入“HW Config”中，組態(tài)所使用的 CPU 及“CP343-1”模板。并新建以態(tài)網(wǎng) Ethernet (1) ，配置“CP343-1”模板IP 地址為：192.168.0.2，子網(wǎng)掩碼為： 255.255.255.0 。如圖6所示。配置完硬件組態(tài)及屬性，編譯存盤并下載所有硬件組態(tài)。


圖6 S7-300 硬件配置

③ 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
打開 “NetPro” 配置網(wǎng)絡(luò)，選中 CPU，在連接列表里建立新的連接并選擇連接對象和通信協(xié)議，如圖7所示。


圖7 創(chuàng)建新的連接并選擇 ISO-on-TCP 協(xié)議

這時會跳出通用信息，如圖8所示。


圖8 通用信息

然后，進(jìn)入“Addresses”配置通信雙方的IP 地址及TSAP 地址，如圖9所示。


圖9 配置通信的IP 地址及TSAP 地址

配置完連接并編譯存盤后，將網(wǎng)絡(luò)組態(tài)下載到CPU300中。

④ 軟件編程
在OB1中，從“Libraries”>“SIMATIC_NET_CP”>“CP300”下，調(diào)用FC5（AG_SEND）、FC6（AG_RECV）通信指令。創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)區(qū)為 DB2，定義成100個字節(jié)的數(shù)組。
CALL “ AG_RECV” //調(diào)用FC6
ID ：=1 // 連接號，要與連接配置列表中一致，見圖8
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要與配置中一致，見圖8
RECV ：=P#DB2.DBX 0.0 BYTE 100 //接收數(shù)據(jù)區(qū)
NDR ：=M10.0 //為1時，接收到新數(shù)據(jù)
ERROR ：=M10.1 //為1時，有故障發(fā)生
STATUS ：=MW12 //狀態(tài)代碼
LEN ：=MW14 //接收到的實(shí)際數(shù)據(jù)長度

CALL “AG_SEND” //調(diào)用FC5
ACT ：=M0.2 //為１時，激活發(fā)送任務(wù)
ID ：=1 // 連接號，要與連接配置中一致
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要與配置中一致
SEND ：=IB0 //發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)
LEN ：=1 //發(fā)送數(shù)據(jù)的長度
DONE ：=M10.2 //為1時，發(fā)送完成
ERROR ：=M10.3 //為1時，有故障發(fā)生
STATUS ：=MW16 //狀態(tài)代碼

2.3 監(jiān)控通信結(jié)果
下載S7-1200和S7-300中的所有組態(tài)及程序，監(jiān)控通信結(jié)果，如圖10、圖11所示。
在S7-1200 CPU中向DB3中寫入數(shù)據(jù)：“11”、“22”、“33”，則在S7-300中的DB2塊收到數(shù)據(jù)也為“11”、“22”、“33”。
在S7-300 CPU中，將“2#1111_1111”寫入IB0，則在S7-1200 CPU中QB0中收到的數(shù)據(jù)也為“2#1111_1111”。


圖10 S7-1200監(jiān)控表


圖11 S7-300 變量表

3. TCP 通信
使用TCP 協(xié)議通信，除了連接參數(shù)的定義不同，通信雙方的其它組態(tài)及編程與**的ISO on TCP 協(xié)議通信完全相同。
S7-1200 CPU中，使用 TCP 協(xié)議與S7-300通信時，PLC_1的連接參數(shù)，如圖12所示。通信伙伴 S7-300 的連接參數(shù)，如圖13所示。


圖12 S7-1200 的TCP連接參數(shù)的配置


圖13 S7-300 的TCP連接參數(shù)的配置


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• 詞條

  詞條說明

• CPU 1211C

  6ES7211-1AE40-0XB0SIMATIC S7-1200，CPU 1211C， 緊湊型 CPU，DC/DC/DC， 機(jī)載 I/O： 6 個 24V DC 數(shù)字輸入；4 個 24V DC 數(shù)字輸出； 2 AI 0-10V DC， 電源：直流 20.4-28.8V DC， 程序存儲器/數(shù)據(jù)存儲器 50 KB6ES7211-1BE40-0XB0SIMATIC S7-1200，CPU 1211C

• PIM 路由

  PIM 路由概述此頁面顯示 PIM 路由表。顯示值說明選擇要顯示的路由。全部傳出根據(jù)所選內(nèi)容，表格中不會顯示所有列。該表格包括以下列：組地址顯示組播組的地址。組掩碼顯示限制組播段的子網(wǎng)掩碼。源地址-?IP 地址 (IP Address)顯示組播包的源 IP 地址。-?*(*,G) 消息包含要向 RP 方向傳遞消息所需的群組和信息。通過 RP 路由。傳入接口顯示*接收組播的接口

• 計數(shù)一次

  計數(shù)一次說明如果計數(shù)器達(dá)到結(jié)束值 1，在主計數(shù)方向?yàn)橄蛏嫌嫈?shù)的操作模式下，計數(shù)器會在出現(xiàn)下一計數(shù)脈沖時跳至計數(shù)器范圍起始值，然后停下來（即使有其它計數(shù)脈沖出現(xiàn)）。如果計數(shù)器達(dá)到結(jié)束值 1，在主計數(shù)方向?yàn)橄蛳掠嫈?shù)的操作模式下，計數(shù)器會在出現(xiàn)下一計數(shù)脈沖時跳至計數(shù)器范圍起始處，然后停下來（即使有其它計數(shù)脈沖出現(xiàn)）。如果不存在主計數(shù)方向組態(tài)，則計數(shù)限制將被設(shè)置為較大計數(shù)范圍。在此操作模式下，通過門功能來

• IPv4 * 3 層功能 子網(wǎng)概述

  概述此頁面會顯示所選接口的子網(wǎng)。子網(wǎng)始終與接口相關(guān)，可在“組態(tài)”(Configuration) 選項(xiàng)卡中創(chuàng)建。說明該頁面包含以下框：接口 (Interface)選擇要用于組態(tài)其他子網(wǎng)的接口。該表格包括以下列：接口 (Interface)顯示接口。TIA 接口 (TIA Interface)顯示所選的 TIA 接口。TIA 接口定義了 PROFINET 功能可用的 VLAN。這主要影響使用或通過 D