西门子1200和西门子300通信图解和程序

1.概述

1.1 S7-1200 的PROFINET 通信口
S7-1200 CPU 本体上集成了一个 PROFINET 通信口,支持以太网和基于 TCP/IP 的通信标准。使用这个通信口可以实现 S7-1200 CPU 与编程设备的通信,与hmi触摸屏的通信,以及与其它 CPU 之间的通信。这个PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口,支持电缆交叉自适应,因此一个标准的或是交叉的以太网线都可以用于这个接口。

1.2 S7-1200支持的协议和最大的连接资源

S7-1200 CPU 的PROFINET 通信口支持以下通信协议及服务
• TCP
• ISO on TCP ( RCF 1006 )
• S7 通信 (服务器端)

通信口所支持的最大通信连接数
S7-1200 CPU PROFINET 通信口所支持的最大通信连接数如下:
• 3个连接用于HMI (触摸屏) 与 CPU 的通信
• 1个连接用于编程设备(PG)与 CPU 的通信
• 8个连接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP) 的编程通信,使用T-block 指令来实现
• 3个连接用于S7 通信的服务器端连接,可以实现与S7-200,S7-300以及 S7-400 的以太网S7 通信
S7-1200 CPU可以同时支持以上15个通信连接,这些连接数是固定不变的,不能自定义。

TCP(Transport Connection Protocol)
TCP是由 RFC 793描述的标准协议,可以在通信对象间建立稳定、安全的服务连接。如果数据用TCP协议来传输,传输的形式是数据流,没有传输长度及信息帧的起始、结束信息。在以数据流的方式传输时接收方不知道一 条信息的结束和下一条信息的开始。因此,发送方必须确定信息的结构让接收方能够识别 。在多数情况下TCP应用了IP (Internet protocol) ,也就是“TCP/IP 协议”, 它位于 ISO-OSI 参考模型的第四层。
协议的特点:
• 与硬件绑定的高效通信协议
• 适合传输中等到大量的数据 (<=8192 bytes)
• 为大多数设备应用提供
– 错误恢复
– 流控制
– 可靠性
• 一个基于连接的协议
• 可以灵活的与支持TCP协议的第三方设备通信
• 具有路由兼容性
• 只可使用静态数据长度
• 有确认机制
• 使用端口号进行应用寻址
• 大多数应用协议,如TELNET、FTP都使用TCP
• 使用 SEND/RECEIVE 编程接口进行数据管理需要编程来实现

1.3 硬件需求和软件需求
硬件:
① S7-1200 CPU
② S7-300 CPU + CP343-1(支持S7 Client)
③ PC(带以太网卡)
④ TP以太网电缆
软件:
① STEP 7 Basic V10.5
② STEP 7 V5.4

2. ISO on TCP 通信
S7-1200 CPU 与S7-300/400 之间通过ISO on TCP 通信,需要在双方都建立连接,连接对象选择“Unspecified”。
所完成的通信任务为:
① S7-1200将DB3里的100个字节发送到S7-300的DB2中
② S7-300将输入数据IB0发送给S7-1200的输出数据区QB0。

2.1 S7-1200 CPU 的组态编程
组态编程过程与 S7-1200 CPU 之间的通信基本相似 (见 6.3 ),这里简单描述一下步骤:
① 使用STEP 7 Basic V10.5 软件新建一个项目
在STEP 7 Basic 的“Portal View”中选择 “Create new project”创建一个新项目
② 添加新设备
然后进入“Project view”,在“Project tree”下双击“Add new device”,在对话框中选择所使用的S7-1200 CPU添加到机架上,命名为 plc_1。
③ 为 PROFINET 通信口分配以太网地址
在“Device View”中点击 CPU 上代表PROFINET 通信口的绿色小方块,在下方会出现PROFINET 接口的属性,在 “Ethernet addresses”下分配IP 地址为 192.168.0.1 ,子网掩码为255.255.255.0。
④ 在 S7-1200 CPU 中调用“TSEND_C”通信指令并配置连接参数和块参数
在主程序中调用发送通信指令,进入“Project tree” > “ PLC_1”>“Program blocks”>“Main”主程序中,从右侧窗口“Instructions”> “Extended Instructions”>“Communications”下调用“TSEND_C”指令,并选择“Single Instance”生成背景 DB块。然后单击指令块下方的“下箭头”,使指令展开显示所有接口参数。
然后,创建并定义发送数据区 DB 块。通过“Project tree”>“ PLC_1”> “Program blocks” >“Add new block” ,选择 “Data block”创建 DB 块,选择绝对寻址,点击“OK”键,定义发送数据区为 100个字节的数组。
根据所使用的参数创建符号表,如图1所示。
配置连接参数,如图2所示。
配置块接口参数,如图3所示。

<a href=https://www.xmzyj.com/ximenzi>西门子</a>1200和西门子300通信图解和程序” inline=”0″><span>图1 创建所使用参数的符号表图PLC tag</span></p>
<p><img src=图2 配置连接参数

西门子1200和西门子300通信图解和程序图3 配置 TSEND_C 块参数

⑤ 调用“TRCV”通信指令并配置块参数如图6 47所示。
因为与发送使用的是同一连接,所以使用的是不带连接的发送指令“TRCV”,连接“ID”使用的也是“TSEND_C”中的“Connection ID”号,如图4所示。

西门子1200和西门子300通信图解和程序图4 配置 T_RCV 块参数

2.2 S7-300 CPU 的ISO on TCP通信的组态编程
① 使用STEP 7 软件新建一个项目并进行硬件组态
创建完新项目,在项目的窗口下,右键菜单里,选择“Insert New Object”>“SIMATIC 300 Station” ,插入一个S7-300 站。
为了编程方便,我们使用时钟脉冲激活通信任务,在CPU的“Properties”>“Cycle/Clock Memory”中设置,如图5所示。

西门子1200和西门子300通信图解和程序图5 设置时钟脉冲

每一个时钟位都按照不同的周期/频率在0和1之间切换变化,见表1。
表1:时钟位频率

周期(S) 2 01. Jun 1 0.8 0.5 0.4 0.2 0.1
频率(Hz) 0.5 0.625 1 Jan 25 2 02. Mai 5 10

② 配置以太网模块
进入“HW Config”中,组态所使用的 CPU 及“CP343-1”模板。并新建以态网 Ethernet (1) ,配置“CP343-1”模板IP 地址为:192.168.0.2,子网掩码为: 255.255.255.0 。如图6所示。配置完硬件组态及属性,编译存盘并下载所有硬件组态。

西门子1200和西门子300通信图解和程序图6 S7-300 硬件配置

③ 网络组态
打开 “NetPro” 配置网络,选中 CPU,在连接列表里建立新的连接并选择连接对象和通信协议,如图7所示。

西门子1200和西门子300通信图解和程序图7 创建新的连接并选择 ISO-on-TCP 协议

这时会跳出通用信息,如图8所示。

西门子1200和西门子300通信图解和程序图8 通用信息

然后,进入“Addresses”配置通信双方的IP 地址及TSAP 地址,如图9所示。

西门子1200和西门子300通信图解和程序图9 配置通信的IP 地址及TSAP 地址

配置完连接并编译存盘后,将网络组态下载到CPU300中。

④ 软件编程
在OB1中,从“Libraries”>“SIMATIC_NET_CP”>“CP300”下,调用FC5(AG_SEND)、FC6(AG_RECV)通信指令。创建接收数据区为 DB2,定义成100个字节的数组。
CALL “ AG_RECV” //调用FC6
ID :=1 // 连接号,要与连接配置列表中一致,见图8
LADDR :=W#16#100 //CP的地址,要与配置中一致,见图8
RECV :=P#DB2.DBX 0.0 BYTE 100 //接收数据区
NDR :=M10.0 //为1时,接收到新数据
ERROR :=M10.1 //为1时,有故障发生
STATUS :=MW12 //状态代码
LEN :=MW14 //接收到的实际数据长度

CALL “AG_SEND” //调用FC5
ACT :=M0.2 //为1时,激活发送任务
ID :=1 // 连接号,要与连接配置中一致
LADDR :=W#16#100 //CP的地址,要与配置中一致
SEND :=IB0 //发送数据区
LEN :=1 //发送数据的长度
DONE :=M10.2 //为1时,发送完成
ERROR :=M10.3 //为1时,有故障发生
STATUS :=MW16 //状态代码

2.3 监控通信结果
下载S7-1200和S7-300中的所有组态及程序,监控通信结果,如图10、图11所示。
在S7-1200 CPU中向DB3中写入数据:“11”、“22”、“33”,则在S7-300中的DB2块收到数据也为“11”、“22”、“33”。
在S7-300 CPU中,将“2#1111_1111”写入IB0,则在S7-1200 CPU中QB0中收到的数据也为“2#1111_1111”。

西门子1200和西门子300通信图解和程序图10 S7-1200监控表

西门子1200和西门子300通信图解和程序图11 S7-300 变量表

3. TCP 通信
使用TCP 协议通信,除了连接参数的定义不同,通信双方的其它组态及编程与前面的ISO on TCP 协议通信完全相同。
S7-1200 CPU中,使用 TCP 协议与S7-300通信时,PLC_1的连接参数,如图12所示。通信伙伴 S7-300 的连接参数,如图13所示。

西门子1200和西门子300通信图解和程序图12 S7-1200 的TCP连接参数的配置

西门子1200和西门子300通信图解和程序图13 S7-300 的TCP连接参数的配置

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