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西門子6AV2132-0HA00-0AA1
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概述
S7-1200 與 S7-300 之間的以太網通信方式比較多,可以采用ISO on TCP、TCP和 S7 的方式進行通信。在S7-1200 CPU 中采用ISO on TCP和TCP這兩種協議進行通信所使用的指令是相同的,都使用 T-block ( TSEND_C, TRCV_C, TCON, TDISCON, TSEN, TRCV ) 指令編程。S7-300 CPU一側如果使用的是CPU集成的PN接口,連接不在STEP7的NetPro中建立連接,而是使用西門子提供的OPEN IE 的方式來實現。
本文主要介紹了如何實現在S7-1200 和S7-300 CPU集成PN口之間的ISO on TCP通信,包括通信的基本步驟、配置及編程等內容。具體的實現方法有多種,比如在S7-1200中可以使用不帶連接的通信指令(TCON, TDISCON, TSEN, TRCV),也可以使用帶連接的通信指令(TSEND_C, TRCV_C);在S7-300中可以采用功能塊編程的方式來實現,也可以使用Open Communication Wizard工具(OPEN IE向導)的方式來建立OPEN IE的通信。
為了方便理解,本文在S7-1200中使用不帶連接的通信指令TCON, TDISCON, TSEN, TRCV,在S7-300側通過功能塊編程的方式來實現。
關于S7-1200和S7-300 OPEN IE通信的文檔可以登錄西門子自動化與驅動集團的下載中心,:http://www.ad.siemens.com.cn/download/ ,根據如表1提供的文檔編號搜索并下載相關文檔。
文檔編號 | 中文標題 |
A0426 | 西門子 S7-1200 PLC 技術參考Version 1.5 |
A0416 | S7-1200與S7-300 的以太網TCP 及ISO on TCP通信 |
A0421 | 如何實現兩個S7-1200 CPU之間的以太網通信 |
A0415 | 通過S7協議實現S7-1200 與S7-300的通信 |
A0414 | S7-1200基本以太網通信使用指南 |
A0284 | 使用西門子PLC集成的PN口實現S5 兼容通信使用入門 |
A0345 | 使用 Open Communication Wizard 建立開放式 ISO on TCP 通信 |
A0346 | 使用 Open Communication Wizard 建立開放式 UDP 通信 |
A0347 | 使用 Open Communication Wizard 建立開放式 TCP 通信 |
A0344 | S7-300和S7-400集成PN口的S7通信 |
A0334 | PN CPU/CP的開放式通訊-Open IE |
表1 下載中心文檔列表
2 軟硬件及所要完成的通信任務
2.1硬件設備
實驗的硬件設備:
1、S7-1200 CPU,CPU1212 AC/DC/RLY(6ES7 212-1BD30-0XB0)
2、S7-300 PN CPU,CPU317-2PN/DP(6ES7 317-2EH13-0AB0 V2.6.7)
3、PC機(帶以太網卡)
4、SCALANCE X216交換機,S7-1200、S7-300和PC通過交換機互連起來
5、TP以太網電纜
2.2 軟件環境
1、STEP7 Basic V10.5 SP2
2、STEP7 V5.4 SP5
3、通信所需的功能塊,請參見附件提供的例程 ”Sample_1 ( 50 KB ) ” 或參考下載中心文檔:《A0284 使用西門子PLC集成的PN口實現S5 兼容通信使用入門》提供的程序。下載鏈接:80490650
2.3 所要完成的通信任務
本例中所要完成的通信任務定義為:
1、 將S7-1200的發送數據塊DB3里的8個字節數據發送到S7-300的DB3中。
2、 將S7-300 DB3里接收到的8個字節數據再發送到S7-1200的接收數據塊DB4中。
3 S7-1200 CPU的組態編程
3.1創建新項目
1、打開STEP 7 Basic 軟件并新建項目
在STEP 7 Basic 的 “Portal View”中選擇“Create new project”創建一個新項目,項目名稱為“GS_ISO”。
2、添加硬件并命名PLC
然后進入 “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(6ES7 212-1BD30-0XB0)添加到機架上,設備名為 PLC_1,如圖1所示。
圖1 添加新的PLC站
為了編程方便,我們使用 CPU 屬性中定義的時鐘位,定義方法如下:
在“Project tree> PLC_1 > Device configuration” 中,選中 CPU ,然后在下面的屬性窗口中,“Properties > System and clock memory” 下,將系統位定義在MB1,時鐘位定義在MB0,如圖2所示。程序中我們主要使用 M0.3,它是以2Hz 的速率在0和1之間切換的一個位,可以使用它去自動激活發送任務。
圖2 系統和時鐘存儲器
3、為 S7-1200 CPU的PROFINET 通信口分配以太網地址
在 “Device View”中點擊 CPU 上代表PROFINET 通信口的綠色小方塊,在下方會出現PROFINET 接口的屬性,在 “Ethernet addresses”下分配IP 地址為 192.168.0.2 ,子網掩碼為255.255.255.0,如圖3所示。
圖3為 S7-1200 CPU的PROFINET 接口分配IP地址
3.2調用并配置通信指令
1、在 PLC_1 的 OB1 中調用 “TCON”通信指令
進入“Project tree > PLC_1 > Program blocks > OB1” 主程序中,從右側窗口 “Instructions > Extended Instructions > Communications” 下調用 “TCON” 指令,并選擇 “Single Instance” 生成背景 DB塊,如圖4所示。
圖4 調用TCON指令
2、定義PLC_1 的 “TCON” 連接參數
PLC_1 的 TCON 指令的連接參數需要在指令下方的屬性窗口“Properties > Configuration > Connection parameter”中設置,如圖5所示。
連接參數說明:
End point | :選擇通信伙伴,這里選擇“unspecified” |
Address | :通信伙伴S7-300站的IP地址“192.168.0.3” |
Connection type | :選擇通信協議為ISO on TCP |
Connection ID | :連接的地址 ID 號,這個 ID 號在后面的編程里會用到 |
Connection data | :創建連接時,系統會自動生成本地的連接 DB 塊,所有的連 接數據都會存在這個 DB 塊中。 |
| :選擇本地 PLC_1作為主動連接,S7-300 CPU作為被動連接 |
Address details | :設定 TSAP 地址這里本地設置成“PLC_1”, TSAP ID自動為“50.4C.43.5F.31”,伙伴方設置成不設置TSAP(ASCII),設置TSAP ID 為“E0.02.50.4C.43.5F.31”。 |
圖5 “TCON” 指令的連接參數
3、分配 “TCON” 的塊參數
在指令下方的屬性窗口“Properties > Configuration > block parameter”中設置,可以根據需要自己為“TCON” 塊相應的輸入輸出參數。好參數的塊,如圖6所示。其中M8.0作為啟動連接的觸發位,連接ID = 1與連接參數里面的設置相同。
圖6 “TCON” 的塊參數
4、在 PLC_1 的 OB1 中調用 “TSEND” 發送通信指令
首先創建一個發送數據塊,通過 “Project tree > PLC_1 > Program blocks > Add new block”,選擇 “Data block” 創建 DB 塊,選擇尋址,點擊“OK”鍵,如圖7所示。
圖7 創建一個發送數據塊DB3
打開創建的發送數據塊,在數據塊中定義發送數據區為 8個字節的數組,如圖8所示。
圖8 創建發送數據區
然后在OB1 中調用“TSEND”發送通信指令,并為“TSEND”參數。使用M0.3( 2Hz 的時鐘脈沖)上升沿激活發送任務,發送數據區為P# DB3.DBX0.0 BYTE 8,連接 ID = 1與連接參數里面的設置相同,發送長度LEN=8。分配好參數的“TSEND”塊如圖9所示。
圖9 調用“TSEND”發送通信塊
5、在 PLC_1 的 OB1 中調用“TRCV”接收通信指令
同樣,先創建一個接收數據塊DB4 ,如圖10所示。“TRCV”接收通信指令的調用方法與“TSEND” 發送通信指令的調用方法相同,M8.1作為接收指令的使能位,如圖11所示。
圖10創建接收數據區
圖11 調用“TRCV”接收通信塊
6、在 PLC_1 的 OB1 中調用 “TDISCON”通信指令
zui后,為了斷開通信鏈接,我們需要調用“TDISCON”通信指令,如圖12所示。
圖12 調用“TDISCON”通信塊
3.3下載程序
至此,S7-1200側的組態和編程都已經完成,可以在項目編譯無錯誤后,直接下載到S7-1200 CPU中,并啟動CPU的運行。
4 S7-300 CPU的組態編程
S7-300帶PN接口的CPU支持ISO on TCP通信功能,通過該集成以太網接口組態ISO on TCP通信時,只能使用開放式通信的功能塊,這些的功能塊可以在STEP7 “ 通訊塊”的 “標準庫 ”中找到,如圖13所示。
圖13 S7-300 CPU通信指令庫
庫中提供了下列通信功能塊:
′> FB 65 "TCON",用于建立連接,連接時需要UDT65來提供參數
> FB 66 "TDISCON",用于終止連接
> FB 63 "TSEND",用于發送數據到S7站點、S5站點、PC站或者第三方設備
> FB 64 "TRCV" 用于從S7站點、S5站點、PC站或者第三方設備接收數據
要通過CPU 的 集成PN 接口實現開放的ISO on TCP通信,不能在Netpro網絡組態中直接建立連接,必須通過程序每個連接的參數。用于通信的FB標準功能塊,請參見附件提供的例程 ”Sample_1 ( 50 KB ) ” 或參考下載中心文檔《A0284 使用西門子PLC集成的PN口實現S5 兼容通信使用入門》提供的例程。下載鏈接:80490650
從附件提供的例程 ”Sample_1 ( 50 KB ) ” 中將把需要的程序塊拷貝到新建的項目中,包括:
> UDT 65 "TCON_PAR",存放用戶通信參數
> FB420 "SET_ISO_ENDPOINT" ,用于修改UDT65內通信對象參數
> FC21, 被FB420調用
隨后,使用通信功能塊 FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB63 "TSEND" 和 FB64 "TRCV" 完成程序的編寫。
4.1創建新項目
1、打開STEP7,新建一個項目
2、在項目中插入一個SIMATIC 300的站
3、組態硬件,插入一個CPU317-2PN/DP的CPU,并為PN接口分配IP地址“192.168.0.3”,如圖14所示。同時,在CPU的“Cycle/Clock Memory”屬性頁中MB0為時鐘存儲器,在程序中可以使用M0.3(2Hz 的時鐘脈沖)去自動激活發送任務,如圖15所示。
圖14為PN接口分配IP地址
圖15設置時鐘存儲器字節
4.2編寫通信程序
1、從樣例程序中拷貝通信所需的塊
從附件提供的sample_1 ( 50 KB ) 例程中把需要的FB420、FC21與UDT65程序塊拷貝到新創建的項目中,如圖16所示。
圖 16
2、生成數據塊
在程序中創建一個DB塊,塊號不限(本例為DB101),在塊中建立變量DB_VAR,類型為UDT65,如圖17所示。
圖17
3、生成并調用FB塊
首成一個FB塊(本例為FB400),在FB400靜態變量區建立一個結構“T_TSAP“,包含如下變量,并為變量分配初始值,如圖18所示。
1) LOC_RACK_SLOT (BYTE)= B#16#2 表示有兩個前導字符 0xE0 (CPU31x-2PN/DP 或者 CPU319-3PN/DP規定)和 0x02(CPU槽號)
2) LOC_TSAP(STRING14)= 本地用戶定義的ASCII字符'PLC_1' (注意要與S7-1200側設置保持*)。
3) REM_RACK_SLOT(BYTE)= B#16#0 不使用兩個前導符。
4) REM_TSAP (STRING16)= 遠程用戶定義的ASCII字符'PLC_1' (注意要與S7-1200側設置保持*)。
圖18
然后在生成的FB400中調用FB420,如圖19所示。
圖19