6ES73146CH044AB2西門子模塊CPU總經銷

1 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，： ，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”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，

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。

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。

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*)。

然后在生成的FB400中調用FB420，如圖19所示。

其中參數的含義如下：

1）ID: 連接ID，與S7-1200里的設置保持*

2）DEV_ID：用于本PLC型號（注意不是通信對方）

DEV_ID = B#16#1本PLC型號為 IM151-8 PN/DP CPU

DEV_ID = B#16#2本PLC型號為CPU31x-2PN/DP或IM154-8 CPU

DEV_ID = B#16#3本PLC型號為CPU319-3PN/DP

DEV_ID = B#16#5本PLC型號為CPU41x-3PN/DP

3）ACTIVE: 主動或是被動建立連接，通信雙方必須一個主動，一個被動，本例中S7-300側為被動方。

4）T_TSAP: 靜態變量區的結構變量，用于ISO ON TCP 通信的TSAP地址

5）IP_ADDR1 IP_ADDR4: 通信伙伴的IP地址，即S7-1200的IP地址192.168.0.2

6）CON_DB: 用UDT65生成的變量，即DB101

4、在OB1中調用發送和接收功能塊

在OB1中先調用FB400功能塊，為其背景數據塊DB400，如圖20所示。

然后再在OB1中依次調用通信功能塊FB65、FB64、FB63、FB66。其中發送和接收功能塊FB64、FB63的數據區都為DB3，建立DB3如圖21所示。關于塊的使用請參考STEP7的在線幫助或相關文檔說明。

FB65 “TCON”，建立連接功能塊，如圖22所示。通過輸入參數 "REQ"一個上升沿來建立連接。 “ID” 為連接ID，“CONNECT” 參數填寫用 UDT65 生成的變量， 連接建立后會一直保持，直到調用FB66 "TDISCON" 斷開連接、CPU停止或者斷電。其中CONNECT為通過UDT65生成的DB塊，即DB101， ID = 1。通過M8.0啟動作業，執行連接的建立。

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