西門子NCU720.3BPN帶PLC317-3PN/DP*-可編程控制器
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上海啟水自動化科技有限公司
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SIMATIC S7-300, CPU 313C-2 PTP,緊湊型CUP含MPI,16數(shù)字量輸入/16數(shù)字量輸出,3個高速計數(shù)器(30 KHZ),集成接口RS485,集成24V DC 電源,128KB 存儲區(qū),前連接器(1 X 40針)需要MMC卡
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上海啟水自動化科技有限公司(西門子核心分銷商)專業(yè)銷售代理西門子S7-200/300/400/1200/1500PLC、(備有大量現(xiàn)貨 包括部分已經(jīng)停產(chǎn)型號庫存)數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、人機界面、觸摸屏、伺服、電機、西門子電線電纜、西門子軟件等 ,并可提供西門子plc模塊維修服務(wù). 歡迎來電垂詢
1 概述
S7-1200 與 S7-300 之間的以太網(wǎng)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(xié)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(cè)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(xiàn)。
本文主要介紹了如何實現(xiàn)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(nèi)容。具體的實現(xiàn)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(xiàn),也可以使用Open Communication Wizard工具(OPEN IE向?qū)В┑姆绞絹斫PEN 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(cè)通過功能塊編程的方式來實現(xiàn)。
關(guān)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(qū)動集團的下載中心。
文檔編號 | 中文標題 |
A0426 | 西門子 S7-1200 PLC 技術(shù)參考Version 1.5 |
A0416 | S7-1200與S7-300 的以太網(wǎng)TCP 及ISO on TCP通信 |
A0421 | 如何實現(xiàn)兩個S7-1200 CPU之間的以太網(wǎng)通信 |
A0415 | 通過S7協(xié)議實現(xiàn)S7-1200 與S7-300的通信 |
A0414 | S7-1200基本以太網(wǎng)通信使用指南 |
A0284 | 使用西門子PLC集成的PN口實現(xiàn)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(wù)
2.1硬件設(shè)備
實驗的硬件設(shè)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(wǎng)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(wǎng)電纜
2.2 軟件環(huán)境
1、STEP7 Basic V10.5 SP2
2、STEP7 V5.4 SP5
3、通信所需的功能塊,
2.3 所要完成的通信任務(wù)
本例中所要完成的通信任務(wù)定義為:
1、 將S7-1200的發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB3里的8個字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送到S7-300的DB3中。
2、 將S7-300 DB3里接收到的8個字節(jié)數(shù)據(jù)再發(fā)送到S7-1200的接收數(shù)據(jù)塊DB4中。
3 S7-1200 CPU的組態(tài)編程
3.1創(chuàng)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(chuàng)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(shè)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(tǒng)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(fā)送任務(wù)。
圖2 系統(tǒng)和時鐘存儲器
3、為 S7-1200 CPU的PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)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(xiàn)PROFINET 接口的屬性,在 “Ethernet addresses”下分配IP 地址為 192.168.0.2 ,子網(wǎng)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(diào)用并配置通信指令
1、在 PLC_1 的 OB1 中調(diào)用 “TCON”通信指令
進入“Project tree > PLC_1 > Program blocks > OB1” 主程序中,從右側(cè)窗口 “Instructions > Extended Instructions > Communications” 下調(diào)用 “TCON” 指令,并選擇 “Single Instance” 生成背景 DB塊,如圖4所示。
圖4 調(diào)用TCON指令
2、定義PLC_1 的 “TCON” 連接參數(shù)
PLC_1 的 TCON 指令的連接參數(shù)需要在指令下方的屬性窗口“Properties > Configuration > Connection parameter”中設(shè)置,如圖5所示。
連接參數(shù)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(xié)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(chuàng)建連接時,系統(tǒng)會自動生成本地的連接 DB 塊,所有的連 接數(shù)據(jù)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(shè)定 TSAP 地址這里本地設(shè)置成“PLC_1”, TSAP ID自動為“50.4C.43.5F.31”,伙伴方設(shè)置成不設(shè)置TSAP(ASCII),設(shè)置TSAP ID 為“E0.02.50.4C.43.5F.31”。 |
圖5 “TCON” 指令的連接參數(shù)
3、分配 “TCON” 的塊參數(shù)
在指令下方的屬性窗口“Properties > Configuration > block parameter”中設(shè)置,可以根據(jù)需要自己為“TCON” 塊相應的輸入輸出參數(shù)。好參數(shù)的塊,如圖6所示。其中M8.0作為啟動連接的觸發(fā)位,連接ID = 1與連接參數(shù)里面的設(shè)置相同。
圖6 “TCON” 的塊參數(shù)
4、在 PLC_1 的 OB1 中調(diào)用 “TSEND” 發(fā)送通信指令
首先創(chuàng)建一個發(fā)送數(shù)據(jù)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,點擊“OK”鍵,如圖7所示。
圖7 創(chuàng)建一個發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB3
打開創(chuàng)建的發(fā)送數(shù)據(jù)塊,在數(shù)據(jù)塊中定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為 8個字節(jié)的數(shù)組,如圖8所示。
圖8 創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)
然后在OB1 中調(diào)用“TSEND”發(fā)送通信指令,并為“TSEND”參數(shù)。使用M0.3( 2Hz 的時鐘脈沖)上升沿激活發(fā)送任務(wù),發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為P# DB3.DBX0.0 BYTE 8,連接 ID = 1與連接參數(shù)里面的設(shè)置相同,發(fā)送長度LEN=8。分配好參數(shù)的“TSEND”塊如圖9所示。
圖9 調(diào)用“TSEND”發(fā)送通信塊
5、在 PLC_1 的 OB1 中調(diào)用“TRCV”接收通信指令
同樣,先創(chuàng)建一個接收數(shù)據(jù)塊DB4 ,如圖10所示。“TRCV”接收通信指令的調(diào)用方法與“TSEND” 發(fā)送通信指令的調(diào)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(chuàng)建接收數(shù)據(jù)區(qū)
圖11 調(diào)用“TRCV”接收通信塊
6、在 PLC_1 的 OB1 中調(diào)用 “TDISCON”通信指令
zui后,為了斷開通信鏈接,我們需要調(diào)用“TDISCON”通信指令,如圖12所示。
圖12 調(diào)用“TDISCON”通信塊
3.3下載程序
至此,S7-1200側(cè)的組態(tài)和編程都已經(jīng)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(tài)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(wǎng)接口組態(tài)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(shù)
> FB 66 "TDISCON",用于終止連接
> FB 63 "TSEND",用于發(fā)送數(shù)據(jù)到S7站點、S5站點、PC站或者第三方設(shè)備
> FB 64 "TRCV" 用于從S7站點、S5站點、PC站或者第三方設(shè)備接收數(shù)據(jù)
要通過CPU 的 集成PN 接口實現(xiàn)開放的ISO on TCP通信,不能在Netpro網(wǎng)絡(luò)組態(tài)中直接建立連接,必須通過程序每個連接的參數(shù)。用于通信的FB標準功能塊,請參見附件提供的例程
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(shù)
> FB420 "SET_ISO_ENDPOINT" ,用于修改UDT65內(nèi)通信對象參數(shù)
> FC21, 被FB420調(diào)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(chuàng)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(tài)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(fā)送任務(wù),如圖15所示。
圖14為PN接口分配IP地址
圖15設(shè)置時鐘存儲器字節(jié)
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(chuàng)建的項目中,如圖16所示。
圖 16
2、生成數(shù)據(jù)塊
在程序中創(chuàng)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(diào)用FB塊
首成一個FB塊(本例為FB400),在FB400靜態(tài)變量區(qū)建立一個結(jié)構(gòu)“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(guī)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(cè)設(shè)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(cè)設(shè)置保持*)。
圖18
然后在生成的FB400中調(diào)用FB420,如圖19所示。
圖19
其中參數(shù)的含義如下:
1)ID: 連接ID,與S7-1200里的設(shè)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(cè)為被動方。
4)T_TSAP: 靜態(tài)變量區(qū)的結(jié)構(gòu)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(diào)用發(fā)送和接收功能塊
在OB1中先調(diào)用FB400功能塊,為其背景數(shù)據(jù)塊DB400,如圖20所示。
圖20
然后再在OB1中依次調(diào)用通信功能塊FB65、FB64、FB63、FB66。其中發(fā)送和接收功能塊FB64、FB63的數(shù)據(jù)區(qū)都為DB3,建立DB3如圖21所示。關(guān)于塊的使用請參考STEP7的在線幫助或相關(guān)文檔說明。
圖21
FB65 “TCON”,建立連接功能塊,如圖22所示。通過輸入?yún)?shù) "REQ"一個上升沿來建立連接。 “ID” 為連接ID,“CONNECT” 參數(shù)填寫用 UDT65 生成的變量, 連接建立后會一直保持,直到調(diào)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(yè),執(zhí)行連接的建立。
圖22
FB64 “TRCV”,接收功能塊,如圖23所示。"TRECV" EN_R始終為TRUE, ID 填寫連接ID,”DATA” 填寫接收數(shù)據(jù)區(qū),輸出參數(shù) "NDR" 用于表示新的數(shù)據(jù)已經(jīng)收到,輸出參數(shù) "LEN" 表示接收的數(shù)據(jù)長度。本例中連接ID = 1。DB3作為接收數(shù)據(jù)塊,接收數(shù)據(jù)的字節(jié)長度為8,接收作業(yè)通過M8.1使能。
圖23
FB63 “TSEND”,發(fā)送功能塊,如圖24所示。連接ID = 1。DB3為發(fā)送數(shù)據(jù)塊,發(fā)送字節(jié)長度為8,發(fā)送作業(yè)通過M0.3觸發(fā)。"TSEND" 發(fā)送請求依靠輸入?yún)?shù)"REQ"的上升沿來實現(xiàn),如果“BUSY”位為true時不要觸發(fā)"REQ"。輸出參數(shù) "DONE", "ERROR" 和 "STATUS" 用于評估的情況。
圖24
FB66 “TDISCON”,取消連接功能塊,如圖25所示。可以根據(jù)需要取消ID=W#16#1的連接,作業(yè)通過M8.2使能。
圖25
4.3下載程序
S7-300側(cè)的組態(tài)和編程都完成后,直接下載到S7-300 CPU中,并啟動CPU的運行。
5 監(jiān)控通信結(jié)果
對S7-1200和S7-300都組態(tài)和編程后,下載所有組態(tài)及程序并搭建好網(wǎng)絡(luò)后,首先在在S7-1200中將M8.0置位為1,然后再在S7-300中將M8.0置位為1,兩個站的“TCON” 被激活,建立兩個站之間的ISO on TCP連接。
連接正常建立后,即可以進行數(shù)據(jù)的交換。在S7-1200和S7-300站中將 ”TRCV” 功能塊的EN_R置位為1,使能接收,監(jiān)控通信結(jié)果如圖26所示。
通過監(jiān)控結(jié)果可以看到,S7-1200中發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB3的8個字節(jié)數(shù)據(jù)被發(fā)送到S7-300站的DB3中,同時,S7-300的DB3中接收到的數(shù)據(jù)又被發(fā)送到S7-1200的接收數(shù)據(jù)塊DB4中。
圖26 在線監(jiān)控通信結(jié)果
關(guān)鍵詞
ISO on TCP,S7-1200,S7-300 PN CPU,OPEN IE,以太網(wǎng)
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