西門子S7-300數(shù)字量DO模塊

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    1.概述

    1.1S7-1200的PROFINET通信口

    S7-1200CPU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現(xiàn)S7-1200CPU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。

    1.2S7-1200支持的協(xié)議和大的連接資源

    S7-1200CPU的PROFINET通信口支持以下通信協(xié)議及服務(wù)

    ?TCP

    ?ISOonTCP(RCF1006)

    ?S7通信(服務(wù)器端)

    通信口所支持的大通信連接數(shù)

    S7-1200CPUPROFINET通信口所支持的大通信連接數(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OpenIE(TCP,ISOonTCP)的編程通信，使用T-block指令來實現(xiàn)

    ?3個連接用于S7通信的服務(wù)器端連接，可以實現(xiàn)與S7-200，S7-300以及S7-400的以太網(wǎng)S7通信

    S7-1200CPU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（TransportConnectionProtocol）

    TCP是由RFC793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(Internetprotocol)，也就是“TCP/IP協(xié)議”，它位于ISO-OSI參考模型的第四層。

    協(xié)議的特點：

    ?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)(<=8192bytes)

    ?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)機制

    ?使用端口號進行應(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編程接口進行數(shù)據(jù)管理需要編程來實現(xiàn)

    1.3硬件需求和軟件需求

    硬件：

    ①S7-1200CPU

    ②S7-300CPU+CP343-1（支持S7Client）

    ③PC（帶以太網(wǎng)卡）

    ④TP以太網(wǎng)電纜

    軟件：

    ①STEP7BasicV10.5

    ②STEP7V5.4

    2.ISOonTCP通信

    S7-1200CPU與S7-300/400之間通過ISOonTCP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：

    ①S7-1200將DB3里的100個字節(jié)發(fā)送到S7-300的DB2中

    ②S7-300將輸入數(shù)據(jù)IB0發(fā)送給S7-1200的輸出數(shù)據(jù)區(qū)QB0。

    2.1S7-1200CPU的組態(tài)編程

    組態(tài)編程過程與S7-1200CPU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STEP7BasicV10.5軟件新建一個項目

    在STEP7Basic的“PortalView”中選擇“Createnewproject”創(chuàng)建一個新項目

    ②添加新設(shè)備

    然后進入“Projectview”，在“Projecttree”下雙擊“Addnewdevice”，在對話框中選擇所使用的S7-1200CPU添加到機架上，命名為PLC_1。

    ③為PROFINET通信口分配以太網(wǎng)地址

    在“DeviceView”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“Ethernetaddresses”下分配IP地址為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

    ④在S7-1200CPU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，進入“Projecttree”>“PLC_1”>“Programblocks”>“Main”主程序中，從右側(cè)窗口“Instructions”>“ExtendedInstructions”>“Communications”下調(diào)用“TSEND_C”指令，并選擇“SingleInstance”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“Projecttree”>“PLC_1”>“Programblocks”>“Addnewblock”，選擇“Datablock”創(chuàng)建DB塊，選擇尋址，點擊“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PLCtag

    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647所示。

    因為與發(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“ConnectionID”號，如圖4所示。

    圖4配置T_RCV塊參數(shù)

    2.2S7-300CPU的ISOonTCP通信的組態(tài)編程

    ①使用STEP7軟件新建一個項目并進行硬件組態(tài)

    創(chuàng)建完新項目，在項目的窗口下，右鍵菜單里，選擇“InsertNewObject”>“SIMATIC300Station”，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/ClockMemory”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

    ②配置以太網(wǎng)模塊

    進入“HWConfig”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6S7-300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*，見圖8

    LADDR：=W#16#100//CP的地址，要與配置中*，見圖8

    RECV：=P#DB2.DBX0.0BYTE100//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*

    LADDR：=W#16#100//CP的地址，要與配置中*

    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S7-1200CPU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S7-300CPU中，將“2#1111_1111”寫入IB0，則在S7-1200CPU中QB0中收到的數(shù)據(jù)也為“2#1111_1111”。

    圖10S7-1200監(jiān)控表

    圖11S7-300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)及編程與前面的ISOonTCP協(xié)議通信*相同。

    S7-1200CPU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12S7-1200的TCP連接參數(shù)的配置

    圖13S7-300的TCP連接參數(shù)的配置