湖南 長沙6ES7231-5PD32-0XB0西門子模塊 PLC

湖南 長沙   西門子   6ES7231-5PD32-0XB0   模塊 PLC  

PROFINET 通信口

S7-1200 CPU 本體上集成了一個 PROFINET 通信口，支持以太網和基于 TCP/IP和UDP 的通信標準。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，因此一個標準的或是交叉的以太網線都可以用于這個接口。使用這個通信口可以實現 S7-1200 CPU 與編程設備的通信，與HMI觸摸屏的通信，以及與其它 CPU 之間的通信。

支持的協議和最大的連接資源

S7-1200 CPU 的PROFINET 通信口支持以下通信協議及服務

• TCP
• ISO on TCP ( RCF 1006 )
• UDP(V1.0 不支持） 
  
• S7 通信 
  注意：S7-1200 CPU 只支持S7 通信的服務器（Sever）端，（使用PORTAL V10.5軟件）
  S7-1200 CPU 支持S7 通信的服務器與客戶端，（使用 STEP7 V11軟件）

硬件版本 V4.1 支持的協議和最大的連接資源：

S7-1200的連接資源

分配給每個類別的預留連接資源數為固定值；您無法更改這些值。 但可組態 6個"可用自由連接"以按照應用要求增加任意類別的連接數。

● 示例1: 1 個 PG 具有 3 個可用連接資源。 根據當前使用的 PG 功能，該 PG 實際可能使用其可用連接資源的 1、2 或 3。 在 S7-1200 中，始終保證至少有 1 個 PG，但不允許超過 1 個 PG。

在CPU屬性>常規>連接資源顯示:

HMI連接資源

● 示例2：HMI 具有 12 個可用連接資源。 根據您擁有的 HMI 類型或型號以及使用的 HMI 功能，每個 HMI 實際可能使用其可用連接資源中的 1 個、2 個或 3 個。 考慮到正在使用的可用連接資源數，可以同時使用 4 個以上的 HMI。 HMI 可利用其可用連接資源（每個 1 個，共 3 個）實現下列功能：

• 讀取
• 寫入
• 報警和診斷

以上示例共有5個HMI設備訪問S7-1200,占用了S7-1200的12個HMI連接資源。

對于S7-1200 V4.1以上版本，有6個動態連接資源可以用于HMI連接。所以它們的最大HMI連接資源數可以達到18個。對于之前的版本只能用預留的HMI連接資源用于HMI訪問。

HMI設備占S7-1200的HMI連接資源個數

• 基于 WinCC TIA Portal的組態：

注：“資源數（默認）”是當HMI與S7-1200在一個項目中組態HMI連接時，會占用S7-1200的組態的HMI連接個數。

如圖：示例中HMI_2 為精智面板。

這個連接個數是這個HMI設備所能占用S7-1200的最大HMI連接個數，可以作為選型參考。

• 目前Smart pannel不支持S7-1200
• 可以訪問S7-1200的HMI面板的其他信息

請參考：https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109475049

硬件版本 V3.0 支持的協議和最大的連接資源：

• 3個連接用于操作面板
• 1個連接用于編程設備（PG）與 CPU 的通信
• 8個連接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP, UDP) 的編程通信，使用T-block 指令來實現
• 3個連接用于S7 通信的服務器端連接，可以實現與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網S7 通信
• 8個連接用于S7 通信的客戶端連接，可以實現與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網S7 通信

連接數是固定不變的，不能自定義。

注意：建立被動的TCP 、ISO on TCP 和UDP的連接時，建議使用端口范圍: 2000~5000。一些端口號和TSAP 號是受到限制不能被使用的。 下列端口號和TSAP號不能使用：

• ISO TSAP (passive): 01.00, 01.01, 02.00, 02.01, 03.00, 03.01
• TCP/UDP port (passive): 20, 21, 25, 80, 102, 135, 161, 34962 … 34964,53, 80, 162, 443, 520, 9001

硬件版本 V2.0~V2.2 支持的協議和最大的連接資源：

• 3個連接用于非 Comfort pannel觸摸屏或2個連接用于Comfort pannel與 CPU 的通信
• 1個連接用于編程設備（PG）與 CPU 的通信
• 8個連接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP, UDP) 的編程通信，使用T-block 指令來實現
• 3個連接用于S7 通信的服務器端連接，可以實現與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網S7 通信
• 8個連接用于S7 通信的客戶端連接，可以實現與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網S7 通信

硬件版本 V1.0 S7-1200

• 3個連接用于非 Comfort pannel觸摸屏或2個連接用于Comfort pannel與 CPU 的通信
• 1個連接用于編程設備（PG）與 CPU 的通信
• 8個連接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP) 的編程通信，使用T-block 指令來實現
• 3個連接用于S7 通信的服務器端連接，可以實現與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網S7 通信

物理網絡連接

• S7-1200 CPU的PROFINET 口有兩種網絡連接方法：
  
  直接連接：當一個S7-1200 CPU與一個編程設備，或是HMI ，或是另一個PLC通信時，也就是說只有兩個通信設備時，實現的是直接通信。直接連接不需要使用交換機，用網線直接連接兩個設備即可，如圖1. 所示。

   
  圖1. 通信設備的直接連接
  

• 網絡連接：當多個通信設備進行通信時，也就是說通信設備為兩個以上時，實現的是網絡連接，如圖2. 所示。
  
  多個通信設備的網絡連接需要使用以太網交換機來實現。可以使用導軌安裝的西門子 CSM1277 的 4 口交換機連接其它 CPU 及 HMI 設備。CSM1277 交換機是即插即用的，使用前不用做任何設置。
  
  
  
  圖2. 多個通信設備的網絡連接（圖：network connection）
  ① CSM1277 以太網交換機

PLC與PLC之間通信的過程

1. 實現兩個CPU 之間通信的步驟
   
   ① 建立硬件通信物理連接：由于S7-1200 CPU 的PROFINET 物理接口支持交叉自適應功能，因此連接兩個 CPU 既可以使用標準的以太網電纜也可以使用交叉的以太網線。兩個CPU的連接可以直接連接，不需要使用交換機。
   ② 配置硬件設備：在 “Device View” 中配置硬件組態。
   ③ 配置永久IP 地址：為兩個CPU 配置不同的永久IP 地址
   ④ 在網絡連接中建立兩個 CPU 的邏輯網絡連接
   ⑤ 編程配置連接及發送、接收數據參數。在兩個 CPU 里分別調用TSEND_C或TSEND、TRCV_C或TRCV 通信指令，并配置參數，使能雙邊通信。
   
   
2. 配置 CPU之間的邏輯網絡連接
   
   配置完 CPU 的硬件后，在項目樹 “Project tree”>“Devices & Networks” >“Networks view”視圖下，創建兩個設備的連接。
   要想創建PROFINET 的邏輯連接，用鼠標點中第一個 PLC 上的PROFINET通信口的綠色小方框，然后拖拽出一條線，到另外一個PLC 上的PROFINET通信口上，松開鼠標，連接就建立起來了，如圖3. 所示。
   
   
   圖3. 建立兩個CPU之間的連接

S7-1200 CPU通過ETHERNET 與S7-1200 CPU 通信的方式

S7-1200 與 S7-1200 之間的以太網通信可以通過 TCP 或 ISO on TCP 協議來實現，使用的通信指令是在雙方 CPU 調用 T-block (TSEND_C, TRCV_C, TCON, TDISCON, TSEN, TRCV) 指令來實現。通信方式為雙邊通信，因此 TSEND 和 TRCV 必須成對出現。

硬件和軟件需求及所完成的通信任務

硬件：
① S7-1200 CPU
② PC （帶以太網卡）
③ TP電纜(以太網電纜）

軟件：
STEP7 V11 or Higher

所完成的通信任務：
① 將PLC_1 的通信數據區 DB3 塊中的 100 個字節的數據發送到 PLC_2 的接收數據區 DB4 塊中。
② 將PLC_2 的通信數據區 DB3 塊中的 100 個字節的數據發送到 PLC_1 的接收數據區 DB4 塊中。

通信的編程，連接參數及通信參數的配置

1. 打開 STEP7 v11 軟件并新建項目

在 STEP7 v11的 “Portal View” 中選擇 “Create new project” 創建一個新項目

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添加到機架上，命名為 PLC_1，如圖1.所示。
同樣方法再添加通信伙伴的S7-1200 CPU ，命名為 PLC_2。



圖1. 添加新設備

為了編程方便，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。
時鐘位我們主要使用 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. 系統位與時鐘位

3. 為 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 192.168.0.1 ，子網掩碼為255.255.255.0，如圖3. 所示。


圖3. 分配IP 地址

同樣方法，在同一個項目里添加另一個新設備S7-1200 CPU 并為其分配 IP 地址為192.168.0.2

4. 創建 CPU之間的邏輯網絡連接

在項目樹 “Project tree”>“Devices & Networks” >“Networks view” 視圖下，創建兩個設備的連接。用鼠標點中 PLC_1 上的PROFINET通信口的綠色小方框，然后拖拽出一條線，到另外一個PLC_2 上的PROFINET通信口上，松開鼠標，連接就建立起來了，如圖4.所示。


圖4. 建立兩個 CPU的邏輯連接 

在 PLC_1 中調用并配置“TCON”、“TSEND”、“TRCV” 通信指令

１．在 PLC_1 的 OB1 中調用“TCON” 通信指令

① 在第一個 CPU 中調用發送通信指令，進入 “Project tree” > “ PLC_1” > “Program blocks” > “OB1” 主程序中，從右側窗口 “Instructions” > “Communications” > “OPEN User Communications”下調用 “TCON” 指令，創建連接，如圖1.所示。



圖1. 調用“TCON”通信指令

② 創建DB2 分配連接參數，見圖2所示

圖2. 創建連接數據塊 DB2(Con_DB)

③ 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3.所示。

 

圖3. 定義 TCON 連接參數 

連接參數說明：

2．定義 PLC_1 的“TSEND”發送通信塊接口參數

①　調用 “TSEND” 在OB1內調用 發送100個字節數據到PLC2中 
進入 “Project tree” > “ PLC_1” > “Program blocks” > “OB1” 主程序中，從右側窗口 “Instructions” > “Communications” > “OPEN User Communications”下調用 “TSEND” 指令，，如圖4.所示。


圖4. 調用 TSEND 

②　創建并定義PLC_1的發送數據區 DB 塊。

通過“Project tree”>“PLC_1”>“Program blocks”>“Add new block”，選擇“Data block” 創建 DB 塊，選擇絕對尋址，點擊“OK”鍵，定義發送數據區為 100個字節的數組，如圖4.及圖5.所示。

圖5. 創建發送數據區 DB 塊

注意：對于雙邊編程通信的 CPU ，如果通信數據區使用 DB 塊，既可以將 DB 塊定義成符號尋址，也可以定義成絕對尋址。使用指針尋址方式，必須創建絕對尋址的 DB 塊。

圖6. 定義發送數據區為字節類型的數組 圖 PLC1_TSENDC_DATA

③　定義 PLC_1 的“TSEND”發送通信塊接口參數，如圖7.所示。

圖7. 定義 TSEND 接口參數

參數說明：
輸入接口參數：

輸出接口參數：

3．在 PLC_1 的OB1中調用接收指令T_CV 并配置基本參數

為了實現 PLC_1 接收來自 PLC_2 的數據，則在 PLC_1 中調用接收指令T_RCV 并配置基本參數。

①　創建并定義PLC_1的接收數據區 DB 塊。

通過“Project tree”>“PLC_1”>“Program blocks”>“Add new block”，選擇“Data block” 創建 DB 塊，選擇絕對尋址，點擊“OK”鍵，定義發送數據區為 100個字節的數組，如圖7.及圖8.所示。

圖8. 創建接收數據區 DB 塊

注意：對于雙邊編程通信的 CPU ，如果通信數據區使用 DB 塊，既可以將 DB 塊定義成符號尋址，也可以定義成絕對尋址。使用指針尋址方式，必須創建絕對尋址的 DB 塊。

圖9. 定義接收數據區為字節類型的數組

②　調用 “TRCV” 在OB1內調用 
進入 “Project tree” > “ PLC_1” > “Program blocks” > “OB1” 主程序中，從右側窗口 “Instructions” > “Communications” > “OPEN User Communications”下調用 “TRCV” 指令，配置接口參數，，如圖10.所示。


圖10. 調用 TRCV 指令并配置接口參數

參數說明：
輸入接口參數：

輸出接口參數：

注意：LEN設置為 65535 可以接收變長數據。