湖南 長沙  西門子  6ES7222-1XF32-0XB0   數(shù)字量輸入/輸出模塊    

S7-1200 CPU 通過 ETHERNET 與 S7-300 PN 口之間 TCP 通信的方式

S7-1200 與 S7-300 PN 口之間的以太網(wǎng)通信可以通過 TCP 協(xié)議來實現(xiàn)，使用的通信指令是在雙方 CPU 調用 T-block (TSEND_C，TRCV_C， TCON， TDISCON， TSEND， TRCV) 指令來實現(xiàn)。通信方式為雙邊通信，因此 TSEND 和 TRCV 必須成對出現(xiàn)。

硬件和軟件需求及所完成的通信任務

所需條件：

① S7-1200/S7-300(集成PN口)
② STEP7 V11

所完成的通信任務：

① S7-1200 CPU將通訊數(shù)據(jù)區(qū) DB4 塊中的 10 個字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送到 S7-300 CPU的接收數(shù)據(jù)區(qū) DB2 塊中。 
② S7-300 CPU將通訊數(shù)據(jù)區(qū) DB1 塊中的 10 個字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送到 S7-1200 CPU的接收數(shù)據(jù)區(qū) DB5 塊中。

S7-1200 側通信的編程，連接參數(shù)及通信參數(shù)的配置

1. 使用 STEP7 V11 軟件新建一個項目并完成硬件配置

在 STEP7 v11的 “Portal 視圖” 中選擇 “創(chuàng)建新項目” 創(chuàng)建一個新項目。

2.添加硬件并命名PLC

然后進入 “項目視圖”，在“項目樹” 下雙擊 “添加新設備”，在對話框中選擇所使用的 S7-1200 CPU 添加到機架上，命名為 S7-1200，如圖1.所示。

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 “項目樹” > “S7-1200” > “設備組態(tài)” 中，選中 CPU ，然后在下面的屬性窗口中，“屬性” > “系統(tǒng)和時鐘存儲器” 下，將系統(tǒng)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(fā)送任務。

圖2. 系統(tǒng)位與時鐘位

3. 為 PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址

在 “設備視圖”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 “以太網(wǎng)地址” 下分配 IP 地址為 192.168.0.123 ，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，如圖3. 所示。

圖3. 分配IP 地址

4. 創(chuàng)建 CPU的邏輯網(wǎng)絡連接

在項目樹 “項目樹”>“設備和網(wǎng)絡” >“網(wǎng)絡視圖” 視圖下，創(chuàng)建兩個設備的連接。用鼠標點中 S7-1200 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 317-2pn 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

5.在 S7-1200 中調用并配置“TCON”、“TSEND”、“TRCV” 通信指令

① 在 S7-1200 CPU 中調用發(fā)送通信指令，進入 “項目樹” > “ S7-1200” > “程序塊” > “OB1” 主程序中，從右側窗口 “指令” > “通訊” > “開放式用戶通信”下調用 “TCON” 指令，創(chuàng)建連接，如圖5.所示。

圖5. 調用 TCON 通信指令

② 定義 S7-1200 的 “TCON”連接參數(shù)

S7-1200 的 “TCON”指令的連接參數(shù)需要在指令下方的屬性窗口“屬性”> “組態(tài)”>“連接參數(shù)中”中設置，如圖6.所示。

圖6. 定義 TCON 連接參數(shù) 

連接參數(shù)說明：

③創(chuàng)建并定義 S7-1200 的發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB4 塊

通過“項目樹”>“S7-1200”>“程序塊”>“添加新塊”，選擇“數(shù)據(jù)塊” 創(chuàng)建 DB4 塊，選擇“標準-與S7-300/400 兼容”，點擊“確定”鍵，定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為 101 個字節(jié)的數(shù)組，如圖7.所示，結果如圖8.所示。

圖7. 創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB 塊

圖8. 定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為字節(jié)類型的數(shù)組 101 字節(jié)

④將 “TSEND” 在 OB1 內調用 發(fā)送 10 個字節(jié)數(shù)據(jù)到 317-2pn 中 
進入 “項目樹” > “S7-1200” > “程序塊” > “OB1 ” 主程序中，從右側窗口 “指令” > “通訊” > “開放式用戶通信”下調用 “TSEND” 指令，配置接口參數(shù)，如圖9.所示。

圖9. 調用 TSEND 指令并配置接口參數(shù)

參數(shù)說明：
輸入接口參數(shù)：

輸出接口參數(shù)：

⑤創(chuàng)建并定義 S7-1200 的接收數(shù)據(jù)區(qū) DB5 塊。

通過“項目樹”>“S7-1200”>“程序塊”>“添加新塊”，選擇“數(shù)據(jù)塊” 創(chuàng)建 DB5 塊，選擇“標準-與S7-300/400 兼容”，點擊“確定”鍵，定義接收數(shù)據(jù)區(qū)為 101 個字節(jié)的數(shù)組，如圖10.所示，結果如圖11.所示。

圖10. 創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)區(qū) DB5 塊

圖11. 定義接收數(shù)據(jù)區(qū)為字節(jié)類型的數(shù)組

⑥ 將 “TRCV” 在 OB1 內調用 
進入 “項目樹” > “S7-1200” > “程序塊” > “OB1 ” 主程序中，從右側窗口 “指令” > “通訊” > “開放式用戶通信”下調用 “TRCV” 指令，配置接口參數(shù)，如圖12.所示。

圖12. 調用 TRCV 指令并配置接口參數(shù)

參數(shù)說明：
輸入接口參數(shù)：

輸出接口參數(shù)：

配置完連接并編譯存盤。

S7-300PN 側通信的編程，連接參數(shù)及通信參數(shù)的配置，測試結果

1. 使用 STEP7 V11 軟件添加新設備并命名 317-2pn

然后進入 “項目視圖”，在“項目樹” 下雙擊 “添加新設備”，在對話框中選擇所使用的 S7-300 CPU 添加到機架上，命名為 317-2pn，如圖1.所示。

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 “項目樹” > “317-2pn” > “設備組態(tài)” 中，選中 CPU ，然后在下面的屬性窗口中，“屬性” > “時鐘存儲器” 下時鐘位定義在 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(fā)送任務。

圖2. 時鐘存儲位

3. 為 PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址

在 “設備視圖”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 “以太網(wǎng)地址” 下分配 IP 地址為 192.168.0.45，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，如圖3. 所示。

圖3. 分配IP 地址

4.在 S7-300 中調用并配置“TCON”、“TSEND”、“T_RCV” 通信指令

① 在 S7-300 CPU 中調用發(fā)送通信指令，進入 “項目樹” > “ 317-2pn” > “程序塊” > “OB1” 主程序中，從右側窗口 “指令” > “通訊” > “開放式用戶通信”下調用 “TCON” 指令，創(chuàng)建連接，如圖4.所示。

圖4. 調用 TCON 通信指令

② 定義 S7-300 的 “TCON”連接參數(shù)

S7-300 的 “TCON”指令的連接參數(shù)需要在指令下方的屬性窗口“屬性”> “組態(tài)”>“連接參數(shù)中”中設置，如圖5.所示。

圖5. 定義 TCON 連接參數(shù)

連接參數(shù)說明：

③創(chuàng)建并定義 S7-300 的發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB1 塊

通過“項目樹”>“317-2pn”>“程序塊”>“添加新塊”，選擇“數(shù)據(jù)塊” 創(chuàng)建 DB1 塊，點擊“確定”鍵，定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為 101個字節(jié)的數(shù)組，如圖6.所示，結果如圖7.所示。

圖6. 創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB 塊

圖7. 定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為字節(jié)類型的數(shù)組 101 字節(jié)

④調用 “TSEND” 在OB1內調用 發(fā)送 10 個字節(jié)數(shù)據(jù)到 S7-1200 中 
進入 “項目樹” > “317-2pn” > “程序塊” > “OB1 ” 主程序中，從右側窗口 “指令” > “通訊” > “開放式用戶通信”下調用 “TSEND” 指令，配置接口參數(shù)，如圖8.所示。

圖8. 調用 TSEND 指令并配置接口參數(shù)

參數(shù)說明：
輸入接口參數(shù)：

輸出接口參數(shù)：

⑤創(chuàng)建并定義 S7-300 的接收數(shù)據(jù)區(qū) DB2 塊。

通過“項目樹”>“317-2pn”>“程序塊”>“添加新塊”，選擇“數(shù)據(jù)塊” 創(chuàng)建 DB2 塊，點擊“確定”鍵，定義接收數(shù)據(jù)區(qū)為 101 個字節(jié)的數(shù)組，如圖9.所示，結果如圖10.所示。

圖9. 創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)區(qū) DB2 塊

圖10. 定義接收數(shù)據(jù)區(qū)為字節(jié)類型的數(shù)組

⑥ 將 “TRCV” 在OB1內調用 
進入 “項目樹” > “317-2pn” > “程序塊” > “OB1 ” 主程序中，從右側窗口 “指令” > “通訊” > “開放式用戶通信”下調用 “TRCV” 指令，配置接口參數(shù)，如圖11.所示。

圖11. 調用 TRCV 指令并配置接口參數(shù)

參數(shù)說明：
輸入接口參數(shù)：

輸出接口參數(shù)：

配置完連接并編譯存盤。

下載硬件組態(tài)及程序并監(jiān)控通信結果

下載兩個 CPU 中的所有硬件組態(tài)及程序，實現(xiàn)兩個 CPU 之間數(shù)據(jù)交換，監(jiān)控結果如圖12.所示。

圖12. 監(jiān)控結果

S7-1200 串行通信

S7-1200支持的串行通訊方式

• 點對點（PtP）通信
• Modbus 主從通信
• USS 通信 
  

S7-1200 RS232 和 RS485 通信模塊的特征

圖1. 串口通信模塊

1. 由 CPU 供電，不必連接外部電源
   
   
2. 端口經(jīng)過隔離，最長距離1000 米
   
   
3. 有診斷 LED 及顯示傳送和接收活動 LED
   
   
4. 支持點對點協(xié)議
   
   
5. 通過擴展指令和庫功能進行組態(tài)和編程

RS485 與 RS232 通信模塊的LED

診斷 LED 燈

• 紅閃：如果 CPU 未正確識別到通信模塊，診斷 LED 會一直紅色閃爍
• 綠閃：CPU 上電后已經(jīng)識別到通信模塊，但是通信模塊還沒有配置
• 綠燈：CPU 已經(jīng)識別到通信模塊，且配置也已經(jīng)下載到了CPU

發(fā)送 LED 燈

• 代表數(shù)據(jù)正在通過通信口傳送出去

接收 LED 燈

• 代表數(shù)據(jù)正在通過通信口接收進來

注意：安裝于CPU本體上的通信板只有發(fā)送和接收 LED 燈，而沒有診斷 LED 燈

RS485及RS232兩種模板支持的協(xié)議

• ASCII
• USS
• Modbus RTU Master protocol
• Modbus RTU Slave protocol
  
  

ASCII 協(xié)議的特點

• 報文可以由用戶自己定義，便于用戶以 ASCII 協(xié)議為基礎開發(fā)
• 使用簡單，可以很好地實現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的通訊
• 可以進行識別報文結束設置
• 可以進行數(shù)據(jù)流量控制
• 缺點：具有簡單的校驗功能（奇偶校驗），低數(shù)據(jù)安全性；數(shù)據(jù)傳輸無確認信息； 通訊需要雙方協(xié)調

S7-1200 的 PTP 校驗

串口的校驗： 奇偶校驗：用于檢驗數(shù)據(jù)傳遞的正確性，是最簡單的檢錯方法。

圖2. 校驗設置

• 偶校驗：如果每字節(jié)的數(shù)據(jù)位中“1”的個數(shù)為奇數(shù)，則校驗位為1，如果個數(shù)為偶數(shù)，則校驗位為“0”， 保證數(shù)據(jù)位和校驗位中“1”的個數(shù)是偶數(shù)
• 奇校驗：如果每字節(jié)的數(shù)據(jù)位中“1”的個數(shù)為奇數(shù)，則校驗位為0，如果個數(shù)為偶數(shù)，則校驗位為“1”， 保證數(shù)據(jù)位和校驗位中“1”的個數(shù)是奇數(shù)
• 傳號校驗：奇偶校驗位始終設置為 1
• 空號校驗：奇偶校驗位始終設置為 0

注意：奇偶校驗可以簡單的判斷數(shù)據(jù)的正確性，從原理上可看出當一位出錯，可以準確判斷，當兩位或更多位誤碼就校驗不出，但由于其實現(xiàn)簡單，仍得到了廣泛使用。

PTP 通信的發(fā)送信息配置

定義在信息起始發(fā)送斷點及空閑線

字符中斷：當接收到的數(shù)據(jù)保持為零值的時間大于完整的字符傳輸時間時，代表字符中斷。一個完整字符傳輸時間定義為傳輸起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位和停止位的時間總和。

圖3. 定義在信息起始發(fā)送斷點及空閑線

常問問題：為什么發(fā)送配置中只配了2位字符中斷，而通信伙伴卻可以正常接收數(shù)據(jù)？
答：發(fā)送配置中設置的字符中斷小于等于16位時，系統(tǒng)自動發(fā)出16位的字符中斷位；設置大于16位時，則發(fā)出的中斷位與實際設置相符。下圖是設置的發(fā)送斷點及空閑線位及其實際發(fā)出的波形圖。

圖4. 斷點及空閑線波形圖

PTP 通信接收起始條件

以任意字符開始

以特殊條件開始：

• 通過斷點識別消息開始
• 通過空閑線識別消息開始
• 通過單個字符識別消息開始
• 通過字符序列識別消息開始

圖5. 通信接收起始條件

通過字符序列識別消息開始

對于多個起始序列的組態(tài)，只要出現(xiàn)其中一個序列，即會滿足開始條件。下圖右側即為滿足起始條件的字符串。

圖6. 通過字符序列識別消息開始

如果選擇了多個起始條件，則檢查開始條件的順序如下:

注意:檢查多個開始條件時，如果有一個條件沒有滿足，則 CM 將從第一個所需的條件開始重新啟動檢查。

PTP 通信接收結束條件

圖7.結束條件設置

注意:與多個起始條件的判斷不同，檢查多個結束條件時，任何一個條件滿足，信息接收結束。

消息超時結束條件

消息超時時間從接到符合消息開始條件的第一個字符時開始計算，如下圖。

圖8.消息超時

響應超時結束條件

響應超時時間從傳送結束時開始計算，只要傳送成功完成且模塊開始接收操作，定時器就會啟動。

圖9.響應超時

注意:響應超時結束條件不能作為單獨的結束條件的設置，否則會在編譯時報如下錯誤:

圖10.響應超時作為單獨的結束條件報錯

從消息中讀取信息長度

圖11.從消息中讀取信息長度的設置

實際收到的數(shù)據(jù)長度= 長度偏移前的字節(jié)數(shù)+長度字節(jié)大小+讀取的實際數(shù)據(jù)長度+不計入字節(jié)長度的字節(jié)數(shù)

圖12.程序中讀到的實際數(shù)據(jù)長度

PTP 通信接收緩存區(qū)

緩存區(qū)的數(shù)據(jù)保持

斷電后緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)全部丟失,不能保持。

通信模板緩存區(qū)超出20條信息

如果緩存區(qū)中的信息超過20條，后面的信息被 自動丟棄，且不報錯。

通信模板緩存區(qū)多包數(shù)據(jù)超出1024字節(jié)

發(fā)送多個每包50個字節(jié)數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)超過1024字節(jié)那包就被丟棄了，前面的可以正常接收，且沒有任何報錯.在前面數(shù)據(jù)被成功接收以后，只要緩存區(qū)有空間，后面的數(shù)據(jù)還可以正常收到。

通信模板緩存區(qū)一包數(shù)據(jù)超出1024字節(jié)

如果發(fā)送數(shù)據(jù)一包就大于1024字節(jié)時，緩沖區(qū)接收到數(shù)據(jù)到1024字節(jié)時，雖然沒有收到結束字符，數(shù)據(jù)由緩存區(qū)送給CPU，但會報錯16#80E0,如下圖。

圖13. 發(fā)送數(shù)據(jù)一包大于1024字節(jié)時,緩存區(qū)報錯

、

圖14. 使用RST指令復位緩存區(qū)錯誤，恢復數(shù)據(jù)接收

注意:緩存區(qū)可以存儲多條信息，限制是20條信息或最多1024字節(jié)。

為什么不能使用 PC/PPI 電纜與S7-1200 RS485 模塊進行串口調試？

答：因為 S7-1200 RS485 模塊接口不提供24V電源，不能給 PC/PPI 電纜供電，所以電纜無法工作。

解決辦法：可以將 S7-1200 RS485 與 S7-200 通信口網(wǎng)絡連接，將 PC/PPI 電纜插在 S7-200 通信口上總線連接器的編程口上，對S7-1200 RS485進行串口調試。此時S7-200必須上電并打到停止狀態(tài)。

連接 5 GND 邏輯地或通信地 金屬殼 - 外殼接地