摘要
本文介紹了S7-1200 以太網通信基本知識及使用注意事項。

  西門子原裝溫度控制模塊6ES7355-2SH00-0AE0

目錄
1       概述
2       兩種協(xié)議的特點
2.1    傳輸控制協(xié)議: TCP
2.2    基于TCP的ISO傳輸服務的協(xié)議: ISO-on-TCP
3       傳輸數(shù)據長度與協(xié)議的應用
3.1    對于TCP 協(xié)議
3.2    對于ISO on TCP協(xié)議
4       通信連接的參數(shù)
4.1    連接描述數(shù)據塊
4.2     IP 地址
4.3     端口號的分配
4.4     TSAP結構
5        回讀連接描述參數(shù)功能
5.1     更改連接描述中的參數(shù)值
5.2     回讀各個連接參數(shù)的功能
6        開放式用戶通信的指令
6.1     連接建立
6.2     連接參數(shù)分配
6.3     啟動連接參數(shù)分配
6.4     創(chuàng)建和分配連接參數(shù)
6.5     刪除連接
6.6     TSEND_C
6.7     TRCV_C
6.8     TCON
6.9     TDISCON
6.10   TSEND
6.11   TRCV
7        S7-1200 以太網通信連接數(shù)

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關鍵詞
以太網，S7-1200，TCP，ISO-on-TCP，通信指令

一、S7 Open IE通訊概述
可以通過S7-300/400 PLC集成的 PROFINET 接口使用基于工業(yè)以太網的開放式通信與Simotion設備進行數(shù)據交換，下列通信協(xié)議支持開放式通訊：

? TCP
? UDP

PLC 通過工業(yè)以太網 OPEN IE 通信方式下的 UDP 協(xié)議進行數(shù)據交換，需要使用以下程序塊：

? FB65 "TCON" 用于建立 UDP 端點
? FB66 "TDISCON" 用于斷開 UDP 端點
? FB67 "TUSEND" 用于發(fā)送數(shù)據
? FB68 "TURCV" 用于接收數(shù)據

這些通信功能塊可以在西門子原裝溫度控制模塊6ES7355-2SH00-0AE0函數(shù)庫 Standard Library -> Communication Blocks 中找到。 用于連接 UDP 端點的參數(shù)存儲于一個數(shù)據結構體中。在這個例子中，數(shù)據結構體 UDT65 "TCON_PAR" 將被使用，用戶將對這個數(shù)據結構體進行參數(shù)化。不需要在 NetPro 中配置通信連接。
S7-300/400 CPU 集成工業(yè)以太網口以 OPEN IE 的通信方式實現(xiàn)UDP 連接的通信程序示例請從下述鏈接中下載 :31938422

二、S7 Open IE通訊下載示例程序描述
從上述鏈接中下載的例程中，S7 程序中包括 FB65 "TCON" 的調用及帶有 UDP 連接端點參數(shù)的數(shù)據結構體 UDT65 "TCON_PAR"。S7 程序中還包含函數(shù)庫 Standard Library -> Communication Blocks 中函數(shù) FB67 "TUSEND" and FB68 "TURCV" 的調用，F(xiàn)B67 "TUSEND" 用于將數(shù)據發(fā)送給一個 S7 站，一個 PC 站或第三方系統(tǒng)。FB68 "TURCV" 用于接收一個 S7 站，一個 PC 站或第三方系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據。
首先在硬件配置中生成 S7-300 站，在這里將 MB10 作為脈沖時鐘，通過脈沖時鐘發(fā)送數(shù)據。存盤編譯并將硬件配置下載到 CPU 中。
STEP 7 程序包含程序塊 OB100、OB1、 FB500 、 DB500、 FC95、 FC96、 UDT65、 UDT66 、 FB63、 FB64、 FB67 和 FB68。
OB100:
OB100 在 CPU 重新運行時執(zhí)行一次(暖起動)。在這個 OB 塊中第一次的通信通過 M0.3 "START-UP" 觸發(fā)。
OB1:
OB1 循環(huán)執(zhí)行，F(xiàn)B500 (背景數(shù)據塊：DB500) 在 OB1 中調用，使用 M0.3 "START-UP" 對 INIT_COM 賦值.，在 OB1 結束前將 M0.3 "START-UP" 復位。

圖. 01: OB1

FB500:
FB500 在 OB1 中循環(huán)調用。在這個 FB 中調用 FC95 "SET_UDP_REMOTE" ，F(xiàn)C96 "SET_UDP_ENDPOINT" 及 FB65 "TCON", FB67 "TUSEND", FB68 "TURCV" 和 FB66 "TDISCON"。
通過 FC95 "SET_UDP_ENDPOINT" 定義本地 UDP 端點連接參數(shù)，下列參數(shù)需要考慮：

? ID: 連接 ID
? DEV_ID:
DEV_ID = B#16#2 用于 CPU 31x-2PN/DP
DEV_ID = B#16#3 用于 CPU 319-3PN/DP
DEV_ID = B#16#5 用于 CPU 41x-3PN/DP
? LOC_PORT: CPU 中的本地端口號

圖. 02: 調用 FC95

通過西門子原裝溫度控制模塊6ES7355-2SH00-0AE0 FC96 "SET_UDP_REMOTE" 定義遠端的 UDP 端點連接參數(shù)。下列參數(shù)需要考慮：

? REM_PORT: 通信方的端口號
? IP_ADDR1 ... IP_ADDR4: 通信方的 IP 地址

圖. 03: 調用 FC96

在 FB65 "TCON" 輸入參數(shù) "REQ" 施加一個上升沿觸發(fā)本地 UDP 端點連接的建立。數(shù)據結構體 UDT65 "TCON_PAR" 中的本地端點參數(shù)包含在 FB500 的背景數(shù)據塊中。在 FB65 "TCON" 的輸入參數(shù) "CONNECT" 定義了本地端點參數(shù)的數(shù)據區(qū)，本地端點連接在系統(tǒng)啟動時建立并保持，通過 FB66 "TDISCON" 或 CPU 停止及斷電可以斷開通信連接。

圖. 04: 調用 FB65 "T_CON"

在 FB67 "TUSEND" 輸入參數(shù) "REQ" 施加上升沿觸發(fā)發(fā)送請求，發(fā)送請求通過脈沖時鐘 M10.6 及變量 "C1.SEND_BUSY" 控制。如果發(fā)送請求正在運行，"C1.SEND_BUSY" 被置位，新的發(fā)送不能執(zhí)行 ( 參考圖05 )。
在輸入參數(shù) "DATA" 中定義數(shù)據發(fā)送區(qū)。在輸入參數(shù) "LEN" 中定義發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
在輸入參數(shù) ADDR 定義接收方的 IP 地址，在示例程序中，通信方的地址參數(shù)存儲于數(shù)據結構 UDT66 "TADDR_PAR" 中，數(shù)據結構包含于背景數(shù)據塊 DB500 中。
通過輸出參數(shù) "DONE", "ERROR" 及 "STATUS" 可以查詢請求狀態(tài)。

圖. 05: 調用 FB67 "TUSEND"

如果發(fā)送請求成功完成， "C1.SEND_BUSY" 被復位。新的發(fā)送請求可以被再次觸發(fā)。
如果發(fā)送請求完成但是有錯誤，"C1.SEND_BUSY" 同樣被復位，F(xiàn)B67 的輸出參數(shù) "STATUS" 存儲故障代碼用于故障分析。

圖. 06: 上升沿觸發(fā)發(fā)送請求/復位 "C1.SEND_BUSY"

 

圖. 07: FB67 "TUSEND" 的輸出參數(shù) STATUS 存儲發(fā)送狀態(tài)

一旦 UDP 端點被連接即可接收數(shù)據。在輸入參數(shù) "DATA" 定義接收的數(shù)據區(qū)的地址和長度用于存儲接收數(shù)據。在 ADDR 中定義的數(shù)據用于存儲發(fā)送方的 IP 地址。在這個示例中，通信方的地址參數(shù)存儲于數(shù)據結構 UDT66 "TADDR_PAR" 中，數(shù)據結構包含于背景數(shù)據塊 DB500 中。

圖. 08: 調用 FB68 "TURECV"

輸出參數(shù) "NDR" 用于顯示接收新的數(shù)據。輸出參數(shù) "LEN" 指示接收數(shù)據的長度。
如果接收數(shù)據不成功，可以評估輸出參數(shù) "STATUS" 的存儲的狀態(tài)字。

圖. 09: FB68 "TURECV" 的輸出參數(shù) STATUS 的存儲發(fā)送狀態(tài)

可以調用 FB66 "TDISCON" 斷開 UDP 本地端點的連接。通過賦值 FB66 "TDISCON" 的輸入參數(shù) "REQ" 一個上升沿觸發(fā)斷開本地端點連接。

圖. 10: 調用 FB66 "TDISCON"

下載 STEP 7 項目: 西門子原裝溫度控制模塊6ES7355-2SH00-0AE0
STEP 7 項目包含一個調用 FB500 及 FC95 "SET_UDP_ENDPOINT"、FC96 "SET_UDP_REMOTE" 的例子程序、FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB67 "TUSEND" 和 FB68 "TURECV" 用于狀態(tài)評估，例子程序使用 STEP 7 V5.4 SP3 生成。
配置 UDP 連接：
為了發(fā)送 UDP 數(shù)據包到多個通信方，需要配置額外的本地和遠程的 UDP 端點。 可以復制 FB500 以便得到更多的功能塊 (例如 FB501)。修改本地和遠程的 UDP 端點的參數(shù)，可以生成新的背景數(shù)據塊：
本地 UDP 端點的 ID 可以選擇的值范圍從 1 到 4095。
本地和遠程端口可以選擇的值范圍從 2000 到 5000。
對于每一個本地的 UDP 端點，ID 和端口必須是唯一的。即必須定義一個不同的 ID 和一個不同的端口對于每個本地 UDP 端點。
根據通訊方的配置，定義遠程端口和 IP 地址。
下表顯示了如何配置多個本地和遠程 UDP 端點。在這個示例中，相同的 ID 和 同一端口被用于本地和遠程終端。

本地/遠程 UDP 端點	1	2	3
ID	1	2	3
LOC_PORT	2000	2001	2002
REM_PORT	2000	2001	2002
通訊方的 IP 地址	140.80.0.50	140.80.0.51	140.80.0.52

三、S7-300/400 CPU 集成工業(yè)以太網口以 OPEN IE 的通信方式與Simotion間實現(xiàn) UDP 連接的通信
附帶文件中提供了通過317-2PN/DP集成工業(yè)以太網口以 OPEN IE 的通信方式與Simotion間實現(xiàn) UDP 連接的通信的示例。

1．PLC側的編程及設置
將鏈接 31938422 中的示例程序下載后打開，將程序拷貝至用戶程序中。
打開FB500功能塊，做如下參數(shù)修改：

圖. 11

 

圖. 12

 

圖. 13

 

圖. 14

 

圖. 15

2．Simotion側的編程
(1)在Simotion的命令庫中，包含UDP通訊函數(shù)，如圖16所示：

圖. 16

（2）發(fā)送數(shù)據

圖. 17

SourcePort：本方的端口號
DestinationAddress：對方的IP地址
DestinationPort：對方的端口號
CommunicationMode ：通信完成后是否釋放通信資源
DataLength：發(fā)送的數(shù)據長度，最大長度1400字節(jié)
Data：發(fā)送數(shù)據區(qū)，ARRAY [0..1399] OF BYTE
Return value：狀態(tài)返回值

（3）接收數(shù)據

圖. 18

Port：定義本方的端口號，與發(fā)送方指定的端口號對應
CommunicationMode：通信完成后是否釋放通信資源
NextCommand ：同步執(zhí)行或異步執(zhí)行
ReceiveVariable：數(shù)據接收區(qū)ARRAY [0..1399] OF BYTE
Return value：狀態(tài)返回值

3. 程序示例：
PLC程序請參見附帶文件：PLC-Udp.rar ( 191 KB ) 
Simotion程序請參見附帶文件：D435-udp.rar ( 331 KB )

關鍵詞
S7-300/400，OPEN IE ，UDP，Simotion