1.概述

1.1 s7-1200 的profinet 通信口

s7-1200 cpu 本體上集成了一個(gè) 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(gè)通信口可以實(shí)現(xiàn) s7-1200 cpu 與編程設(shè)備的通信，與的通信，以及與其它 cpu 之間的通信。這個(gè)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的或是交叉的以太網(wǎng)線都可以用于這個(gè)接口。

1.2 s7-1200支持的協(xié)議和最大的連接資源

s7-1200 cpu 的profinet 通信口支持以下通信協(xié)議及服務(wù)

· tcp

· iso on tcp ( rcf 1006 )

· s7 通信 (服務(wù)器端)

通信口所支持的最大通信連接數(shù)

s7-1200 cpu profinet 通信口所支持的最大通信連接數(shù)如下：

· 3個(gè)連接用于hmi (觸摸屏) 與 cpu 的通信

· 1個(gè)連接用于編程設(shè)備（pg）與 cpu 的通信

· 8個(gè)連接用于open ie ( tcp, iso on tcp) 的編程通信，使用t-block 指令來(lái)實(shí)現(xiàn)

· 3個(gè)連接用于s7 通信的服務(wù)器端連接，可以實(shí)現(xiàn)與s7-200，s7-300以及 s7-400 的以太網(wǎng)s7 通信

s7-1200 cpu可以同時(shí)支持以上15個(gè)通信連接，這些連接數(shù)是固定不變的，不能自定義。

tcp（transport connection protocol）

tcp是由 rfc 793描述的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以在通信對(duì)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(lái)傳輸，傳輸?shù)男问绞菙?shù)據(jù)流，沒(méi)有傳輸長(zhǎng)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(shí)接收方不知道一 條信息的結(jié)束和下一條信息的開(kāi)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(shí)別 。在多數(shù)情況下tcp應(yīng)用了ip (internet protocol) ，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(diǎn)：

· 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) (<=8192 bytes)

· 為大多數(shù)設(shè)備應(yīng)用提供

– 錯(cuò)誤恢復(fù)

– 流控制

– 可靠性

· 一個(gè)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(zhǎng)度

· 有確認(rèn)機(jī)制

· 使用端口號(hào)進(jìn)行應(yīng)用尋址

· 大多數(shù)應(yīng)用協(xié)議，如bbbnet、ftp都使用tcp

· 使用 send/receive 編程接口進(jìn)行數(shù)據(jù)管理需要編程來(lái)實(shí)現(xiàn)

1.3 硬件需求和軟件需求

硬件：

① s7-1200 cpu

② s7-300 cpu + cp343-1（支持s7 client）

③ pc（帶以太網(wǎng)卡）

④ tp以太網(wǎng)電纜

軟件：

① step 7 basic v10.5

② step 7 v5.4

2. iso on tcp 通信

s7-1200 cpu 與s7-300/400 之間通過(guò)iso on tcp 通信，需要在雙方都建立連接，連接對(duì)象選擇“unspecified”。

所完成的通信任務(wù)為：

① s7-1200將db3里的100個(gè)字節(jié)發(fā)送到s7-300的db2中

② s7-300將輸入數(shù)據(jù)ib0發(fā)送給s7-1200的輸出數(shù)據(jù)區(qū)qb0。

2.1 s7-1200 cpu 的組態(tài)編程

組態(tài)編程過(guò)程與 s7-1200 cpu 之間的通信基本相似 （見(jiàn) 6.3 ），這里簡(jiǎn)單描述一下步驟：

① 使用step 7 basic v10.5 軟件新建一個(gè)項(xiàng)目

在step 7 basic 的“portal view”中選擇 “create new project”創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目

② 添加新設(shè)備

然后進(jìn)入“project view”，在“project tree”下雙擊“add new device”，在對(duì)話框中選擇所使用的s7-1200 cpu添加到機(jī)架上，命名為_(kāi)1。

③ 為 profinet 通信口分配以太網(wǎng)地址

在“device view”中點(diǎn)擊 cpu 上代表profinet 通信口的綠色小方塊，在下方會(huì)出現(xiàn)profinet 接口的屬性，在 “ethernet addresses”下分配ip 地址為 192.168.0.1 ，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

④ 在 s7-1200 cpu 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(jìn)入“project tree” >; “ plc_1”>;“program blocks”>;“main”主程序中，從右側(cè)窗口“instructions”>; “extended instructions”>;“communications”下調(diào)用“tsend_c”指令，并選擇“single instance”生成背景 db塊。然后單擊指令塊下方的“下箭頭”，使指令展開(kāi)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(guò)“project tree”>;“ plc_1”>; “program blocks” >;“add new block” ，選擇 “data block”創(chuàng)建 db 塊，選擇絕對(duì)尋址，點(diǎn)擊“ok”鍵，定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為 100個(gè)字節(jié)的數(shù)組。

根據(jù)所使用的參數(shù)創(chuàng)建符號(hào)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(hào)表圖plc tag

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6 47所示。

因?yàn)榕c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“connection id”號(hào)，如圖4所示。

圖4 配置 t_rcv 塊參數(shù)

2.2 s7-300 cpu 的iso on tcp通信的組態(tài)編程

① 使用step 7 軟件新建一個(gè)項(xiàng)目并進(jìn)行硬件組態(tài)

創(chuàng)建完新項(xiàng)目，在項(xiàng)目的窗口下，右鍵菜單里，選擇“insert new bbbbbb”>;“simatic 300 station” ，插入一個(gè)s7-300 站。

為了編程方便，我們使用時(shí)鐘脈沖激活通信任務(wù)，在cpu的“properties”＞“cycle/clock memory”中設(shè)置，如圖5所示。

圖5 設(shè)置時(shí)鐘脈沖

每一個(gè)時(shí)鐘位都按照不同的周期／頻率在０和１之間切換變化，見(jiàn)表1。

表1：時(shí)鐘位頻率

② 配置以太網(wǎng)模塊

進(jìn)入“hw config”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(pán)并下載所有硬件組態(tài)。

圖6 s7-300 硬件配置

③ 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)

打開(kāi) “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(duì)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(shí)會(huì)跳出通用信息，如圖8所示。

圖8 通用信息

然后，進(jìn)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(pán)后，將網(wǎng)絡(luò)組態(tài)下載到cpu300中。

④ 軟件編程

在ob1中，從“l(fā)ibraries”>;“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(gè)字節(jié)的數(shù)組。

call “ ag_recv” //調(diào)用fc6

id ：=1 // 連接號(hào)，要與連接配置列表中一致，見(jiàn)圖8

laddr ：=w#16#100 //cp的地址，要與配置中一致，見(jiàn)圖8

recv ：=p#db2.dbx 0.0 byte 100 //接收數(shù)據(jù)區(qū)

ndr ：=m10.0 //為1時(shí)，接收到新數(shù)據(jù)

error ：=m10.1 //為1時(shí)，有故障發(fā)生

status ：=mw12 //狀態(tài)代碼

len ：=mw14 //接收到的實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

call “ag_send” //調(diào)用fc5

act ：=m0.2 //為１時(shí)，激活發(fā)送任務(wù)

id ：=1 // 連接號(hào)，要與連接配置中一致

laddr ：=w#16#100 //cp的地址，要與配置中一致

send ：=ib0 //發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)

len ：=1 //發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度

done ：=m10.2 //為1時(shí)，發(fā)送完成

error ：=m10.3 //為1時(shí)，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s7-1200 cpu中向db3中寫(xiě)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s7-300 cpu中，將“2#1111_1111”寫(xiě)入ib0，則在s7-1200 cpu中qb0中收到的數(shù)據(jù)也為“2#1111_1111”。

圖10 s7-1200監(jiān)控表

圖11 s7-300 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iso on tcp 協(xié)議通信完全相同。

s7-1200 cpu中，使用 tcp 協(xié)議與s7-300通信時(shí)，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12 s7-1200 的tcp連接參數(shù)的配置

圖13 s7-300 的tcp連接參數(shù)的配置