S7-1500 CPU與S7-300通信處理器CP 343-1進(jìn)行TCP通信的配置過(guò)程

1.概述

SIMATIC S7- 1500 CPU集成了PROFINET接口，該接口除了具備連接PROFINET總線通信功能，同時(shí)還可用于標(biāo)準(zhǔn)的TCP通信。通過(guò)組態(tài)TCP連接或使用開(kāi)放式通信專用功能塊與其它設(shè)備建立TCP連接以實(shí)現(xiàn)通信。本文介紹了S7-1500 CPU與S7-300通信處理器CP 343-1進(jìn)行TCP通信的配置過(guò)程（包括同一個(gè)項(xiàng)目中的指定對(duì)象和非指定對(duì)象）。

2.自動(dòng)化解決方案

2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

如圖1所示，S7-1500 PLC（192.168.0.1/24）與S7-300 CPU通過(guò)CP 343-1（192.168.0.2/24）進(jìn)行TCP通信。

圖1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.2硬件與軟件需求

表1硬件列表

表2軟件環(huán)境

3.組態(tài)配置

3.1分配IP地址

通過(guò)如下的步驟配置PC的IP地址

步驟	操作	備注
1. .	選擇“開(kāi)始>控制面板>網(wǎng)絡(luò)和共享>本地連接>屬性”打開(kāi)Internet Protocol Version 4(TCP/IPv4)， 設(shè)置PC的IP地址。

分配CPU模塊的IP地址（指定對(duì)象）

步驟	操作	備注
1. .	用網(wǎng)線將CPU 1511-1、CP343-1和PG分別連接到X208交換機(jī)上	將設(shè)備連接到同一個(gè)以太網(wǎng)物理網(wǎng)上
2.	在Engineer PC上打開(kāi)TIA V13。進(jìn)入項(xiàng)目視圖，展開(kāi)項(xiàng)目樹(shù)下的“在線訪問(wèn)”，選擇實(shí)際使用的物理網(wǎng)卡，雙擊“更新可訪問(wèn)的設(shè)備”。
3.	按照打印在CP1511-1模塊上的X1接口MAC地址來(lái)確定需要分配IP地址的設(shè)備，本案例為00-1B-1B-13-92-E6，展開(kāi)“可訪問(wèn)設(shè)備[00-1B-1B-13-92-E6]”,雙擊“在線和診斷”。
4.	在工作區(qū)選擇“功能”下的“分配IP地址”，輸入IP地址192.168.0.1和子網(wǎng)掩碼255.255.255.0，點(diǎn)擊“分配IP地址”,操作成功后可在巡視窗口信息頁(yè)面看到 “參數(shù)已成功傳送”消息。
5.	類似操作為CP343-1分配IP地址192.168.0.2和子網(wǎng)掩碼255.255.255.0

3.2創(chuàng)建PLC項(xiàng)目

在STEP7 V13中創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目并插入CPU1511-1和CPU 317站。指定對(duì)象操作步驟如表3

步驟	操作	備注
1. .	在Engineer PC上打開(kāi)TIA V13。在“項(xiàng)目”菜單中選擇“新建（N）…”選項(xiàng)。
2.	在彈出的創(chuàng)建新項(xiàng)目窗口里輸入項(xiàng)目名為“1500_TCP”， 然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”按鈕。
3. .	在項(xiàng)目樹(shù)1500_TCP下點(diǎn)擊“添加新設(shè)備”。
4.	輸入設(shè)備名稱PLC_1并 組態(tài)控制器，SIMATIC S7-1500下的CPU1511-1 PN,選擇實(shí)際使用CPU的訂貨號(hào)以及版本號(hào)，本案例使用的是6ES7511-1AK00-0AB0 V1.7，點(diǎn)擊“確認(rèn)”后進(jìn)入設(shè)備視圖。
5.	在工作區(qū)的設(shè)備視圖下雙擊CPU1511-1接口可打開(kāi)位于巡視窗口下的屬性頁(yè)，選擇“常規(guī)”下方的“以太網(wǎng)地址”，為以太網(wǎng)接口添加子網(wǎng)PN/IE_1，設(shè)置IP地址192.168.0.1和子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。
6.	重復(fù)步驟3~5，插入315 PLC和CP343-1，將以太網(wǎng)接口連接到步驟5建立的子網(wǎng)PN/IE_1.分配IP地址192.168.0.2和子網(wǎng)掩碼255.255.255.0；

表3指定對(duì)象硬件組態(tài)

非指定對(duì)象操作步驟如表4

步驟	操作	備注
1.	1500項(xiàng)目組態(tài)參考指定對(duì)象添加，步驟1~5
2.	重復(fù)1500PLC添加項(xiàng)目步驟3~5，插入315 PLC和CP343-1，在工作區(qū)的設(shè)備視圖下雙擊CP343-1 接口可打開(kāi)位于巡視窗口下的屬性頁(yè)，選擇“常規(guī)”下方的“以太網(wǎng)地址”，為以太網(wǎng)接口新添加子網(wǎng)PN/IE_2，設(shè)置IP地址192.168.0.2和子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。

表4 非指定對(duì)象硬件組態(tài)

3.3TCP通信編程

指定對(duì)象TCP通訊編程

步驟	操作	備注
1.	在項(xiàng)目樹(shù)下雙擊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”，進(jìn)入工作區(qū)圖形窗口選擇“網(wǎng)絡(luò)視圖”，點(diǎn)擊連接圖標(biāo)，選擇“TCP連接”，單擊CPU1511?以太網(wǎng)接口，將拖拽出的虛線連接至CP343-1以太網(wǎng)接口雙擊建立“TCP_連接_1”；
2.	在項(xiàng)目樹(shù)下PLC_1程序塊中添加新塊，類型選擇全局DB，創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)DB1，并定義10個(gè)字節(jié)的數(shù)組為發(fā)送區(qū)。（數(shù)據(jù)區(qū)大小根據(jù)實(shí)際應(yīng)用定義）
3.	繼續(xù)添加全局DB，創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)區(qū)DB2，并定義10個(gè)字節(jié)的數(shù)組為接收區(qū)。（數(shù)據(jù)區(qū)大小根據(jù)實(shí)際應(yīng)用定義）
4.	打開(kāi)OB1，將指令TRCV_C拖拽至OB1的程序段1，根據(jù)提示操作添加背景數(shù)據(jù)塊“TRCV_C_DB”。
5.	在巡視窗口下選擇“屬性”，“組態(tài)”中的“連接參數(shù)”： 接口選擇CPU實(shí)際使用的以太網(wǎng)接口； 組態(tài)模式選擇“使用組態(tài)的連接” 連接類型選擇“TCP” 連接數(shù)據(jù)在點(diǎn)擊按鈕彈出的選擇連接對(duì)話框中選擇“TCP_連接_1”，將自動(dòng)加載本地ID，以及通信伙伴的信息； 如果1500 CPU作為T(mén)CP連接服務(wù)器端，則在伙伴側(cè)選擇“主動(dòng)建立連接”；如果1500 CPU作為客戶端，則在本地側(cè)選擇“主動(dòng)建立連接”，本例程設(shè)計(jì)為1500CPU作為T(mén)CP客戶端； 本地端口設(shè)為2000，表示CPU 1511用端口號(hào)2000發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器； 伙伴端口即服務(wù)器端CP343-1使用的端口此處設(shè)為2000，表示CP343-1將偵聽(tīng)來(lái)自端口2000的TCP數(shù)據(jù)；
6.	選擇“屬性”頁(yè)下“組態(tài)”中“塊參數(shù)”： EN_R設(shè)置為T(mén)RUE，保持接收； CONT = 1，保持連接； 確認(rèn)CONNECT指針指向"PLC_1_Receive_DB" 將步驟1中預(yù)定義的接收DB數(shù)組作為起始地址；
7.	將指令TSEND拖拽至OB1的程序段2中，根據(jù)提示操作添加背景數(shù)據(jù)塊“TSEND_DB”， 填寫(xiě)TRCV參數(shù)： 設(shè)置“Tag_1”（%M0.0）作為REQ觸發(fā)信號(hào)，上升沿有效； ID參數(shù)為T(mén)RCV_C創(chuàng)建連接時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)生成的連接ID號(hào)（見(jiàn)步驟5），此處為256； LEN參數(shù)此處設(shè)置為接收10個(gè)字節(jié)。 DATA參數(shù)使用步驟2中預(yù)定義的發(fā)送DB數(shù)組“發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū).SendBuff”。
8.	參照步驟2和3，在PLC_2下添加發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)DB2，并定義10個(gè)字節(jié)的數(shù)組為發(fā)送區(qū)。（數(shù)據(jù)區(qū)大小根據(jù)實(shí)際應(yīng)用定義），添加接收數(shù)據(jù)區(qū)DB3，并定義10個(gè)字節(jié)的數(shù)組為接收區(qū)。（數(shù)據(jù)區(qū)大小根據(jù)實(shí)際應(yīng)用定義）
9.	雙擊項(xiàng)目樹(shù)下“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖； 拉開(kāi)列表區(qū)，選擇“連接”頁(yè)面； 雙擊本地站點(diǎn)為“PLC_2”的連接； 查看巡視窗口下“屬性”頁(yè)面->“常規(guī)”->“本地ID” 記錄塊參數(shù)，此處ID為1，LADDR為16#100
10	打開(kāi)PLC_2下程序塊中的OB1，在右側(cè)“指令”任務(wù)卡->通信->通信處理器->Simatic NET CP下，將“AG_SEND”指令拖拽至程序段1;	ID及LADDR參數(shù)值見(jiàn)步驟9，其余參數(shù)設(shè)置如下 ACT：start(M0.0) SEND:P#DB2.DBX0.0 BYTE 10 LEN: 10 DONE：send_done(M0.1) ERROR:send_error(M0.2) STATUS:send_status(MW2)
11	類似步驟10，將指令“AG_RECV”拖拽至操作程序段2；	ID及LADDR參數(shù)值見(jiàn)步驟9，其余參數(shù)設(shè)置如下 RECV:P#DB3.DBX0.0 BYTE 10 NDR：recv_ndr(M0.3) ERROR:recv_error(M0.4) STATUS:recv_status(MW4) LEN:recv_len(MW6)

表5 指定對(duì)象TCP通信編程

非指定對(duì)象TCP通訊編程

步驟	操作	備注
1.	參考指定建立連接步驟2~6，在配置第5步連接參數(shù)伙伴選擇未指定對(duì)象，設(shè)置IP地址：192.168.0.2，伙伴端口號(hào)2000；
2.	參照指定建立連接步驟2和3，在PLC_2下添加發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)DB2，并定義10個(gè)字節(jié)的數(shù)組為發(fā)送區(qū)。（數(shù)據(jù)區(qū)大小根據(jù)實(shí)際應(yīng)用定義），添加接收數(shù)據(jù)區(qū)DB3，并定義10個(gè)字節(jié)的數(shù)組為接收區(qū)。（數(shù)據(jù)區(qū)大小根據(jù)實(shí)際應(yīng)用定義）
3.	雙擊項(xiàng)目樹(shù)下“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖； 點(diǎn)擊連接圖標(biāo)，選擇“TCP連接”，右擊300PLC下拉菜單選擇添加新連接； 選擇非指定對(duì)象，因?yàn)?00作為服務(wù)器，所以不勾選主動(dòng)建立連接
4.	打開(kāi)PLC_2下程序塊中的OB1，在右側(cè)“指令”任務(wù)卡->通信->通信處理器->Simatic NET CP下，將“AG_SEND”指令拖拽至程序段1;	ID及LADDR參數(shù)值見(jiàn)步驟9，其余參數(shù)設(shè)置如下 ACT：start(M0.0) SEND:P#DB2.DBX0.0 BYTE 10 LEN: 10 DONE：send_done(M0.1) ERROR:send_error(M0.2) STATUS:send_status(MW2)
5.	類似步驟10，將指令“AG_RECV”拖拽至操作程序段2；	ID及LADDR參數(shù)值見(jiàn)步驟9，其余參數(shù)設(shè)置如下 RECV:P#DB3.DBX0.0 BYTE 10 NDR：recv_ndr(M0.3) ERROR:recv_error(M0.4) STATUS:recv_status(MW4) LEN:recv_len(MW6)

表6 非指定對(duì)象TCP通信編程

3.4下載組態(tài)到站點(diǎn)

如圖2所示，在項(xiàng)目樹(shù)中選中PLC_1，點(diǎn)擊工具欄中的下載圖標(biāo)，彈出下載對(duì)話框如圖3所示。

圖2下載站點(diǎn)配置

下載對(duì)話框設(shè)置

a.PG/PC接口的類型下拉框中選擇PN/IE

b.PG/PC接口下拉框中選擇連接CPU的實(shí)際以太網(wǎng)卡

c.接口/子網(wǎng)的連接下拉框選擇CPU連接的子網(wǎng)PN/IE_1

d.點(diǎn)擊“開(kāi)始搜索”按鈕，搜索網(wǎng)絡(luò)連接的兼容設(shè)備

e.在兼容設(shè)備列表中選擇搜索出的設(shè)備CPU1511-1 PN

f.點(diǎn)擊“下載”按鈕，按照提示完成站點(diǎn)下載

圖3下載對(duì)話框

參看以上步驟下載PLC_2到CPU315中

4.TCP通信測(cè)試

在PLC_1和PLC_2各建立一個(gè)監(jiān)視變量表并進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)如圖4所示，將PLC_1發(fā)送器數(shù)據(jù)設(shè)為全16#01，PLC_2發(fā)送器數(shù)據(jù)設(shè)為全16#02；

PLC_1下M0.0從0→1→0，點(diǎn)擊項(xiàng)目樹(shù)下設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)在工作列表區(qū)下查看連接是否建立，如圖5所示表示連接已建立，在巡視窗口診斷頁(yè)面連接信息中能查到更多關(guān)于連接的詳細(xì)信息。

圖4創(chuàng)建監(jiān)視變量表

圖5檢測(cè)連接狀態(tài)

審核編輯：湯梓紅