西門子數(shù)字量輸出模塊

西門子CPU312

6ES7312-1AE14-0AB0SIMATIC S7-300，CPU 312 帶 MPI 的中央處理器， 集成電源 24V DC， 內(nèi)存 32 KByte， 需要微型存儲卡

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HMI觸摸屏的通信，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)議來傳輸，傳輸?shù)男问绞菙?shù)據(jù)流，沒有傳輸長度及信息幀的起始、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)長度
? 有確認(rèn)機(jī)制
? 使用端口號進(jìn)行應(yīng)用尋址
? 大多數(shù)應(yīng)用協(xié)議，如TELNET、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ISO on TCP 通信，需要在雙方都建立連接，連接對象選擇“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)編程過程與 S7-1200 CPU 之間的通信基本相似 （見 6.3 ），這里簡單描述一下步驟：
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”，在對話框中選擇所使用的S7-1200 CPU添加到機(jī)架上，命名為 PLC_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“Project tree”>“ PLC_1”> “Program blocks” >“Add new block” ，選擇 “Data block”創(chuàng)建 DB 塊，選擇絕對尋址，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，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 Object”>“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 “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象和通信協(xié)議，如圖7所示。

西門子CPU312圖7 創(chuàng)建新的連接并選擇 ISO-on-TCP 協(xié)議

這時(shí)會跳出通用信息，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后，將網(wǎng)絡(luò)組態(tài)下載到CPU300中。

④ 軟件編程
在OB1中，從“Libraries”>“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，要與連接配置列表中一致，見圖8
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要與配置中一致，見圖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，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