西门子模块连接器

6ES7392-1AJ00-0AA0SIMATIC S7-300，前连接器 针对信号模块 带螺丝触点，20针

1. S7通信简介
S7通信是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET网络的一种优化的通信协议，主要用于S7300/400PLC之间的通信。SIMATIC S7- PN CPU包含一个集成的 PROFINET 接口，该接口除了具有 PROFINET I/O功能，还可以进行基于以太网的S7通信。SIMATIC S7- PN CPU支持无确认数据交换、确认数据交换和单边访问功能。功能块的调用如图1、图2所示。

块
S7-400		块
S7-300		描述简要描述
SFB 8FB 8用于发送无确认的快速数据交换，发送数据后无对方接收确认。
SFB 9FB 9用于接收
SFB 12FB 12用于发送确认数据交换，发送数据后有对方接收确认。
SFB 13FB 13用于接收
SFB 14FB 14读数据单边编程读访问。
SFB 15FB 15写数据单边编程写访问。

表1

 


图1

 



图2

要通过 S7-PN CPU 的 集成PROFINET 接口实现S7 通信，需要在硬件组态中建立连接。


2. 硬件及网络组态
CPU采用两个315-2PN/DP，使用以太网进行通信。
在STEP7中创建一个新项目，项目名称为PN S7。插入两个S7-300站，在硬件组态中，分别插入CPU 315-2 PN/DP。如图3所示。



图3

新建以太网，打开“NetPro”设置网络参数，选中CPU，在连接列表中建立新的连接。如图4所示。


图4

然后双击该连接，设置连接属性。在“General”属性中块参数ID = 1，这个参数即是下面程序中的参数“ID”。在SIMATIC 315PN-1中激活“Establish an active connection”，作为Client端，SIMATIC 315PN-2作为Server 端。


3. 软件编程

3.1. 无确认数据交换
SFB/FB 8 "USEND" 向类型为“URCV”的远程伙伴SFB/FB发送数据。执行发送过程而不需要和SFB/FB伙伴进行协调。也就是说，在进行数据传送时不需要伙伴SFB/FB进行确认。
S7-300：在REQ的上升沿处发送数据。在REQ的每个上升沿处传送参数R_ID、
ID和SD_1。在每个作业结束之后，可以给R_ID、ID和SD_1参数分配新数值。
S7-400：在控制输入REQ的上升沿处发送数据。通过参数SD_1到SD_4来指向要
发送的数据，但并非都需要用到所有四个发送参数。
然而，必须确保参数SD_1到SD_4/SD_1和RD_1到RD_4/RD_1 (在相应通讯伙
伴SFB/FB "URCV" 上)所定义的区域在以下几个方面保持一致：
? ?编号
? ?长度
? ?数据类型
参数R_ID必须在两个SFB中完全相同。如果传送成功完成，则通过状态参数DONE来表示，此时其逻辑数值为1。
SFB/FB 9 "URCV" 从类型为“USEND”的远程伙伴SFB/FB中异步接收数据，并
把接收到的数据复制到组态的接收区域内。
当程序块准备好接收数据时，EN_R输入处的逻辑值为1。可以通过EN_R=0来取
消一个已激活的作业。
S7-300：在EN_R的每个上升沿处应用参数R_ID、ID和RD_1。在每个作业结束
之后，可以给R_ID、ID和RD_1参数分配新数值。
S7-400：通过参数RD_1到RD_4来指向接收数据区。
必须确保参数RD_i/RD_1和SD_i/SD_1 (在相应通讯伙伴SFB/FB "USEND"
上)所定义的区域在以下几个方面保持一致：
?? 编号
? ?长度
? ?数据类型。
通过NDR状态参数逻辑数值为1来指示已经成功完成复制处理过程。参数R_ID必须在两个SFB/FB上完全相同。
打开SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次调用FB8，FB9如图5、图6所示：



图5

 

程序中的参数说明见表2

参数描述数据类型存储区描述
REQINPUTBOOL I、Q、M、D、L上升沿触发工作
IDINPUTWORDM、D、常数连接ID
R_IDINPUT DWORDI、Q、M、D、L、常数连接号，相同连接号的功能块互相对应发送/接收数据
DONEOUTPUTBOOL I、Q、M、D、L为1时，发送完成
ERROROUTPUTBOOLI、Q、M、D、L为1时，有故障发生
STATUSOUTPUTWORDI、Q、M、D、L状态代码
S7-300：
SD_1
S7-400：
SD_i
(1 ≤ i ≤ 4)		 IN_OUTANYM、D、T、Z I、Q、M、D、T、C发送数据区

 表2 FB8参数说明

 



图6

 

程序中的参数说明见表3

参数参数数据类型存储区描述
EN_RINPUTBOOLI、Q、M、D、L、常数为1时，准备接收
IDINPUTWORDM、D、常数连接ID
R_IDINPUTDWORD I、Q、M、D、L、常数连接号，相同连接号的功能块互相对应发送/接收数据
NDROUTPUTBOOL I、Q、M、D、L为1时，接收完成
ERROROUTPUTBOOLI、Q、M、D、L为1时，有故障发生
STATUSOUTPUTWORDI、Q、M、D、L状态代码
S7-300：
RD_1
S7-400：
RD_i
(1 ≤ i ≤ 4)		IN_OUTANYM、D、T、Z I、Q、M、D、T、Z接收数据区

 表3 FB9参数说明


同样，在SIMATIC 315PN-2的OB1中，调用FB8/FB9。通信双方的“R_ID”均设为0。将SIMATIC 315PN-1的MB100-MB109赋值B#16#02，在SIMATIC 315PN-2中，将FB9的“EN_R”置1，然后在SIMATIC 315PN-1中，将FB8中“REQ”设置上升沿信号，此时SIMATIC 315PN-2的MB110-MB119接收到B#16#02。如图7所示。



图7西门子模块连接器

同理，将SIMATIC 315PN-2 的MB100-MB109赋值为B#16#03，SIMATIC 315PN-1的MB110-MB119接收到B#16#03。如图8所示。



图8

3.2. 确认数据交换
SFB/FB 12 "BSEND" 向类型为“BRCV”的远程伙伴SFB/FB发送数据。通过这种
类型的数据传送，更多的数据可以在通讯伙伴之间传输，超过任何其它用于组态的
S7连接的通讯SFB/FB所能传输的数据量，通过集成PN口的S7-400和S7-300是65534字节。
要发送的数据区是分段的。各个分段单独发送给通讯伙伴。通讯伙伴在接收到
一个分段时对此分段进行确认，该过程与相应SFB/FB "BRCV" 的调用无关。在调用块之后，当在控制输入REQ上有上升沿时，发送作业被激活。发送用户存储区中的数据与处理用户程序是异步执行的。
由SD_1指定起始地址和要发送数据的长度。可以通过LEN来确定数据域的作业指定长度。在这种情况下，LEN替换SD_1的长度区域。参数R_ID必须在相应的两个SFB/FB上完全相同。如果在控制输入R处有上升沿，则当前数据传送将被取消。如果传送成功完成，则通过将状态参数DONE的数值设置为1来进行指示。如果状态参数DONE或ERROR的数值为1，则在前一个发送处理结束之前，不能处理新的发送作业。
SFB/FB 13 "BRCV" 接收来自类型为“BSEND”的远程伙伴SFB/FB的数据。在收
到每个数据段后，向伙伴SFB/FB发送一个确认帧，同时更新LEN参数。在块调用完毕，并且在控制输入EN_R数值为1之后，块准备接收数据。可以通过EN_R=0来取消一个已激活的作业。
由RD_1指定起始地址和接收区的长度。由LEN指示已接收数据域的长度。
从用户存储区中接收数据与处理用户程序是异步执行的。参数R_ID必须在相应的两个SFB/FB上完全相同。通过状态参数NDR的数值为1来指示所有数据段的无错接收。接收到的数据保持不变，直到通过EN_R=1来重新调用SFB/FB 13为止。如果在数据的异步接收期间调用块，则将引发一个警告，该警告通过STATUS参数输出；如果当控制输入EN_R数值为0时进行调用，则接收将被终止，并且SFB/FB将返回到它的初始状态。
打开SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次调用FB12，FB13如图9、图10所示：



图9

 

程序中的参数说明见表4

参数描述数据类型存储区描述
REQINPUTBOOL I、Q、M、D、L上升沿触发工作
RINPUTBOOLI、Q、M、D、L、常数复位，终止数据交换
IDINPUTWORDM、D、常数连接ID
R_IDINPUTDWORDI、Q、M、D、L、常数连接号，相同连接号的功能块互相对应发送/接收数据
DONEOUTPUTBOOLI、Q、M、D、L为1时，发送完成
ERROROUTPUTBOOLI、Q、M、D、L为1时，有故障发生
STATUSOUTPUTWORDI、Q、M、D、L状态代码
SD_1IN_OUTANYS7-300：M、DS7-400：I、Q、M、D、T、Z发送数据区
LEN IN_OUTWORDI、Q、M、D、L发送数据的长度

表4 FB12参数说明

 



图10

 

程序中的参数说明见表5

参数描述数据类型存储区描述
EN_R INPUTBOOLI、Q、M、D、L、常数为1时，准备接收
IDINPUT WORDM、D、常数连接ID
R_IDINPUTDWORDI、Q、M、D、L、常数 连接号，相同连接号的功能块互相对应发送/接收数据
NDROUTPUT BOOLI、Q、M、D、L为1时，接收完成
ERROROUTPUTBOOLI、Q、M、D、L为1时，有故障发生
STATUSOUTPUTWORD I、Q、M、D、L状态代码
RD_1IN_OUTANYS7-300：M、DS7-400：I、 Q、M、D、T、C接收数据区
LEN IN_OUTWORD I、Q、M、D、L接收到的数据长度

表5 FB13参数说明

同样，在SIMATIC 315PN-2的OB1中，调用FB12/FB13。通信双方的R_ID设为0，LEN设为10，将SIMATIC 315PN-1的MB120-MB129赋值B#16#04，在SIMATIC 315PN-2中，将FB13的“EN_R”置1，然后在SIMATIC 315PN-1中，将FB12中“REQ”设置上升沿信号，此时SIMATIC 315PN-2的MB130-MB139接收到B#16#04。如图11所示。



图11

同理，将SIMATIC 315PN-2 的MB120-MB129赋值为B#16#05，SIMATIC 315PN-1的MB130-MB139接收到B#16#05。如图12所示。


图12


3.3. 单边访问
可以通过SFB/FB 14 "GET"，从远程CPU中读取数据。
S7-300：在REQ的上升沿处读取数据。在REQ的每个上升沿处传送参数ID、ADDR_1和RD_1。在每个作业结束之后，可以分配新数值给ID、ADDR_1和RD_1参数。
S7-400：在控制输入REQ的上升沿处启动SFB。在此过程中，将要读取的区域的相关指针(ADDR_i)发送到伙伴CPU。远程伙伴返回此数据。在下一个SFB/FB调用处，已接收的数据被复制到组态的接收区(RD_i)中。必须要确保通过参数ADDR_i和RD_i定义的区域在长度和数据类型方面要相互匹配。
通过状态参数NDR数值为1来指示此作业已完成。只有在前一个作业已经完成之后，才能重新激活读作业。远程CPU可以处于RUN或STOP工作状态。如果正在读取数据时发生访问故障，或如果数据类型检查过程中出错，则出错和警告信息将通过ERROR和STATUS输出表示。
通过使用SFB/FB 15 "PUT"，可以将数据写入到远程CPU。
S7-300：在REQ的上升沿处发送数据。在REQ的每个上升沿处传送参数ID、ADDR_1和SD_1。在每个作业结束之后，可以给ID、ADDR_1和SD_1参数分配新数值。
S7-400：在控制输入REQ的上升沿处启动SFB。在此过程中，将指向要写入数据的区域(ADDR_i)的指针和数据(SD_i)发送到伙伴CPU。 远程伙伴将所需要的数据保存在随数据一起提供的地址下面，并返回一个执行确认。必须要确保通过参数ADDR_i和SD_i定义的区域在编号、长度和数据类型方面相互匹配。
如果没有产生任何错误，则在下一个SFB/FB调用时，通过状态参数DONE来指示，其数值为1。只有在一个作业完成之后，才能再次激活写作业。远程CPU可以处于RUN或STOP模式。如果正在写入数据时发生访问故障，或如果执行检查过程中出错，则出错和警告信息将通过ERROR和STATUS输出表示。
打开SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次调用FB14，FB15如图13、图14所示：



图13

 

参数描述数据类型存储区描述
REQ INPUTBOOLI、Q、M、D、L上升沿触发调用功能块
ID INPUT WORDM、D、常数地址参数ID
ERROROUTPUTBOOL I、Q、M、D、L接收到新数据
STATUSOUTPUTWORDI、Q、M、D、L故障代码
S7-300：
ADDR_1
S7-400：
ADDR_i
(1 ≤ i ≤ 4)		IN_OUTANYM、D 
I、Q、M、D、
T、C		从通信对方的数据地址中读取数据
S7-300：
RD_1
S7-400：
RD_i
(1 ≤ i ≤ 4)		IN_OUTANYS7-300：M、D
S7-400 I、Q、
M、D、T、C		本站接收数据地址

表6 FB14参数说明

 



图14

 

参数描述数据类型存储区描述
REQ INPUTBOOL I、Q、M、D、L上升沿触发调用功能块
IDINPUTWORDM、D、常数地址参数
DONEOUTPUTBOOL I、Q、M、D、L为1时，发送完成
ERROROUTPUTBOOLI、Q、M、D、L为1时，有故障发生
STATUSOUTPUTWORDI、Q、M、D、L故障代码
S7-300：
ADDR_1
S7-400：
ADDR_i
(1 ≤ i ≤ 4)		IN_OUTANYM、D
I、Q、M、D、
T、C		通信对方的数据接收地址
S7-300：
SD_1
S7-400：
SD_i
(1 ≤ i ≤ 4)		IN_OUTANYS7-300：M、D
S7-400 I、Q、
M、D、T、C		本站发送数据地址

表7 FB15参数说明

 

同样，在SIMATIC 315PN-2的OB1中，调用FB14/FB15。将SIMATIC 315PN-2的MB140-MB149赋值B#16#06，在SIMATIC 315PN-1中，将FB14的“REQ”置上升沿信号，此时SIMATIC 315PN-1的MB150-MB159接收到B#16#06。如图15所示。


图15

将SIMATIC 315PN-1的MB140-MB149赋值B#16#08，在SIMATIC 315PN-2中，将FB14的“REQ”置上升沿信号，此时SIMATIC 315PN-2的MB150-MB159接收到B#16#08。如图16所示。


图16

将SIMATIC 315PN-1的MB170-MB179赋值B#16#07，将FB15的“REQ”置上升沿信号，此时SIMATIC 315PN-2的MB160-MB169接收到B#16#07。如图17所示。


图17

将SIMATIC 315PN-2的MB170-MB179赋值B#16#11，将FB15的“REQ”置上升沿信号，此时SIMATIC 315PN-1的MB160-MB169接收到B#16#11。如图18所示。


图18


4. 常见问题
? ?两个S7-300PN CPU之间建立S7连接可有哪些通信方式？
答：可以有确认连接、非确认连接、单边通信
? ?使用FB8/9时，数据已发送，程序块没有错误显示，但是没收到任何数据？
答：发送区与接收缓冲区长度不一致。
? ?使用FB12/13时，发送区与接收缓冲区长度是否必须一致？
答：发送区的大小只要不超过接收缓冲区就可以。
? ?FB12发送数据时，发送数据的长度由哪个参数决定?
答：发送长度由LEN决定。但发送数据的起始地址和长度由SD_1决定。

引用声明

2. ISO on TCP 通信
S7-1200 CPU 与S7-300/400 之间通过ISO on TCP 通信，需要在双方都建立连接，连接对象选择“Unspecified”。
所完成的通信任务为：
① S7-1200将DB3里的100个字节发送到S7-300的DB2中
② S7-300将输入数据IB0发送给S7-1200的输出数据区QB0。

2.1 S7-1200 CPU 的组态编程
组态编程过程与 S7-1200 CPU 之间的通信基本相似 （见 6.3 ），这里简单描述一下步骤：
① 使用STEP 7 Basic V10.5 软件新建一个项目
在STEP 7 Basic 的“Portal View”中选择 “Create new project”创建一个新项目
② 添加新设备
然后进入“Project view”，在“Project tree”下双击“Add new device”，在对话框中选择所使用的S7-1200 CPU添加到机架上，命名为 PLC_1。
③ 为 PROFINET 通信口分配以太网地址
在“Device View”中点击 CPU 上代表PROFINET 通信口的绿色小方块，在下方会出现PROFINET 接口的属性，在 “Ethernet addresses”下分配IP 地址为 192.168.0.1 ，子网掩码为255.255.255.0。
④ 在 S7-1200 CPU 中调用“TSEND_C”通信指令并配置连接参数和块参数
在主程序中调用发送通信指令，进入“Project tree” > “ PLC_1”>“Program blocks”>“Main”主程序中，从右侧窗口“Instructions”> “Extended Instructions”>“Communications”下调用“TSEND_C”指令，并选择“Single Instance”生成背景 DB块。然后单击指令块下方的“下箭头”，使指令展开显示所有接口参数。
然后，创建并定义发送数据区 DB 块。通过“Project tree”>“ PLC_1”> “Program blocks” >“Add new block” ，选择 “Data block”创建 DB 块，选择寻址，点击“OK”键，定义发送数据区为 100个字节的数组。
根据所使用的参数创建符号表，如图1所示。
配置连接参数，如图2所示。
配置块接口参数，如图3所示。


图1 创建所使用参数的符号表图PLC tag


图2 配置连接参数


图3 配置 TSEND_C 块参数

⑤ 调用“TRCV”通信指令并配置块参数如图6 47所示。
因为与发送使用的是同一连接，所以使用的是不带连接的发送指令“TRCV”，连接“ID”使用的也是“TSEND_C”中的“Connection ID”号，如图4所示。


图4 配置 T_RCV 块参数

2.2 S7-300 CPU 的ISO on TCP通信的组态编程
① 使用STEP 7 软件新建一个项目并进行硬件组态
创建完新项目，在项目的窗口下，右键菜单里，选择“Insert New Object”>“SIMATIC 300 Station” ，插入一个S7-300 站。
为了编程方便，我们使用时钟脉冲激活通信任务，在CPU的“Properties”＞“Cycle/Clock Memory”中设置，如图5所示。


图5 设置时钟脉冲

每一个时钟位都按照不同的周期／频率在０和１之间切换变化，见表1。
表1：时钟位频率

位７６５４３２１０
周期（S）201. Jun10.80.50.40.20.1
频率（Hz）0.50.6251Jan 25202. Mai510

② 配置以太网模块
进入“HW Config”中，组态所使用的 CPU 及“CP343-1”模板。并新建以态网 Ethernet (1) ，配置“CP343-1”模板IP 地址为：192.168.0.2，子网掩码为： 255.255.255.0 。如图6所示。配置完硬件组态及属性，编译存盘并所有硬件组态。


图6 S7-300 硬件配置

③ 网络组态
打开 “NetPro” 配置网络，选中 CPU，在连接列表里建立新的连接并选择连接对象和通信协议，如图7所示。

　
图7 创建新的连接并选择 ISO-on-TCP 协议

这时会跳出通用信息，如图8所示。


图8 通用信息

然后，进入“Addresses”配置通信双方的IP 地址及TSAP 地址，如图9所示。


图9 配置通信的IP 地址及TSAP 地址

配置完连接并编译存盘后，将网络组态到CPU300中。

④ 软件编程
在OB1中，从“Libraries”>“SIMATIC_NET_CP”>“CP300”下，调用FC5（AG_SEND）、FC6（AG_RECV）通信指令。创建接收数据区为 DB2，定义成100个字节的数组。
CALL “ AG_RECV” //调用FC6
ID ：=1 // 连接号，要与连接配置列表中一致，见图8
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要与配置中一致，见图8
RECV ：=P#DB2.DBX 0.0 BYTE 100 //接收数据区
NDR ：=M10.0 //为1时，接收到新数据
ERROR ：=M10.1 //为1时，有故障发生
STATUS ：=MW12 //状态代码
LEN ：=MW14 //接收到的实际数据长度

CALL “AG_SEND” //调用FC5
ACT ：=M0.2 //为１时，激活发送任务
ID ：=1 // 连接号，要与连接配置中一致
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要与配置中一致
SEND ：=IB0 //发送数据区
LEN ：=1 //发送数据的长度
DONE ：=M10.2 //为1时，发送完成
ERROR ：=M10.3 //为1时，有故障发生
STATUS ：=MW16 //状态代码

2.3 监控通信结果
S7-1200和S7-300中的所有组态及程序，监控通信结果，如图10、图11所示。
在S7-1200 CPU中向DB3中写入数据：“11”、“22”、“33”，则在S7-300中的DB2块收到数据也为“11”、“22”、“33”。
在S7-300 CPU中，将“2#1111_1111”写入IB0，则在S7-1200 CPU中QB0中收到的数据也为“2#1111_1111”。


图10 S7-1200监控表


图11 S7-300 变量表

3. TCP 通信
使用TCP 协议通信，除了连接参数的定义不同，通信双方的其它组态及编程与前面的ISO on TCP 协议通信完全相同。
S7-1200 CPU中，使用 TCP 协议与S7-300通信时，PLC_1的连接参数，如图12所示。通信伙伴 S7-300 的连接参数，如图13所示。


图12 S7-1200 的TCP连接参数的配置


图13 S7-300 的TCP连接参数的配置

西门子模块连接器