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1、青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室第第8章章 S7-1200的通信的通信青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室8.1 S7-1200以太网通信概述以太网通信概述 S7-1200 CPU本体上集成了一个本体上集成了一个PROFINET通通信接口，支持以太网和基于信接口，支持以太网和基于TCP/IP的通信标准。使的通信标准。使用这个通信口可以实现用这个通信口可以实现S7-1200 CPU与编程设备的与编程设备的通信，与通信，与HMI触摸屏的通信，以及与其他触摸屏的通信，以及与其他CPU之间的之间的通信。这个通信。这
2、个PROFINET物理接口支持物理接口支持10M/100M的的RJ45口，支持电缆交叉自适应。因此一个标准的或口，支持电缆交叉自适应。因此一个标准的或是交叉的以太网线都可以用于该接口。是交叉的以太网线都可以用于该接口。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 S7-1200 CPU的的PROFINET通信口支持以下通通信口支持以下通信协议及服务：信协议及服务：TCP、ISO on TCP、S7通信（服务器端）。通信（服务器端）。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 S7-1200 CPU的的PROFIENT接口有两
3、种网络连接口有两种网络连接方法：接方法： 直接连接和网络连接。直接连接和网络连接。 当一个当一个S7-1200 CPU与一个编程设备，或一个与一个编程设备，或一个HMI，或一个，或一个PLC通信时，也就是说只有两个通信通信时，也就是说只有两个通信设备时，实现的是直接通信。直接连接不需要使用设备时，实现的是直接通信。直接连接不需要使用交换机，用网线直接连接两个设备即可交换机，用网线直接连接两个设备即可青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室直接连接示意图直接连接示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室多个通信设备的
4、网络连接多个通信设备的网络连接青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室与与S7-1200有关的有关的PLC之间的通信方法有以下之间的通信方法有以下3种。种。（1）S7-1200 CPU与与S7-1200 CPU之间的以太网之间的以太网通信通信（2） S7-1200 CPU与与S7-200 CPU之间的以太网通之间的以太网通信信（3）S7-1200 CPU与与S7-300/400CPU之间的以太之间的以太网通信网通信青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室实现两个实现两个CPU之间通信的具体操作步骤如下。之间通信的具体操
5、作步骤如下。（1）建立硬件通信物理连接：由于）建立硬件通信物理连接：由于S7-1200 CPU的的PROFIENT物理接口支持交叉自适应功能，因此物理接口支持交叉自适应功能，因此连接两个连接两个CPU既可以使用标准的以太网电缆也可以既可以使用标准的以太网电缆也可以使用交叉的以太网线。两个使用交叉的以太网线。两个CPU的连接可以直接连的连接可以直接连接，不需要使用交换机。接，不需要使用交换机。（2）配置硬件设备：在）配置硬件设备：在“Device View”中配置硬件中配置硬件组态。组态。（3）分配永久）分配永久IP地址：为两个地址：为两个CPU分配不同的永久分配不同的永久IP地址。地址。青岛大
6、学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室（4）在网络连接中建立两个）在网络连接中建立两个CPU的逻辑网络连接。的逻辑网络连接。（5）编程配置连接及发送、接收数据参数。在两）编程配置连接及发送、接收数据参数。在两个个CPU里分别调用里分别调用TSEND_C、TRCV_C通信指令，通信指令，并配置参数，使能双边通信。并配置参数，使能双边通信。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室指令指令功能功能TCON建立以太网连接建立以太网连接TDISCON断开以太网连接断开以太网连接TSEND发送数据发送数据不带连接管理的通信指令不带连接
7、管理的通信指令青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室CPU 1 (主站主站)连接连接ConnectiondataIP 地址连接IDTSAP/PORTIE PortTSENDSFBTCONSFBTDISCONSFBTRCVSFBCPU 2 (从站从站)IE PortTRCVSFBTCONSFBTDISCONSFBTSENDSFB断开断开数据数据数据数据ConnectiondataIP 地址连接IDTSAP/PORT不带连接的通信指令的功能不带连接的通信指令的功能青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室Connectio
8、ndataIP AddressConnectionIDTSAP/PORT连接参数的对应关系连接参数的对应关系青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室指令指令功能功能TSEND_C建立以太网连接并发送数据建立以太网连接并发送数据TRCV_C建立以太网连接并接收数据建立以太网连接并接收数据带连接管理的通信指令带连接管理的通信指令青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室CPU 1 (主站主站)连接连接连接数据连接数据IP 地址连接IDTSAP/PORTIE PortTSEND_CSFBTRCV_CSFBCPU 2 (从站从站
9、)连接数据连接数据IP 地址连接IDTSAP/PORTIE PortTRCV_CSFBTSEND_CSFB数据数据断开断开连接连接数据数据断开断开带连接的通信指令的功能带连接的通信指令的功能青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室8.2 S7-1200 PLC之间的以太网通信之间的以太网通信 下面我们通过一个简单例子演示下面我们通过一个简单例子演示S7-1200 PLC之间以太网通信的组态步骤。要求：将之间以太网通信的组态步骤。要求：将PLC_1的通的通信数据区信数据区DB块中的块中的100字节的数据发送到字节的数据发送到PLC_2的的接收数据区接收数据区
10、DB块中，块中，PLC_1的的QB0接收接收PLC_2发送发送的数据的数据IB0的数据。的数据。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室组态网络组态网络青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室定义定义TSEND_C连接参数连接参数青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室定义变量表定义变量表青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室定义定义TSEND_C接口接口参数参数青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室定
11、义定义TSEND_C接口参数接口参数青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室调用调用 TRCV指令并配置接口参数指令并配置接口参数青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室要实现前述通信要求，还需要在要实现前述通信要求，还需要在PLC_2中调用并配中调用并配置置TRCV_C、T_SEND通信指令。通信指令。定义定义TRCV_C的连接参数的连接参数青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室变量表变量表青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室TRCV_
12、C块参数配置块参数配置青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室调用调用T_SEND指令并配置接口参数指令并配置接口参数青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室8.3 S7-1200与与S7-200和和S7-300/400的通信的通信S7-1200与与S7-200的通信的通信S7-1200 CPU与与S7-200 CPU之间的通信只能通过之间的通信只能通过S7通信来实现，因为通信来实现，因为S7-200的以太网模块只支持的以太网模块只支持S7通信。由于通信。由于S7-1200的的PROFINET通信接口只支通信接口只支持
13、持S7通信的服务器端，所以在编程方面，通信的服务器端，所以在编程方面，S7-1200 CPU不用做任何工作，只需为不用做任何工作，只需为S7-1200 CPU配置好配置好以太网地址并下载下去。主要编程工作都在以太网地址并下载下去。主要编程工作都在S7-200 CPU一侧完成，需要将一侧完成，需要将S7-200的以太网模块设置成的以太网模块设置成客户端，并用客户端，并用ETHx_XFR指令编程通信。指令编程通信。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 我们通过简单的例子演示我们通过简单的例子演示S7-1200与与S7-200的的以太网通信。要求：以太网通信
14、。要求：S7-200将通信数据区将通信数据区VB中的中的2个字节发送到个字节发送到S7-1200的的DB2数据区，数据区，S7-200读取读取S7-1200中的输入数据中的输入数据IB0到到S7-200的输出区的输出区QB0。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动
15、化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室S7-1200与与S7-300/400的通信的通信 要求：要求：S7-1200将将DB2里的里的100个字节发送到个
16、字节发送到S7-300的的DB2中，中，S7-300将输入数据将输入数据IB0发送给发送给S7-1200的输出数据区的输出数据区QB0。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室设置时钟存储器设置时钟存储器青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验
17、室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门
18、子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室8.4 S7-1200的串口通信的串口通信 S7-1200的串口通信模块有两种型号，分别为的串口通信模块有两种型号，分别为CM1241 RS232接口模块和接口模块和CM1241 RS485接口模接口模块。块。 CM1241 RS232接口模块支持基于字符的自由接口模块支持基于字符的自由口协议和口协议和MODBUS RTU主从协议。主从协议。 CM1241 RS485接口模块支持基于字符的自由接口模块支持基于字符的自由口协议，口协议，MODBUS RTU主从协议
19、及主从协议及USS协议。协议。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室自由口协议通信自由口协议通信CM1241 RS232和和CM1241 RS485接口模块都支持接口模块都支持基于字符的自由口协议，我们以基于字符的自由口协议，我们以RS232模块为例介模块为例介绍串口通信模块的端口参数设置、发送参数设置、绍串口通信模块的端口参数设置、发送参数设置、接收参数设置以及硬件标识符。最后通过一个简单接收参数设置以及硬件标识符。最后通过一个简单例子介绍串口通信模块自由口通信的组态方法。例子介绍串口通信模块自由口通信的组态方法。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术
20、联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室端口参数设置端口参数设置青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室图图8-2 PORT_CFG指令块指令块青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室发送参数设置发送参数设置青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室SEND_CFG指令块指令块青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室消息帧起始条件设置消息帧起始条件设置青岛大学青岛大学-
21、西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室以某个字符序列作为消息帧的开始以某个字符序列作为消息帧的开始青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室消息帧结束条件设置消息帧结束条件设置青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室RCV_CFG指令块指令块青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室4. 串口通信模块自由口通信协议举例串口通信模块自由口通信协议举例 在完成通信端口设置、发送参数设置及接收参在完成通信端口设置、发送参数设置及接收参数设置后需要在数设置后需要在CPU中
22、调用通信功能块发送和接收中调用通信功能块发送和接收数据。下面以数据。下面以CM1241 RS232C与与Windows操作系操作系统的集成软件统的集成软件“超级终端超级终端”的通信为例介绍的通信为例介绍S7-1200串口通信模块使用自由口协议的数据发送和接串口通信模块使用自由口协议的数据发送和接收。收。 通过标准的通过标准的RS232串口电缆连接计算机和串口电缆连接计算机和CM1241。RS232端口的通信端口设置、发送参数端口的通信端口设置、发送参数设置及接收参数设置均可使用默认设置。设置及接收参数设置均可使用默认设置。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合
23、实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室MODBUS RTU协议通信协议通信 MODBUS RTU格式通信协议是以主从方式进格式通信协议是以主从方式进行数据传输的，主站发送数据请求报文到从站，从行数据传输的，主站发送数据请求报文到从站，从站返回响应报文。站返回响应报文。MODBUS 系统间的数据交换式系统间的数据交换式通
24、过功能码来控制的。通过功能码来控制的。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 本例中通过实现两台安装本例中通过实现两台安装CM1241 RS232通信通信模块的模块的S7-1200之间的之间的MODBUS RTU协议通信演示协议通信演示MODBUS通信的组态方法。通过标准的通信的组态方法。通过标准的RS232C电电缆连接两台缆连接两台CM1241 RS232通信模块。通信模块。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室MODBUS从站程序从站程序青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实
25、验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室MODBUS主站程序主站程序青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室USS协议通信协议通信 S7-1200串口通信模块可使用串口通信模块可使用USS协议库来控协议库来控制支持制支持USS通信协议的通信协议的SIEMENS变频器。变频器。USS（Universal Serial Interface，通用串行通信，通用串行通信接口）是西门子专为驱动装置开发的通信协议。接口）是西门子专为驱动装置开发的通信协议。USS协议的基本特点：支持多点通信；采用单主站协议的基本特点：支持多点通
26、信；采用单主站的主从访问机制；每个网络上最多可以有的主从访问机制；每个网络上最多可以有32个节点；个节点；报文格式简单可靠，数据传输灵活高效；容易实现，报文格式简单可靠，数据传输灵活高效；容易实现，成本较低。成本较低。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 USS的工作机制是：通信总是由主站发起，的工作机制是：通信总是由主站发起，USS主站不断循环轮询各个从站，从站根据收到的主站不断循环轮询各个从站，从站根据收到的指令，决定是否以及如何响应，从站不会主动发送指令，决定是否以及如何响应，从站不会主动发送数据。从站在接收到的主站报文没有错误且本从站数据。从站
27、在接收到的主站报文没有错误且本从站在接收到主站报文中被寻址时应答，否则从站不会在接收到主站报文中被寻址时应答，否则从站不会做任何响应。对于主站来说，从站必须在接收到主做任何响应。对于主站来说，从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应，否则主站将视站报文之后的一定时间内发回响应，否则主站将视为出错。为出错。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 实现实现S7-1200与与MM440变频器的变频器的USS通信。通通信。通过过USS电缆连接电缆连接MM440变频器和变频器和S7-1200。MM440参数设置控制源参数控制源参数P0700设置为设置为5，
28、表示变频器从端子，表示变频器从端子（COM Link）的）的USS接口接受控制信号。此参数接口接受控制信号。此参数有分组，此处仅设置第一组，即有分组，此处仅设置第一组，即P0700.0=5。设定源参数设定源参数P1000.0=5，表示变频器从端子，表示变频器从端子（COM Link）的）的USS接口接受设定值。接口接受设定值。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室P2009参数决定是否对参数决定是否对COM Link上的上的USS通信设定值规格化，即设定值通信设定值规格化，即设定值将是运转频率的百分比形式还是绝对频率值。将是运转频率的百分比形式还是绝对频
29、率值。P2009=0，不规格化，不规格化USS通通信设定值，即设定为信设定值，即设定为MM440中的频率设定范围的百分比形式；中的频率设定范围的百分比形式；P2009=1，对，对USS通信设定值进行规格化，即设定值为绝对的频率数值。通信设定值进行规格化，即设定值为绝对的频率数值。P2010参数设置参数设置COM Link上的上的USS通信速率。通信速率。P2010=6表示波特率为表示波特率为9600bit/s。P2011参数设置变频器参数设置变频器COM Link上的上的USS通信口在网络上从站地址。通信口在网络上从站地址。 P2012设置为设置为2，即，即USS PZD区长度为区长度为2个字
30、长。个字长。P2013设置为设置为127，即，即USS PKW区的长度可变。区的长度可变。P2014参数设置参数设置COM Link上的上的USS通信控制信号中断超时时间，单位为通信控制信号中断超时时间，单位为ms；如设置为；如设置为0，则不进行此端口上的超时检查。，则不进行此端口上的超时检查。P0971=1将上述参数保存如将上述参数保存如MM440的的EEPROM中。中。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室编写程序编写程序青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室OB1程序程序青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室循环中断组织块程序循环中断组织块程序
