继电器西门子CPU1214C模块

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1　概述   

  本文介绍了通过OPEN IE的方式实现S7-1200与SIMOTION D410PN之间的TCP通信的方法，包括通信的基本配置、组态和编程等内容。S7-1200实现TCP通讯的指令有两种，一是不带连接的指令（TCON，TDISCON，TSEND，TRCV），另一种是带连接的指令（T RCV_C，TSEND_C）；SIMOTON包含的通信指令包括tcpOpenClient，tcpOpenServe r，tcpSend，tcpReceive，tcpCloseSever，tcpCloseConnection。

 本文选用S7-1200不带连接的指令TCON，TDISCON，TSEND，TRCV，实现与D410 PN的通讯。

2　S7-1200与D410PN装置的连接

2.1　硬件配置列表 

表1 测试所采用的硬件列表

2.2      所使用的软件

§         TIA Portal V11 SP2

§         SCOUT V4.2.1

2.3      通讯参数设置

硬件连接配置

图1　硬件连接示意图

     CPU 1214C和D410PN本身都带有集成PN口，可以直接使用。

IP 地址设置（子网掩码均为255.255.255.0）：

表２ IP地址设置

3　项目配置　　

3.1　S7-1200的配置

     打开TIA Portal软件，新建一个项目，在“添加新设备”中选择所需的硬件及版本，如图2所示。

图2　选择设备和版本

　　 打开设备视图，设置设备“属性”下的以太网地址为192.168.0.4，子网掩码为255. 255.255.0。见图3。

图3　设置以太网地址

      在设备视图的属性窗口中设置时钟存储器，将时钟存储器的地址设置为MB20，并使用其中的M20.5位，0和1信号以1Hz频率切换，用来循环激活发送任务，见图4。

图4　时钟存储器设置

3.2　D410PN的配置

     打开SCOUT软件，新建一个项目，设置PG/PC接口为电脑的以太网卡,双击“INSERT SIMOTION DEVICE”后，选择相应版本的D410PN插入，并打开硬件组态画面，在其中设置PN口的以太网地址和子网掩码，见图5。

     图5　组态D410PN地址

4　通信指令

4.1　S7-1200侧的指令调用

　　 TCON，TDISCON，TSEND，TRCV等指令均可以在右侧指令中的“通信—〉开放式用户通信”找到。本文中所有通讯指令均在background 中执行。

       S7-1200在本文中作为Server，通讯开始前先激活TCON指令来建立服务器端口，并等待Client的建立连接请求，一旦通信连接成功建立，此时“REQ”就不再起作用，若想重新建立连接需先调用“TDISCON”断开连接，再从新激活“TCON”重新建立连接。

     图6　调用TCON

      “REQ”：激活TCON功能。

      “ID”：设置所建立连接的ID，以后的TSEND、TRCV、TDISCON均使用此ID。

      “CONNECT”：连接配置DB，在配置完TCON参数后自动生成。

      “Done”：建立连接任务完成后置1。

      “BUSY”：建立连接任务执行中置1。

      “ERROR”为1时，在STATUS中显示错误代码，“ERROR”为0时，在STATUS中显示指令执行状态代码。　　　

      当连接建立成功后，通过程序段2可以将“opensever”置0。

　　　在调用TCON指令时系统会要求设置连接参数，见图7。         

     图7　TCON连接参数设置

          “伙伴”：选择未指定。

      “地址”：设置与S7-1200通讯的SIMOTION的地址。

      “连接类型”：选择TCP。

      “连接ID”: 发送、接收和连接断开所使用的ID。

　　　“连接数据”：设置新建或使用已有的连接DB。

　　　“主动建立连接”：选择主动建立连接的一方为客户端，另一方为服务器。

　　　“端口”：设置本地和伙伴的端口号，在SIMOTION的指令中会用到这里。

　　　设置TCON参数时要先选择“连接数据”中的“新建”，建立一个新的Connection DB，然后再填写各个参数。　

　        在通讯成功建立后，激活TSEND,TRCV指令(将发送指令的“REQ”端置１，将接收指令的“EN_R”置１)，用来发送和接受数据。

     图8　TSEND连接参数设置

     图9　TRCV连接参数设置

       注意：

(1)  在建立“DATA”中要插入的发送数据和接受数据DB时，其块访问的方式必须是“标准-与S7-300/400兼容”，否则在激活该指令时会报错，见图10。

(2)  TSEND与TRCV的“ID”必须与TCON中设置的相同，而此“ID”与SIMOTION中的“ID”未必相同。

(3)  TRCV在接收数据成功后，“NDR”会自动置１，且“RCVD_LEN”会显示接收到的数据长度。

图10　数据 DB建立

　　　　若要断开当前连接，则调用TDISCON。成功断开连接后，根据程序段６，“dis　con”位会被重新置０。

     图11　TDISCON连接参数设置

4.2　SIMOTION侧的指令调用

　　　SIMOTION的通信指令可以在Command library中的“Communication->Data transfer”目录下找到。通信程序块“TCP”放在background中运行。

　　　tcpOpenClient指令，该指令用来在simotion 侧激活客户端端口，并向服务器发送连接请求，若请求成功，则建立连接，并返回连接ID。该指令需使用上跳沿单次触发，此函数只调用，得到连接ID后应停止调用。

     图12　tcpOpenClient指令参数设置

     “port”：设置simotion本地端口号。

　　 “severAddress”：设置通讯服务器（S7-1200）地址（192.168.0.4）。

　　 “serverport”：设置服务器（S7-1200）端口号，必须与S7-1200组态中设置的相同。

　　 “nextCommand”：

　　　IMMEDIATELY：命令与后续所要执行的命令同步执行。

　　　WHEN_COMMAND_DONE：命令执行或失败后执行后续的命令，异步执行。

　　　本文中将程序放在simotion的background中执行，因此若使用WHEN_COMMAND_DONE模式，有可能在该命令执行时间过长情况下导致background执行超时，系统报错停机。

　　 “OUT”：函数调用返回信息，包括执行状态和返回的连接ID,后面的发送和接收指令均使用该ID。数据类型为结构体(StructRetTcpOpenClient)，参考表３。

表3 TcpOpenClient返回值结

　　　TcpSend指令用于发送数据，与S7-1200的接收指令相对应，可循环调用。

图13 TcpSend参数设置

　　　“ConnectionId” ：使用tcpOpenClient返回的ID。

　　　“nextCommand”：

　　　IMMEDIATELY：命令与后续所要执行的命令同步执行。

　　　WHEN_COMMAND_DONE：命令执行或失败后执行后续的命令，异步执行。

　　　本文中将程序放在simotion的background中执行，因此若使用WHEN_COMMAND_DONE模式，有可能在该命令执行时间过长情况下导致background执行超时，系统报错停机。

      “DataLength”：发送数据的字节长度，本例为8，发送数据区的前8个字节。

　　　“Data”：发送数据区，数据类型为数组，ARRAY[0..4095] OF BYTE。

　　　“OUT”：输出通信状态。

       注意：SIMOTION的发送区（接收区）与PLC的接收区（发送区）数据长度必须一致。

　　　 TcpReceive指令用于发送数据，与S7-1200的接收指令相对应，可循环调用。

图14  TcpReceive参数设置

          “ConnectionId” ：使用tcpOpenClient返回的ID。

　　　“nextCommand”：

　　　IMMEDIATELY：命令与后续所要执行的命令同步执行。

　　　WHEN_COMMAND_DONE：命令执行或失败后执行后续的命令，异步执行。

　　　本文中将程序放在simotion的background中执行，因此若使用WHEN_COMMAND_DONE模式，有可能在该命令执行时间过长情况下导致background执行超时，系统报错停机。

      “receivevarible”：接收数据区，数据类型为数组，ARRAY[0..4095] OF BYTE。

　　　“OUT”：调用函数返回信息，包括调用状态和接收的字节数量。数据类型为结构体（StructRetTcpReceive），参考表４。

　表4 TcpReceive返回值结构

5  实验过程

本例中使用的程序可以在“S7-1200.zip (1350 KB) ( 1350 KB ) ”和“D410.zip (1597 KB) ( 1597 KB ) ”这两个压缩包中找到。

首先在S7-1200侧激活建立连接的指令“TCON”，等待SIMOTION侧的连接请求，接着在SIMOTION侧激活打开客户端指令“TcpOpenClient”，发送建立连接的请求。请求成功后，“TcpOpenClient”的返回值结构中的functionResult会显示“0”，同时在connec　tionId中会返回ID(此ID与PLC中设置的ID未必一致)。

之后分别使能PLC侧和SIMOTION侧的发送接收指令，开始数据传送。

SIMOTION侧WATCH TABLE监控结果：

图15  SIMOTION侧接收和发送的数据

　PLC侧监控表的监控结果：

图16  PLC侧接收和发送的数据