6ES7288-7DP01-0AA0
SIMATIC S7-200 SMART,ROFIBUSDP 从站模块,9.6KB 至 12MB, 1 个 PROFIBUS DP/MPI 接口
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
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描述
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简要描述
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SFB 8
|
FB 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。
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SFB 9
|
FB 9
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用于接收
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SFB 12
|
FB 12
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用于发送
|
确认数据交换,发送数据后有对方接收确认。
|
SFB 13
|
FB 13
|
用于接收
|
SFB 14
|
FB 14
|
读数据
|
单边编程读访问。
|
SFB 15
|
FB 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
|
REQ
|
INPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
上升沿触发工作
|
ID
|
INPUT
|
WORD
|
M、D、常数
|
连接ID
|
R_ID
|
INPUT
|
DWORD
|
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
|
DONE
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,发送完成
|
ERROR
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,有故障发生
|
STATUS
|
OUTPUT
|
WORD
|
I、Q、M、D、L
|
状态代码
|
S7-300:
SD_1
S7-400:
SD_i
(1 ≤ i ≤ 4)
|
IN_OUT
|
ANY
|
M、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_R
|
INPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L、常数
|
为1时,准备接收
|
ID
|
INPUT
|
WORD
|
M、D、常数
|
连接ID
|
R_ID
|
INPUT
|
DWORD
|
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
|
NDR
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,接收完成
|
ERROR
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,有故障发生
|
STATUS
|
OUTPUT
|
WORD
|
I、Q、M、D、L
|
状态代码
|
S7-300:
RD_1
S7-400:
RD_i
(1 ≤ i ≤ 4)
|
IN_OUT
|
ANY
|
M、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
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,**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。通讯伙伴在接收到最后
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*起始地址和要发送数据的较大长度。可以通过LEN来确定数据域的作业*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**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*起始地址和接收区的较大长度。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
|
REQ
|
INPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
上升沿触发工作
|
R
|
INPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L、常数
|
复位,终止数据交换
|
ID
|
INPUT
|
WORD
|
M、D、常数
|
连接ID
|
R_ID
|
INPUT
|
DWORD
|
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
|
DONE
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,发送完成
|
ERROR
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,有故障发生
|
STATUS
|
OUTPUT
|
WORD
|
I、Q、M、D、L
|
状态代码
|
SD_1
|
IN_OUT
|
ANY
|
S7-300:M、DS7-400:I、Q、M、D、T、Z
|
发送数据区
|
LEN
|
IN_OUT
|
WORD
|
I、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
|
INPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L、常数
|
为1时,准备接收
|
ID
|
INPUT
|
WORD
|
M、D、常数
|
连接ID
|
R_ID
|
INPUT
|
DWORD
|
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
|
NDR
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,接收完成
|
ERROR
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,有故障发生
|
STATUS
|
OUTPUT
|
WORD
|
I、Q、M、D、L
|
状态代码
|
RD_1
|
IN_OUT
|
ANY
|
S7-300:M、DS7-400:I、 Q、M、D、T、C
|
接收数据区
|
LEN
|
IN_OUT
|
WORD
|
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。
西门子6ES72887DP010AA0
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**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。只有在最后一个作业完成之后,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
|
INPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
上升沿触发调用功能块
|
ID
|
INPUT
|
WORD
|
M、D、常数
|
地址参数ID
|
ERROR
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
接收到新数据
|
STATUS
|
OUTPUT
|
WORD
|
I、Q、M、D、L
|
故障代码
|
S7-300:
ADDR_1
S7-400:
ADDR_i
(1 ≤ i ≤ 4)
|
IN_OUT
|
ANY
|
M、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_OUT
|
ANY
|
S7-300: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
|
INPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
上升沿触发调用功能块
|
ID
|
INPUT
|
WORD
|
M、D、常数
|
地址参数
|
DONE
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,发送完成
|
ERROR
|
OUTPUT
|
BOOL
|
I、Q、M、D、L
|
为1时,有故障发生
|
STATUS
|
OUTPUT
|
WORD
|
I、Q、M、D、L
|
故障代码
|
S7-300:
ADDR_1
S7-400:
ADDR_i
(1 ≤ i ≤ 4)
|
IN_OUT
|
ANY
|
M、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_OUT
|
ANY
|
S7-300: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**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?
图9 速度反馈值变量线性转换
4)添加画面。
项目生成时已经有一个模板和一个画面,此例仅用到一个画面。修改画面的名字为V20_Monitor,如图10所示。
图10 编辑之前的画面V20_Monitor
5)编辑模板。
模板中的对象在选择使用模板的画面中会显示出来,此处把西门子的LOGO和退出Runtime的按钮放置在模板中,如图11所示。
图11 编辑模板
然后在按钮的事件属性中添加函数。在按钮STOP RT事件属性的单击事件下添加StopRuntime函数,如图12所示。
图12 退出运行画面按钮事件设置
6)编辑画面。
在V20_Monitor画面中放置IO域、文本域、按钮、棒图、圆形等对象。在文本域中输入相应的文本,设置字号、颜色等,将相关对象分类排列整齐,完成后的V20_Monitor画面如图13所示。
图13编辑完成的画面V20_Monitor
给10个IO域分别连接10个变量。
其中控制字1和状态字1采用16进制显示,控制字1类型模式为输入/输出,状态字1类型模式为输出,如图14所示。
图14 控制字1对应IO域常规设置
转速设定、实际转速、输出电压、直流电压采用带符号整数显示,转速设定类型模式为输入/输出,其它三个变量类型模式为输出,如图15所示。
图15 实际转速对应IO域常规设置
输出频率、输出电流、输出转矩、输出功率采用带符号整数显示,并移动小数点2位,类型模式为输出,如图16所示。此处移动小数点2位的作用是将通讯接收到的值除以100并显示在触摸屏上,这样做的理由是V20变频器在发送这些值时将实际值乘了100。
图16 输出电流对应IO域常规设置
除了用IO域来显示实际转速的数值外,还采用棒图这种图形化的形式来显示实际转速,编辑完成的棒图外观如图17所示。
图17 编辑完成的棒图外观
设置棒图的常规属性,其中连接变量为Feedback,较大值设为2000,较小值设为-2000,如图18所示。
图18 棒图常规属性设置
设置棒图的外观,如图19所示。
图19 棒图外观属性设置
设置棒图刻度,如图20所示。
图20 棒图刻度属性设置
运行指示灯用来指示变频器是否处于运行状态,连接变量为StsWord1的*2位,运行时显示绿色,非运行时显示白色。其外观动画设置如图21所示。
图21 运行指示及其外观动画设置
反转指示灯用来指示变频器是否处于反转状态,连接变量为StsWord1的*14位,反转时显示绿色,非反转时显示白色。其外观动画设置如图22所示。
图22 反转指示及其外观动画设置
故障指示灯用来指示变频器是否处于故障状态,连接变量为StsWord1的*3位,故障时显示红色,非故障时显示绿色。其外观动画设置如图23所示。
图23 故障指示及其外观动画设置
接着设置4个按钮的功能,此处在按钮的单击事件下添加不同的函数来实现不同的功能。
启动按钮:添加SetValue函数,变量为CtrlWord1,值为1150(16进制047E)。再添加SetBitInTag函数,变量仍为CtrlWord1,位为0,如图24所示。每次按下启动按钮,触摸屏将先发送047E,再发送047F给V20变频器,实现启动功能。
图24 启动按钮事件设置
停止按钮:添加ResetBitInTag函数,变量为CtrlWord1,位为0,如图25所示。每次按下停止按钮,控制字1的*0位将被复位为0,触摸屏将发送047E给V20变频器,实现OFF1停车功能。
图25 停止按钮事件设置
西门子6ES72887DP010AA0