S7-300 和 S7-400 集成 PN 口的 S7 通信 S7 Communication with S7-300/400 Integrated PN Port Getting Started Getting-Started Edition (2009 年 4 月 )

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予劲纪
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1 S7-300 和 S7-400 集成 PN 口的 S7 通信 S7 Communication with S7-300/400 Integrated PN Port Getting Started Getting-Started Edition (2009 年 4 月 )

2 摘要本文对 S7-300 和 S7400 集成 PN 口的 S7 通信做了基本介绍, 对其配置步骤以及编程方法作了完整的描述关键词 :PN 接口,S7 通信, 编程 Key Words:PN Interface,S7 Communication,Programming IA&DT Service & Support Page 2-19

3 目录 S7-300 和 S7-400 集成 PN 口的 S7 通信 S7 通信简介硬件及网络组态软件编程无确认数据交换确认数据交换单边访问常见问题 IA&DT Service & Support Page 3-19

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

4 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 SFB 8 FB 8 用于发送 SFB 9 FB 9 用于接收 SFB 12 FB 12 用于发送 SFB 13 FB 13 用于接收简要描述无确认的快速数据交换, 发送数据后无对方接收确认确认数据交换, 发送数据后有对方接收确认 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 IA&DT Service & Support Page 4-19

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,

5 接图 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 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 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 IA&DT Service & Support Page 5-19

6 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 IA&DT Service & Support Page 6-19

7 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 L 上升沿触发工作 ID INPUT WORD M D 常数连接 ID R_ID INPUT DWORD 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 IA&DT Service & Support Page 7-19

8 DONE OUTPUT BOOL L 为 1 时, 发送完成 ERROR OUTPUT BOOL L 为 1 时, 有故障发生 STATUS OUTPUT WORD L 状态代码 S7-300: SD_1 M D T Z S7-400: SD_i (1 i 4) IN_OUT ANY 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 L 常数为 1 时, 准备接收 ID INPUT WORD M D 常数连接 ID R_ID INPUT DWORD 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 L 为 1 时, 接收完成 ERROR OUTPUT BOOL L 为 1 时, 有故障发生 IA&DT Service & Support Page 8-19

STATUS OUTPUT WORD L 状态代码 S7-300: RD_1 M D T Z S7-400: RD_i (1 i 4) IN_OUT ANY 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

9 STATUS OUTPUT WORD L 状态代码 S7-300: RD_1 M D T Z S7-400: RD_i (1 i 4) IN_OUT ANY 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 所示发送的数据图 7 接收到的数据同理, 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 所示接收到的数据图 8 发送的数据 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 是字节 IA&DT Service & Support Page 9-19

10 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 指定起始地址和要发送数据的最大长度可以通过 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最大长度由 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 : IA&DT Service & Support Page 10-19

11 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 L 上升沿触发工作 R INPUT BOOL 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 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 L 为 1 时, 发送完成 ERROR OUTPUT BOOL L 为 1 时, 有故障发生 STATUS OUTPUT WORD L 状态代码 SD_1 IN_OUT ANY S7-300:M D S7-400:I Q M D T Z 发送数据区 LEN IN_OUT WORD L 发送数据的长度表 4 FB12 参数说明 IA&DT Service & Support Page 11-19

12 图 10 程序中的参数说明见表 5 程序中的参数说明见表 5 描述数据类型存储区描述参数 EN_R INPUT BOOL L 常数为 1 时, 准备接收 ID INPUT WORD M D 常数连接 ID R_ID INPUT DWORD NDR OUTPUT BOOL ERROR OUTPUT BOOL STATUS OUTPUT WORD RD_1 IN_OUT ANY L 常数 L L L S7-300:M D S7-400:I Q M D T C 连接号, 相同连接号的功能块互相对应发送 / 接收数据为 1 时, 接收完成为 1 时, 有故障发生状态代码接收数据区 LEN IN_OUT WORD L 表 5 FB13 参数说明接收到的数据长度 IA&DT Service & Support Page 12-19

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,

13 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 所示发送的数据接收到的数据图 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 所示接收到的数据图 12 发送的数据 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 IA&DT Service & Support Page 13-19

14 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 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 L 接收到新数据 IA&DT Service & Support Page 14-19

15 STATUS OUTPUT WORD L 故障代码 S7-300: ADDR_1 S7-400: ADDR_i (1 i 4) IN_OUT ANY 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 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 L 为 1 时, 发送完成 ERROR OUTPUT BOOL L 为 1 时, 有故障发生 STATUS OUTPUT WORD L 故障代码 S7-300: ADDR_1 S7-400: ADDR_i (1 i 4) IN_OUT ANY M D T C 通信对方的数据接收地址 S7-300: SD_1 IN_OUT ANY S7-300:M D 本站发送数据地址 IA&DT Service & Support Page 15-19

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 所示数据赋值读到的数据图 16 将 SIMATIC 315PN-1 的

16 S7-400: SD_i (1 i 4) S7-400 I Q M D T C 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 所示读到的数据数据赋值图 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 所示数据赋值读到的数据图 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 所示数据赋值写入的数据 IA&DT Service & Support Page 16-19

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 所示写入的数据数据赋值图 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?

17 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 所示写入的数据数据赋值图常见问题两个 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最大长度由 SD_1 决定 IA&DT Service & Support Page 17-19

18 引用声明 1. System software for S7-300/400 system- and standard functions 手册

19 附录 - 推荐网址自动化系统西门子 ( 中国 ) 有限公司工业自动化与驱动技术集团客户服务与支持中心网站首页 : 自动化系统下载中心 : 自动化系统全球技术资源 : 找答案自动化系统版区 : 声明我们已核对过本手册的内容与所描述的硬件和软件相符由于差错难以完全避免, 我们不能保证完全一致我们会经常对手册中的数据进行检查, 并在后续的版本中进行必要的更正欢迎您提出宝贵意见版权西门子 ( 中国 ) 有限公司版权保留复制传播或者使用该文件或文件内容必须经过权利人书面明确同意侵权者将承担权利人的全部损失权利人保留一切权利, 包括复制发行, 以及改编汇编的权利西门子 ( 中国 ) 有限公司 IA&DT Service & Support Page 19-19

摘要本文介绍了 PN/PN Coupler PROFINET 网络耦合器的产品特点和使用方法, 通过一个示例讲述在 STEP7 中的配置方法关键词 PN/PN 耦合器,PROFINET Key Words PN/PN Coupler,PROFINET IA&DT&BT Service & Supp

PN/PN Coupler 使用入门 PN/PN Coupler getting started Getting-started Edition (2011 年 3 月 ) 摘要本文介绍了 PN/PN Coupler PROFINET 网络耦合器的产品特点和使用方法, 通过一个示例讲述在 STEP7 中的配置方法关键词 PN/PN 耦合器,PROFINET Key Words PN/PN Coupler,PROFINET