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S7-1200 CPU 本體上集成了一個 PROFINET 通信口，支持以太網(wǎng)和基于 TCP/IP 的通信標準。使用這個通信口可以實現(xiàn) S7-1200 CPU 與編程設備的通信，與HMI觸摸屏的通信，以及與其它 CPU 之間的通信。
產(chǎn)品簡介
詳細介紹
6ES7221-1BH32-0XB0淮北西門子一級代理商
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西門子S7-200 SMART狀態(tài)圖表的使用，創(chuàng)建、監(jiān)視、強制、趨勢顯示
在編程軟件STEP7-Micro/WIN SMART中使用狀態(tài)圖表，以及如何創(chuàng)建、監(jiān)視、強制、趨勢顯示。在STEP7-Micro/WIN SMART與PLC之間成功建立通信，并且將程序**到PLC后，就可以監(jiān)控和調試程序了。程序狀態(tài)監(jiān)控可以監(jiān)視程序的運行情況，但是如果需要監(jiān)控的變量較多，不能在程序編輯器中同時顯示的時候就需要使用狀態(tài)圖表監(jiān)控。接下來我們來介紹在STEP7-Micro/WIN SMART如何使用狀態(tài)圖表監(jiān)控和調試程序。
使用狀態(tài)圖表
創(chuàng)建狀態(tài)圖表。以下圖中的程序為例，編譯下載到PLC后，單擊導航欄狀態(tài)圖表按鈕打開狀態(tài)圖表窗口，地址列輸入要監(jiān)控的地址如I0.0，格式被自動設定為位，同樣的方法輸入其他需要監(jiān)控的地址，設定顯示格式，或者在程序編輯器中高亮顯示所選的程序段，單擊右鍵，在快捷菜單中選擇創(chuàng)建狀態(tài)圖表，軟件自動創(chuàng)建一個新的狀態(tài)圖表，并將所選程序段中的每個操作數(shù)作為一個條目添加到新的狀態(tài)圖表中，還可以從符號表中復制地址或符號粘貼到狀態(tài)圖表中快速建立。
創(chuàng)建狀態(tài)圖表
單擊工具欄中的切換尋址按鈕，切換絕對地址和符號名稱的顯示模式，創(chuàng)建完成后單擊保存按鈕，注意，狀態(tài)圖表并不下載到PLC中。
切換顯示模式
狀態(tài)圖表監(jiān)控。單擊工具欄中的讀取按鈕，獲得監(jiān)控值的單次快照。單擊狀態(tài)圖表按鈕，連續(xù)監(jiān)控PLC中的數(shù)據(jù)。單擊程序編輯器當中的程序狀態(tài)按鈕，持續(xù)監(jiān)視程序執(zhí)行情況。撥動外部按鈕I0.0、I0.1觀察程序執(zhí)行和狀態(tài)圖表監(jiān)控情況。
持續(xù)監(jiān)視程序執(zhí)行
寫入與強制值。在新值列中輸入一個或多個預設值，單擊寫入按鈕，將新值寫入CPU，不過程序執(zhí)行時該值可能被新值覆蓋。
寫入新值
S7-200 SMART CPU允許通過強制來模擬邏輯條件或物理條件進行程序的調試。例如在I0.0新值列中輸入1，I0.1新值列中輸入0，單機強制按鈕，I0.0和I0.1的當前值更改為強制值，并增加了強制標記，此時不管外部狀態(tài)怎樣改變、程序指令怎樣執(zhí)行，強制值不變，強制具有高優(yōu)先級，單擊全部取消強制按鈕，解除所有的強制。
強制為新值
趨勢視圖顯示。單機趨勢視圖按鈕切換圖表和趨勢視圖顯示模式，趨勢視圖是通過隨時間變化的PLC數(shù)據(jù)繪圖來連續(xù)跟蹤狀態(tài)數(shù)據(jù)。單擊右鍵，在快捷菜單中同樣可以選擇寫入、強制等命令來執(zhí)行相應的操作。
趨勢視圖中的操作
選擇不同的時基，可以設置趨勢視圖顯示的時間范圍，單擊暫停圖表按鈕，凍結趨勢視圖以便仔細分析數(shù)據(jù)。
S7-1200與S7-300 的以太網(wǎng)TCP 及ISO on TCP通信
1.概述
1.1 S7-1200 的PROFINET 通信口
S7-1200 CPU 本體上集成了一個 PROFINET 通信口，支持以太網(wǎng)和基于 TCP/IP 的通信標準。使用這個通信口可以實現(xiàn) S7-1200 CPU 與編程設備的通信，與HMI觸摸屏的通信，以及與其它 CPU 之間的通信。這個PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口，支持電纜交叉自適應，因此一個標準的或是交叉的以太網(wǎng)線都可以用于這個接口。
1.2 S7-1200支持的協(xié)議和最大的連接資源
S7-1200 CPU 的PROFINET 通信口支持以下通信協(xié)議及服務
· TCP
· ISO on TCP ( RCF 1006 )
· S7 通信 (服務器端)通信口所支持的最大通信連接數(shù)
S7-1200 CPU PROFINET 通信口所支持的最大通信連接數(shù)如下：
· 3個連接用于HMI (觸摸屏) 與 CPU 的通信
· 1個連接用于編程設備（PG）與 CPU 的通信
· 8個連接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP) 的編程通信，使用T-block 指令來實現(xiàn)
· 3個連接用于S7 通信的服務器端連接，可以實現(xiàn)與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網(wǎng)S7 通信
S7-1200 CPU可以同時支持以上15個通信連接，這些連接數(shù)是固定不變的，不能自定義。
TCP（Transport Connection Protocol）
TCP是由 RFC 793描述的標準協(xié)議，可以在通信對象間建立穩(wěn)定、安全的服務連接。如果數(shù)據(jù)用TCP協(xié)議來傳輸，傳輸?shù)男问绞菙?shù)據(jù)流，沒有傳輸長度及信息幀的起始、結束信息。在以數(shù)據(jù)流的方式傳輸時接收方不知道一 條信息的結束和下一條信息的開始。因此，發(fā)送方必須確定信息的結構讓接收方能夠識別 。在多數(shù)情況下TCP應用了IP (Internet protocol) ，也就是“TCP/IP 協(xié)議"， 它位于 ISO-OSI 參考模型的第四層。
協(xié)議的特點：
· 與硬件綁定的高效通信協(xié)議
· 適合傳輸中等到大量的數(shù)據(jù) (<=8192 bytes)
· 為大多數(shù)設備應用提供
– 錯誤恢復
– 流控制
– 可靠性
· 一個基于連接的協(xié)議
· 可以靈活的與支持TCP協(xié)議的第三方設備通信
· 具有路由兼容性
· 只可使用靜態(tài)數(shù)據(jù)長度
· 有確認機制
· 使用端口號進行應用尋址
· 大多數(shù)應用協(xié)議，如TELNET、FTP都使用TCP
· 使用 SEND/RECEIVE 編程接口進行數(shù)據(jù)管理需要編程來實現(xiàn)
1.3 硬件需求和軟件需求
硬件：
① S7-1200 CPU
② S7-300 CPU + CP343-1（支持S7 Client）
③ PC（帶以太網(wǎng)卡）
④ TP以太網(wǎng)電纜
軟件：
① STEP 7 Basic V10.5
② STEP 7 V5.4
2. ISO on TCP 通信
S7-1200 CPU 與S7-300/400 之間通過ISO on TCP 通信，需要在雙方都建立連接，連接對象選擇“Unspecified"。
所完成的通信任務為：
① S7-1200將DB3里的100個字節(jié)發(fā)送到S7-300的DB2中
② S7-300將輸入數(shù)據(jù)IB0發(fā)送給S7-1200的輸出數(shù)據(jù)區(qū)QB0。
2.1 S7-1200 CPU 的組態(tài)編程
組態(tài)編程過程與 S7-1200 CPU 之間的通信基本相似 （見 6.3 ），這里簡單描述一下步驟：
① 使用STEP 7 Basic V10.5 軟件新建一個項目
在STEP 7 Basic 的“Portal View"中選擇 “Create new project"創(chuàng)建一個新項目
② 添加新設備
然后進入“Project view"，在“Project tree"下雙擊“Add new device"，在對話框中選擇所使用的S7-1200 CPU添加到機架上，命名為 PLC_1。
③ 為 PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址
在“Device View"中點擊 CPU 上代表PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會出現(xiàn)PROFINET 接口的屬性，在 “Ethernet addresses"下分配IP 地址為 192.168.0.1 ，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。
④ 在 S7-1200 CPU 中調用“TSEND_C"通信指令并配置連接參數(shù)和塊參數(shù)
在主程序中調用發(fā)送通信指令，進入“Project tree" > “ PLC_1">“Program blocks">“Main"主程序中，從右側窗口“Instructions"> “Extended Instructions">“Communications"下調用“TSEND_C"指令，并選擇“Single Instance"生成背景 DB塊。然后單擊指令塊下方的“下箭頭"，使指令展開顯示所有接口參數(shù)。
然后，創(chuàng)建并定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB 塊。通過“Project tree">“ PLC_1"> “Program blocks" >“Add new block" ，選擇 “Data block"創(chuàng)建 DB 塊，選擇絕對尋址，點擊“OK"鍵，定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為 100個字節(jié)的數(shù)組。
根據(jù)所使用的參數(shù)創(chuàng)建符號表，如圖1所示。
配置連接參數(shù)，如圖2所示。
配置塊接口參數(shù)，如圖3所示。
圖1 創(chuàng)建所使用參數(shù)的符號表圖PLC tag
圖2 配置連接參數(shù)
圖3 配置 TSEND_C 塊參數(shù)
⑤ 調用“TRCV"通信指令并配置塊參數(shù)如圖6 47所示。
因為與發(fā)送使用的是同一連接，所以使用的是不帶連接的發(fā)送指令“TRCV"，連接“ID"使用的也是“TSEND_C"中的“Connection ID"號，如圖4所示。
圖4 配置 T_RCV 塊參數(shù)
2.2 S7-300 CPU 的ISO on TCP通信的組態(tài)編程
① 使用STEP 7 軟件新建一個項目并進行硬件組態(tài)
創(chuàng)建完新項目，在項目的窗口下，右鍵菜單里，選擇“Insert New Object">“SIMATIC 300 Station" ，插入一個S7-300 站。
為了編程方便，我們使用時鐘脈沖激活通信任務，在CPU的“Properties"＞“Cycle/Clock Memory"中設置，如圖5所示。
圖5 設置時鐘脈沖
每一個時鐘位都按照不同的周期／頻率在０和１之間切換變化，見表1。
表1：時鐘位頻率
| 位 | ７ | ６ | ５ | ４ | ３ | ２ | １ | ０ |
| 周期（S） | 2 | 01. Jun | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
| 頻率（Hz） | 0.5 | 0.625 | 1 | Jan 25 | 2 | 02. Mai | 5 | 10 |
② 配置以太網(wǎng)模塊
進入“HW Config"中，組態(tài)所使用的 CPU 及“CP343-1"模板。并新建以態(tài)網(wǎng) Ethernet (1) ，配置“CP343-1"模板IP 地址為：192.168.0.2，子網(wǎng)掩碼為： 255.255.255.0 。如圖6所示。配置完硬件組態(tài)及屬性，編譯存盤并下載所有硬件組態(tài)。
圖6 S7-300 硬件配置
③ 網(wǎng)絡組態(tài)
打開 “NetPro" 配置網(wǎng)絡，選中 CPU，在連接列表里建立新的連接并選擇連接對象和通信協(xié)議，如圖7所示。
圖7 創(chuàng)建新的連接并選擇 ISO-on-TCP 協(xié)議
這時會跳出通用信息，如圖8所示。
圖8 通用信息
然后，進入“Addresses"配置通信雙方的IP 地址及TSAP 地址，如圖9所示。
圖9 配置通信的IP 地址及TSAP 地址
配置完連接并編譯存盤后，將網(wǎng)絡組態(tài)下載到CPU300中。
④ 軟件編程
在OB1中，從“Libraries">“SIMATIC_NET_CP">“CP300"下，調用FC5（AG_SEND）、FC6（AG_RECV）通信指令。創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)區(qū)為 DB2，定義成100個字節(jié)的數(shù)組。
CALL “ AG_RECV" //調用FC6
ID ：=1 // 連接號，要與連接配置列表中一致，見圖8
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要與配置中一致，見圖8
RECV ：=P#DB2.DBX 0.0 BYTE 100 //接收數(shù)據(jù)區(qū)
NDR ：=M10.0 //為1時，接收到新數(shù)據(jù)
ERROR ：=M10.1 //為1時，有故障發(fā)生
STATUS ：=MW12 //狀態(tài)代碼
LEN ：=MW14 //接收到的實際數(shù)據(jù)長度
CALL “AG_SEND" //調用FC5
ACT ：=M0.2 //為１時，激活發(fā)送任務
ID ：=1 // 連接號，要與連接配置中一致
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要與配置中一致
SEND ：=IB0 //發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)
LEN ：=1 //發(fā)送數(shù)據(jù)的長度
DONE ：=M10.2 //為1時，發(fā)送完成
ERROR ：=M10.3 //為1時，有故障發(fā)生
STATUS ：=MW16 //狀態(tài)代碼
2.3 監(jiān)控通信結果
下載S7-1200和S7-300中的所有組態(tài)及程序，監(jiān)控通信結果，如圖10、圖11所示。
在S7-1200 CPU中向DB3中寫入數(shù)據(jù)：“11"、“22"、“33"，則在S7-300中的DB2塊收到數(shù)據(jù)也為“11"、“22"、“33"。
在S7-300 CPU中，將“2#1111_1111"寫入IB0，則在S7-1200 CPU中QB0中收到的數(shù)據(jù)也為“2#1111_1111"。
圖10 S7-1200監(jiān)控表
圖11 S7-300 變量表
3. TCP 通信
使用TCP 協(xié)議通信，除了連接參數(shù)的定義不同，通信雙方的其它組態(tài)及編程與前面的ISO on TCP 協(xié)議通信*相同。
S7-1200 CPU中，使用 TCP 協(xié)議與S7-300通信時，PLC_1的連接參數(shù)，如圖12所示。通信伙伴 S7-300 的連接參數(shù)，如圖13所示。
圖12 S7-1200 的TCP連接參數(shù)的配置
圖13 S7-300 的TCP連接參數(shù)的配置