1. S7通信簡介
S7通信是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET網(wǎng)絡(luò)的一種優(yōu)化的通信協(xié)議，主要用于S7300/400PLC之間的通信。SIMATIC S7- PN CPU包含一個集成的 PROFINET 接口，該接口除了具有 PROFINET I/O功能，還可以進(jìn)行基于以太網(wǎng)的S7通信。SIMATIC S7- PN CPU支持無確認(rèn)數(shù)據(jù)交換、確認(rèn)數(shù)據(jù)交換和單邊訪問功能。功能塊的調(diào)用如圖1、圖2所示。

塊 S7-400	塊 S7-300	描述	簡要描述
SFB 8	FB 8	用于發(fā)送	無確認(rèn)的快速數(shù)據(jù)交換，發(fā)送數(shù)據(jù)后無對方接收確認(rèn)。
SFB 9	FB 9	用于接收
SFB 12	FB 12	用于發(fā)送	確認(rèn)數(shù)據(jù)交換，發(fā)送數(shù)據(jù)后有對方接收確認(rèn)。
SFB 13	FB 13	用于接收
SFB 14	FB 14	讀數(shù)據(jù)	單邊編程讀訪問。
SFB 15	FB 15	寫數(shù)據(jù)	單邊編程寫訪問。

表1

 

供應(yīng)西門子6FC5111-0CA05-0AA0特價
圖1

 

圖2

要通過 S7-PN CPU 的 集成PROFINET 接口實(shí)現(xiàn)S7 通信，需要在硬件組態(tài)中建立連接。

2. 硬件及網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
CPU采用兩個315-2PN/DP，使用以太網(wǎng)進(jìn)行通信。供應(yīng)西門子6FC5111-0CA05-0AA0特價
在STEP7中創(chuàng)建一個新項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為PN S7。插入兩個S7-300站，在硬件組態(tài)中，分別插入CPU 315-2 PN/DP。如圖3所示。

圖3供應(yīng)西門子6FC5111-0CA05-0AA0特價

新建以太網(wǎng)，打開“NetPro”設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，選中CPU，在連接列表中建立新的連接。如圖4所示。

圖4

然后雙擊該連接，設(shè)置連接屬性。在“General”屬性中塊參數(shù)ID = 1，這個參數(shù)即是下面程序中的參數(shù)“ID”。在SIMATIC 315PN-1中激活“Establish an active connection”，作為Client端，SIMATIC 315PN-2作為Server 端。

3. 軟件編程

3.1. 無確認(rèn)數(shù)據(jù)交換
SFB/FB 8 "USEND" 向類型為“URCV”的遠(yuǎn)程伙伴SFB/FB發(fā)送數(shù)據(jù)。執(zhí)行發(fā)送過程而不需要和SFB/FB伙伴進(jìn)行協(xié)調(diào)。也就是說，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時不需要伙伴SFB/FB進(jìn)行確認(rèn)。
S7-300：在REQ的上升沿處發(fā)送數(shù)據(jù)。在REQ的每個上升沿處傳送參數(shù)R_ID、
ID和SD_1。在每個作業(yè)結(jié)束之后，可以給R_ID、ID和SD_1參數(shù)分配新數(shù)值。
S7-400：在控制輸入REQ的上升沿處發(fā)送數(shù)據(jù)。通過參數(shù)SD_1到SD_4來指向要
發(fā)送的數(shù)據(jù)，但并非都需要用到所有四個發(fā)送參數(shù)。
然而，必須確保參數(shù)SD_1到SD_4/SD_1和RD_1到RD_4/RD_1 (在相應(yīng)通訊伙
伴SFB/FB "URCV" 上)所定義的區(qū)域在以下幾個方面保持一致：
? ®編號
? ®長度
? ®數(shù)據(jù)類型供應(yīng)西門子6FC5111-0CA05-0AA0特價
參數(shù)R_ID必須在兩個SFB中完全相同。如果傳送成功完成，則通過狀態(tài)參數(shù)DONE來表示，此時其邏輯數(shù)值為1。
SFB/FB 9 "URCV" 從類型為“USEND”的遠(yuǎn)程伙伴SFB/FB中異步接收數(shù)據(jù)，并
把接收到的數(shù)據(jù)復(fù)制到組態(tài)的接收區(qū)域內(nèi)。
當(dāng)程序塊準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)時，EN_R輸入處的邏輯值為1。可以通過EN_R=0來取
消一個已激活的作業(yè)。
S7-300：在EN_R的每個上升沿處應(yīng)用參數(shù)R_ID、ID和RD_1。在每個作業(yè)結(jié)束
之后，可以給R_ID、ID和RD_1參數(shù)分配新數(shù)值。
S7-400：通過參數(shù)RD_1到RD_4來指向接收數(shù)據(jù)區(qū)。
必須確保參數(shù)RD_i/RD_1和SD_i/SD_1 (在相應(yīng)通訊伙伴SFB/FB "USEND"
上)所定義的區(qū)域在以下幾個方面保持一致：
?® 編號
? ®長度
? ®數(shù)據(jù)類型。
通過NDR狀態(tài)參數(shù)邏輯數(shù)值為1來指示已經(jīng)成功完成復(fù)制處理過程。參數(shù)R_ID必須在兩個SFB/FB上完全相同。
打開SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次調(diào)用FB8，F(xiàn)B9如圖5、圖6所示：

圖5

 

程序中的參數(shù)說明見表2

參數(shù)	描述	數(shù)據(jù)類型	存儲區(qū)	描述
REQ	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	上升沿觸發(fā)工作
ID	INPUT	WORD	M、D、常數(shù)	連接ID
R_ID	INPUT	DWORD	I、Q、M、D、L、常數(shù)	連接號，相同連接號的功能塊互相對應(yīng)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)
DONE	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，發(fā)送完成
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，有故障發(fā)生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	狀態(tài)代碼
S7-300： SD_1 S7-400： SD_i (1 ≤ i ≤ 4)	IN_OUT	ANY	M、D、T、Z I、Q、M、D、T、C	發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)

 表2 FB8參數(shù)說明

 

圖6

 

程序中的參數(shù)說明見表3

參數(shù)	參數(shù)	數(shù)據(jù)類型	存儲區(qū)	描述
EN_R	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L、常數(shù)	為1時，準(zhǔn)備接收
ID	INPUT	WORD	M、D、常數(shù)	連接ID
R_ID	INPUT	DWORD	I、Q、M、D、L、常數(shù)	連接號，相同連接號的功能塊互相對應(yīng)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)
NDR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，接收完成
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，有故障發(fā)生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	狀態(tài)代碼
S7-300： RD_1 S7-400： RD_i (1 ≤ i ≤ 4)	IN_OUT	ANY	M、D、T、Z I、Q、M、D、T、Z	接收數(shù)據(jù)區(qū)

 表3 FB9參數(shù)說明供應(yīng)西門子6FC5111-0CA05-0AA0特價

同樣，在SIMATIC 315PN-2的OB1中，調(diào)用FB8/FB9。通信雙方的“R_ID”均設(shè)為0。將SIMATIC 315PN-1的MB100-MB109賦值B#16#02，在SIMATIC 315PN-2中，將FB9的“EN_R”置1，然后在SIMATIC 315PN-1中，將FB8中“REQ”設(shè)置上升沿信號，此時SIMATIC 315PN-2的MB110-MB119接收到B#16#02。如圖7所示。

圖7

同理，將SIMATIC 315PN-2 的MB100-MB109賦值為B#16#03，SIMATIC 315PN-1的MB110-MB119接收到B#16#03。如圖8所示。

圖8

3.2. 確認(rèn)數(shù)據(jù)交換
SFB/FB 12 "BSEND" 向類型為“BRCV”的遠(yuǎn)程伙伴SFB/FB發(fā)送數(shù)據(jù)。通過這種
類型的數(shù)據(jù)傳送，更多的數(shù)據(jù)可以在通訊伙伴之間傳輸，超過任何其它用于組態(tài)的
S7連接的通訊SFB/FB所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，通過集成PN口的S7-400和S7-300是65534字節(jié)。
要發(fā)送的數(shù)據(jù)區(qū)是分段的。各個分段單獨(dú)發(fā)送給通訊伙伴。通訊伙伴在接收到最后
一個分段時對此分段進(jìn)行確認(rèn)，該過程與相應(yīng)SFB/FB "BRCV" 的調(diào)用無關(guān)。在調(diào)用塊之后，當(dāng)在控制輸入REQ上有上升沿時，發(fā)送作業(yè)被激活。發(fā)送用戶存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)與處理用戶程序是異步執(zhí)行的。
由SD_1指定起始地址和要發(fā)送數(shù)據(jù)的最大長度�？梢酝ㄟ^LEN來確定數(shù)據(jù)域的作業(yè)指定長度。在這種情況下，LEN替換SD_1的長度區(qū)域。參數(shù)R_ID必須在相應(yīng)的兩個SFB/FB上完全相同。如果在控制輸入R處有上升沿，則當(dāng)前數(shù)據(jù)傳送將被取消。如果傳送成功完成，則通過將狀態(tài)參數(shù)DONE的數(shù)值設(shè)置為1來進(jìn)行指示。如果狀態(tài)參數(shù)DONE或ERROR的數(shù)值為1，則在前一個發(fā)送處理結(jié)束之前，不能處理新的發(fā)送作業(yè)。
SFB/FB 13 "BRCV" 接收來自類型為“BSEND”的遠(yuǎn)程伙伴SFB/FB的數(shù)據(jù)。在收
到每個數(shù)據(jù)段后，向伙伴SFB/FB發(fā)送一個確認(rèn)幀，同時更新LEN參數(shù)。在塊調(diào)用完畢，并且在控制輸入EN_R數(shù)值為1之后，塊準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。可以通過EN_R=0來取消一個已激活的作業(yè)。供應(yīng)西門子6FC5111-0CA05-0AA0特價
由RD_1指定起始地址和接收區(qū)的最大長度。由LEN指示已接收數(shù)據(jù)域的長度。
從用戶存儲區(qū)中接收數(shù)據(jù)與處理用戶程序是異步執(zhí)行的。參數(shù)R_ID必須在相應(yīng)的兩個SFB/FB上完全相同。通過狀態(tài)參數(shù)NDR的數(shù)值為1來指示所有數(shù)據(jù)段的無錯接收。接收到的數(shù)據(jù)保持不變，直到通過EN_R=1來重新調(diào)用SFB/FB 13為止。如果在數(shù)據(jù)的異步接收期間調(diào)用塊，則將引發(fā)一個警告，該警告通過STATUS參數(shù)輸出；如果當(dāng)控制輸入EN_R數(shù)值為0時進(jìn)行調(diào)用，則接收將被終止，并且SFB/FB將返回到它的初始狀態(tài)。
打開SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次調(diào)用FB12，F(xiàn)B13如圖9、圖10所示：

圖9

 

程序中的參數(shù)說明見表4

參數(shù)	描述	數(shù)據(jù)類型	存儲區(qū)	描述
REQ	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	上升沿觸發(fā)工作
R	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L、常數(shù)	復(fù)位，終止數(shù)據(jù)交換
ID	INPUT	WORD	M、D、常數(shù)	連接ID
R_ID	INPUT	DWORD	I、Q、M、D、L、常數(shù)	連接號，相同連接號的功能塊互相對應(yīng)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)
DONE	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，發(fā)送完成
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，有故障發(fā)生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	狀態(tài)代碼
SD_1	IN_OUT	ANY	S7-300：M、DS7-400：I、Q、M、D、T、Z	發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)
LEN	IN_OUT	WORD	I、Q、M、D、L	發(fā)送數(shù)據(jù)的長度

表4 FB12參數(shù)說明

 

圖10

 

程序中的參數(shù)說明見表5供應(yīng)西門子6FC5111-0CA05-0AA0特價

參數(shù)	描述	數(shù)據(jù)類型	存儲區(qū)	描述
EN_R	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L、常數(shù)	為1時，準(zhǔn)備接收
ID	INPUT	WORD	M、D、常數(shù)	連接ID
R_ID	INPUT	DWORD	I、Q、M、D、L、常數(shù)	連接號，相同連接號的功能塊互相對應(yīng)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)
NDR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，接收完成
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，有故障發(fā)生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	狀態(tài)代碼
RD_1	IN_OUT	ANY	S7-300：M、DS7-400：I、 Q、M、D、T、C	接收數(shù)據(jù)區(qū)
LEN	IN_OUT	WORD	I、Q、M、D、L	接收到的數(shù)據(jù)長度

表5 FB13參數(shù)說明

同樣，在SIMATIC 315PN-2的OB1中，調(diào)用FB12/FB13。通信雙方的R_ID設(shè)為0，LEN設(shè)為10，將SIMATIC 315PN-1的MB120-MB129賦值B#16#04，在SIMATIC 315PN-2中，將FB13的“EN_R”置1，然后在SIMATIC 315PN-1中，將FB12中“REQ”設(shè)置上升沿信號，此時SIMATIC 315PN-2的MB130-MB139接收到B#16#04。如圖11所示。

圖11

同理，將SIMATIC 315PN-2 的MB120-MB129賦值為B#16#05，SIMATIC 315PN-1的MB130-MB139接收到B#16#05。如圖12所示。

圖12

3.3. 單邊訪問
可以通過SFB/FB 14 "GET"，從遠(yuǎn)程CPU中讀取數(shù)據(jù)。
S7-300：在REQ的上升沿處讀取數(shù)據(jù)。在REQ的每個上升沿處傳送參數(shù)ID、ADDR_1和RD_1。在每個作業(yè)結(jié)束之后，可以分配新數(shù)值給ID、ADDR_1和RD_1參數(shù)。
S7-400：在控制輸入REQ的上升沿處啟動SFB。在此過程中，將要讀取的區(qū)域的相關(guān)指針(ADDR_i)發(fā)送到伙伴CPU。遠(yuǎn)程伙伴返回此數(shù)據(jù)。在下一個SFB/FB調(diào)用處，已接收的數(shù)據(jù)被復(fù)制到組態(tài)的接收區(qū)(RD_i)中。必須要確保通過參數(shù)ADDR_i和RD_i定義的區(qū)域在長度和數(shù)據(jù)類型方面要相互匹配。
通過狀態(tài)參數(shù)NDR數(shù)值為1來指示此作業(yè)已完成。只有在前一個作業(yè)已經(jīng)完成之后，才能重新激活讀作業(yè)。遠(yuǎn)程CPU可以處于RUN或STOP工作狀態(tài)。如果正在讀取數(shù)據(jù)時發(fā)生訪問故障，或如果數(shù)據(jù)類型檢查過程中出錯，則出錯和警告信息將通過ERROR和STATUS輸出表示。
通過使用SFB/FB 15 "PUT"，可以將數(shù)據(jù)寫入到遠(yuǎn)程CPU。
S7-300：在REQ的上升沿處發(fā)送數(shù)據(jù)。在REQ的每個上升沿處傳送參數(shù)ID、ADDR_1和SD_1。在每個作業(yè)結(jié)束之后，可以給ID、ADDR_1和SD_1參數(shù)分配新數(shù)值。
S7-400：在控制輸入REQ的上升沿處啟動SFB。在此過程中，將指向要寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域(ADDR_i)的指針和數(shù)據(jù)(SD_i)發(fā)送到伙伴CPU。 遠(yuǎn)程伙伴將所需要的數(shù)據(jù)保存在隨數(shù)據(jù)一起提供的地址下面，并返回一個執(zhí)行確認(rèn)。必須要確保通過參數(shù)ADDR_i和SD_i定義的區(qū)域在編號、長度和數(shù)據(jù)類型方面相互匹配。
如果沒有產(chǎn)生任何錯誤，則在下一個SFB/FB調(diào)用時，通過狀態(tài)參數(shù)DONE來指示，其數(shù)值為1。只有在最后一個作業(yè)完成之后，才能再次激活寫作業(yè)。遠(yuǎn)程CPU可以處于RUN或STOP模式。如果正在寫入數(shù)據(jù)時發(fā)生訪問故障，或如果執(zhí)行檢查過程中出錯，則出錯和警告信息將通過ERROR和STATUS輸出表示。
打開SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次調(diào)用FB14，F(xiàn)B15如圖13、圖14所示：

圖13

 

參數(shù)	描述	數(shù)據(jù)類型	存儲區(qū)	描述
REQ	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	上升沿觸發(fā)調(diào)用功能塊
ID	INPUT	WORD	M、D、常數(shù)	地址參數(shù)ID
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	接收到新數(shù)據(jù)
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	故障代碼
S7-300： ADDR_1 S7-400： ADDR_i (1 ≤ i ≤ 4)	IN_OUT	ANY	M、D  I、Q、M、D、 T、C	從通信對方的數(shù)據(jù)地址中讀取數(shù)據(jù)
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	本站接收數(shù)據(jù)地址

表6 FB14參數(shù)說明

 

圖14

 

參數(shù)	描述	數(shù)據(jù)類型	存儲區(qū)	描述
REQ	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	上升沿觸發(fā)調(diào)用功能塊
ID	INPUT	WORD	M、D、常數(shù)	地址參數(shù)
DONE	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，發(fā)送完成
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，有故障發(fā)生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	故障代碼
S7-300： ADDR_1 S7-400： ADDR_i (1 ≤ i ≤ 4)	IN_OUT	ANY	M、D I、Q、M、D、 T、C	通信對方的數(shù)據(jù)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	本站發(fā)送數(shù)據(jù)地址

表7 FB15參數(shù)說明

 

同樣，在SIMA