S7-1500与CP343-1之间的TCP通信(TIA)配置过程

1.          概述

SIMATIC S7- 1500 CPU集成了 PROFINET 接口，该接口除了具备连接 PROFINET总线通信功能，同时还可用于标准的 TCP 通信。通过组态TCP连接或使用开放式通信专用功能块与其它设备建立TCP连接以实现通信。本文介绍了S7-1500 CPU与S7-300 通信处理器CP 343-1进行TCP通信的配置过程（包括同一个项目中的指定对象和非指定对象）。

2.          自动化解决方案

2.1                    网络拓扑结构

如图1所示，S7-1500 PLC（192.168.0.1/24）与 S7-300 CPU通过CP 343-1（192.168.0.2/24）进行TCP通信。

图 1网络拓扑结构

2.2                        硬件与软件需求

设备	数量	订货号	注释
PM190 W 120/230 VAC	1	6EP1333-4BA00	负载电源模块
CPU 1511-1	1	6ES7590-1AF30-0AA0	V1.7
存储卡2GB	1	6ES7954-8LP01-0AA0	作为装载存储器
CPU 315-2 DP	1	6ES7315-2AG10-0AB0	V2.6
CP 343-1	1	6GK7343-1CX10-0XE0	V3.0
SCALANCE X208	1	6GK5208-0BA10-2AA3	交换机

表 1硬件列表

设备	数量	订货号	注释
STEP 7 Professional V13 SP1 Update4	1	6ES7822-1AA03-0YA5
Windows 7 Ultimate SP1 64-bit Operating System	1

表 2软件环境

3.                     组态配置

3.1            分配 IP地址

通过如下的步骤配置 PC的 IP地址

步骤	操作	备注
1. .	选择 “开始 > 控制面板 > 网络和共享 > 本地连接>属性”打开 Internet Protocol Version 4(TCP/IPv4)， 设置PC的 IP 地址。

分配CPU模块的IP地址（指定对象）

步骤	操作	备注
1. .	用网线将CPU 1511-1、CP343-1和PG分别连接到X208交换机上	将设备连接到同一个以太网物理网上
2.	在 Engineer PC 上打开 TIA V13。进入项目视图，展开项目树下的“在线访问”，选择实际使用的物理网卡，双击“更新可访问的设备”。
3.	按照打印在CP1511-1模块上的X1接口MAC地址来确定需要分配IP地址的设备，本案例为00-1B-1B-13-92-E6，展开“可访问设备[00-1B-1B-13-92-E6]”,双击“在线和诊断”。
4.	在工作区选择“功能”下的“分配IP地址”，输入IP地址192.168.0.1和子网掩码255.255.255.0，点击“分配IP地址”,操作成功后可在巡视窗口信息页面看到 “参数已成功传送”消息。
5.	类似操作为CP343-1分配IP地址192.168.0.2和子网掩码255.255.255.0

3.2            创建 PLC 项目

在 STEP7 V13中创建一个项目并插入CPU1511-1 和CPU 317站。指定对象操作步骤如表3

步骤	操作	备注
1. .	在 Engineer PC 上打开 TIA V13。在 “项目” 菜单中选择 “新建（N）…” 选项。
2.	在弹出的创建新项目窗口里输入项目名为“1500_TCP”， 然后点击“创建”按钮。
3. .	在项目树 1500_TCP下点击“添加新设备”。
4.	输入设备名称PLC_1并 组态控制器，SIMATIC S7-1500下的CPU1511-1 PN, 选择实际使用CPU的订货号以及版本号，本案例使用的是6ES7511-1AK00-0AB0 V1.7，点击“确认”后进入设备视图。
5.	在工作区的设备视图下双击CPU1511-1 接口可打开位于巡视窗口下的属性页，选择“常规”下方的“以太网地址”，为以太网接口添加子网PN/IE_1，设置IP地址192.168.0.1和子网掩码255.255.255.0 。
6.	重复步骤3~5，插入315 PLC和CP343-1，将以太网接口连接到步骤5建立的子网PN/IE_1.分配IP地址192.168.0.2和子网掩码255.255.255.0；

表3 指定对象硬件组态

非指定对象操作步骤如表4

步骤	操作	备注
1.	1500项目组态参考指定对象添加，步骤1~5
2.	重复1500PLC添加项目步骤3~5，插入315 PLC和CP343-1，在工作区的设备视图下双击CP343-1 接口可打开位于巡视窗口下的属性页，选择“常规”下方的“以太网地址”，为以太网接口新添加子网PN/IE_2，设置IP地址192.168.0.2和子网掩码255.255.255.0 。

表4 非指定对象硬件组态

3.3             TCP通信编程

指定对象TCP通讯编程

步骤	操作	备注
1.	在项目树下双击“设备和网络”，进入工作区图形窗口选择“网络视图”，点击连接图标，选择“TCP连接”，单击CPU1511 以太网接口，将拖拽出的虚线连接至CP343-1以太网接口双击建立“TCP_连接_1”；
2.	在项目树下PLC_1程序块中添加新块，类型选择全局DB，创建发送数据区DB1，并定义10个字节的数组为发送区。（数据区大小根据实际应用定义）
3.	继续添加全局DB，创建接收数据区DB2，并定义10个字节的数组为接收区。（数据区大小根据实际应用定义）
4.	打开OB1，将指令TRCV_C拖拽至OB1的程序段1，根据提示操作添加背景数据块“TRCV_C_DB”。
5.	在巡视窗口下选择“属性”，“组态”中的“连接参数”： 接口选择CPU实际使用的以太网接口； 组态模式选择“使用组态的连接” 连接类型选择“TCP” 连接数据在点击按钮弹出的选择连接对话框中选择“TCP_连接_1”，将自动加载本地ID，以及通信伙伴的信息； 如果1500 CPU作为TCP连接服务器端，则在伙伴侧选择“主动建立连接”；如果1500 CPU作为客户端，则在本地侧选择“主动建立连接”，本例程设计为1500CPU作为TCP客户端； 本地端口设为2000，表示CPU 1511用端口号2000发送数据到服务器； 伙伴端口即服务器端CP343-1使用的端口此处设为2000，表示CP343-1将侦听来自端口2000的TCP数据；
6.	选择“属性”页下“组态”中“块参数”： EN_R设置为TRUE，保持接收； CONT = 1，保持连接； 确认CONNECT指针指向"PLC_1_Receive_DB" 将步骤1中预定义的接收DB数组作为起始地址；
7.	将指令TSEND拖拽至OB1的程序段2中，根据提示操作添加背景数据块“TSEND_DB”， 填写TRCV参数： 设置“Tag_1”（%M0.0）作为REQ触发信号，上升沿有效； ID参数为TRCV_C创建连接时系统自动生成的连接ID号（见步骤5），此处为256； LEN参数此处设置为接收10个字节。 DATA参数使用步骤2中预定义的发送DB数组“发送数据区.SendBuff”。
8.	参照步骤2和3，在PLC_2下添加发送数据区DB2，并定义10个字节的数组为发送区。（数据区大小根据实际应用定义），添加接收数据区DB3，并定义10个字节的数组为接收区。（数据区大小根据实际应用定义）
9.	双击项目树下“设备和网络”进入网络视图； 拉开列表区，选择“连接”页面； 双击本地站点为“PLC_2”的连接； 查看巡视窗口下“属性”页面->“常规”->“本地ID” 记录块参数，此处ID为1，LADDR为16#100
10	打开PLC_2下程序块中的OB1，在右侧“指令”任务卡->通信->通信处理器->Simatic NET CP下，将“AG_SEND”指令拖拽至程序段1;	ID及LADDR参数值见步骤9，其余参数设置如下 ACT：start(M0.0) SEND:P#DB2.DBX0.0 BYTE 10 LEN: 10 DONE：send_done(M0.1) ERROR:send_error(M0.2) STATUS:send_status(MW2)
11	类似步骤10，将指令“AG_RECV”拖拽至操作程序段2；	ID及LADDR参数值见步骤9，其余参数设置如下 RECV:P#DB3.DBX0.0 BYTE 10 NDR：recv_ndr(M0.3) ERROR:recv_error(M0.4) STATUS:recv_status(MW4) LEN:recv_len(MW6)

表5 指定对象TCP通信编程

非指定对象TCP通讯编程

步骤	操作	备注
1.	参考指定建立连接步骤2~6，在配置第5步连接参数伙伴选择未指定对象，设置IP地址：192.168.0.2，伙伴端口号2000；
2.	参照指定建立连接步骤2和3，在PLC_2下添加发送数据区DB2，并定义10个字节的数组为发送区。（数据区大小根据实际应用定义），添加接收数据区DB3，并定义10个字节的数组为接收区。（数据区大小根据实际应用定义）
3.	双击项目树下“设备和网络”进入网络视图； 点击连接图标，选择“TCP连接”，右击300PLC下拉菜单选择添加新连接； 选择非指定对象，因为300作为服务器，所以不勾选主动建立连接
4.	打开PLC_2下程序块中的OB1，在右侧“指令”任务卡->通信->通信处理器->Simatic NET CP下，将“AG_SEND”指令拖拽至程序段1;	ID及LADDR参数值见步骤9，其余参数设置如下 ACT：start(M0.0) SEND:P#DB2.DBX0.0 BYTE 10 LEN: 10 DONE：send_done(M0.1) ERROR:send_error(M0.2) STATUS:send_status(MW2)
5.	类似步骤10，将指令“AG_RECV”拖拽至操作程序段2；	ID及LADDR参数值见步骤9，其余参数设置如下 RECV:P#DB3.DBX0.0 BYTE 10 NDR：recv_ndr(M0.3) ERROR:recv_error(M0.4) STATUS:recv_status(MW4) LEN:recv_len(MW6)

表6 非指定对象TCP通信编程

3.4             下载组态到站点

如图2所示，在项目树中选中PLC_1，点击工具栏中的下载图标，弹出下载对话框如图3所示。

 

图 2 下载站点配置

下载对话框设置

a.      PG/PC接口的类型下拉框中选择PN/IE

b.      PG/PC接口下拉框中选择连接CPU的实际以太网卡

c.      接口/子网的连接下拉框选择CPU连接的子网PN/IE_1

d.      点击“开始搜索”按钮，搜索网络连接的兼容设备

e.      在兼容设备列表中选择搜索出的设备CPU1511-1 PN

f.       点击“下载”按钮，按照提示完成站点下载

图 3下载对话框

     参看以上步骤下载PLC_2到CPU315中

4.     TCP通信测试

在PLC_1和PLC_2各建立一个监视变量表并进入监视状态如图4所示，将PLC_1发送器数据设为全16#01，PLC_2发送器数据设为全16#02；

PLC_1下M0.0从0→1→0，点击项目树下设备和网络在工作列表区下查看连接是否建立，如图5所示表示连接已建立，在巡视窗口诊断页面连接信息中能查到更多关于连接的详细信息。

图4 创建监视变量表

图5 检测连接状态

审核编辑：刘清