西门子S7-1200PLC教程 课件 第11章通信

第11章S7-1200PLC通信功能介绍通信概述PG通信HMI通信S7通信OUC通信ProfinetIO通信S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用1通信概述

1通信概述

1实时通信PROFINETIO2非实时通信PG、HMI、S7TCP、ISOonTCP、UDPModbusTCP

1通信概述

❶标准TCP/UDP通信组态和参数化诊断数据装载连接建立用户数据通信通道❷实时通信RT周期用户数据传输事件触发的消息/报警❸实时通道IRT同步用户数据传输抖动/1us

1通信概述——PROFINETIO

Profinet同时提供三种不同等级通信，实时通信和基于TCP/IP的标准通信可以同时存在❶TCP/UDP通信和IT标准通信，通信时间数量级为100ms❷实时通信用于对时间要求严格的通信过程，通信时间数量级为1-10ms❸等时同步实时通信可用于对时间要求特别严格的运动控制、通信时间数量级为1ms

1通信概述——PROFINETIO

1通信概述——PROFINETIO

S7-1200v4.0版本开始支持PROFINET智能设备功能可连接其他网络中的IO控制器S71200V4.1版本开始支持PROFINET共享设备功能最多可连接2个控制器2PG通信

❶在线连接❷上载、下载程序❸调试和诊断

3HMI通信HMI设备概述S7-1200与HMI设备在同一个项目中S7-1200与HMI设备在不同一个项目中HMI设备概述

3HMI通信

❶西门子精简面板、精致面板、移动面板❷SIMATICWINCC❸带有S7-1200CPU驱动的第三方HMI设备

S7-1200与HMI设备在同一个项目中

通过HMI设备向导建立HMI连接通过网络视图建立HMI连接通过在HMI画面中拖拽PLC变量的方式建立HMI连接通过HMI设备向导建立HMI连接

通信驱动程序通信接口PLC通过网络视图建立HMI连接

选择：连接>HMI连接端口间拖拽通过在HMI画面中拖拽PLC变量的方式建立HMI连接

将PLC站中的变量拖拽到HMI设备的画面中，将自动生成HMI连接HMI变量I/O域在相同项目中与HMI通信演示

演示内容：演示通过HMI向导建立与S7-1200的通信连接演示通过网络视图建立HMI与S7-1200的通信连接演示通过拖拽PLC变量到HMI画面中建立HMI与S7-1200的通信连接S71200与HMI设备在不同的项目中PLC代理：在一个工程项目中，经常会有不同的工程师对PLC和HMI设备进行编程组态，可以通过“PLC代理”功能导入PLC项目中的变量。PLC代理创建PLC代理（在HMI项目中）定义PLC代理：从其他项目连接数据（分别在PLC项目中）导出IPE文件（项目内工程组态IPE）（PLC变量、数据块、报警）导出PLC项目HMI与PLC代理建立连接如同标准PLC一样使用PLC代理PLC代理方法1：导入IPE文件的方法导入PLC代理数据在PLC项目中导出IPE文件（*.ipe）在HMI项目中创建PLC代理初始化设备代理：导入IPE文件（*.ipe）PLC中的变量发生变化需要在HMI中更新，可执行“更新设备代理的数据”方法2：通过PLC项目导入PLC代理数据（前提是有PLC项目，且导入之前必须先编译数据块）执行“初始化代理设备”时选择PLC项目文件；在PLC_2的设备代理数据中设置需要代理的数据，此时不需要导出IPE文件，具体过程如图11-34、图11-35、图11-36、图11-37、图11-38、图11-39、图11-40、图11-41所示。方法2：通过PLC项目导入PLC代理数据（前提是有PLC项目，且导入之前必须先编译数据块）方法2：通过PLC项目导入PLC代理数据（前提是有PLC项目，且导入之前必须先编译数据块）4S7通信

S7通信概述组态S7通信PUT/GET指令常见问题S7通信演示4S7通信——通信概述SIMATIC同构通信，用于SIMATICCPU之间通信使用了OSI参考模型第4层传输层和第7层应用层通信之间需要组态连接S7通信为SIMATIC同构通信，用于SIMATICCPU之间通信4S7通信——通信概述S7资源用于PUT/GET通信最多8+6个连接S7-1200CPU最多可组态14个S7连接4S7通信

❶SIMATIC同构通信，用于SIMATICCPU之间的通信❷使用了ISO参考模型第4层传输层和第7层应用层❸通信之前需要组态连接

4S7通信——组态S7连接单端组态:不同项目之间的PLC通信或者不同不同平台PLC之间的通信双端组态：同一项目、同一子网下两个CPU之间的相互通信4S7通信——组态S7连接单端组态:不同项目之间的PLC通信或者不同不同平台PLC之间的通信双端组态：同一项目、同一子网下两个CPU之间的相互通信4S7通信——组态S7连接（单端组态）❶创建新连接4S7通信——组态S7连接（单端组态）❷伙伴方选择未指定4S7通信——组态S7连接（单端组态）❸在常规属性中设置伙伴CPUIP地址4S7通信——组态S7连接（单端组态）❹查看本地ID4S7通信——组态S7连接（单端组态）❺设置TSAPTSAP（TransportServiceAccessPoint）

S7-1200/1500:03.00或03.01S7-300:03.02S7-400:03.0X4S7通信——组态S7连接（双端组态）4S7通信——组态S7连接单端组态：只需要下载客户端侧网络组态双端组态：通信双方都需要下载网络组态服务器：需要使能“允许来自远程对象PUT/GET通信访问”4S7通信——PUT/GET指令PUT：将数据写入伙伴CPUGET:读取伙伴CPU数据ADDR_X:伙伴CPU数据区域P#DB1.DBX0.0BYTE100SD_x/RD_x:本地CPU数据区域，支持优化访问伙伴CPU地址区域不支持优化访问4S7通信——应用举例通信任务：不同项目中的2个S7_1200PLC之间采用S7通信，PLC1作为S7通信的客户端读写PLC2数据步骤：创建S7连接调用PUT/GET指令监控表验证通信是否成功5开放式（OUC）通信

5开放式（OUC）通信——TCP通信

面向连接的通信协议，通信之前需要建立连接数据流服务，不传输消息的开始和结束消息TCP通信是面向连接、可靠安全的数据流服务TCP通信——指令介绍TCP通信——指令介绍TCP通信——TCON建立连接REQ:上升沿时触发建立连接作业ID:连接ID,用于区别不同的开放式用户通信CONNECT:用于描述通信连接，数据类型TCON_IP_v4TCP通信——TCON建立连接选择伙伴类型连接数据选择“新建”选择连接类型本地为“主动建立连接”设置伙伴方IP地址设置伙伴方Port地址TCON客户端TCP通信——TCON建立连接选择伙伴类型连接数据选择“新建”选择连接类型伙伴方为“主动建立连接”设置本地Port地址TCON服务器TCP通信——TCON建立连接TCON_IP_v4ConnectionType:连接类型ActiveEstablished：False服务器；Ture客户端RemoteAddress：伙伴IPRemotePort：伙伴PortLocalPort：本地PortTCP通信——TCON建立连接ActiveEstablishedFALSE:服务器侧TRUE:客户端侧

Port服务器侧需要设置本地端口客户端侧需要设置伙伴端口Server

Client

TCP通信——TSEND&TRCVREQ:上升沿时触发建立连接作业ID:连接ID,需要与TCON指令ID参数相同LEN:发送长度；为0时，发送长度取决于DTA指定的数据区域DATA:指向发送区域的指针，支持优化访问EN_R:启用接收作业ID:连接ID,需要与TCON指令ID参数相同LEN:发送长度；为0时，发送长度取决于DATA指定的数据区域DATA:指向接收区域的指针，支持优化访问ADHOC:用于接收动态长度数据TCP通信——TSEND&TRCVLEN=0时，创建接收缓冲区的长度等于DATA数据区长度LEN≠0时，创建接收缓冲区的长度等于LEN（≦DATA）接收缓冲区最大长度为8KADHOC=0定长接收。接收区满，接收到的数据才会被转送到数据块ADHOC=1变长接收。接收区只要接收到数据，数据才会被转送到数据块TCP通信——TDISCONREQ:上升沿启动取消TCP连接作业ID:用于指明取消哪个连接数据流的接收方式，接收长度与发送长度不相同时，不能保证数据包的一一对应。发送速度与接收速度需要匹配如果发送数据长度不大于1460B，可以考虑采用Ad-hoc模式TCP通信——通信演示通信任务：不同项目中的两个S7-1200PLC之间采用TCP通信PLC1作为TCP通信的客户端发送数据PLC2作为TCP服务器接收数据ISOonTCP通信

ISOonTCP位于OSI参考模型第4层，使用数据传输端口102使用RFC1006协议扩展，在TCP上定义了ISO传输特性ISOonTCP通信是面向消息协议UDP通信——UDP通信概述UDP通信概述UDP指令介绍常见问题UDP通信演示UDP通信——UDP通信概述非面向连接的协议，简单快速数据传输无需伙伴应答支持广播UDP通信是无连接、面向消息的数据传输协议UDP通信——UDP通信概述面向消息的数据传输协议，数据传输时传送消息长度和结束的信息UDP通信是无连接、面向消息的数据传输协议UDP通信UDP通信——指令介绍UDP通信提供了2套通信指令UDP通信——指令介绍TCON指令用于定义UDP服务UDP通信——TCON指令REQ：上升沿时定义UDP服务ID:连接ID，用于区别不同的开放式用户通信Connnect：用于描述通信系统，数据类型为TCON_IP_V4选择伙伴类型连接数据选择“新建”选择连接类型无需选择“主动建立连接”设置本地PortUDP通信——TCON指令TCON_IP_V4ConnectionType:连接类型ActiveEstablished:UDP无连接RemoteAddress/RemotePort:无需指定伙伴方IP和PortLocalIPort:需要设置本地PortUDP通信——TUSEND指令（发送数据）REQ:上升沿触发发送作业ID:连接IDLEN:发送长度：为0时，发送长度取决于DATA指定的数据区域。DATA:指向发送区的指针，支持优化访问，标准访问时可采用P#DB1.DBX0.0BYTE100发送UDP通信——TUSEND指令ADDR:定义通信伙伴方地址信息，数据类型为TADDR_ParamREM_IP_ADDR:伙伴方IP地址，支持广播（192.168.0.255）REM_PORT_NR:伙伴方Port地址UDP通信——TUSEND指令❷也可通过在数据块中添加类型TADDR_Param变量来实现❶通过添加类型为TADDR_Param数据块UDP通信——TURCV指令（接收数据）EN_R:启用接收作业ID:连接ID，需要与TCON指令ID参数相同LEN:接收长度：为0时，接收长度取决于DATA指定的数据区域DATA:指向接收区的指针，支持优化访问接收长度≥发送长度，即可保证接收能接收到发送方发出的所有数据UDP通信——TDISCON指令（释放服务）REQ:上升沿启动取消UDP服务ID:连接ID，需要与TCON指令ID参数相同UDP通信——应用举例

通信任务：不同项目中的2个S7-1200PLC之间采用UDP通信PLC1将本地时间通过UDP通信发送到PLC2，PLC2通过UDP通信接收PLC1发送的数据ModbusTCPMBAP报头用于识别Modbus应用数据单元MBAP报文头中附加了长度信息“单元标识符”用于替代“地址域”ModbusTCP是有连接、安全的、面向消息的传输协议客户端000100000006FF0300000002服务器000100000007FF0304000A0014ModbusTCP用于与服务器之间建立连接、发送Modbus请求、接收响应

处理客户端的连接请求、接收和处理Modbus请求并发送Modbus应答报文ModbusTCPEN=1时，建立TCP连接REQ：电平触发，建议采用上升沿信号触发DISCONNECT：断开TCP连接MB_DATA_PTR：指向数据缓冲区的指针

支持优化访问

支持标准访问MB_MODEMB_DATA_ADDRMB_DATA_LENModbus功能功能和数据类型01-99991-2000（位）01读取输出位010001-199991-2000（位）02读取输入位

040001-49999400001-4655351-125（WORD）03读取保持寄存器030001-399991-125（WORD）04读取输入字11-99991（位）05写入输出位1

40001-49999400001-4655351（WORD）06写入保持寄存器11-99992-1968（位）15写入多个输出位140001-49999400001-4655352-123（WORD）16写入多个保持寄存器21-99991-1968（位）15写入一个或多个输出位240001-49999400001-4655351-123（WORD）16写入一个或多个保持寄存器ModbusTCPModbusTCPModbus地址MB_HOLD_REG参数P#M100.0WIORD100P#DB1.DBX0.0WORD100“MyMoodbusTCP”buff40001MW00DB1.DBW0“MyModbusTCP”buff[0]40002MW102DB1.DBW2“MyModbusTCP”buff[1]40003MW104DB1.DBW4“MyModbusTCP”buff[2]……

40100MW298DB1.DBW198“MyModbusTCP”buff[99]Modbus地址S7-1200CPU功能码功能Modbus地址数据区CPU地址01读输出位00001-08192输出过程映像Q0.0-Q1023.702读输入位10001-18192输入过程映像I0.0-I1023.704读输入寄存器30001-30512输入过程映像IW0-IW102205写输出位00001-08192输出过程映像Q0.0-Q1023.715写输出位00001-08192输出过程映像Q0.0-Q1023.7ModbusTCP通信——应用举例通信任务：2个S7-1200PLC之间采用ModbusTCP方式交换数据PLC1作为ModbusTCP客户端读写PLC2数据PLC2作为ModbusTCP服务器应答数据6PROFINETIO通信

PROFINETIO通信概述PROFINETIO组态过程智能设备共享设备PROFINET通信演示6PROFINETIO通信——PROFINETIO通信概述PROFINET是开放的、标准的、实时的工业以太网标准，PROFINETIO主要用于模块化、分布式控制器。S7-1200CPU可通过PROFINETIO通信连接现场分布式站点（如ET200S、ET200SP等）。S7-1200固件版本在V4.0以上除了可以作为PROFINETIO控制器外还可以作为PFOFINETIO智能设备，固件版本在V4.1以上的开始支持共享设备功能，即最多与2个PROFINETIO控制器连接。

6PROFINETIO通信——PROFINETIO通信概述

16个IO设备所有IO设备子模块数量总和不超过256S7-1200V4.0版本开始支持PROFINETIO智能设备功能可连接其他网络中的IO控制器S7-1200V4.1本开始支持PROFINET共享设备功能最多可连接两个IO控制器6PROFINETIO通信——PROFINETIO组态过程IODevice组态为Device分配设备名称为各个Device分配IP分配设备名对指定的MAC地址分配设备名123启动为IO-Device分配IP地址建立连接，交换数据智能设备可连接位于其他项目中的控制器无需PN-PNcoupler控制器——设备之间是IO通信关系数据交换只需读写对应的IO智能设备同一项目不同项目（GSD）智能设备——同一项目智能设备——不同项目设置IP12设置PROFINETIO设备名称，不建议自动生成组态过程（智能设备）12智能设备——不同项目组态过程（智能设备）使能IO设备3定义传输区定义智能设备的IO地址区和通信长度434智能设备——不同项目组态过程（智能设备）5导出GSD文件6编译组态56智能设备——不同项目组态过程（IO控制器）设置IP1设置PROFINETIO设备名称，不建议自动生成2123导入GSD文件3IO控制器智能设备——不同项目组态过程（IO控制器）4安装GSD文件&更新硬件目录IO控制器智能设备——不同项目组态过程（IO控制器）5IO控制器分配IO控制器智能设备——不同项目组态过程（IO控制器）6查看传输区智能设备——不同项目控制器智能设备Q68...167I68...167Q100...199I100...199共享设备S7-1200作为I_DEVICE可被2个控制器访问可在CPU之间进行快速数据交换可与第三方控制器使用PROFINET通信共享设备——共享设备组态

分配IP地址、设备名称使能IO设备定义多个传输区域设置IO控制器的数量编译后，导出GSD文件共享设备——IO控制器组态设备视图中为各个传输区分配访问权限定义IO地址1221Controller1共享设备——IO控制器组态ShareDevice具有相同的IP和设备名称ShareDevice的每个传输区只能有一个IO控制器具有访问权限12Controller2共享设备——IO控制器组态Controller2Controller1共享设备控制器1共享设备Q100...199I100...199Q200...299I200...299控制器2Q300...399I300...399Q100...199I100...1997S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用

了解Modbus通信协议的应用场合及学习的重要性Modbus通信协议的分类Modbus通信协议的特点7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——了解Modbus通信协议的应用场合及学习的重要性

通信协议是设备与设备之间进行数据交换的一种语言，它规定了通信双方的数据的发送和接收的格式Modbus通信协议是Modicon公司提出的一种报文传输协议，在工业控制中得到了广泛的应用，已经成为一种通用的工业标准，许多工控产品都支持该通信协议Modbus通信协议是众多通信协议中的一种，是一种通用型通信协议智能温控仪表驱动器信号采集模块7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——Modbus通信协议的分类

基于串行链路上的MODBUS通信MODBUSASCIIMODBUSRTU基于TCP/IP的MODBUS通信S7-1200PLC集成一个PROFINET接口S7-1200PLC有专门的指令来实现MODBUSRTU通信RTU通信比ASCII通信传输速度更快7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——Modbus通信协议的特点

MODUBUS串行链路协议特点主——从协议请求——响应方式单一主站7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——Modbus通信信息帧格式

起始符地址码功能码数据区校验码结束符RTU通信：通过时间来判断起始符和结束符地址码：为通信传送第一个字节，用于对从站的识别，每个从站有唯一的地址功能码：为传输的第二个字节，通过功能码告诉从站执行什么动作，如读写从站数据。数据地址怎么写？怎么转换？对通信来讲：命令代码包括读和写数据区：是需要传输的实际数据，包含数据地址和数据内容两部分内容数据区：数据地址即参数地址数据内容写命令：发送的具体代码或写入的实际数值读命令：一般指需要读取的个CRC校验算法步骤：设置CRC存储器为16#FFFF把第一个参与校验的8位数与CRC的低8位进行异或运算结果仍存于CRC把CRC右移一位，最高位补0，检查最低位b0位若b0=0，CRC不变，若b0=1，则CRC与16#A001进行异或运算，结果仍存于CRC重复3、4两步，直到右移8次，这样第一个八位数就进行处理了结果仍存于CRC重复2~5步，处理第二个8位数

7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——Modbus通信信息帧格式

功能码描述位/字操作MODBUS地址01读线圈寄存器位操作00001-0999902读离散输入寄存器位操作10001-1999903读保持寄存器字操作40001-4999904读输入寄存器字操作30001-3999905写单个线圈寄存器位操作00001-0999906写单个保持寄存器字操作40001-4999915写多个线圈寄存器位操作00001-0999916写多个保持寄存器字操作40001-49999MODUBUS通信中常用功能码写的功能可以写一个或者多个地址的数据，如果对多个地址进行数据的写入，这些地址必须是连续的。7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——串行模块介绍

Modbus主站智能温控仪表驱动器PLC控制器信号采集模块Modbus通信RS485Modbus从站

7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——串行模块介绍

Modbus主站Modbus通信Modbus从站第三方PLCRS485

7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——串行模块介绍

**S7-1200PLC进行Modbus通信必须要加通信模块或者通信信号板CM1241RS422/485CM1241RS232CB1241RS485RS485半双工RS422全双工RS232全双工这些扩展模块不需要外接电源

7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——Modbus通信指令介绍

用于PROFINET和PROFIBUS分布式I/O中的ET200MP/ET200SP中的串口模块，S7-1200V4.1+CM1241V2.1指令用于通过CM1241通信模块或CB1241通信板进行串行通信MB_COMM_LOAD：用于设置Modbus（RTU）端口MB_MASTER：用于作主站MB_SLAVE：用于作从站7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——Modbus通信——主站

7S7-1200PLC的MODBUS通信功能应用——Modbus通信——主站Modbus地址S7-1200CPU功能码功能Modbus地址数据区CPU地址01读输出位00001-08192输出过程映像Q0.0-Q1023.702读输入位10001-18192输入过程映像I0.0-I1023.704读输入寄存器30001-30512输入过程映像IW0-IW102205写输出位00001-08192输出过程映像Q0.0-Q1023.715写输出位00001-08192输出过程映像Q0.0-Q1023.7Modbus地址MB_HOLD_REG参数P#M100.0WIORD100P#DB1.DBX0.0WORD100“MyMoodbusTCP”buff40001MW00DB1.DBW0“MyModbusTCP”buff[0]40002MW102DB1.DBW2“MyModbusTCP”buff[1]40003MW104DB1.DBW4“MyModbusTCP”buff[2]……

40100MW298DB1.DBW198“MyModbusTCP”buff[99]

7S7-1200PLC的MODBUS