以太网通讯

null以太网通讯以太网通讯 以太网通讯null 现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，加上总线通信协议的多样性，使得不同总线产品互连复杂，因而其发展受到了极大的限制。 以太网技术的发展，特别是高速以太网的出现,由于其提高了抗干扰能力，因而进入工业领域成为工业以太网，目前为发展的快速阶段。null以太网的通信机制 以太网遵循IEEE802.3，可以在光缆和双绞线上传输。它最早出现在1972年，由Xerox、PARC所创建。当前以太网采用星型和总线型结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或更高。 以太网利用了CSMA/CD（带冲突检测的载波监听多路访问）技术。null以太网的主要缺陷 非实时性　 不确定性 低可靠性改进措施：改善交换技术、提高以太网速度、采用IEEE1588对时机制。nullSIMATIC NET工业以太网 德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以太网。它提供了开放的、适用于工业环境下各种控制级别的通信系统，这些通信系统均基于国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。SIMATIC NET工业以太网主要体系结构是由网络硬件、网络部件、拓扑结构、通行处理器和SIMATIC NET软件等部分组成。nullSIMATIC NET工业以太网基本类型和网络硬件 SIMATIC NET工业以太网有2种类型，分别为10Mbit/s工业以太网和100Mbit/s工业以太网。它是利用带传输技术，基于IEEE802.3利用CSMA/CD介质访问方法的单元级和控制级传输网络。在西门子工业以太网中，通常使用的的物理传输介质是屏蔽双绞线（TP），工业屏蔽双绞线（ITP）以及光纤。nullSIMATIC NET工业以太网网络部件 SIMATIC NET工业以太网网络部件包括工业以太网链路模板OLM，ELM和工业以太网交换机OSM/ESM和ELS以及工业以太网链路模块OMC。nullSIMATIC NET工业以太网的拓扑结构 SIMATIC NET工业以太网的拓扑结构包括（1）总线型拓扑结构；（2）环型拓扑结构；（3）环网冗余。nullSIMATIC NET工业以太网通信处理器 常用的SIMATIC NET工业以太网通信处理器（CP），包括用在S7 PLC站上的处理器CP243-1系列、CP343-1系列、CP443-1系列以及用在PC上的网卡，并提供ITP、RJ45及AUI等以太网接口。nullS7-200间的客户机/ 服务器通信S7-200间的客户机/ 服务器通信 专题一null 客户机/服务器（Client/ Server，C/S）通信就是通信双方中的一方作为客户机发起数据读写，另一方仅仅为数据的读写服务，不会主动发起通信。 S7-200系列的部分PLC在工业以太网中既可以作为客户端，也可以作为服务器端使用。每次通信一般是由客户端发起的，服务器端只是为数据通讯服务。 CP243-1是为S7-200系列PLC的，该模块提供了一个RJ45的网络接口。null实验设备 两个机架上按顺序分别安装CPU222、EM277、CP243-1。通过以太网网线将两个CP243-1连接到工业交换机上。将其中一个CP243-1命名为客户端，另一个命名为服务器端。nullC/S网络客户端配置第一步：新建一个项目打开以太网向导打开Step7-Micro/WIN，在项目管理器中找到“工具”菜单，单击其下的“以太网向导”。如图所示。配置CP243-1通信处理器模块。nullnullnull 指定CP243-1在机架上相对于PLC的位置：直接与PLC通过扩展总线连接的模块处于0号位置，紧随其后的依次为1号、2号等。对于本例，由于CP243-1连接在EM277的后面，所以其模块号为1；第二步：读取CP243-1模块位置号null 如果不知道CP243-1确切的模块号，可以连接上通信电缆（PPI Cable），按图所示，选择好下载路径，单击图中的“读取模块”按钮来读取CP243-1的准确位置。null第三步：配置CP243-1参数 为CP243-1指定IP地址。如果网络内有BOOTP服务器，则不需要在此指定IP地址，由系统自动分配。本例中为该站点配置IP地址为“192.168.10.50”。nullnull指定模块参数的命令字节和通过CP243-1建立的连接数1。CPU222具有8入/6出14个IO点，因此附加在PLC上的输出字节地址占用了QB0，由此计算出CP243-1的模块命令字节为QB1。指定该配置要建立的连接数为1。null第四步：配置连接nullTSAP由两个字节组成，第一字节定义连接数，本地的TSAP的范围可填写16#02、16#10～16#FE；远程服务器的TSAP范围为16#02、16#03、16#10～16#FE； 第二个字节定义了机架号和CP槽号（或模块位置）。由于本例中的远程服务器的CP243-1处于1号位置，本地的CP243-1处于0号位置，所以远程的TSAP均填入10.01；本地的TSAP填入的是10.00。 需要指定服务器端的IP地址，这里填入192.168.10.51。 null 要实现数据通信，必须建立“数据传输”通道，每一个连接最多可以建立32个数据传输，包括读、写操作。单击3号框的“数据传输”，选择“从远程服务器端连接读数据”单选按钮，如图所示。nullnull这里定义从服务器仅读1个字节的数据，即将服务器的VB500内数据读入到本地VB50内。VB50作为客户端的接收缓冲区，VB500作为服务器端的发送缓冲区。然后定义下一个传输：写数据到服务器，如图所示。nullnull 定义了一个写数据传输：将本地VB60内的数据写入服务器的VB502。VB60作为客户端的发送缓冲区，VB502作为服务器端的接收缓冲区。 例中读数据传输用符号名“PeerMessage10_1”来标记；而数据传输写用“PeerMessage10_2”来标记。null第五步：生成CRC文件并分配内存 CRC保护可以防止模块配置参数被无意中的存储器访问修改，但同时也限制了用户在模块运行时来修改模块配置参数。nullnull 用户可以指定参数存储区的起始地址，整个存储区的大小由系统根据刚才的配置自动计算。无须用户干预。这里指定存储区从VB65开始。null 由系统生成ETH1_CTRL控制子程序、ETH1_XFR数据传输子程序、ETH1_SYM全局符号表。在程序中通过调用ETH1_CTRL和ETH1_XFR来完成数据发送和接收，如图所示。 这样结束向导。 ，nullC/S网络服务器端配置 服务器端IP地址设为192.168.10.51。null 单击“下一步”按钮，配置连接对话框内选择“此为服务器连接：服务器对来自远程客户机的连接请求做出响应。”单选按钮，客户机的TSAP修改为10.00，对方的IP地址输入客户端的IP地址 。nullnull配置完成后只生成一个ETH1_CTRL控制子程序。程序中需要调用该子程序。 程序编写第一步：编写客户端程序 程序的功能就是客户端每隔1S将服务器端VB500内的数据读入到本地VB50），并存入MB28内；每隔5S将本地VB60内的数据写入服务器端的VB502。本地数据由MB30提供。nullnullnullnullnullETH1_CTRL、ETH1_XFR的引脚功能说明nullnull第二步：编写服务器程序null 服务器端不必激活数据传输，只需在每个扫描周期调用ETH1_CTRL子程序即可。为了便于监控，程序中利用了传送指令，给输出缓冲区发送数据，并读取从客户端接收到的数据。第三步：组态及程序下载null 下载完成后，将两个CP243-1用屏蔽双绞线连接到工业交换机上，并将编程PC机也连接到交换机上，并修改PC机的IP地址，使之与两个CP243-1处于同一个子网内。这里设置PC机IP为192.168.10.100。再次修改“设置PG/PC接口”，如图所示，选择“TCP/IP”访问路径。点击确定。nullnullnull 在“通信”对话框中双击“双击刷新”，找到对应IP地址的站点。分别选中一个站点，单击“确认”按钮，即可在PC机和PLC 间建立通信。之后，用户可以依靠以太网进行下载组态、程序，同时监控多台PLC运行情况。第四步：程序运行监控 nullnull 在客户端内打开状态表。根据客户端程序，输入MB30，强制其值为7，如果通信正常则在服务器端的接收区可以读到该值；同时客户端程序将读取接收区的数值存入MB28内。null服务器端通过MB10给VB500内写入数据9，并读取VB502的值存入QB0。nullS7-300与S7-200 PLC之间的IE通讯 S7-300与S7-200 PLC之间的IE通讯 专题二null S7-200与S7-300之间的通信，则一般情况下是把S7-200组态成客户机，而把S7-300组态成服务器。 网络结构： 1台S7-300 PLC和2台S7-200 PLC所构成工业以太网，2台S7-200PLC均是CPU222。组态成客户机，其中一台S7-315-2PN/DP作为2台CPU222的服务器端。其中一台客户机1(C1)的IP地址设为“192.168.10.50” ，另一台客户机2(C2)IP地址设为“192.168.10.51”，远程服务器(S)的IP地址 “192.168.10.52”。 null两台CPU222客户端组态null 在网络中，传输层服务访问点是开放系统模型中IP地址机制的一部分。它在会话层和网络层之间识别网络服务接入点(TSAP)。TSAP是网络地址的一部分，它用来主机上哪一个应用程序在接收或者发送这些分组。TSAP含义 nullnullnull客户机1（C1）与服务器的数据传输： 定义读操作：通讯网络将服务器MB14的数据读入到客户机1（C1）的VB50内。 定义写操作：通讯网络将客户机1（C1）的VB60的数据写入服务器MB16内。 客户机2（C2）与服务器的数据传输： 定义读操作：通讯网络将服务器MB10的数据读入到客户机2（C2）的VB50内。 定义写操作：通讯网络将客户机2（C2）的VB60的数据写入服务器MB12内。null注意：组态完成后使用PC/PPI Cable（PPI）路径将两个组态分别下载到各自CPU内。使用网线通过CP243-1将2台CPU222连接到中心交换机上。修改PC机的IP为“192.168.10.100”，使之与PLC节点处于同一个子网内。nullS7-300的服务器组态nullnull通信程序第一步：客户机（C1）内的编程程序完成的功能是每秒钟将服务器中的数据读入MB18内；每5秒将MB15内的数据发给服务器。第二步：客户机（C2）内的编程程序完成的功能是每秒钟将服务器中的数据读入MB28内；每5秒将MB30内的数据发给服务器。null第三步：服务器的编程服务器与客户机C1的通信 null服务器与客户机C2的通信null通信结果监控 null多台S7-300PLC之间的IE通信 多台S7-300PLC之间的IE通信 专题三 采用3台S7315-2PN/DP通过建立S7连接来说明多台300PLC的工业以太网的组网技术。null网络组建 首先创建一个新的项目，项目名称为“COM_ET_3300”，在项目内依次插入3个300站点：“SIMATIC 300(1)”、“SIMATIC 300(2)”、“SIMATIC 300(3)”。接下来是分别对3个站点进行组态。 第一个站：IP地址“192.168.10.60”，子网掩码“255.255.255.0”。第一步：SIMATIC 300(1)站的硬件组态 nullnull第二步：SIMATIC 300(2)站的硬件组态 第2站：IP地址改为“192.168.10.61”，子网掩码依然是“255.255.255.0”；同时也设定MB100为时钟存储器。编译保存。第三步：SIMATIC 300(3)站的硬件组态 第3站：IP地址改为“192.168.10.62”，子网掩码依然是“255.255.255.0”；同时也设定MB100为时钟存储器。nullnull第四步：建立S7连接其中1、2号框显示的是能够与“SMATIC 300(1)”站建立连接的站点，用户可以选择其中的一个。 null说明：该CPU可以建立S7连接、MPI、PROFIBUS通信，或者作为PROFINET IO的控制器。所以在本例中的连接类型选择“S7连接”，其他的连接如TCP、TCP-ON-ISO、ISO等连接需要能够支持的CP接口或模块。nullnull说明：使用默认ID号来标记这条通道：“1-1”连接通道。这条通道在“SMATIC 300(1)”站来看是1号连接，在“SMATIC 300(2)”站来看也是1号连接。如此再插入1和3站、2和3站的连接。null点击图中其它站的“CPU 315-2PN/DP”，在下方同样显示出该站所建立的连接情况。同时点击“编译保存”。null连接与ID号的关系：null程序编写 在进行基于TCP/IP通信时，需要调用库内“Standard Library”下“Communication Blocks”内的FB12“BSEND”和FB13“BRCV”或者FB8“USEND”、FB9“URCV”。nullnullnull FB12“BSEND”用来向类型为“BRCV”的远程伙伴FB发送数据。通过这种类型的数据传送，可以在通讯伙伴之间为所组态的S7连接传输更多的数据，即可以为S7-300(扩展CP模块)发送多达32768个字节，为S7-400发送多达65534个字节，以及通过集成接口为S7-300发送多达65534个字节的数据。另外，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。 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。 FB8“USEND”向类型为“URCV”的远程伙伴FB发送数据。执行发送过程而不需要和伙伴进行协调。也就是说，在进行数据传送时不需要伙伴FB进行确认。nullnullnull思考：“SMATIC 300(2)”和“SMATIC 300(3)”的通信以及“SMATIC 300(3)”和“SMATIC 300(1)”的通信程序 怎么编写？null项目下载及运行监控第一步：下载硬件组态第二步：下载网络组态 必须将3个站点的网络连接通道情况下载到各自的站点内。在网络组态图中选择“SMATIC 300(1)”站的“CPU 315-2PN/DP”，直接点击下载按钮即可 。第三步：下载整个项目 nullnullS7-300与ET200S的PROFINET远程IO通信 S7-300与ET200S的PROFINET远程IO通信 专题四null： 一台S7315-2PN/DP 通过PROFINET 总线扩展两台IM151-3接口模块实现远程IO读写的方法 。 扩展的模块硬件上通过IM151-3连接了电源模块PM-E DC24V、2个2DI模块、2个2DO模块、1个电压模拟量输入（2AIU）模块和一个电压模拟量输出（2AOU）模块等。 nullPROFINET网络组建第一步：硬件连接 使用工业以太网网线连接中心交换机和IM151-3模块；S7315-2PN/DP PLC和编程PC同样也连接到交换机上。null第二步：网络组态 新建一个项目，项目名为“COM_PN_315-2ET200SPN”，在硬件组态对话框内依次插入机架0、CPU315－2PN/DP等模块。在插入CPU的时候，跳出对话框如图所示。输入IP地址“192.168.10.80”。nullnull 将图中2号框（“PROFINET IO”下）的“IM151-3PN”模块拖到1号框的电缆上。null 点击1号框的“IM151-3PN”模块，在2号框的插槽内依次插入“IM151-3”模块后面的各个模块。模块的名称和次序必须严格和机架上位置保持一致。nullnull 双击第1个IM151-3，在随后出现的对话框内设定设备名称为“S7315-ET200S-151-3PN-1”，设备号为1，IP地址为“192.168.10.81”，点击“确定”。双击第2个IM151-3，设定设备名称为“S7315-ET200S-151-3PN-2”，设备号为默认2，IP地址为“192.168.10.82”。点击“确定”。设置IP地址null第三步：分配设备名称 首先在SIMATIC管理器下的“设定 PG/PC”内选择下载路径为“TCP/IP+本机以太网卡驱动”，并确定。 选择“Ethernet（1） PROFINET -IO 系统（100）”电缆，然后点击“PLC”菜单，选择“Ethernet（T）”下的“分配设备名称”，如图所示。 null 在1号框内通过下拉菜单选择第一台设备名称“S7315-ET200S-151-3PN-1”，点击 “分配名称”按钮，等待系统分配结束。同样的方法选择第2个设备名“S7315-ET200S-151-3PN-2”，点击“分配名称”。null 将硬件组态下载到PLC内，然后点击硬件组态的“PLC”菜单，选择“验证设备名称”，可以看到如图所示的连接状态。在“状态”栏，出现两个“√”。 null程序编写及验证nullTHE ENDTHE END