1. S7通信簡介
S7通信是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET網絡的一種優化的通信協議，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，還可以進行基于以太網的S7通信。SIMATIC S7- PN CPU支持無確認數據交換、確認數據交換和單邊訪問功能。功能塊的調用如圖1、圖2所示。

塊 S7-400	塊 S7-300	描述	簡要描述
SFB 8	FB 8	用于發送	無確認的快速數據交換，發送數據后無對方接收確認。
SFB 9	FB 9	用于接收
SFB 12	FB 12	用于發送	確認數據交換，發送數據后有對方接收確認。
SFB 13	FB 13	用于接收
SFB 14	FB 14	讀數據	單邊編程讀訪問。
SFB 15	FB 15	寫數據	單邊編程寫訪問。

表1

 

圖1

 

圖2

要通過 S7-PN CPU 的 集成PROFINET 接口實現S7 通信，需要在硬件組態中建立連接。

2. 硬件及網絡組態
CPU采用兩個315-2PN/DP，使用以太網進行通信。
在STEP7中創建一個新項目，項目名稱為PN S7。插入兩個S7-300站，在硬件組態中，分別插入CPU 315-2 PN/DP。如圖3所示。

圖3

新建以太網，打開“NetPro”設置網絡參數，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，設置連接屬性。在“General”屬性中塊參數ID = 1，這個參數即是下面程序中的參數“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. 無確認數據交換
SFB/FB 8 "USEND" 向類型為“URCV”的遠程伙伴SFB/FB發送數據。執行發送過程而不需要和SFB/FB伙伴進行協調。也就是說，在進行數據傳送時不需要伙伴SFB/FB進行確認。
S7-300：在REQ的上升沿處發送數據。在REQ的每個上升沿處傳送參數R_ID、
ID和SD_1。在每個作業結束之后，可以給R_ID、ID和SD_1參數分配新數值。
S7-400：在控制輸入REQ的上升沿處發送數據。通過參數SD_1到SD_4來指向要
發送的數據，但并非都需要用到所有四個發送參數。
然而，必須確保參數SD_1到SD_4/SD_1和RD_1到RD_4/RD_1 (在相應通訊伙
伴SFB/FB "URCV" 上)所定義的區域在以下幾個方面保持一致：
? ®編號
? ®長度
? ®數據類型
參數R_ID必須在兩個SFB中完全相同。如果傳送成功完成，則通過狀態參數DONE來表示，此時其邏輯數值為1。
SFB/FB 9 "URCV" 從類型為“USEND”的遠程伙伴SFB/FB中異步接收數據，并
把接收到的數據復制到組態的接收區域內。
當程序塊準備好接收數據時，EN_R輸入處的邏輯值為1�？梢酝ㄟ^EN_R=0來取
消一個已激活的作業。
S7-300：在EN_R的每個上升沿處應用參數R_ID、ID和RD_1。在每個作業結束
之后，可以給R_ID、ID和RD_1參數分配新數值。
S7-400：通過參數RD_1到RD_4來指向接收數據區。
必須確保參數RD_i/RD_1和SD_i/SD_1 (在相應通訊伙伴SFB/FB "USEND"
上)所定義的區域在以下幾個方面保持一致：
?® 編號
? ®長度
? ®數據類型。
通過NDR狀態參數邏輯數值為1來指示已經成功完成復制處理過程。參數R_ID必須在兩個SFB/FB上完全相同。
打開SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次調用FB8，FB9如圖5、圖6所示：

圖5

 

程序中的參數說明見表2

參數	描述	數據類型	存儲區	描述
REQ	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	上升沿觸發工作
ID	INPUT	WORD	M、D、常數	連接ID
R_ID	INPUT	DWORD	I、Q、M、D、L、常數	連接號，相同連接號的功能塊互相對應發送/接收數據
DONE	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，發送完成
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，有故障發生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	狀態代碼
S7-300： SD_1 S7-400： SD_i (1 ≤ i ≤ 4)	IN_OUT	ANY	M、D、T、Z I、Q、M、D、T、C	發送數據區

 表2 FB8參數說明

 

圖6

 

程序中的參數說明見表3

參數	參數	數據類型	存儲區	描述
EN_R	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L、常數	為1時，準備接收
ID	INPUT	WORD	M、D、常數	連接ID
R_ID	INPUT	DWORD	I、Q、M、D、L、常數	連接號，相同連接號的功能塊互相對應發送/接收數據
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，有故障發生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	狀態代碼
S7-300： RD_1 S7-400： RD_i (1 ≤ i ≤ 4)	IN_OUT	ANY	M、D、T、Z I、Q、M、D、T、Z	接收數據區

 表3 FB9參數說明

同樣，在SIMATIC 315PN-2的OB1中，調用FB8/FB9。通信雙方的“R_ID”均設為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. 確認數據交換
SFB/FB 12 "BSEND" 向類型為“BRCV”的遠程伙伴SFB/FB發送數據。通過這種
類型的數據傳送，更多的數據可以在通訊伙伴之間傳輸，超過任何其它用于組態的
S7連接的通訊SFB/FB所能傳輸的數據量，通過集成PN口的S7-400和S7-300是65534字節。
要發送的數據區是分段的。各個分段單獨發送給通訊伙伴。通訊伙伴在接收到最后
一個分段時對此分段進行確認，該過程與相應SFB/FB "BRCV" 的調用無關。在調用塊之后，當在控制輸入REQ上有上升沿時，發送作業被激活。發送用戶存儲區中的數據與處理用戶程序是異步執行的。
由SD_1指定起始地址和要發送數據的最大長度�？梢酝ㄟ^LEN來確定數據域的作業指定長度。在這種情況下，LEN替換SD_1的長度區域。參數R_ID必須在相應的兩個SFB/FB上完全相同。如果在控制輸入R處有上升沿，則當前數據傳送將被取消。如果傳送成功完成，則通過將狀態參數DONE的數值設置為1來進行指示。如果狀態參數DONE或ERROR的數值為1，則在前一個發送處理結束之前，不能處理新的發送作業。
SFB/FB 13 "BRCV" 接收來自類型為“BSEND”的遠程伙伴SFB/FB的數據。在收
到每個數據段后，向伙伴SFB/FB發送一個確認幀，同時更新LEN參數。在塊調用完畢，并且在控制輸入EN_R數值為1之后，塊準備接收數據�？梢酝ㄟ^EN_R=0來取消一個已激活的作業。
由RD_1指定起始地址和接收區的最大長度。由LEN指示已接收數據域的長度。
從用戶存儲區中接收數據與處理用戶程序是異步執行的。參數R_ID必須在相應的兩個SFB/FB上完全相同。通過狀態參數NDR的數值為1來指示所有數據段的無錯接收。接收到的數據保持不變，直到通過EN_R=1來重新調用SFB/FB 13為止。如果在數據的異步接收期間調用塊，則將引發一個警告，該警告通過STATUS參數輸出；如果當控制輸入EN_R數值為0時進行調用，則接收將被終止，并且SFB/FB將返回到它的初始狀態。
打開SIMATIC 315PN-1的OB1，在OB1中依次調用FB12，FB13如圖9、圖10所示：

圖9

 

程序中的參數說明見表4

參數	描述	數據類型	存儲區	描述
REQ	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	上升沿觸發工作
R	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L、常數	復位，終止數據交換
ID	INPUT	WORD	M、D、常數	連接ID
R_ID	INPUT	DWORD	I、Q、M、D、L、常數	連接號，相同連接號的功能塊互相對應發送/接收數據
DONE	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，發送完成
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	為1時，有故障發生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	狀態代碼
SD_1	IN_OUT	ANY	S7-300：M、DS7-400：I、Q、M、D、T、Z	發送數據區
LEN	IN_OUT	WORD	I、Q、M、D、L	發送數據的長度

表4 FB12參數說明

 

圖10

 

程序中的參數說明見表5

參數	描述	數據類型	存儲區	描述
EN_R	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L、常數	為1時，準備接收
ID	INPUT	WORD	M、D、常數	連接ID
R_ID	INPUT	DWORD	I、Q、M、D、L、常數	連接號，相同連接號的功能塊互相對應發送/接收數據
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，有故障發生
STATUS	OUTPUT	WORD	I、Q、M、D、L	狀態代碼
RD_1	IN_OUT	ANY	S7-300：M、DS7-400：I、 Q、M、D、T、C	接收數據區
LEN	IN_OUT	WORD	I、Q、M、D、L	接收到的數據長度

表5 FB13參數說明

同樣，在SIMATIC 315PN-2的OB1中，調用FB12/FB13。通信雙方的R_ID設為0，LEN設為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"，從遠程CPU中讀取數據。
S7-300：在REQ的上升沿處讀取數據。在REQ的每個上升沿處傳送參數ID、ADDR_1和RD_1。在每個作業結束之后，可以分配新數值給ID、ADDR_1和RD_1參數。
S7-400：在控制輸入REQ的上升沿處啟動SFB。在此過程中，將要讀取的區域的相關指針(ADDR_i)發送到伙伴CPU。遠程伙伴返回此數據。在下一個SFB/FB調用處，已接收的數據被復制到組態的接收區(RD_i)中。必須要確保通過參數ADDR_i和RD_i定義的區域在長度和數據類型方面要相互匹配。
通過中國地區的6SN1123-1AA00-0EA2西門子伺服電源模塊正品現貨狀態參數NDR數值為1來指示此作業已完成。只有在前一個作業已經完成之后，才能重新激活讀作業。遠程CPU可以處于RUN或STOP工作狀態。如果正在讀取數據時發生訪問故障，或如果數據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"，可以將數據寫入到遠程CPU。
S7-300：在REQ的上升沿處發送數據。在REQ的每個上升沿處傳送參數ID、ADDR_1和SD_1。在每個作業結束之后，可以給ID、ADDR_1和SD_1參數分配新數值。
S7-400：在控制輸入REQ的上升沿處啟動SFB。在此過程中，將指向要寫入數據的區域(ADDR_i)的指針和數據(SD_i)發送到伙伴CPU。 遠程伙伴將所需要的數據保存在隨數據一起提供的地址下面，并返回一個執行確認。必須要確保通過參數ADDR_i和SD_i定義的區域在編號、長度和數據類型方面相互匹配。
如果沒有產生任何錯誤，則在下一個SFB/FB調用時，通過狀態參數DONE來指示，其數值為1。只有在最后一個作業完成之后，才能再次激活寫作業。遠程CPU可以處于RUN或STOP模式。如果正在寫入數據時發生訪問故障，或如果執行檢查過程中出錯，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中依次調用FB14，FB15如圖13、圖14所示：

圖13

 

參數	描述	數據類型	存儲區	描述
REQ	INPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	上升沿觸發調用功能塊
ID	INPUT	WORD	M、D、常數	地址參數ID
ERROR	OUTPUT	BOOL	I、Q、M、D、L	接收到新數據
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	從通信對方的數據地址中讀取數據
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