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西門子CM1241模塊

6ES7241-1CH32-0XB0 SIMATIC S7-1200, COMMUNICATION MODULE CM 1241, RS422/485, 9 PIN SUB D (FEMALE) SUPPORTS MESSAGE BASED FREEPORT

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設備有限公司

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1.概述

1.1 S7-1200 的PROFINET 通信口
S7-1200 CPU 本體上集成了一個 PROFINET 通信口，支持以太網和基于 TCP/IP 的通信標準。使用這個通信口可以實現 S7-1200 CPU 與編程設備的通信，與HMI觸摸屏的通信，以及與其它 CPU 之間的通信。這個PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口，支持電纜交叉自適應，因此一個標準的或是交叉的以太網線都可以用于這個接口。

1.2 S7-1200支持的協議和zui大的連接資源

S7-1200 CPU 的PROFINET 通信口支持以下通信協議及服務
• TCP
• ISO on TCP ( RCF 1006 )
• S7 通信 (服務器端)

通信口所支持的zui大通信連接數
S7-1200 CPU PROFINET 通信口所支持的zui大通信連接數如下：
• 3個連接用于HMI (觸摸屏) 與 CPU 的通信
• 1個連接用于編程設備（PG）與 CPU 的通信
• 8個連接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP) 的編程通信，使用T-block 指令來實現
• 3個連接用于S7 通信的服務器端連接，可以實現與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網S7 通信
S7-1200 CPU可以同時支持以上15個通信連接，這些連接數是固定不變的，不能自定義。

TCP（Transport Connection Protocol）
TCP是由 RFC 793描述的標準協議，可以在通信對象間建立穩(wěn)定、安全的服務連接。如果數據用TCP協議來傳輸，傳輸的形式是數據流，沒有傳輸長度及信息幀的起始、結束信息。在以數據流的方式傳輸時接收方不知道一 條信息的結束和下一條信息的開始。因此，發(fā)送方必須確定信息的結構讓接收方能夠識別 。在多數情況下TCP應用了IP (Internet protocol) ，也就是“TCP/IP 協議”， 它位于 ISO-OSI 參考模型的第四層。
協議的特點：
• 與硬件綁定的高效通信協議
• 適合傳輸中等到大量的數據 (<=8192 bytes)
• 為大多數設備應用提供
– 錯誤恢復
– 流控制
– 可靠性
• 一個基于連接的協議
• 可以靈活的與支持TCP協議的第三方設備通信
• 具有路由兼容性
• 只可使用靜態(tài)數據長度
• 有確認機制
• 使用端口號進行應用尋址
• 大多數應用協議，如NET、FTP都使用TCP
• 使用 SEND/RECEIVE 編程接口進行數據管理需要編程來實現

1.3 硬件需求和軟件需求
硬件：
① S7-1200 CPU
② S7-300 CPU + CP343-1（支持S7 Client）
③ PC（帶以太網卡）
④ TP以太網電纜
軟件：
① STEP 7 Basic V10.5
② STEP 7 V5.4

2. ISO on TCP 通信
S7-1200 CPU 與S7-300/400 之間通過ISO on TCP 通信，需要在雙方都建立連接，連接對象選擇“Unspecified”。
所完成的通信任務為：
① S7-1200將DB3里的100個字節(jié)發(fā)送到S7-300的DB2中
② S7-300將輸入數據IB0發(fā)送給S7-1200的輸出數據區(qū)QB0。

2.1 S7-1200 CPU 的組態(tài)編程
組態(tài)編程過程與 S7-1200 CPU 之間的通信基本相似 （見 6.3 ），這里簡單描述一下步驟：
① 使用STEP 7 Basic V10.5 軟件新建一個項目
在STEP 7 Basic 的“Portal View”中選擇 “Create new project”創(chuàng)建一個新項目
② 添加新設備
然后進入“Project view”，在“Project tree”下雙擊“Add new device”，在對話框中選擇所使用的S7-1200 CPU添加到機架上，命名為 PLC_1。
③ 為 PROFINET 通信口分配以太網地址
在“Device View”中點擊 CPU 上代表PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會出現PROFINET 接口的屬性，在 “Ethernet addresses”下分配IP 地址為 192.168.0.1 ，子網掩碼為255.255.255.0。
④ 在 S7-1200 CPU 中調用“TSEND_C”通信指令并配置連接參數和塊參數
在主程序中調用發(fā)送通信指令，進入“Project tree” > “ PLC_1”>“Program blocks”>“Main”主程序中，從右側窗口“Instructions”> “Extended Instructions”>“Communications”下調用“TSEND_C”指令，并選擇“Single Instance”生成背景 DB塊。然后單擊指令塊下方的“下箭頭”，使指令展開顯示所有接口參數。
然后，創(chuàng)建并定義發(fā)送數據區(qū) DB 塊。通過“Project tree”>“ PLC_1”> “Program blocks” >“Add new block” ，選擇 “Data block”創(chuàng)建 DB 塊，選擇尋址，點擊“OK”鍵，定義發(fā)送數據區(qū)為 100個字節(jié)的數組。
根據所使用的參數創(chuàng)建符號表，如圖1所示。
配置連接參數，如圖2所示。
配置塊接口參數，如圖3所示。

圖1 創(chuàng)建所使用參數的符號表圖PLC tag

圖2 配置連接參數

圖3 配置 TSEND_C 塊參數

⑤ 調用“TRCV”通信指令并配置塊參數如圖6 47所示。
因為與發(fā)送使用的是同一連接，所以使用的是不帶連接的發(fā)送指令“TRCV”，連接“ID”使用的也是“TSEND_C”中的“Connection ID”號，如圖4所示。

圖4 配置 T_RCV 塊參數

2.2 S7-300 CPU 的ISO on TCP通信的組態(tài)編程
① 使用STEP 7 軟件新建一個項目并進行硬件組態(tài)
創(chuàng)建完新項目，在項目的窗口下，右鍵菜單里，選擇“Insert New Object”>“SIMATIC 300 Station” ，插入一個S7-300 站。
為了編程方便，我們使用時鐘脈沖激活通信任務，在CPU的“Properties”＞“Cycle/Clock Memory”中設置，如圖5所示。

圖5 設置時鐘脈沖

每一個時鐘位都按照不同的周期／頻率在０和１之間切換變化，見表1。
表1：時鐘位頻率

② 配置以太網模塊
進入“HW Config”中，組態(tài)所使用的 CPU 及“CP343-1”模板。并新建以態(tài)網 Ethernet (1) ，配置“CP343-1”模板IP 地址為：192.168.0.2，子網掩碼為： 255.255.255.0 。如圖6所示。配置完硬件組態(tài)及屬性，編譯存盤并下載所有硬件組態(tài)。

圖6 S7-300 硬件配置

③ 網絡組態(tài)
打開 “NetPro” 配置網絡，選中 CPU，在連接列表里建立新的連接并選擇連接對象和通信協議，如圖7所示。

　
圖7 創(chuàng)建新的連接并選擇 ISO-on-TCP 協議

這時會跳出通用信息，如圖8所示。

圖8 通用信息

然后，進入“Addresses”配置通信雙方的IP 地址及TSAP 地址，如圖9所示。

圖9 配置通信的IP 地址及TSAP 地址

配置完連接并編譯存盤后，將網絡組態(tài)下載到CPU300中。

④ 軟件編程
在OB1中，從“Libraries”>“SIMATIC_NET_CP”>“CP300”下，調用FC5（AG_SEND）、FC6（AG_RECV）通信指令。創(chuàng)建接收數據區(qū)為 DB2，定義成100個字節(jié)的數組。
CALL “ AG_RECV” //調用FC6
ID ：=1 // 連接號，要與連接配置列表中*，見圖8
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要與配置中*，見圖8
RECV ：=P#DB2.DBX 0.0 BYTE 100 //接收數據區(qū)
NDR ：=M10.0 //為1時，接收到新數據
ERROR ：=M10.1 //為1時，有故障發(fā)生
STATUS ：=MW12 //狀態(tài)代碼
LEN ：=MW14 //接收到的實際數據長度

CALL “AG_SEND” //調用FC5
ACT ：=M0.2 //為１時，激活發(fā)送任務
ID ：=1 // 連接號，要與連接配置中*
LADDR ：=W#16#100 //CP的地址，要與配置中*
SEND ：=IB0 //發(fā)送數據區(qū)
LEN ：=1 //發(fā)送數據的長度
DONE ：=M10.2 //為1時，發(fā)送完成
ERROR ：=M10.3 //為1時，有故障發(fā)生
STATUS ：=MW16 //狀態(tài)代碼

2.3 監(jiān)控通信結果
下載S7-1200和S7-300中的所有組態(tài)及程序，監(jiān)控通信結果，如圖10、圖11所示。
在S7-1200 CPU中向DB3中寫入數據：“11”、“22”、“33”，則在S7-300中的DB2塊收到數據也為“11”、“22”、“33”。
在S7-300 CPU中，將“2#1111_1111”寫入IB0，則在S7-1200 CPU中QB0中收到的數據也為“2#1111_1111”。

圖10 S7-1200監(jiān)控表

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圖11 S7-300 變量表

3. TCP 通信
使用TCP 協議通信，除了連接參數的定義不同，通信雙方的其它組態(tài)及編程與前面的ISO on TCP 協議通信*相同。
S7-1200 CPU中，使用 TCP 協議與S7-300通信時，PLC_1的連接參數，如圖12所示。通信伙伴 S7-300 的連接參數，如圖13所示。

圖12 S7-1200 的TCP連接參數的配置

圖13 S7-300 的TCP連接參數的配置

1 自引導方式介紹和準備

1．1 自引導方式介紹
在下面的情況下，觸摸屏需要通過自引導的方式恢復為出廠設置。
（1） 當觸摸屏不能進入操作系統(tǒng)，例如觸摸屏啟動后顯示為白色的界面。
（2） 觸摸屏界面上彈出系統(tǒng)錯誤提示，例如找不到PDATA.F文件。
（3） 點擊裝載窗口上的按鈕無反應或者報錯。
（4） 忘記觸摸屏的密碼，無法進入觸摸屏的控制面板。
目前支持通過以太網連接恢復為出廠設置的面板類型為MP377和TP177B 4.3”( 訂貨號為6AV6 642-0BD01-3AX0)

注意：
OS更新與恢復為出廠設置區(qū)別
（1）恢復為出廠設置時，HMI 設備上的許可證密鑰將被刪除。如果不使用恢復為出廠設置來更新操作系統(tǒng)，則 HMI 設備上的許可證密鑰將會保留。
（2）恢復為出廠設置時，所有數據通道參數均會恢復。只有重新配置數據通道之后，傳送才能啟動。

1．2 下載準備
以太網線，直通線或者交叉線均可。建議使用交叉線，因為直通線需要計算機的網卡支持直通線。
（1）交叉線：
一端使用T568B標準（橙白—1，橙—2，綠白—3，藍—4，藍白—5，綠—6，棕白—7，棕—8），另外一端使用T568A（綠白—1，綠—2，橙白—3，藍—4，藍白—5，橙—6，棕白—7，棕—8 ）。
（2）直通線：
兩端都使用T568B標準（橙白—1，橙—2，綠白—3，藍—4，藍白—5，綠—6，棕白—7，棕—8）。

注意：
上面的數值1，2，…,8 表示RJ45接頭的引腳序號。

2 下載設置

2.1 觸摸屏的下載設置
給觸摸屏斷電。

注意：
保持觸摸屏處于斷電狀態(tài)。

2.2 組態(tài)計算機上的下載設置

（1）設置PG/PC接口
打開組態(tài)計算機的控制面板，找到Set PG/PC接口圖標，雙擊出現如下畫面界面，在應用程序訪問點中選擇S7Online（Step 7）-->本地的以太網卡名稱。

圖1

（2）打開ProSave軟件
ProSave軟件在安裝WinCC Flexible時默認安裝。同時，ProSave也可以單獨安裝。下載鏈接如下：10347815

在開始—>所有程序—>SIMATIC—>ProSave下打開ProSave軟件，如下圖所示：

圖2

（3）ProSave軟件設置
在ProSave軟件中，在設備類型中選擇觸摸屏的型號，并將連接方式選擇為Ethernet，如下圖中的內容1所示。同時，在IP地址中輸入一個IP地址，此IP地址與組態(tài)計算機處于同一個網段。，或者IP地址任意，且不與計算機本身的IP地址沖突。

圖3

（4）切換到OS更新界面
點擊圖3中的OS Update頁簽，切換到界面4。使能Reset to factory settings，并在MAC地址中輸入觸摸屏的MAC地址。MAC地址可以從觸摸屏的啟動界面或者觸摸屏的背面的標簽上得到，如圖5。

圖4

圖5

（5）點擊OS更新按鈕并給觸摸屏上電
點擊Update OS按鈕，出現如下圖所示的提示畫面，點擊Yes，并立刻給觸摸屏上電。

圖6

注意：
點擊Yes后，給觸摸屏上電，上電的速度越快越好。如果時間間隔較長，會導致引導操作失敗。

（6）執(zhí)行恢復工廠設置的OS更新
當成功引導后，會出現如下界面。請等待此操作結束。

圖7

1.3 錯誤排查
如果此過程不能正確完成，請檢查
（1） 網線連接是否正確。
（2） 中間有交換機的話，保證組態(tài)計算機與交換機處于同一個網段，組態(tài)計算機的IP地址不要使用xxx.xxx.xxx.1。
（3） 觸摸屏上電順序是否正確。觸摸屏開始處于斷電狀態(tài)，點擊OS更新之后，再改觸摸屏上電。
（4） 上電的時間間隔要盡可能短。
（5） 卸載或者關閉組態(tài)計算機上的殺毒軟件和防火墻，他們會阻止數據的傳送。

S7400電源模塊
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CPU
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6ES7 400-0HR50-4AB0
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6ES7 416-3ER05-0AB0
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內存卡
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開關量輸入模板
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開關量輸出模板
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模擬量模塊
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功能模板
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6DD1 607-0EA2
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