西門子控制板CUD1板C98043-A7001-L2

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控制電子裝置 C98043-A7001-L2 inkl. 端子

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司

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 ： 鄭鑫 

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如何在工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM中給UDP連接使用和組態(tài)IP組播？

IP組播是一種特殊的通信方式，只能通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM組態(tài)UDP連接(UDP用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)的方式進(jìn)行組態(tài)。IP組播用于將消息從一個(gè)站發(fā)送到多個(gè)伙伴站。

組播消息由一個(gè)特殊的組播地址發(fā)送的。IP地址范圍從224.0.1.0到239.255.255.255專門用于IP組播。

廣播消息會(huì)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中所有的設(shè)備。例如，在搜索IP地址的MAC地址（ARP請(qǐng)求）時(shí)，使用的就是廣播消息。這就是為什么通信模塊必須處理和評(píng)估廣播信息的原因。如果網(wǎng)絡(luò)中存在太多的廣播信息，網(wǎng)絡(luò)的性能會(huì)下降。因?yàn)槊總€(gè)模塊要處理完所有的廣播消息后才能確定哪些信息是給自己的。

如果使用S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP卡，關(guān)于廣播消息需注意以下兩點(diǎn)：

• S7-300/S7-400的工業(yè)以太網(wǎng)CP在收到信息之后，廣播消息會(huì)zui先被篩選出來(lái)，并立即丟掉所有無(wú)用的消息（例如，ARP請(qǐng)求），以防止廣播消息對(duì)其他鏈路產(chǎn)生負(fù)面的影響。

• S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP通過(guò)UDP鏈接可以發(fā)送數(shù)據(jù)，但是不能接受數(shù)據(jù)。

自STEP 7/ NCM V5.1 + SP2及以后版本 S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP的UDP組播可以給一個(gè)特定組的通訊伙伴發(fā)送信息。

通訊處理器特性：

通常通訊處理器不接受除時(shí)間外的其他組播消息。如果在組態(tài)中激活一個(gè)組播組，那么在控制器中也需要激活此組播。這樣只激活了一個(gè)特定組，通訊處理器仍然繼續(xù)過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)中其它廣播消息。每個(gè)已組態(tài)的組播都必須在控制器中標(biāo)記。                       

這就是為什么在信息要發(fā)送到一組伙伴站時(shí)選擇組播。

• 在條目ID 16767769 中，可以找到關(guān)于S7-300工業(yè)以太網(wǎng)CP中支持的zui大組播組數(shù)的信息。
• 在條目ID 15368142 中，可以找到關(guān)于S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP中支持的zui大組播組數(shù)的信息。

• 在S7-1200 / S7-1500 CP / CM的手冊(cè)中，可以找到支持的zui大組播組數(shù)的信息。

• 與UDP一樣，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的限制是2048字節(jié)。

• 通訊處理器仍然不受廣播負(fù)載影響。

• 所有的伙伴站也都必須支持組播。

• 發(fā)送的信息沒(méi)有任何安全機(jī)制（應(yīng)答）。

• IP組播信息可以通過(guò)路由器發(fā)送到外部不同網(wǎng)段IP。

由于UDP協(xié)議不提供應(yīng)答機(jī)制，所以發(fā)送的消息沒(méi)有應(yīng)答。例如如果將一個(gè)消息發(fā)送給100個(gè)伙伴，然后同時(shí)到達(dá)100個(gè)確認(rèn)(一個(gè)伙伴一個(gè)確認(rèn))，發(fā)送方模塊無(wú)法評(píng)估如此泛洪的數(shù)據(jù)。

組態(tài)多點(diǎn)傳輸連接：

1. 在NetPro里面插入新的“UDP連接”型鏈接。作為連接伙伴，選擇“All multicast stations”。
      

   
   圖. 1

2. 在UDP鏈接的屬性對(duì)話框中，打開(kāi)“Address”標(biāo)簽。在這里可以定義組播組。224.0.1.0到239.255.255.255的IP地址是專門作為組播地址的。從這個(gè)IP地址范圍發(fā)送的消息會(huì)作為組播消息被每個(gè)模塊識(shí)別。IP地址范圍是專門通過(guò)UDP連接用于IP組播的。  
   本地和遠(yuǎn)程端口可以使能1到65535。在創(chuàng)建*個(gè)組播環(huán)路時(shí)，將在默認(rèn)情況下將224.0.1.0分配給它。用戶可以改變組播環(huán)路的IP地址。可用的IP地址范圍是224.0.1.0到239.255.255.255。

圖. 2

3. 在NetPro中，UDP鏈接在配置鏈接中顯示。在Partner欄中顯示條目“All multicast nodes”。
   

圖. 3

組態(tài)建議：

建議在組態(tài)組播連接的時(shí)候按照以下規(guī)則操作：

        1.本地和遠(yuǎn)程的組播連接的端口要相同。

        2.考慮LAN上的組播地址。

為組播連接的本地和遠(yuǎn)程端口選擇相同的端口號(hào)
如果組播信息到達(dá)了控制器，只有端口號(hào)碼是相關(guān)的。

只有一個(gè)組播鏈接能在兩個(gè)站之間組態(tài)。在站1和站2中，需要給組播的本地和遠(yuǎn)程端口組態(tài)相同的端口號(hào)。因此，站1可以接收 站2 發(fā)送到組播組的數(shù)據(jù)，并且站2可以接收站1發(fā)送到組播組的數(shù)據(jù)。

表1

考慮在LAN上組播地址的選擇
通過(guò)組播，3個(gè)低字節(jié)的IP地址被復(fù)制到MAC地址01.00.5E.00.00.00zui后的字節(jié)中。 這之后MAC地址輸入到控制器中的單獨(dú)組播組中。這保證了信息能通過(guò)各自的控制器。此外，*個(gè)被復(fù)制的地址的字節(jié)的zui高位會(huì)被忽略而且總是為0。在LAN上的信息中。

被創(chuàng)建的MAC地址也會(huì)zui為可見(jiàn)的目標(biāo)MAC地址。

從 站1 發(fā)送到 站2 的組播信息。  

表 2

當(dāng)站1和站2在同一個(gè)組播組，并且所有端口號(hào)都相同，無(wú)限制的雙向數(shù)據(jù)交換就可以在站1和站2之間進(jìn)行了。         但是，由站1和站2發(fā)送的組播信息也會(huì)被站3接收。這是因?yàn)榻M播組224.0.1.0 and 225.0.1.0有相同的MAC地址
 01:00:5E:00:01:00。

注意

• 不同的組播組IP地址實(shí)際上是代表了相同的組播組。因此，在分配組播組時(shí)應(yīng)當(dāng)注意避免未分配地址的站接收不需要的信息。這是基于RFC 1112的規(guī)則 (互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn))。
• 工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM支持IGMP協(xié)議（Internet組管理協(xié)議）。在外部IP子網(wǎng)的站可以訪問(wèn)，這是由于IGMP協(xié)議在互聯(lián)網(wǎng)上提供IP組播。IP組播會(huì)同時(shí)分布信息給在同一IP地址下的多個(gè)站。組播組的管理發(fā)生在路由器中，會(huì)直接與組播組的接收器連接。IGMP協(xié)議提供下面這個(gè)功能：工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM能建議路由器的特殊組播組的組播信息的需求。組播路由器協(xié)議在路由器之間采取協(xié)調(diào)。

支持組播連接的模塊
表3列出了支持組播和廣播連接的S7-1200/S7-1500模塊。
 

表 3

1) 不支持通過(guò)UDP連接發(fā)送。

表4列出了支持組播和廣播連接的S7-300 / S7-400模塊。
   

表 4

1概述
S7協(xié)議是SIEMENS S7系列產(chǎn)品之間通訊使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 ，其優(yōu)點(diǎn)是通信雙方無(wú)論是在同一MPI總線上、同一PROFIBUS總線上或同一工業(yè)以太網(wǎng)中，都可通過(guò)S7協(xié)議建立通信連接，使用相同的編程方式進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換而與使用何種總線或網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。S7通信分為按組態(tài)方式可分為單邊通信和雙邊通信，單邊通信通常應(yīng)用于以下情況：

• 通信伙伴無(wú)法組態(tài)S7連接
• 通信伙伴無(wú)法停機(jī)
• 不希望在通訊伙伴側(cè)增加通信組態(tài)或程序

本文介紹S7-400基于PROFIBUS總線的S7單邊通信的組態(tài)步驟。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境，見(jiàn)表1。

表1

2 組態(tài)

2.1配置S7-400站點(diǎn)

S7-400站點(diǎn)配置參見(jiàn)表2。

序號(hào)	說(shuō)明	圖示
1.	創(chuàng)建新項(xiàng)目并在項(xiàng)目中插入S7-400站點(diǎn)
2.	打開(kāi)硬件組態(tài)，組態(tài)S7-400站點(diǎn)
3.	在硬件目錄中查找使用的導(dǎo)軌型號(hào)，并雙擊找到的導(dǎo)軌型號(hào)
4.	在硬件目錄選擇使用的電源，并拖拽到導(dǎo)軌的1號(hào)槽
5.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的3號(hào)槽，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出DP接口屬性對(duì)話框
6.	在對(duì)話框Address下拉框中設(shè)置DP站地址為2，單擊NEW按鈕添加新子網(wǎng)
7.	添加子網(wǎng)PROFBUS(1)，單擊選項(xiàng)頁(yè)“Network Setting”
8.	選擇PRFIBUS總線傳輸速率為1.5Mbps，Profile中選擇Standard，單擊所有屬性對(duì)話框OK按鈕
9.	編譯保存S7-400站點(diǎn)硬件組態(tài)，下載到S7-400 CPU中
10.	從菜單欄Option下Configure Network命令進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面
11.	如右圖所示，右鍵單擊CPU414-3DP，在彈出對(duì)話框中選擇Insert New Connection命令，插入一個(gè)新連接
12.	a) 選擇Unspecified連接伙伴， b) 連接類型菜單中選擇S7 connection，單擊OK按鈕，彈出S7 connection屬性對(duì)話框
13.	S7 connection屬性對(duì)話框設(shè)置： a) 選中Established an active connection b) Interface選擇CPU414-3 DP，DP(R0/S3) c) 設(shè)置伙伴PROFIBUS地址3 d) 設(shè)置本地ID為1 e) 點(diǎn)擊Address Details按鈕
14.	Address Detail對(duì)話框設(shè)置 a) 設(shè)置安裝CPU的機(jī)架號(hào)0 b) 設(shè)置安裝CPU的插槽號(hào)，對(duì)于S7-300，CPU只能安裝在2號(hào)槽 c) 設(shè)置連接資源號(hào)，對(duì)于S7單邊連接，連接資源號(hào)總是3 設(shè)置完成后可看到伙伴TSAP為03.02，點(diǎn)擊OK按鈕關(guān)閉屬性對(duì)話框
15.	點(diǎn)擊編譯保存圖標(biāo)，完成S7單邊連接組態(tài)，并下載至S7-400 CPU中

西門子控制板CUD1板C98043-A7001-L2

表 2

2.2配置S7-300站點(diǎn)

S7-300站點(diǎn)配置參見(jiàn)表3。

序號(hào)	說(shuō)明	圖示
1.	創(chuàng)建新項(xiàng)目并在項(xiàng)目中插入S7-300站點(diǎn)
2.	打開(kāi)硬件組態(tài)，組態(tài) S7-300 站點(diǎn)
3.	在硬件目錄SIMATIC-300，RACK-300下雙擊Rail，插入S7-300導(dǎo)軌
4.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的2號(hào)槽，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出DP接口屬性對(duì)話框
5.	參考表2序號(hào)6~8步驟，將CPU的 PROFIBUS DP地址設(shè)置為3，傳輸速率設(shè)置為1.5Mbps，Profile中選為Standard。編譯保存完成S7-300站點(diǎn)組態(tài)，并下載到S7-300 CPU中

表 3

3 通信連接
如圖3-1示意圖，使用RS485總線連接器通過(guò)PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)電纜分別連接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2 接口。

圖3-1 CPU之間DP通信連接示意圖

4 通信編程
由于配置的是S7單邊通信，只需在配置S7網(wǎng)絡(luò)連接的一方進(jìn)行編程，所以本例中只在CPU414-3中編程調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB14/SFB15，如圖4-1和圖4-2。

圖4-1 調(diào)用功能塊SFB14

圖4-2 調(diào)用功能塊SFB15

更多關(guān)于SFB14/15參數(shù)含義，參考西門子下載中心文檔編號(hào)1023《 SIMATIC 用于S7-300/400系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)功能的系統(tǒng)軟件參考手冊(cè)》的S7 通信章節(jié)。

描述 為了輸入或讀取 CPU 時(shí)鐘的日期和時(shí)間，S7-300/400  需要數(shù)據(jù)類型 “DT” (DATA_AND_TIME) ，S7-1200/1500  需要數(shù)據(jù)類型 “DTL” 。

為了輸入或讀取 CPU 時(shí)鐘的日期和時(shí)間，S7-300/400  需要數(shù)據(jù)類型 “DT” (DATA_AND_TIME) ，S7-1200/1500  需要數(shù)據(jù)類型 “DTL” 。

描述

 下表給出了在 S7-300/400 和 S7-1200 /1500 中輸入和輸出日期和時(shí)間數(shù)據(jù)所需要的指令。這些指令參見(jiàn) STEP 7 (TIA Portal) 中的"高級(jí)指令 > 日期和時(shí)間"

在 S7-300/400 中使用 “T_CONV” 指令從 "DT" 中提取日期、星期和時(shí)間數(shù)據(jù)。該指令需要調(diào)用三次。在參數(shù) “IN” 中填寫 “DT” 類型的變量并在參數(shù) “OUT” 中分別填寫定義為 “Date”， “Int” 和 “TOD” 類型的變量。

1.   從 “DT”  轉(zhuǎn)換到 “Date” （日期）

2.   從 “DT”  轉(zhuǎn)換到 “Int”（星期）

3.   從 “DT”  轉(zhuǎn)換到 “TOD” （當(dāng)前時(shí)間）

使用 S7-1200/1500  可以直接符號(hào)訪問(wèn) DTL 變量結(jié)構(gòu)的組件，但它無(wú)需訪問(wèn)間接地址或編輯地址。建議將數(shù)據(jù)保存到全局?jǐn)?shù)據(jù)塊。在這個(gè)數(shù)據(jù)塊中使用“DTL” 聲明變量，輸入之后點(diǎn)擊左邊的箭頭符號(hào)展開(kāi)這個(gè)變量。在這個(gè) DTL 數(shù)據(jù)類型下將顯示其結(jié)構(gòu)組成（YEAR, MONTH, DAY, ... ）及其各自的數(shù)據(jù)類型。

圖. 01

下載的附件中包含 S7-300/S7-400 和 S7-1200/S7-1500 的編程實(shí)例庫(kù)。

S7-300/S7-400 的塊

在功能 "ReadWriteTime" [FC20] 中，網(wǎng)絡(luò)段1調(diào)用 "WR_SYS_T" 指令設(shè)置 CPU 時(shí)鐘的日期和時(shí)間。在此之前，調(diào)用 “T_COMBINE” 將 “Date” 和 “Time_of_Day” 格式的數(shù)據(jù)組合為 “Date_and_Time” 的格式。 網(wǎng)絡(luò)2調(diào)用 "RD_SYS_T" 讀取 CPU 時(shí)鐘的日期和時(shí)間。 調(diào)用 "T_CONV" 指令從 “DT” 格式中提取數(shù)據(jù)類型 “Date”, “Int” 和 “TOD”。 在 OB 塊 "ReadWriteOB" 中調(diào)用 "ReadWriteTime" 功能，并將 DB 塊 "TimeDB" 中的變量填寫到該功能的管腳上。

圖. 02

S7-1200/S7-1500 的塊
The function "SetTimeOn" [FC2] contains the two instructions "RD_SYS_T" and "WR_SYS_T" for reading out and setting the clock in the CPU. The function is called in the OB "SetTime" and parameterized with the variables of the data block "DB".功能塊 "SetTimeOn" [FC2] 使用兩個(gè)指令 "RD_SYS_T" 和 "WR_SYS_T" 對(duì) CPU 的時(shí)鐘進(jìn)行讀寫。在 OB 塊 "SetTime" 調(diào)用該功能塊，并將數(shù)據(jù)塊 "DB" 的變量填寫到該功能塊的管腳。

圖. 03

在下面的 SCL 編程中，接通時(shí)間被編程為 5 個(gè)工作日。從周一到周五，變量“Access_On” 在上午9點(diǎn)到上午9點(diǎn)一刻接收到“True” 信號(hào)，這一周的其他時(shí)間段接收到的是“False”信號(hào)。  

圖. 04

S7-1200/S7-1500 下載
下載文件中包含 S7-1200 和 the S7-1500 的 STEP 7 (TIA Portal) 庫(kù)文件。將 Zip 文件解壓到硬盤的一個(gè)獨(dú)立目錄中。然后在 STEP 7 (TIA Portal) 軟件中打開(kāi)編輯該庫(kù)。

S7300電源模板
6ES7307-1BA00-0AA0
6ES7307-1EA00-0AA0
6ES7307-1KA01-0AA0
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0
6ES7312-5BE03-0AB0
6ES7313-5BF03-0AB0
6ES7313-6BF03-0AB0
6ES7313-6CF03-0AB0
6ES7314-1AG13-0AB0
6ES7314-6BG03-0AB0
6ES7314-6CG03-0AB0
6ES7315-2AG10-0AB0
6ES7315-2EH13-0AB0
6ES7317-2AJ10-0AB0
6ES7317-2EK13-0AB0
6ES7318-3EL00-0AB0
內(nèi)存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0
6ES7 953-8LG11-0AA0
6ES7 953-8LJ20-0AA0
6ES7 953-8LL20-0AA0
6ES7 953-8LM20-0AA0
6ES7 953-8LP20-0AA0
開(kāi)關(guān)量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0
6ES7 321-1BH10-0AA0
6ES7 321-1BH50-0AA0
6ES7 321-1BL00-0AA0
6ES7 321-7BH01-0AB0
6ES7 321-1EL00-0AA0
6ES7 321-1FF01-0AA0
6ES7 321-1FF10-0AA0
6ES7 321-1FH00-0AA0
6ES7 321-1CH00-0AA0
6ES7 321-1CH20-0AA0
6ES7 322-1BH01-0AA0
6ES7 322-1BH10-0AA0
6ES7 322-1CF00-0AA0
6ES7 322-8BF00-0AB0
6ES7 322-5GH00-0AB0
6ES7 322-1BL00-0AA0
6ES7 322-1FL00-0AA0
6ES7 322-1BF01-0AA0
6ES7 322-1FF01-0AA0
6ES7 322-5FF00-0AB0
6ES7 322-1HF01-0AA0
6ES7 322-1HF10-0AA0
6ES7 322-1HH01-0AA0
6ES7 322-5HF00-0AB0
6ES7 322-1FH00-0AA0
6ES7 323-1BH01-0AA0
6ES7 323-1BL00-0AA0
模擬量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0
6ES7 331-7KB02-0AB0
6ES7 331-7NF00-0AB0
6ES7 331-7NF10-0AB0
6ES7 331-7HF01-0AB0
6ES7 331-1KF01-0AB0
6ES7 331-7PF01-0AB0
6ES7 331-7PF11-0AB0
6ES7 332-5HD01-0AB0
6ES7 332-5HB01-0AB0
6ES7 332-5HF00-0AB0
6ES7 332-7ND02-0AB0
6ES7 334-0KE00-0AB0
6ES7 334-0CE01-0AA0
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0
6ES7 360-3AA01-0AA0
6ES7 361-3CA01-0AA0
6ES7 368-3BB01-0AA0
6ES7 368-3BC51-0AA0
6ES7 368-3BF01-0AA0
6ES7 368-3CB01-0AA0
6ES7 390-1AE80-0AA0
6ES7 390-1AF30-0AA0
6ES7 390-1AJ30-0AA0
6ES7 390-1BC00-0AA0
6ES7 392-1AJ00-0AA0
6ES7 392-1AM00-0AA0
6ES7 392-1BM01-0AA0
功能模板
6ES7 350-1AH03-0AE0
6ES7 350-2AH00-0AE0
6ES7 351-1AH01-0AE0
6ES7 352-1AH02-0AE0
6ES7 355-0VH10-0AE0
6ES7 355-1VH10-0AE0
6ES7 355-2CH00-0AE0
6ES7 355-2SH00-0AE0
6ES7 338-4BC01-0AB0
6ES7 352-5AH00-0AE0
6ES7 352-5AH00-7XG0
通訊模板
6ES7 340-1AH02-0AE0
6ES7 340-1BH02-0AE0
6ES7 340-1CH02-0AE0
6ES7 341-1AH01-0AE0
6ES7 341-1BH01-0AE0
6ES7 341-1CH01-0AE0
6ES7 870-1AA01-0YA0
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