SIMOTION工业以太网通信入门文档格式.docx

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使用Sub－D接头进行连接的网络连接牢固，不易松动。

其连线方法及9/15接头的转换可以查阅西门子手册。

同样ITP电缆也会有交叉连接的情况，可以直接定购ITPXP标准电缆。

SIMOTION只有RJ45以太网接口，通常不使用工业双绞线ITP。

1.3光纤

按光在光纤中的传输模式不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。

多模光纤：

中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传多种模式的光。

但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。

例如：

600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。

因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

单模光纤：

中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。

因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。

光纤技术只允许点对点的连接，即一个发送装置只对应一个接收装置。

因而两个站点之间需要有发送和接收两根光纤进行连接。

所有SIMATICNET标准的光缆都是两根光纤。

光纤的连接头有很多种如图7所示：

图7光纤的连接头

其中各种连接头都有各自的优点，例如：

ST连接头安装简易，比较适合于现场连接，（西门子BFOC接头就是ST接头）；

FC接头有一个不固定的套环，可以提供较好的机械的隔离；

SC连接头适合紧密连接，其推拉设计可以避免在安装过程中的光纤平面受损，应用比较普遍。

在西门子的网络设备中，大多光纤链路设备使用BFOC接头。

光纤通讯应用于工业以太网的优点：

隔离电气的站点或网段

没有电气的接地问题

没有屏蔽电流

数据传输不受外界电磁干扰

不受雷电的影响

不会产生电磁干扰

重量轻

根据光纤的类型不同，长距离的通讯依然可以保持高的通讯波特率

带有RJ45接头的SIMOTION可以直接连接到交换机的电气接口上，交换机之间可以通过光纤连接，增加通信距离和抗干扰性。

2．SIMOTION工业以太网网络拓扑结构

通过西门子交换机组成的以太网有三种网络拓扑结构：

1）总线型；

2）星型；

3）冗余环网。

图8所示为SCALANCE200组成的冗余环网。

图8冗余环网示例

3．配置SIMOTION以太网接口

3.1在硬件配置中设定以太网接口

在SCOUT界面中点击SIMOTIONCPU，右键点击“OpenHWconfiguration”进入硬件配置界面，例如D435，X120和X130为以太网接口，双击选择的通信接口，在弹出的界面中定义IP地址和子网掩码，如图9所示：

图9设定通信接口

注意：

即使建立两条以太网，两个以太网通信接口不能设置在相同的网段中或相同的IP地址。

3.2在线联机设定以太网接口

将编程器连接到SIMOTION以太网接口上，在控制面板“SettingthePG/PCInterface”接口中将访问点指向使用的编程网卡例如“S7ONLINE（STEP7）->

TCP/IP->

Intel（R）PRO/1000MT”。

打开SIMATICManager，使用菜单命令“PLC”->

“EditEthernetNodes”在界面中选择“Browse”键浏览网络上所有的站点，如图10所示：

图10浏览网络上的站点

每一个接口在硬件的前面板标有网卡的MAC地址，选择站点，在“EditEthernetNodes”界面中设置IP地址和子网掩码，点击“AssignIPConfiguration”键传送设定的命令。

如图11所示：

图11设置站点地址

IP地址设置完成后，可以使用以太网接口编程。

4．编写通信程序

通过以太网进行站点间的通信有两种方式：

1）UDP；

2）TCP。

4.1UDP通信方式

UDP通信协议不需要在通信前建立连接，在发送和接收的数据报文中带有通信方的IP地址和端口号。

通信函数存储于在“Communication”->

“Datatransfer”目录下，在发送方调用发送函数的示例程序如图12所示（使用LAD编写）：

图12UDP发送程序

发送函数参数解释如下：

SourcePort

发送方的端口号，数据类型UINT，例如2001。

DestinationAddress

接收方的IP地址，数据类型为数组，ARRAY[0..3]OFUSINT，在4个字节中输入接收方的IP地址，例如192、168、0、122，表示IP地址为192.168.0.122。

DestinationPort

接收方的端口号，数据类型UINT，例如2000。

CommunicationMode

通信模式，“EnumUdpCommunicationMode”枚举数据类型，有两种选择:

（1）“CLOSE_ON_EXIT”，通信完成后释放通信资源；

（2）“DO_NOT_CLOSE_ON_EXIT”，通信完成后仍占用通信资源。

DataLength

发送的数据长度，数据类型UDINT，最大长度1400字节。

Data

发送数据区，数据类型为数组，ARRAY[0..1399]OFBYTE。

OUT

发送函数状态信息，数据类型DINT。

在数据接收方调用接收函数的示例程序如图13所示：

图13UDP接收程序

接收函数参数解释如下：

Port

定义本方的端口号，数据类型为UINT。

定义的端口号必须与发送方参数“DestinationPort”指定的端口号相同。

通信模式，与发送函数通信模式相同。

NextCommand

枚举数据类型，元素中包括“IMMEDIATELY”、“WHEN_COMMAND_DONE”和“ABORT_CURRENT_COMMAND”。

“IMMEDIATELY”：

接收命令与后续所要执行的命令同步执行。

“WHEN_COMMAND_DONE”：

接收命令执行或失败后执行后续的命令，异步执行。

“ABORT_CURRENT_COMMAND”：

终止当前的任务后执行执行后续的命令。

ReceiveVariable

数据接收区，数据类型为数组，ARRAY[0..1399]OFBYTE。

接收函数信息，包括接收数据的源地址和端口、状态信息等，数据类型为结构体，接收函数信息参考表1：

表1：

接收函数信息

结构

名称

数据类型

函数调用信息

结果

DINT

数据源地址

发送方IP地址

ARRAY[0..3]OFUSINT

数据源端口

发送方端口

UINT

接收数据长度

接收到有效字节数

UDINT

4.2TCP通信方式

TCP通信方式在发送接收数据前必须建立通信连接，连接需要在通信双方编程建立。

主动连接的一方作为客户端，被动连接的一方作为服务器。

下面以SIMOTIOND435与S7-300CP343-1通信为例介绍TCP通信方式。

4.2.1在PLC侧建立通信连接

在STEP7项目下创建S7-300站点，插入以太网通信处理器CP343-1，选择与SIMOTION在相同的网络上。

在NETPRO中点击CPU，在下面的连接表中插入一个连接如图14所示：

图14建立TCP连接

连接的站点选择“Unspecified”，连接方式选择“TCPconnection”，点击“Apply”键确认进入连接属性界面，如图15所示：

图14配置TCP常规信息

在“GeneralInformation”栏中，“BlockParameters”参数显示CP343-1的地址及连接号，这两个参数也是PLC调用发送和接收通信功能块赋值参数。

“Activeconnectionestablishment”选项决定通信双方哪一个是主动连接（客户端），哪一个是被动连接（数据服务器）。

选择该选项为主动连接，在SIMOTION侧需要调用函数“_tcpOpenServer”与PLC建立连接，如果没有选择该选项为被动连接，在SIMOTION侧需要调用函数“_tcpOpenClient”与PLC建立连接。

本例中选择PLC为数据服务器，SIMOTION为客户端。

点击“Address”栏配置SIMTION的IP地址及端口号，如图15所示：

图15配置通信方IP地址

配置完成后将配置选项下载到PLC中。

4.2.2在SIMOTION侧建立通信连接

与PLC在NETPRO中创建连接不同，在SIMOTION侧需要调用函数建立连接，通信函数存储于在“Communication”->

“Datatransfer”目录下，函数调用的示例程序参考图16：

图16SIMOTION侧建立TCP连接（客户端）

函数参数解释如下：

SIMOTION端口号，数据类型UINT，在NETPRO中定义为2001。

ServerAddress

PLC的IP地址，数据类型为数组，ARRAY[0..3]OFUSINT，在4个字节中输IP地址，例如192、168、1、112，表示IP地址为192.168.1.112。

ServerPort

PLC的端口号，数据类型UINT，例子程序中在NETPRO定义为2000。

枚举数据类型，元素中包括“IMMEDIATELY”、“WHEN_COMMAND_DONE。

调用函数返回信息，包括调用状态和连接号。

数据类型为结构体（StructRetTcpOpenClient），返回信息参考表2：

表2：

TCP客户端连接函数返回信息

functionResult

状态信息，可以查看通信连接是否建立

connectionId

连接号，用于发送和接收函数的参数赋值

连接函数调用一次，得到连接号后停止调用。

此函数调用需用上升沿信号进行使能。

4.2.3在PLC侧编写通信程序

通信连接建立后，在通信双方需要编写通信函数或通信功能块。

在S7-300PLC侧OB35中（间隔发送）调用发送功能块FC5AG_SEND（“Libraries”->

“StandardLibrary”->

“SIMATIC_NET_CP”->

“CP300”，示例程序如下：

CALL"

AG_SEND"

ACT:

=TRUE

ID:

=1

LADDR:

=W#16#100

SEND:

=P#DB1.DBX0.0BYTE60

LEN:

=60

DONE:

=M1.2

ERROR:

=M1.3

STATUS:

=MW2

通信函数FC5的参数含义：

ACT：

为1触发。

ID：

参考本地CPU连接表中的块参数。

LADDR：

发送区。

最大通信数据为8192字节。

与SIMOTION之间最大4096个字节。

实际发送数据长度。

DONE：

每次发送成功，产生一个上升沿。

ERROR：

错误位。

STATUS：

通讯状态字。

示例程序中S7-300PLC发送DB1中前60个字节。

在通信方CPUOB1中调用接受函数FC6AG_RECV（“Libraries”->

AG_RECV"

RECV:

=P#DB2.DBX0.0BYTE60

NDR:

=M10.1

=M10.2

=MW12

=MW14

通信函数FC6的参数含义：

接收区。

接收区应等于发送区。

每次接收到新数据，产生一个上升沿。

实际接收数据长度。

示例程序中S7-300PLC将接收的数据存储于本地数据区DB2的前60个字节中。

4.2.4在SIMOTION侧编写通信程序

在PLC侧调用发送和接收功能块，在SIMOTION侧相应调用发送和接收函数与之相匹配，通信函数存储于在“Communication”->

“Datatransfer”目录下，发送函数调用的示例程序参考图17，发送函数与PLC的接收功能块相匹配。

图17调用发送函数

ConnectionId

参考_TcpOpenClient函数建立的连接。

发送数据的字节长度，数据类型为UDINT，例子中为60，发送数据区Data中前60个字节。

发送数据区，数据类型为数组，ARRAY[0..4095]OFBYTE。

输出通信状态，数据类型为DINT。

接收函数调用的示例程序参考图18，接收函数与PLC的发送功能块相匹配。

图18调用接收函数

数据接收区，数据类型为数组，ARRAY[0..4095]OFBYTE，最大4096字节。

调用函数返回信息，包括调用状态和接收的字节数量。

数据类型为结构体（StructRetTcpReceive），返回信息参考表3：

表3：

接收函数返回信息

接收状态信息

dataLength

接收字节长度

PLC的接收区和发送区必须与SIMOTION的接收区和发送区相同。

UDP示例程序参考附带文件“SIMOTION_UDP”.ZIP

TCP示例程序参考附带文件“SIMOTION_TCP”.ZIP

上面介绍了SIMOTION与PLCCP343-1的通信，PLC作为数据的服务器，同样SIMOTION也可以作为数据的服务器，只是建立连接的初始化过程不同。

SIMOTION与SIMOTION、SIMOTION与CPUPN接口、SIMOTION与PC机通过VBSOCKET控件之间的通信可以参照上面的例子。

关键词

SIMOTION工业以太网通信