西门子S7-200SMART TCP通信

2018年8月5日17:39:18 发表评论 6,974 阅读

TCP 协议通讯

TCP是一个因特网核心协议。在通过以太网通信的主机上运行的应用程序之间,TCP 提供了可靠、有序并能够进行错误校验的消息发送功能。TCP 能保证接收和发送的所有字节内容和顺序完全相同。TCP 协议在主动设备(发起连接的设备)和被动设备(接受连接的设备)之间创建连接。一旦连接建立,任一方均可发起数据传送。

TCP协议是一种"流"协议。这意味着消息中不存在结束标志。所有接收到的消息均被认为是数据流的一部分。

S7 200 SMART与之间的TCP通讯可以通过两边调用OUC(开放式用户通讯)指令库中的TCP_CONNECT、TCP_SEND、TCP_RECV、DISCONNECT指令来实现。

 

图1.开放式用户通讯库

开放式用户通信库需要使用 50 个字节的 V 存储器。

开放式的用户通讯连接资源包括8个主动连接和8个被动连接。

只可从主程序或中断例程中调用库函数,但不可同时从这两个程序中调用。

所需条件:

1、软件版本:STEP 7-Micro/WIN SMART V2.2

2、SMART CPU固件版本:V2.2

3、通讯硬件:TP电缆(以太网电缆)

所完成的通讯任务:

将作为客户端的PLC(IP地址为192.168.0.101)中VB0-VB3的数据传送到作为服务器端的PLC(IP地址为192.168.0.102)的VB2000-VB2003中。

S7-200 SMART 客户端编程

1、设置本机IP地址

在客户端设置IP地址为192.168.0.101

 

图2.设置IP地址

2、建立TCP连接

调用TCP_CONNECT指令建立TCP连接。设置连接伙伴地址为192.168.0.102,远端端口为2001,本地端口为5000,连接标识ID为1。利用SM0.0使能Active,设置为主动连接。

 

图3.调用TCP_CONNECT指令

指令的参数

输入参数:

EN :使能输入

Req:沿触发

Active :TURE=主动连接(客户端)

FALSE=被动连接(服务器)

ConnID:连接ID为连接标识符,可能范围为0-65534。

IPaddr1 ... IPaddr4 :IP 地址的四个八位字节。IPaddr1 是 IP 地址的最高有效字节,IPaddr4 是 IP 地址的最低有效字节。

RemPort:远程设备上的端口号。远程端口号范围为 1 到 49151。对于被动连接,可使用零。

LocPort :本地设备端口号。范围为1-49151,但是存在一些限制。

本地端口号的规则如下:

  • 有效端口号范围为 1 到 49151。
  • 不能使用端口号 20、21、25、80、102、135、161、162、443以及34962至34964。这些端口具有特定用途。
  • 建议采用的端口号范围为 2000 到 5000。
  • 对于被动连接,本地端口号必须唯一(不重复)。

输出参数:

Done:当连接操作完成且没有错误时,指令置位 Done 输出。

Busy: 当连接操作正在进行时,指令置位 Busy 输出。

Error:当连接操作完成但发生错误时,指令置位 Error 输出。

Status:如果指令置位 Error 输出,Status 输出会显示错误代码。具体错误代码对应详见手册。如果指令置位 Busy 或 Done 输出,Status 为零(无错误)。

 

3、调用发送数据指令TCP_SEND

调用TCP_SEND指令发送以VB0为起始,数据长度为DataLen长度的数据发送到连接ID为1指定的远程设备。

利用1HZ的时钟上升沿触发发送请求。

 

图4.调用TCP_SEND指令

指令的参数

输入参数:

EN :使能输入

Req:沿触发

ConnID:连接 ID (ConnID) 是此发送操作的连接ID号。

DataLen :DataLen 是要发送的字节数(1 到 1024)。

DataPtr:DataPtr 是指向待发送数据的指针。

输出参数:

Done:当连接操作完成且没有错误时,指令置位 Done 输出。

Busy: 当连接操作正在进行时,指令置位 Busy 输出。

Error:当连接操作完成但发生错误时,指令置位 Error 输出。

Status:如果指令置位 Error 输出,Status 输出会显示错误代码。具体错误代码对应详见手册。如果指令置位 Busy 或 Done 输出,Status 为零(无错误)。

 

4、终止通讯连接

用户可通过DISCONNECT指令终止指定ID的连接。

图5.调用DISCONNECT指令

参数说明:

输入参数

EN :使能

Req:沿触发指令。

输出参数:

Done:当连接操作完成且没有错误时,指令置位 Done 输出。

Busy: 当连接操作正在进行时,指令置位 Busy 输出。

Error:当连接操作完成但发生错误时,指令置位 Error 输出。

Status:如果指令置位 Error 输出,Status 输出会显示错误代码。具体错误代码对应详见手册。如果指令置位 Busy 或 Done 输出,Status 为零(无错误)。

 

5、分配库存储区

开放式用户通信库需要使用 50 个字节的 V 存储器,用户需手动分配 。在指令树的程序中,以鼠标右键单击程序块,在弹出的快捷菜单中选择库存储器。如图所示:

图6.库存储器

在弹出的选项卡中设置库指令数据区:

 

图7.分配地址

S7-200 SMART 服务器端编程

1、设置本机IP地址

设置IP地址为192.168.0.102

 

图8.设置本机IP地址

 

2、建立TCP连接

调用TCP_CONNECT指令建立TCP连接。设置连接伙伴地址为192.168.0.101,远端端口为5000,本地端口为2001,连接标识ID为1。利用SM0.0常闭点使能Active,设置为被动连接。

 

图9.调用TCP_CONNECT指令

3、接收数据

调用TCP_RECV指令接收指定ID连接的的数据。接收的缓冲区长度为MaxLen,数据接收缓冲区以VB2000为起始。

图11.调用TCP_RECV指令

监控结果

其中客户端的VW1000是发送的数据长度,服务器端的vw1000是接收的数据长度。

图12.监控结果

例程

为了更好地理解 TCP的编程,可参考下面的例程。

注意:

1. 该例程使用 STEP 7-Micro/WIN SMART 编写。

2.在建立连接时需先触发服务器端的建立连接指令,再触发客户端。

TCP客户端程序

TCP服务器端程序

注意:

 

此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险完全由用户自行承担。由于它是免费的,所以不提供任何担保,错误纠正和热线支持,用户不必为 此联系西门子技术支持与服务部门。

S7-200 SMART 与调试助手之间 TCP 通信

TCP 协议通信

TCP 通信为面向连接的通信,需要双方都调用指令以建立连接及交换数据。S7-200 SMART 与 TCP&UDP Debug通过 TCP 通信,在 TCP&UDP Debug建立客户端或服务器,在 S7-200 SMART 调用 Open User Communication 库指令( TCP_CONNECT,DISCONNECT,TCP_SEND,TCP_RECV) 。

客户端:主动建立连接,可以理解为主站 ; 服务器:被动建立连接,可以理解为从站。

注意:

S7-200 SMART 在 CPU 硬件固件及编程软件版本均升级到 V2.2 之后才开始支持开放式通信。编程软件版本低于V2.2,无 Open User Communication 库指令;硬件固件低于 V2.2,硬件不支持开放式通信协议。

S7-200 SMART TCP 连接资源:8个主动连接资源,8个被动连接资源

S7-200 SMART TCP 通信数据量:1024 字节

 

硬件和软件需求及所完成的通信任务

硬件:
① PC (带以太网卡)(IP 地址 192.168.0.254 ;子网掩码 255.255.255.0)
② S7-200 SMART CPU (固件版本V2.2) ( IP 地址 192.168.0.20 ;子网掩码 255.255.255.0)
③ TP 以太网电缆
软件:
① TCP&UDP Debug
② STEP 7 Micro/WIN SMART ( 软件版本 V2.2 )
所完成的通信任务:
① TCP&UDP Debug 发送 10 个字节数据: -->( S7- 200 SMART 侧 ) VB2000~VB2009
② TCP&UDP Debug 接收 10 个字节数据: <-- ( S7-200 SMART 侧 )
VB0~VB9

TCP&UDP Debug设置(客户端设置)

1. 打开TCP&UDP Debug软件

2. 右键“客户端模式”---“创建连接”

如图1所示,创建连接

 

图1.创建连接

① 选择连接类型:TCP
② 填写S7-200 SMART的IP地址及端口号
③ 设置PC的端口号
④ 单击创建

3. 右键“客户端模式”----“连接”

 

图2. 建立连接

① 蓝色圆点:未建立连接;黄色三角箭头:正在建立连接;绿色三角箭头:连接建立成功;
② 勾选“自动连接”后,点击连接按钮。

TCP&UDP Debug设置(服务器设置)

1. 打开TCP&UDP Debug软件

2. 右键“服务器模式”---“创建服务器”

图3. 创建服务器

① 选择PC的端口号后,点击确定

3. 右键“服务器模式”----“启动服务器”

图4. 启动服务器

S7-200 SMART侧编程

1.打开STEP 7 Micro/WIN SMART>项目树>指令树>库>Open User Communication ,调用TCP_CONNECT,如图5、图6所示。

图5. 开放式以太网通讯指令库

图6. TCP连接块

表1. 引脚说明

TCP_CONNECT
//调用TCP_CONNECT
EN
:SM0.0
//使能输入
Req
:V6010.0
//如果 Req = TRUE,CPU 启动连接操作。如果 Req = FALSE,则输出显示连接的当前状态。使用上升沿触发
Active
:SM0.0闭点
//TRUE = 主动连接 ;FALSE = 被动连接
ConnID
:1
// CPU 使用连接 ID (ConnID) 为其它指令标识该连接。可能的 ConnID 范围为 0 到 65534。
IPaddr1~4
:0~0
//IPaddr1 是 IP 地址的最高有效字节,IPaddr4 是 IP 地址的最低有效字节。服务器侧IP地址写0,表示接收所有请求
RemPort
:0
//RemPort 是远程设备上的端口号。远程端口号范围为 1 到 49151。对于被动连接,使用零。
LocPort
:2000
// LocPort 是本地设备上的端口号。本地端口号范围为 1 到 49151,但存在一些限制。
DONE
:V6000.0
// 当连接操作完成且没有错误时,指令置位 Done 输出。
BUSY
:V6000.1
// 当连接操作正在进行时,指令置位 Busy 输出。
ERROR
:V6000.2
// 当连接操作完成但发生错误时,指令置位 Error 输出
STATUS
:VB6002
// 如果指令置位 Error 输出,Status 输出会显示错误代码。如果指令置位 Busy 或 Done 输出,Status 为零(无错误)

2.调用TCP_SEND 和 TCP_RCV 指令,如图7、图8所示。

图7. TCP发送块

表2.引脚说明

CALL TCP_SEND
//调用TCP_SEND
EN
:SM0.5
//使能输入
Req
:SM0.5
//如果 Req = TRUE,CPU 启动发送操作。如果 Req = FALSE,则输出显示发送操作的当前状态。
ConnID
:1
//连接 ID (ConnID) 是此发送操作所用连接的编号。使用您为 TCP_CONNECT 操作选择的 ConnID。
DataLen
:10
//DataLen 是要发送的字节数(1 到 1024)。
DataPtr
:&VB0
//DataPtr 是指向待发送数据的指针。这是指向 I、Q、M 或 V 存储器的 S7-200 SMART 指针(例如,&VB100)。
Done
:V6000.6
// 当连接操作完成且没有错误时,指令置位 Done 输出。
Busy
:V6000.7
// 当连接操作正在进行时,指令置位 Busy 输出。
Error
:V6001.0
// 当连接操作完成但发生错误时,指令置位 Error 输出。
Status
:VB6004
// 如果指令置位 Error 输出,Status 输出会显示错误代码。如果指令置位 Busy 或 Done 输出,Status 为零(无错误)

图8. 发TCP接收块

表3. 引脚说明

CALL TCP_RECV
//调用TCP_RECV
EN
:SM0.0
//使能输入,常1接收
ConnID
:1
//CPU 将连接 ID (ConnID) 用于此接收操作(连接过程中定义)。
MaxLen
:10
// MaxLen 是要接收的最大字节数(例如,DataPt 中缓冲区的大小(1 到 1024))。
DataPtr
:&VB2000
// DataPtr 是指向接收数据存储位置的指针。这是指向 I、Q、M 或 V 存储器的 S7-200 SMART 指针(例如,&VB100)
Done
:V6001.1
//当接收操作完成且没有错误时,指令置位 Done 输出。当指令置位 Done 输出时,Length 输出有效。
Busy
:V6001.2
// 当接收操作正在进行时,指令置位 Busy 输出。
Error
:V6001.3
// 当接收操作完成但发生错误时,指令置位 Error 输出
Status
:VB6005
// 如果指令置位 Error 输出,Status 输出会显示错误代码。如果指令置位 Busy 或 Done 输出,Status 为零(无错误)。
Length
:VW6006
//Length 是实际接收的字节数。

3.分配库存储区,如图9 所示。

图9. 分配库存储区

注意:为保证指令库可以正常工作,分配库存储区的时候,一定不能与程序中使用的其他 V 区地址重叠!!

通信结果

以S7-200 SMART做服务器为例。将 S7-200 SMART 项目编译,下载并触发建立连接;在TCP&UDP Debug中点击连接。

通信结果如下:

图10. 测试结果

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