西門(mén)子模塊6ES7322-5FF00-0AB0

產(chǎn)品基本常識(shí) 1. 人機(jī)界面產(chǎn)品的定義

1.連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備，利用顯示屏顯示，通過(guò)輸入單元（如觸摸屏、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等）寫(xiě)入工作參數(shù)或輸入操作命令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備,由硬件和軟件兩部分組成。HMI為英文Human-Machine Interface的縮寫(xiě)。

2. 人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品的組成及工作原理 人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級(jí)不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運(yùn)行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行于PC機(jī)Windows操作系統(tǒng)下的畫(huà)面組態(tài)軟件（如JB－HMI畫(huà)面組態(tài)軟件）。使用者都必須先使用HMI的畫(huà)面組態(tài)軟件制作“工程文件"，再通過(guò)PC機(jī)和HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件"下載到HMI的處理器中運(yùn)行。 圖1 人機(jī)界面硬件構(gòu)成 圖2 人機(jī)界面軟件構(gòu)成

3. 人機(jī)界面產(chǎn)品的基本功能及選型指標(biāo)
基本功能： 設(shè)備工作狀態(tài)顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線(xiàn)等；
數(shù)據(jù)、文字輸入操作，打印輸出；
生產(chǎn)配方存儲(chǔ)，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄；
簡(jiǎn)單的邏輯和數(shù)值運(yùn)算；
可連接多種工業(yè)控制設(shè)備組網(wǎng)。
選型指標(biāo)： 顯示屏尺寸及色彩，分辨率；
HMI的處理器速度性能；
輸入方式：觸摸屏或薄膜鍵盤(pán)；
畫(huà)面存貯容量，注意廠(chǎng)商標(biāo)注的容量單位是字節(jié)（byte）、還是位（bit）；
通訊口種類(lèi)及數(shù)量，是否支持打印功能。

4. 人機(jī)界面產(chǎn)品分類(lèi) 薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小于5.7ˊ，畫(huà)面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬初級(jí)產(chǎn)品。如POP－HMI 小型人機(jī)界面；
觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為5.7ˊ～12.1ˊ，畫(huà)面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬中級(jí)產(chǎn)品；
基于平板PC計(jì)算機(jī)的、多種通訊口的、高性能HMI，顯示尺寸大于10.4ˊ，畫(huà)面組態(tài)軟件收費(fèi)，屬產(chǎn)品。

5. 人機(jī)界面的使用方法 明確監(jiān)控任務(wù)要求，選擇適合的HMI產(chǎn)品；

 監(jiān)控通信結(jié)果
對(duì)S7-1200和S7-300都組態(tài)和編程后，下載所有組態(tài)及程序并搭建好網(wǎng)絡(luò)后，首先在在S7-1200中將M8.0置位為1，然后再在S7-300中將M8.0置位為1，兩個(gè)站的“TCON" 被激活，建立兩個(gè)站之間的ISO on TCP連接。
連接正常建立后，即可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。在S7-1200和S7-300站中將 "TRCV" 功能塊的EN_R置位為1，使能接收，監(jiān)控通信結(jié)果如圖26所示。
通過(guò)監(jiān)控結(jié)果可以看到，S7-1200中發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB3的8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)被發(fā)送到S7-300站的DB3中，同時(shí)，S7-300的DB3中接收到的數(shù)據(jù)又被發(fā)送到S7-1200的接收數(shù)據(jù)塊DB4中。

圖26 在線(xiàn)監(jiān)控通信結(jié)果

1.概述

1.1 S7-1200 的PROFINET 通信口
S7-1200 CPU 本體上集成了一個(gè) PROFINET 通信口，支持以太網(wǎng)和基于 TCP/IP 的通信標(biāo)準(zhǔn)。使用這個(gè)通信口可以實(shí)現(xiàn) S7-1200 CPU 與編程設(shè)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(gè)PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口，支持電纜交叉自適應(yīng)，因此一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的或是交叉的以太網(wǎng)線(xiàn)都可以用于這個(gè)接口。

1.2 S7-1200支持的協(xié)議和zui大的連接資源

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

通信口所支持的zui大通信連接數(shù)
S7-1200 CPU PROFINET 通信口所支持的zui大通信連接數(shù)如下：
• 3個(gè)連接用于HMI (觸摸屏) 與 CPU 的通信
• 1個(gè)連接用于編程設(shè)備（PG）與 CPU 的通信
• 8個(gè)連接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP) 的編程通信，使用T-block 指令來(lái)實(shí)現(xiàn)
• 3個(gè)連接用于S7 通信的服務(wù)器端連接，可以實(shí)現(xiàn)與S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太網(wǎng)S7 通信
S7-1200 CPU可以同時(shí)支持以上15個(gè)通信連接，這些連接數(shù)是固定不變的，不能自定義。

TCP（Transport Connection Protocol）
TCP是由 RFC 793描述的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以在通信對(duì)象間建立穩(wěn)定、安全的服務(wù)連接。如果數(shù)據(jù)用TCP協(xié)議來(lái)傳輸，傳輸?shù)男问绞菙?shù)據(jù)流，沒(méi)有傳輸長(zhǎng)度及信息幀的起始、結(jié)束信息。在以數(shù)據(jù)流的方式傳輸時(shí)接收方不知道一 條信息的結(jié)束和下一條信息的開(kāi)始。因此，發(fā)送方必須確定信息的結(jié)構(gòu)讓接收方能夠識(shí)別 。在多數(shù)情況下TCP應(yīng)用了IP (Internet protocol) ，也就是“TCP/IP 協(xié)議"， 它位于 ISO-OSI 參考模型的第四層。
協(xié)議的特點(diǎn)：
• 與硬件綁定的高效通信協(xié)議
• 適合傳輸中等到大量的數(shù)據(jù) (<=8192 bytes)
• 為大多數(shù)設(shè)備應(yīng)用提供
– 錯(cuò)誤恢復(fù)
– 流控制
– 可靠性
• 一個(gè)基于連接的協(xié)議
• 可以靈活的與支持TCP協(xié)議的第三方設(shè)備通信
• 具有路由兼容性
• 只可使用靜態(tài)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
• 有確認(rèn)機(jī)制
• 使用端口號(hào)進(jìn)行應(yīng)用尋址
• 大多數(shù)應(yīng)用協(xié)議，如NET、FTP都使用TCP
• 使用 SEND/RECEIVE 編程接口進(jìn)行數(shù)據(jù)管理需要編程來(lái)實(shí)現(xiàn)

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(wǎng)卡）
④ TP以太網(wǎng)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(guò)ISO on TCP 通信，需要在雙方都建立連接，連接對(duì)象選擇“Unspecified"。
所完成的通信任務(wù)為：
① S7-1200將DB3里的100個(gè)字節(jié)發(fā)送到S7-300的DB2中
② S7-300將輸入數(shù)據(jù)IB0發(fā)送給S7-1200的輸出數(shù)據(jù)區(qū)QB0。

2.1 S7-1200 CPU 的組態(tài)編程
組態(tài)編程過(guò)程與 S7-1200 CPU 之間的通信基本相似 （見(jiàn) 6.3 ），這里簡(jiǎn)單描述一下步驟：
① 使用STEP 7 Basic V10.5 軟件新建一個(gè)項(xiàng)目
在STEP 7 Basic 的“Portal View"中選擇 “Create new project"創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目
② 添加新設(shè)備
然后進(jìn)入“Project view"，在“Project tree"下雙擊“Add new device"，在對(duì)話(huà)框中選擇所使用的S7-1200 CPU添加到機(jī)架上，命名為 PLC_1。
③ 為 PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址
在“Device View"中點(diǎn)擊 CPU 上代表PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會(huì)出現(xiàn)PROFINET 接口的屬性，在 “Ethernet addresses"下分配IP 地址為 192.168.0.1 ，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。
④ 在 S7-1200 CPU 中調(diào)用“TSEND_C"通信指令并配置連接參數(shù)和塊參數(shù)
在主程序中調(diào)用發(fā)送通信指令，進(jìn)入“Project tree" > “ PLC_1">“Program blocks">“Main"主程序中，從右側(cè)窗口“Instructions"> “Extended Instructions">“Communications"下調(diào)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(kāi)顯示所有接口參數(shù)。
然后，創(chuàng)建并定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB 塊。通過(guò)“Project tree">“ PLC_1"> “Program blocks" >“Add new block" ，選擇 “Data block"創(chuàng)建 DB 塊，選擇尋址，點(diǎn)擊“OK"鍵，定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為 100個(gè)字節(jié)的數(shù)組。
根據(jù)所使用的參數(shù)創(chuàng)建符號(hào)表，如圖1所示。
配置連接參數(shù)，如圖2所示。
配置塊接口參數(shù)，如圖3所示。

圖1 創(chuàng)建所使用參數(shù)的符號(hào)表圖PLC tag

圖2 配置連接參數(shù)

圖3 配置 TSEND_C 塊參數(shù)

⑤ 調(diào)用“TRCV"通信指令并配置塊參數(shù)如圖6 47所示。
因?yàn)榕c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(hào)，如圖4所示。

圖4 配置 T_RCV 塊參數(shù)

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(gè)項(xiàng)目并進(jìn)行硬件組態(tài)
創(chuàng)建完新項(xiàng)目，在項(xiàng)目的窗口下，右鍵菜單里，選擇“Insert New Object">“SIMATIC 300 Station" ，插入一個(gè)S7-300 站。
為了編程方便，我們使用時(shí)鐘脈沖激活通信任務(wù)，在CPU的“Properties"＞“Cycle/Clock Memory"中設(shè)置，如圖5所示。

圖5 設(shè)置時(shí)鐘脈沖

每一個(gè)時(shí)鐘位都按照不同的周期／頻率在０和１之間切換變化，見(jiàn)表1。
表1：時(shí)鐘位頻率

② 配置以太網(wǎng)模塊
進(jìn)入“HW Config"中，組態(tài)所使用的 CPU 及“CP343-1"模板。并新建以態(tài)網(wǎng) Ethernet (1) ，配置“CP343-1"模板IP 地址為：192.168.0.2，子網(wǎng)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(pán)并下載所有硬件組態(tài)。

圖6 S7-300 硬件配置

③ 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
打開(kāi) “NetPro" 配置網(wǎng)絡(luò)，選中 CPU，在連接列表里建立新的連接并選擇連接對(duì)象和通信協(xié)議，如圖7所示。

　
圖7 創(chuàng)建新的連接并選擇 ISO-on-TCP 協(xié)議

這時(shí)會(huì)跳出通用信息，如圖8所示。

圖8 通用信息

然后，進(jìn)入“Addresses"配置通信雙方的IP 地址及TSAP 地址，如圖9所示。