S7-1200 CPU 与S7-300 PN UDP通信
S7-1200 与 S7-300 PN 口之间的以太网通信可以通过 UDP 协议来实现，使用的通信指令是在双方 CPU 调用 T-block ( TCON，TDISCON，TUSEND，TURCV) 指令来实现。通信方式为双边通信，因此 TUSEND 和 TURCV 必须成对出现。
硬件和软件需求及所完成的通信任务
所需条件：
① S7-1200/S7-300(集成PN口) ② STEP7 V11
软件： STEP7 V11 or Higher
所完成的通信任务： ① S7-1200 CPU将通讯数据区 DB4 块中的 10 个字节的数据发送到 S7-300 CPU的接收数据区 DB5 块中。 ② S7-300 CPU将通讯数据区 DB4 块中的 10 个字节的数据发送到 S7-1200 CPU的接收数据区 DB5 块中。
S7-1200 侧通信的编程，连接参数及通信参数的配置
1. 使用 STEP7 V11 软件新建一个项目并完成硬件配置 在 STEP7 V11 的 “Portal 视图” 中选择 “创建新项目” 创建一个新项目。
2. 添加硬件并命名PLC 然后进入 “项目视图”，在“项目树” 下双击 “添加新设备”，在对话框中选择所使用的 S7-1200 CPU添加到机架上，命名为 1200，如图1所示。
为了编程方便，使用 CPU 属性中定义的时钟位，定义方法如下： 在 “项目树” > “1200” > “设备组态” 中，选中 CPU ，然后在下面的属性窗口中，“属性” > “系统和时钟存储器” 下，将系统位定义在 MB1，时钟位定义在 MB0，如图2所示。 时钟位我们主要使用 M0.3，它是以 2Hz 的速率在 0 和 1 之间切换的一个位，可以使用它去自动激活发送任务。
图2. 系统位与时钟位 3. 为 PROFINET 通信口分配以太网地址 在 “设备视图”中点击 CPU 上代表 PROFINET 通信口的绿色小方块，在下方会出现 PROFINET 接口的属性，在 “以太网地址” 下分配 IP 地址为 192.168.0.123 ，子网掩码为255.255.255.0，如图3所示。
图3. 分配IP 地址
4.在 S7-1200 中调用并配置“TCON”、“TUSEND”、“TURCV” 通信指令
① 在 S7-1200 CPU 中调用发送通信指令，进入 “项目树” > “ 1200” > “程序块” > “OB1” 主程序中，从右侧窗口 “指令” > “通讯” > “开放式用户通信”下调用 “TCON” 指令，创建连接，如图4所示。
图4. 调用 TCON 通信指令
② 定义 S7-1200 的 “TCON”连接参数
S7-1200 的 “TCON”指令的连接参数需要在指令下方的属性窗口“属性”> “组态”>“连接参数中”中设置，如图5所示。
图5. 定义 TCON 连接参数
连接参数说明：
端点 | ：可以通过点击选择按钮选择“未指定” ； |
|---|---|
连接类型 | ：选择通信协议为 UDP； |
连接 ID | ：连接的地址 ID 号，这个 ID 号在后面的编程里会用到； |
连接数据 | ：点击新建自动生成该数据块； |
主动建立连接 | ：此功能在UDP连接时，不能选择； |
地址详细信息 | ：定义本地通信的端口号为：2001。 |
③创建并定义 S7-1200 的发送数据区 DB4 块
通过“项目树”>“1200”>“程序块”>“添加新块”，选择“数据块” 创建 DB4 块，选择“标准-与S7-300/400 兼容”，点击“确定”键，定义发送数据区为 101 个字节的数组，如图6所示，结果如图7所示。
图6. 创建发送数据区 DB 块
图7. 定义发送数据区为字节类型的数组 101 字节
④ 定义 UDP 连接参数数据块
通过“项目树”>“1200”>“程序块”>“添加新块”，选择“数据块” 创建 DB 块，然后在右侧“类型”中选择“TADDR_Param”，如图8所示。
图8. 创建 UDP 连接参数数据块
创建完 DB 块后，可以在 DB 块内，设置通讯伙伴的IP地址与端口号（如对方 300pn CPU 的 IP：192.168.0.45，端口号：2000），如图9所示。
图9. UDP 连接详细参数
⑤调用 “TUSEND” 在 OB1 内调用 发送 10 个字节数据到 300pn 中 进入 “项目树” > “1200” > “程序块” > “OB1 ” 主程序中，从右侧窗口 “指令” > “通讯” > “开放式用户通信”下调用 “TUSEND” 指令，配置接口参数，如图10所示。
图10. 定义 TUSEND 接口参数 参数说明： 输入接口参数：
REQ | ：= %M0.3 | // 使用 2Hz 的时钟脉冲，上升沿激活发送任务； |
|---|---|---|
ID | : = 1 | // 创建连接ID； |
LEN | ：= 10 | // 发送数据长度； |
DATA | ：= P#DB4.DBX0.0 BYTE 10 | // 发送数据区的数据，使用指针寻址时，DB块要选用绝对寻址； |
ADDR | : = �3 | // UDP通讯伙伴的连接参数，包括对方IP地址及端口； |
输出接口参数：
DONE | ：= %M11.0 | // 任务执行完成并且没有错误，该位置 1； |
|---|---|---|
BUSY | ：= %M11.1 | // 该位为 1，代表任务未完成，不能激活新任务； |
ERROR | ：= %M11.2 | // 通信过程中有错误发生，该位置 1； |
STATUS | ：= %MW22 | // 有错误发生时，会显示错位信息号。 |
⑥创建并定义 S7-1200 的接收数据区 DB5 块。 通过“项目树”>“1200”>“程序块”>“添加新块”，选择“数据块” 创建 DB5 块，选择“标准-与S7-300/400 兼容”，点击“确定”键，定义接收数据区为 101 个字节的数组，如图11所示，结果如图12所示。
图11. 创建接收数据区 DB5 块
图12. 定义接收数据区为字节类型的数组
⑦将 “TURCV” 在 OB1 内调用 进入 “项目树” > “1200” > “程序块” > “OB1 ” 主程序中，从右侧窗口 “指令” > “通讯” > “开放式用户通信”下调用 “TURCV” 指令，配置接口参数，如图13所示。
图13. 调用 TURCV 指令并配置接口参数
参数说明： 输入接口参数：
EN_R | ：= M14.0 | // 准备好接收数据 M14.0=TRUE； |
|---|---|---|
ID | ：= 1 | // 连接号，使用的是 TCON 的连接参数中 ID号； |
LEN | ：= 10 | // 接收数据长度为 10 个字节； |
DATA | ：= P#DB5.DBX0.0 BYTE 10 | // 接收数据区的地址； |
ADDR | : = �3 | // UDP通讯伙伴的连接参数，包括对方IP地址及端口； |
输出接口参数：
NDR | ：= %M12.0 | // 该位为 1，接收任务成功完成； |
|---|---|---|
BUSY | ：= %M12.1 | // 该位为 1，代表任务未完成，不能激活新任务； |
ERROR | ：= %M12.2 | // 通信过程中有错误发生，该位置 1； |
STATUS | ：= %MW24 | // 有错误发生时，会显示错误信息号； |
RCVD_LEN | ：= %MW26 | // 实际接收数据的字节数。 |
配置完连接并编译存盘。
S7-300pn 侧通信的编程，连接参数及通信参数的配置，测试结果
1. 使用 STEP7 V11 软件添加新设备并命名 300pn 然后进入 “项目视图”，在“项目树” 下双击 “添加新设备”，在对话框中选择所使用的 S7-300 CPU 添加到机架上，命名为 300pn，如图14所示。
图14. 添加新设备
为了编程方便，使用 CPU 属性中定义的时钟位，定义方法如下： 在 “项目树” > “300pn” > “设备组态” 中，选中 CPU ，然后在下面的属性窗口中，“属性” > “时钟存储器” 下时钟位定义在 MB0，如图15所示。 时钟位我们主要使用 M0.3，它是以 2Hz 的速率在 0 和 1 之间切换的一个位，可以使用它去自动激活发送任务。
图15. 时钟存储位
2. 为 PROFINET 通信口分配以太网地址 在 “设备视图”中点击 CPU 上代表 PROFINET 通信口的绿色小方块，在下方会出现 PROFINET 接口的属性，在 “以太网地址” 下分配 IP 地址为 192.168.0.45，子网掩码为255.255.255.0，如图16所示。
图16. 分配IP 地址
3. 创建 CPU之间的逻辑网络连接 在项目树 “项目树”>“设备和网络” >“网络视图” 视图下，创建两个设备的连接。用鼠标点中 S7-1200 上的PROFINET通信口的绿色小方框，然后拖拽出一条线，到另外一个 317-2PN 上的PROFINET通信口上，松开鼠标，连接就建立起来了，如图17所示。
图17. 建立两个 CPU的逻辑连接
4.在 S7-300 中调用并配置“TCON”、“TSEND”、“T_RCV” 通信指令
① 在S7-300 CPU 中调用发送通信指令，进入 “项目树” > “ 300pn” > “程序块” > “OB1” 主程序中，从右侧窗口 “指令” > “通讯” > “开放式用户通信”下调用 “TCON” 指令，创建连接，如图18所示。
图18. 调用 TCON 通信指令
② 定义 S7-300 的 “TCON”连接参数
S7-300 的 “TCON”指令的连接参数需要在指令下方的属性窗口“属性”> “组态”>“连接参数中”中设置，如图19所示。
图19. 定义 TCON 连接参数
连接参数说明：
端点 | ：可以通过点击选择按钮选择“未指定” ； |
|---|---|
连接类型 | ：选择通信协议为 UDP； |
连接 ID | ：连接的地址 ID 号，这个 ID 号在后面的编程里会用到； |
连接数据 | ：点击新建自动生成该数据块； |
主动建立连接 | ：此功能在UDP连接时，不能选择； |
地址详细信息 | ：定义本地通信的端口号为：2000。 |
③创建并定义 S7-300 的发送数据区 DB4 块
通过“项目树”>“300pn”>“程序块”>“添加新块”，选择“数据块” 创建 DB4 块，点击“确定”键，定义发送数据区为 101 个字节的数组，如图20所示，结果如图21所示。
图20. 创建发送数据区 DB 块
图21. 定义发送数据区为字节类型的数组 101 字节
④ 定义 UDP 连接参数数据块
通过“项目树”>“300pn”>“程序块”>“添加新块”，选择“数据块” 创建 DB 块，然后在右侧“类型”中选择“TADDR_PAR”，如图22所示。
图22. 创建 UDP 连接参数数据块
创建完 DB 块后，可以在 DB 块内，设置通讯伙伴的IP地址与端口号（如对方1200 CPU 的 IP：192.168.0.123，端口号：2001），如图23所示。
图23. UDP 连接详细参数
⑤将 “TUSEND” 在 OB1 内调用 发送 10 个字节数据到 1200 中 进入 “项目树” > “300pn” > “程序块” > “OB1 ” 主程序中，从右侧窗口 “指令” > “通讯” > “开放式用户通信”下调用 “TUSEND” 指令，配置接口参数，如图24所示。
图24. 定义 TUSEND 接口参数
参数说明： 输入接口参数：
REQ | ：= %M0.3 | // 使用 2Hz 的时钟脉冲，上升沿激活发送任务； |
|---|---|---|
ID | : = w#16#0001 | // 创建连接ID； |
LEN | ：= 10 | // 发送数据长度； |
DATA | ：= P#DB4.DBX0.0 BYTE 10 | // 发送数据区的数据； |
ADDR | : =p#DB6.DBX0.0 BYTE 8 | // UDP通讯伙伴的连接参数，包括对方IP地址及端口，使用指针寻址； |
输出接口参数：
DONE | ：= %M13.0 | // 任务执行完成并且没有错误，该位置 1； |
|---|---|---|
BUSY | ：= %M13.1 | // 该位为 1，代表任务未完成，不能激活新任务； |
ERROR | ：= %M13.2 | // 通信过程中有错误发生，该位置 1； |
STATUS | ：= %MW22 | // 有错误发生时，会显示错位信息号。 |
⑥创建并定义 S7-300 的接收数据区 DB5 块。 通过“项目树”>“300pn”>“程序块”>“添加新块”，选择“数据块” 创建 DB5 块，点击“确定”键，定义接收数据区为 101 个字节的数组，如图25所示，结果如图26所示。
图25. 创建接收数据区 DB5 块
图26. 定义接收数据区为字节类型的数组
⑦将 “TURCV” 在 OB1 内调用 进入 “项目树” > “300pn” > “程序块” > “OB1 ” 主程序中，从右侧窗口 “指令” > “通讯” > “开放式用户通信”下调用 “TURCV” 指令，配置接口参数，如图27所示。
图27. 调用 TURCV 指令并配置接口参数
参数说明： 输入接口参数：
EN_R | ：= M14.0 | // 准备好接收数据 M14.0=TRUE； |
|---|---|---|
ID | ：= W#16#0001 | // 连接号，使用的是 TCON 的连接参数中 ID号； |
LEN | ：= 10 | // 接收数据长度为 10 个字节； |
DATA | ：= P#DB5.DBX0.0 BYTE 10 | // 接收数据区的地址； |
ADDR | : =p#DB6.DBX0.0 BYTE 8 | // UDP通讯伙伴的连接参数，包括对方IP地址及端口，使用指针寻址； |
输出接口参数：
NDR | ：= %M12.0 | // 该位为 1，接收任务成功完成； |
|---|---|---|
BUSY | ：= %M12.1 | // 该位为 1，代表任务未完成，不能激活新任务； |
ERROR | ：= %M12.2 | // 通信过程中有错误发生，该位置 1； |
STATUS | ：= %MW24 | // 有错误发生时，会显示错误信息号； |
RCVD_LEN | ：= %MW26 | // 实际接收数据的字节数。 |
配置完连接并编译存盘。
下载硬件组态及程序并监控通信结果
下载两个 CPU 中的所有硬件组态及程序，实现 两个 CPU 之间数据交换，监控结果如图28所示。
图28. 监控结果
