6RY1703-0AA00西門子控制板CUD1板6RY1703-0AA00
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西門子模塊6ES7431-0HH00-0AB0
![]() | 6ES7431-0HH00-0AB0 SIMATIC S7-400,模擬量輸入SM 431,非隔離16 AI,分辨率13位,+/-10V,+/-20MA,4 - 20MA,20 MS模塊升級 |
SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司
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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站發(fā)送到多個伙伴站。
組播消息由一個特殊的組播地址發(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)的性能會下降。因?yàn)槊總€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zui先被篩選出來,并立即丟掉所有無用的消息(例如,ARP請求),以防止廣播消息對其他鏈路產(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。這樣只激活了一個特定組,通訊處理器仍然繼續(xù)過濾網(wǎng)絡(luò)中其它廣播消息。每個已組態(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)送的信息沒有任何安全機(jī)制(應(yīng)答)。
IP組播信息可以通過路由器發(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)送的消息沒有應(yīng)答。例如如果將一個消息發(fā)送給100個伙伴,然后同時(shí)到達(dá)100個確認(rèn)(一個伙伴一個確認(rèn)),發(fā)送方模塊無法評估如此泛洪的數(shù)據(jù)。
組態(tài)多點(diǎn)傳輸連接:
- 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 在UDP鏈接的屬性對話框中,打開“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IP地址范圍發(fā)送的消息會作為組播消息被每個模塊識別。IP地址范圍是專門通過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??捎玫腎P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
如果組播信息到達(dá)了控制器,只有端口號碼是相關(guān)的。
只有一個組播鏈接能在兩個站之間組態(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。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)。
站 1 | 站 2 | |
---|---|---|
IP 地址 | 140.90.36.1 | 140.90.37.1 |
組播組 | 224.0.1.0 | 224.0.1.0 |
本地端口 | 2000 | 2000 |
遠(yuǎn)程端口 | 2000 | 2000 |
表1
考慮在LAN上組播地址的選擇
通過組播,3個低字節(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各自的控制器。此外,*個被復(fù)制的地址的字節(jié)的zui高位會被忽略而且總是為0。在LAN上的信息中。
被創(chuàng)建的MAC地址也會zui為可見的目標(biāo)MAC地址。
從 站1 發(fā)送到 站2 的組播信息。
站 1 | 站 2 | 站 3 | |
---|---|---|---|
IP地址 | 140.90.36.1 | 140.90.37.1 | 140.90.38.1 |
組播組 | 224.0.1.0 | 224.0.1.0 | 225.0.1.0 |
本地端口 | 8000 | 8000 | 8000 |
遠(yuǎn)程端口 | 8000 | 8000 | 8000 |
表 2
當(dāng)站1和站2在同一個組播組,并且所有端口號都相同,無限制的雙向數(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,這是由于IGMP協(xié)議在互聯(lián)網(wǎng)上提供IP組播。IP組播會同時(shí)分布信息給在同一IP地址下的多個站。組播組的管理發(fā)生在路由器中,會直接與組播組的接收器連接。IGMP協(xié)議提供下面這個功能: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。
站 | CPU的集成接口 | 通訊模塊(CM) | 通訊處理器(CP) | |||
---|---|---|---|---|---|---|
組播 | 廣播 | 組播 | 廣播 | 組播 | 廣播 | |
S7-1200 | 無 | 發(fā)送1) / 接收 | CM 不支持 | CM 支持 | 無 | 無 |
S7-1500 | 無 | 發(fā)送1) / 接收 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 / 接收 |
表 3
1) 不支持通過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。
模塊 | 訂貨號 | 固件版本 | 組播 | 廣播 |
---|---|---|---|---|
CP 343-1 PN | 6GK7343-1HX00-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Standard | 6GK7343-1EX10-0XE0 | V2.1 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 ERPC | 6GK7343-1FX10-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 BACNET | 6FL4343-1CX10-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Lean | 6GK7343-1CX10-0XE0 | V2.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Standard | 6GK7343-1EX11-0XE0 | V2.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Standard | 6GK7343-1EX20-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Standard | 6GK7343-1EX21-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Standard | 6GK7343-1EX30-0XE0 | V2.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 IT | 6GK7343-1GX11-0XE0 | V2.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 IT | 6GK7343-1GX20-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Advanced | 6GK7343-1GX21-0XE0 | V1.1 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Advanced | 6GK7343-1GX30-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 343-1 Advanced | 6GK7343-1GX31-0XE0 | V3.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 Standard | 6GK7443-1EX10-0XE0 | V2.0.31 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 Standard | 6GK7443-1EX11-0XE0 | V2.0.31 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 Standard | 6GK7443-1EX20-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 Standard | 6GK7443-1EX30-0XE0 | V3.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 IT | 6GK7443-1GX11-0XE0 | V2.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 Advanced | 6GK7443-1EX40-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 Advanced | 6GK7443-1EX41-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 Advanced | 6GK7443-1GX20-0XE0 | V2.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 Advanced | 6GK7443-1GX30-0XE0 | V3.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
CP 443-1 RNA | 6GK7443-1RX00-0XE0 | V1.0 及更高 | 發(fā)送 / 接收 | 發(fā)送 |
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:
• 通信伙伴無法組態(tài)S7連接
• 通信伙伴無法停機(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,見表1。
序號 | 名稱 | 訂貨號 |
1 | CR3導(dǎo)軌 | 6ES7 401-1DA01-0AA0 |
2 | PS407 | 6ES7 407-0KA02-0AA0 |
3 | CPU414-3 | 6ES7 414-3XM05-0AB0 |
4 | CPU315-2 DP | 6ES7 315-2AH14-0AB0 |
5 | PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)電纜 | 6XV1 830-0EH10 |
6 | RS485總線連接器 | 6ES7972-0BB42-0XA0 |
7 | STEP7 V5.5 SP2 | |
8 | Windows XP SP3 |
表1
2 組態(tài)
2.1配置S7-400站點(diǎn)
S7-400站點(diǎn)配置參見表2。
序號 | 說明 | 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,并雙擊找到的導(dǎo)軌型號 | ![]() |
4. | 在硬件目錄選擇使用的電源,并拖拽到導(dǎo)軌的1號槽 | ![]() |
5. | 在硬件目錄選擇使用的CPU,并拖拽到導(dǎo)軌的3號槽,系統(tǒng)將自動彈出DP接口屬性對話框 | ![]() |
6. | 在對話框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“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,在彈出對話框中選擇Insert New Connection命令,插入一個新連接 | ![]() |
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屬性對話框 | ![]() |
13. | S7 connection屬性對話框設(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對話框設(shè)置 a) 設(shè)置安裝CPU的機(jī)架號0 b) 設(shè)置安裝CPU的插槽號,對于S7-300,CPU只能安裝在2號槽 c) 設(shè)置連接資源號,對于S7單邊連接,連接資源號總是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 | ![]() |
西門子模塊6ES7431-0HH00-0AB0
表 2
2.2配置S7-300站點(diǎn)
S7-300站點(diǎn)配置參見表3。
序號 | 說明 | 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號槽,系統(tǒng)將自動彈出DP接口屬性對話框 | ![]() |
5. | 參考表2序號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》的S7 通信章節(jié)。
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
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