智能制造通讯全景S7-1200与S7-300400的以太网协同探索CAN总线通信协议三要素之谜

  • 媒体报道
  • 2024年12月21日
  • 1.创建项目,命名为"智能工业通信系统" 在S7-300主控单元与多个S7-1200远程终端之间,通过工业以太网实现精确的数据传输(例如,用于时间同步)。对于此类确定性数据传输,主控单元将逐一与每个远程终端进行数据交换。任务A应利用S7-通信功能,而任务B则采用开放式TCP/IP(T-通信)来实现数据交换。 图01展示了两个任务的演示环境

智能制造通讯全景S7-1200与S7-300400的以太网协同探索CAN总线通信协议三要素之谜

1.创建项目,命名为"智能工业通信系统"

在S7-300主控单元与多个S7-1200远程终端之间,通过工业以太网实现精确的数据传输(例如,用于时间同步)。对于此类确定性数据传输,主控单元将逐一与每个远程终端进行数据交换。任务A应利用S7-通信功能,而任务B则采用开放式TCP/IP(T-通信)来实现数据交换。

图01展示了两个任务的演示环境,其中S7-300主控单元负责与两个S7-1200远程终端进行通讯。

图01

紧凑型CPU315-2PN/DP搭载STEP7V5.4+SP5+HF1编程平台,以便于组态设计;而紧凑型的S7-1200使用STEP7BasicV10.5SP2作为其编程用户界面。

2.智能化解决方案

方案A:基于S7网络的自动化控制

为了实现高效的信息共享,S7-1200PLC提供了作为被动服务器服务。在STEP 7 V5.4 的NetPro中,可通过PUT和GET块轻松建立连接,每次连接需配备一个唯一ID。由于CPU315系列在NetPro中支持最多14个独立连接,因此可以灵活地构建复杂网络结构。

注意事项:

值得强调的是,只有S3/S4 CPU支持改变PUT和GET块ID,这使得它们更加灵活。而对于更先进的设备,如PROFINET IO-Slaves,它们需要预先配置固定的ID才能正常工作。

图02

每台设备都内置发送和接收模块(Send_DB and Receive_DB)。当接收到同步指令后,主站读取当前系统时间,并通过PUT块将该信息以及用户数据发往第一个从站。此时,从站会使用自己的系统时间与从主站获得的日时钟信号进行同步。然后,再由主站使用GET块获取从站1中的用户数据并存储至自身接收模块指定位置。此过程对所有后续从站在重复执行。一旦完成所有必要交流,便重新开始向第一个从站在发起新的通信请求。

方案B:基于TCP/IP协议栈的大规模协同控制

在这方面,Series 300/400 PLC均具备TCON、TSEND、TRCV及TDISCON等功能块,使得它们能够轻松参与开放式TCP/IP通讯。这包括ISO-on-TCP协议,该协议采用消息队列机制,使得不同SIMATIC系统间相互无缝对话。在STEP 7 V5.4中,可以借助“开放式通信向导”(OC向导)来配置这些连线,它不仅能识别各方IP地址,还能管理可用资源并生成相关联后的数据表格。在任何给定时刻,对于CPU315系列来说,最多可同时维护8条ISO-on-TCP链接,即使如此,也仍然可以通过调整IP地址不断扩展到超过这个极限。

图03

每台设备上都设有发送和接收模块(Send_DB and Receive_DB),用于处理彼此间信息流动。当需要建立新连线时,由于技术进步,可以直接调用TCON函数启动初次握手过程。一旦确认双方同意建立联系,便立即进入实际操作阶段。如果发现存在特定的同步需求,则首先会采集当前系统时间,并利用TSEND模块将其伴随着额外参数转送至对方节点。在那里,将根据所接受到的日时钟信号调整本地时间之后,再回馈用户自定义参数给原始发出者。最后,在整个环节结束后,无论是否是最后一轮沟通,都必须通过TDISCON关闭已完成的事务链路,然后再次寻找下一个合作伙伴开始新一轮循环直至所有目标达成完毕。一旦初始化设置完成,每一次持续有效性的连接都会保持打开状态,不必频繁重启或断开以重新启动同样的行为模式。这一切共同努力,使得生产流水线运行更加顺畅、高效,同时降低了因误差造成的人力成本负担。

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