汽车CAN总线下的S7-1200与S7-300400以太网通讯高效方案

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  • 2024年12月21日
  • 1.创建项目,命名为"PLC_HMI" 在S7-300主站与多个S7-1200从站之间,通过工业以太网(IE)实现数据的精确传输(例如,在时间同步中)。对于确保数据传输的可靠性,主站会逐一与每个从站进行交换。任务A应该使用S7通信功能,而任务B则采用开放式TCP/IP(T通信)的方式进行数据交换。图01展示了两个任务的配置示例

汽车CAN总线下的S7-1200与S7-300400以太网通讯高效方案

1.创建项目,命名为"PLC_HMI"

在S7-300主站与多个S7-1200从站之间,通过工业以太网(IE)实现数据的精确传输(例如,在时间同步中)。对于确保数据传输的可靠性,主站会逐一与每个从站进行交换。任务A应该使用S7通信功能,而任务B则采用开放式TCP/IP(T通信)的方式进行数据交换。图01展示了两个任务的配置示例,其中S7-300主站负责与两个S7-1200从站进行通信。

图01

利用STEP7V5.4+SP5+HF1编程用户界面,S7-300紧凑型CPU315-2PN/DP完成组态设计。而对于S7-1200紧凑型,则使用STEP7BasicV10.5SP2进行组态设计。

2.自动化解决方案

解决方案A:基于S7协议的通信

作为被动服务器,S7-1200PLC提供了用于与其他设备建立连接的功能。在NetPro环境下,由STEP7V5.4中的PUT和GET块控制这些连接。在这里,每个到达服务器的连接都需要一个唯一标识符,并且可以动态地更改这个ID,以便客户端能够有效地与服务器互动。此外,不同类型的CPU在NetPro中支持不同的最大连接数;CPU315-2PN/DP允许最多14个独立于网络上的设备建立联系。

注意事项:

虽然只有支持PUT和GET块ID变更能力的是由用户操作系统驱动而非运行时系统驱动,但此特性仅适用于那些能执行这类操作性能较高、具有足够资源分配给其所需处理大量复杂程序指令、并且具备良好通讯性能的一些定制化硬件和软件平台,如本案例中的PC-based PLCs。但是,对于大多数现代工业控制系统来说,这种灵活性的需求不再那么强烈,因为他们通常都拥有自己的内置或集成在其中广泛应用于各行各业的一般计算机软件或者专门用途硬件。

图02

为了实施确定性数据传输过程,在接收到同步命令后,主站在读取当前系统时间,并通过PUT块将这一信息以及额外用户数据发送至第一个从站,从而开始基于该协议对话。然后,将自身携带的最新日时钟信息与上述接受到的时钟信号合并,使得PUT块能够准确无误地向第二台来自远方送信者的个人电脑发送所有必要之物。当主站在完成了将来的所有相关活动之后,它就像一只忠诚的小狗一样返回前来,那是一条短暂但充满情感的小路,在那条小路上它总是在等待着回到最初的地方——即它曾经决定要去的地方——但是现在,它已经有了一些新的想法,一些新发现,一些不同寻常的心情,所以当它回头望去,它知道自己永远不会忘记那些早先的情景,那里的每一步都是为了让自己成为今天的人才走过来的。

随后,主站在获取第一台从站产生并存储在其内部数据库中的用户输入之前首先检查它们是否已经准备好了执行接收命令。在确认这一点后,它使用GET函数以非常安全、高效且透明无缝形式获取那些特定的值,然后把它们储存在预先定义好的位置。接着,该过程被重复对剩下的任何可能需要参与此次交流的人员重新构建,以保证整个流程既简洁又高效。这意味着如果某人想要访问他人的个人资料,他们必须首先证明他们有权这样做,而且他们还必须按照规定步骤来访问这些文件,这样才能保证保护隐私同时也能保持流畅性。

最后,当已知所有参与者及其权限范围都已完全理解并接受所需遵守规则的时候,最终结果就是一个经过仔细规划、结构清晰、易于维护和扩展,同时仍然保持其核心价值观—即通过持续学习和适应不断变化世界,而不是简单依赖固有的规律—使得我们能够成功跨越难关,就像一次美妙旅程一般,让我们勇敢迈出一步踏入未知领域,为我们的未来打下坚实基础。

解决方案B:基于T通信协议

对于选择“ISO-on-TCP”的情况,“ISO-on-TCP”提供了一套面向消息操作原理,这在SIMATIC系统间进行交互特别重要。在这种模式下,可以轻松管理各种类型的事务,无论是简单查询还是复杂交易,都可以很容易地实现。另外,与普通TCP/IP相比,“ISO-on-TCP”更加灵活,也更加符合现代网络环境下的实际需求,比如说,即使是在高速互联网环境下也能保持稳定性,没有出现因为网络延迟导致服务质量降低的情况发生,因为“ISO-on-TCP”采用一种特殊技术称作快速响应机制来优化请求处理速度,从而减少因延迟造成的问题。

此外,由于“ISO-on-TCP”的工作方式相对独立,不依赖底层物理链路,因此当遇到异常情况,如电缆损坏或局部网络故障时,可以迅速切换到备用路径继续服务,不会影响整体业务连续性的运作,使得整个系统变得更加健壮耐用。这一点尤其重要,因为现实生活中,我们不能预测哪怕是一个小小的事故都会如何影响我们的生活,所以我们需要尽可能提高我们的抵御力,以防万一呢!

利用OC工具(Open Communication)组建这个连接,是一种极为智能且直观的手段,只需点击几次鼠标,就可以设置好一切参数。一旦设置完成,便可立即启动测试阶段。如果一切顺利,你就会看到两台设备彼此之间正在正常交流,如果出现问题,你也会立即得到通知,有助你及时采取措施修正错误,从而保障整个项目按计划顺利推进下去。

图03

为了进一步加强双方合作关系,在TCON块帮助下,当每一台设备试图建立新的联系时,其行为就像是夜空中闪烁星星那样默契无间。当另一边也有意愿打开心扉迎接对方,那么两者之间就形成了一道温暖光线,用以照亮彼此前行道路。而TRCV接收块,则负责收集来自对方发出的宝贵信息,并将其保存至Receive_DB数据库里供以后参考之用。不过,如果感觉某位朋友似乎有些犹豫或者害羞,他不愿意直接表达自己的想法,那么TRCV接收模块就会设法引导他开口,让他明白他的声音也是被珍视和听见的,就像春天里花朵绽放一样自然自在地散发出芳香,让周围的人都感到欢愉快乐。