標(biāo)準(zhǔn) CPU 與 S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)進(jìn)行S7通信
1、簡(jiǎn)介
S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)的基本通信功能與 S7-1500 標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的大致相同,但在具體使用時(shí)有一些特殊的限制條件。
S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)的通信方式
? 通過(guò) TCP/IP、UDP、ISO on-TCP 和 Modbus/TCP 建立開(kāi)放式用戶通信
? S7 通信,在通信中作為服務(wù)器
? HMI 通信和 PG 通信
S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)通信的限制條件
? 開(kāi)放式用戶通信:
– 不支持所組態(tài)的連接
– 不支持開(kāi)放式用戶安全通信
– 電子郵件:S7-1500R/H CPU 支持版本低于 V5.0 的“TMAIL_C”指令。不支持自 V5.0 起的版本。
– 不支持“TCON_Param”的連接描述
? 不支持 OPC UA
? 不支持在 S7 通信中作為客戶端
? 不支持 Web 服務(wù)器
? PG 通信:不能同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè) CPU??稍L問(wèn)主 CPU 或備份 CPU。
? S7-1500R/H 的 CPU 不支持集中插入的通信模塊。
S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)的系統(tǒng) IP 地址
除了各 CPU 的設(shè)備 IP 地址之外,S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)分配以下系統(tǒng) IP 地址:
? 兩個(gè) CPU 的 X1 PROFINET 接口的系統(tǒng) IP 地址(系統(tǒng) IP 地址 X1),適用于 CPU 1513R-1PN、CPU 1515R-2PN、CPU 1517H-3PN 和 CPU 1518HF-4PN
? 兩個(gè) CPU 的 X2 PROFINET 接口的系統(tǒng) IP 地址(系統(tǒng) IP 地址 X2),適用于 CPU 1515R-2PN、CPU 1517H-3PN 和 CPU 1518HF-4PN
? 兩個(gè) CPU 的 X3 PROFINET 接口的系統(tǒng) IP 地址(系統(tǒng) IP 地址 X3),適用于 CPU 1518HF-4PN
通過(guò)系統(tǒng) IP 地址,可與其它設(shè)備(例如,HMI 設(shè)備、CPU 和 PC)通信。這些設(shè)備通過(guò)系統(tǒng) IP 地址始終與冗余系統(tǒng)的主 CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
這樣,可確保在冗余操作中原來(lái)的主 CPU 發(fā)生故障后,通信伙伴可在 RUN-Solo 系統(tǒng)狀態(tài)下與新的主 CPU(之前的備用 CPU )進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
與設(shè)備 IP 地址相比,系統(tǒng) IP 地址的優(yōu)勢(shì)
? 通信伙伴專與主 CPU 進(jìn)行通信。
? 即使主 CPU 故障發(fā)生主備切換,仍可通過(guò)系統(tǒng) IP 地址與 S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
應(yīng)用
系統(tǒng) IP 地址適用于以下應(yīng)用中:
? 與 S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)進(jìn)行 HMI 通信,可以使用 HMI 設(shè)備控制或監(jiān)視冗余 S7-1500R/H 系統(tǒng)上的過(guò)程
? 與 S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)放式用戶通信:
– 另一個(gè) CPU 或某 PC 中應(yīng)用程序訪問(wèn) S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)的數(shù)據(jù)
– S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)訪問(wèn)一個(gè)不同的設(shè)備
可建立 TCP、UDP 和 ISO-on-TCP 連接
? 與 S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)進(jìn)行S7通信
– 另一個(gè) CPU 應(yīng)用程序訪問(wèn) S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(作為服務(wù)器)
2、示例說(shuō)明
示例中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CPU(CPU1513-1PN) 的PROFINET X1接口與兩個(gè)冗余CPU(CPU1515R-2PN)的PROFINET X2接口連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,標(biāo)準(zhǔn)CPU(CPU1513-1PN) 通過(guò)兩個(gè) CPU1515R-2PN 的 X2 PROFINET 接口的系統(tǒng) IP 地址與 S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)進(jìn)行S7通信,使用指令“PUT”將DB1中10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到 CPU1515R-2PN 的DB1中。
圖 1 示例:S7 1500R/H 冗余系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng) IP 地址 X2 進(jìn)行通信
示例中使用的軟硬件環(huán)境
硬件:
CPU1515R-2PN 6ES7 515-2RM00-0AB0,V2.9.2
CPU1515R-2PN 6ES7 515-2RM00-0AB0,V2.9.2
CPU1513-1PN6ES7 513-1AL02-0AB0,V2.9.2
軟件:
STEP7 Professional V17 Update 2
3、組態(tài)和配置過(guò)程
根據(jù)文檔開(kāi)始的介紹,S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)在 S7 通信中只能作為服務(wù)器,不能主動(dòng)建立S7連接也沒(méi)有用于S7通信的指令。因此,需要在標(biāo)準(zhǔn) CPU 側(cè)建立一個(gè)未指定的單向S7連接,在伙伴地址處填寫(xiě)S7-1500R/H 冗余系統(tǒng) PROFINET 接口的系統(tǒng) IP 地址。同時(shí)只能在標(biāo)準(zhǔn) CPU 中使用指令“PUT”,將數(shù)據(jù)寫(xiě)入S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)的 CPU 中,使用指令“GET”從冗余 CPU 中讀取數(shù)據(jù)。PUT 和 GET 指令是單向指令,只需在標(biāo)準(zhǔn)CPU中有該指令即可。
3.1 配置S7-1500R/H站
使用 STEP7 V17 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目,并通過(guò)“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-1500R/H站,選擇對(duì)應(yīng)型號(hào) CPU1515R-2PN。創(chuàng)建PN/IE_2子網(wǎng),將兩個(gè)CPU的PROFINET X2接口連入子網(wǎng)。分別設(shè)置兩個(gè)CPU的X2接口的設(shè)備 IP 地址。
激活CPU1515R-2PN PFORINET X2接口屬性中的“啟用切換通信的系統(tǒng)IP地址”并設(shè)置 X2 接口的系統(tǒng) IP 地址,如圖 2 所示。
圖 2 設(shè)置X2接口的系統(tǒng)IP地址
在CPU1515R-2PN 屬性“防護(hù)與安全”中激活“允許來(lái)自遠(yuǎn)程對(duì)象的PUT/GET通信訪問(wèn)”,如圖 3 所示。
圖 3 激活連接機(jī)制
CPU1515R-2PN中新建一個(gè)數(shù)據(jù)塊_1[DB1]存放接收的數(shù)據(jù),注意,要去掉DB塊屬性中的“優(yōu)化的塊訪問(wèn)” ,見(jiàn)圖4,圖5。
圖 4 創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊
圖 5 設(shè)置數(shù)據(jù)塊屬性
3.2 配置CPU1513-1PN
“添加新設(shè)備”組態(tài) CPU1513-1PN,將CPU的PROFINET X1接口連入PN/IE_2子網(wǎng),設(shè)置 IP 地址,如圖 6 所示。
圖 6 在項(xiàng)目中配置 CPU1513-1PN
在網(wǎng)絡(luò)視圖左上角,點(diǎn)擊“連接”,右側(cè)的下拉框中選擇“S7連接”。鼠標(biāo)右鍵單擊 CPU1513-1PN,在彈出的對(duì)話框中選擇“添加新連接”,如圖 7 所示。
隨后點(diǎn)擊“添加”按鈕,添加一個(gè)新的S7連接,如圖 8 所示。
圖 7 進(jìn)入添加新連接界面
圖 8 添加新連接
在剛剛建立的 S7 連接屬性界面中的“常規(guī)”里填入連接伙伴的 IP 地址,注意此處一定要填寫(xiě)前面 CPU1515R-2PN 設(shè)置的 X2 接口的系統(tǒng) IP 地址(圖2 中),如圖 9 所示。
在“地址詳細(xì)信息”中,將伙伴下面的插槽號(hào)設(shè)置為“1”,見(jiàn)圖 10 所示。
圖 9 填入 CPU1515R-2PN 的系統(tǒng) IP 地址
圖 10 設(shè)置伙伴插槽
新建發(fā)送數(shù)據(jù)塊,長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)與之前在 CPU1515R-2PN 中建立的接收數(shù)據(jù)塊一致,同樣要去掉“優(yōu)化的塊訪問(wèn)”,如圖 11 所示。
圖 11 建立發(fā)送數(shù)據(jù)塊
S7通信需要使用專門(mén)的指令發(fā)送接收數(shù)據(jù),指令位于“指令列表—通信—S7 通信”文件夾下。示例中是 CPU1513-1PN 發(fā)送數(shù)據(jù)到 CPU1515R-2PN,需要使用“PUT”,如圖 12。
圖 12 調(diào)用指令“PUT”
在指令屬性界面“連接參數(shù)”中,選擇之前步驟建立的S7連接,如圖 13。
圖 13 指令“PUT”選擇連接
填寫(xiě)指令的相關(guān)參數(shù),如圖 14。參數(shù)說(shuō)明見(jiàn)圖 15,更多關(guān)于指令的相關(guān)信息可以參考指令的幫助文件!
圖 14 填寫(xiě)指令參數(shù)
圖 15 指令參數(shù)說(shuō)明
4、結(jié)果測(cè)試
將項(xiàng)目編譯正常后下載到各自CPU中,使用監(jiān)控表對(duì)數(shù)據(jù)傳遞進(jìn)行測(cè)試。在 CPU1513-1PN 程序中置位指令“PUT”的參數(shù)“REQ”地址變量M100.0,接收方 CPU1515R-2PN 接收數(shù)據(jù)塊收到數(shù)值,說(shuō)明數(shù)據(jù)交換正常,見(jiàn)圖 16。
圖 16 監(jiān)控CPU之間的數(shù)據(jù)傳遞
5、標(biāo)準(zhǔn) CPU 與S7-1500R/H 冗余 CPU 不在一個(gè)項(xiàng)目中的情況
標(biāo)準(zhǔn) CPU 和S7-1500 R/H 冗余 CPU 不在同一個(gè)TIA Portal 項(xiàng)目的情況下,通信的組態(tài)和配置是分開(kāi)進(jìn)行的,操作方法是完全相同的(唯一不同就是組態(tài)標(biāo)準(zhǔn) CPU 時(shí),在3.2章節(jié)步驟1中的圖片中沒(méi)有S7-1500R/H 站)。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:標(biāo)準(zhǔn) CPU 與 S7-1500R/H 冗余系統(tǒng)進(jìn)行S7通信
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