S7-1200基本以太网通信使用指南

### S7-1200基本以太网通信使用指南 #### 概述 S7-1200系列PLC是西门子推出的一款针对自动化领域的高性能控制器，其内置了丰富的通信接口，包括以太网接口。S7-1200的以太网通信功能强大且灵活，支持多种通信协议，特别适用于工业自动化环境中与其他设备或系统的数据交换。本指南将详细介绍S7-1200以太网通信的基本原理、主要特点以及如何设置和使用通信功能。 #### 两种协议的特点 S7-1200支持两种主要的面向连接的以太网通信协议：TCP 和 ISO-on-TCP。这两种协议都有各自的特点和应用场景。 ##### 2.1 传输控制协议: TCP TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的协议，主要用于确保数据包在网络中可靠、有序地传输。TCP的主要特点包括： - **高效性**：与硬件紧密相关，因此通信效率高。 - **适用性**：适合传输中等到较大的数据量（最多8K字节）。 - **可靠性**：具备错误恢复、流控制等功能，通过报文头中的信息来确保数据传输的准确性。 - **灵活性**：对于仅支持TCP的第三方系统非常友好。 - **路由功能**：支持跨网络的数据传输。 - **数据确认**：发送的数据报文会被接收方确认，确保数据传输的完整性。 - **端口寻址**：使用端口号来定位具体的应用程序。 - **广泛支持**：许多常用的应用层协议如HTTP、FTP等都基于TCP。 ##### 2.2 基于TCP的ISO传输服务的协议: ISO-on-TCP ISO-on-TCP（ISO Transport Service over TCP）是一种将ISO应用层协议映射到TCP/IP网络的方法，主要特点包括： - **高效性**：与硬件紧密相关，因此通信效率高。 - **数据传输能力**：适合传输中等到较大的数据量（最多8K字节）。 - **面向消息**：相比于TCP，ISO-on-TCP的消息传输方式更注重消息的完整性和边界。 - **WAN支持**：支持广域网环境下的数据传输。 - **动态长度数据传输**：支持可变长度的数据传输，增加了通信的灵活性。 - **编程接口**：通常使用SEND/RECEIVE编程接口，这意味着开发者需要负责数据的管理和分发。 - **TSAP寻址**：通过TSAP（Transport Service Access Point）来唯一标识与同一IP地址建立通信的不同端点。 #### 传输数据长度与协议的应用 数据长度的正确设置对于确保数据的准确传输至关重要。对于TCP和ISO-on-TCP协议，需要根据不同情况来设置数据长度。 ##### 3.1 对于TCP协议 - 如果接收的数据长度大于发送的数据长度，则接收的数据可能会包含来自不同发送任务的数据，这可能导致数据混乱。 - 如果接收的数据长度小于发送的数据长度，则只会接收指定长度的数据。 ##### 3.2 对于ISO-on-TCP协议 ISO-on-TCP协议通常采用SEND/RECEIVE编程接口，因此开发者需要自行处理数据的管理和分发。这意味着在设计应用程序时需要特别注意数据长度的设置，以确保数据的正确传输。 #### 通信连接的参数 为了建立有效的通信连接，还需要配置一系列的连接参数。 ##### 4.1 连接描述数据块 连接描述数据块包含了连接的所有必要信息，包括通信伙伴的IP地址、端口号等。 ##### 4.2 IP地址 IP地址用于标识网络中的每一台设备。在设置通信连接时，必须正确配置通信伙伴的IP地址。 ##### 4.3 端口号的分配 端口号用于区分同一台设备上的不同应用程序。在S7-1200中，端口号的合理分配对于确保通信的准确性非常重要。 ##### 4.4 TSAP结构 TSAP结构用于ISO-on-TCP通信中，它允许在同一IP地址上建立多个独立的连接。通过TSAP，可以实现多个独立的应用程序同时与同一IP地址进行通信。 #### 回读连接描述参数功能 在某些情况下，可能需要修改已有的连接参数或者查询当前的连接状态。 ##### 5.1 更改连接描述中的参数值 可以通过特定的指令来更改连接描述数据块中的参数值，以便调整现有的通信连接。 ##### 5.2 回读各个连接参数的功能 通过回读功能，可以获取连接描述数据块中的各项参数，这对于监控和调试通信连接非常有用。 #### 开放式用户通信的指令 开放式用户通信指令是实现S7-1200与其他设备之间通信的关键。 ##### 6.1 连接建立 使用`TCON`指令来建立一个新的通信连接。 ##### 6.2 连接参数分配 通过`TSEND_C`和`TRCV_C`指令来分配具体的连接参数。 ##### 6.3 启动连接参数分配 使用`TSEND_C`和`TRCV_C`指令中的相应参数来启动连接参数的分配。 ##### 6.4 创建和分配连接参数 在实际通信前，需要使用`TSEND_C`和`TRCV_C`指令来创建并分配具体的连接参数。 ##### 6.5 删除连接 通过`TDISCON`指令来断开已建立的通信连接。 ##### 6.6 TSEND_C `TSEND_C`指令用于发送数据，并可以指定数据长度和目标地址。 ##### 6.7 TRCV_C `TRCV_C`指令用于接收数据，并可以指定接收数据的长度和存储位置。 ##### 6.8 TCON `TCON`指令用于建立通信连接。 ##### 6.9 TDISCON `TDISCON`指令用于断开已建立的通信连接。 ##### 6.10 TSEND `TSEND`指令用于发送数据，通常用于简单的数据发送操作。 ##### 6.11 TRCV `TRCV`指令用于接收数据，同样适用于简单的数据接收场景。 #### S7-1200以太网通信连接数 S7-1200支持多个同时的通信连接，但具体的连接数取决于CPU型号和支持的最大连接数。 #### 总结 S7-1200的以太网通信功能为工业自动化领域提供了强大的工具。通过理解TCP和ISO-on-TCP协议的特点，合理设置通信参数，并利用各种通信指令，可以有效地实现数据的可靠传输。无论是对于初学者还是经验丰富的工程师来说，掌握这些基础知识都是非常重要的。