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S7-200 SMART CPU之間的以太網(wǎng)通信
S7-200 SMART CPU 固件版本 V2.0 及以上版本的 CPU 可實(shí)現(xiàn)CPU,、編程設(shè)備和HMI（觸摸屏）之間的多種通信：
— CPU與編程設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換,。
— CPU與HMI之間的數(shù)據(jù)交換。
— CPU與其他S7-200 SMART CPU之間的PUT/GET通信,。
S7-200 SMART CPU 以太網(wǎng)連接資源如下：
— 1個(gè)連接用于與STEP7 Micro/Win SMART軟件的通信,。
— 8個(gè)連接用于CPU與HMI之間的通信。
— 8個(gè)連接用于CPU與其他S7-200 SMART CPU之間的PUT/GET主動(dòng)連接
— 8個(gè)連接用于CPU與其他S7-200 SMART CPU之間的PUT/GET被動(dòng)連接
PUT/GET 指令格式
S7-200 SMART CPU提供了PUT/GET 指令,，用于S7-200 SMART CPU之間的以太網(wǎng)通信（PUT/GET 指令格式見(jiàn) 表 1）,。PUT/GET 指令只需要在主動(dòng)建立連接的 CPU 中調(diào)用執(zhí)行，被動(dòng)建立連接的 CPU不需要進(jìn)行通信編程,。PUT/GET 指令中TABLE 參數(shù)用于定義遠(yuǎn)程CPU的 IP地址,、本地CPU和遠(yuǎn)程 CPU的數(shù)據(jù)區(qū)域以及通信長(zhǎng)度（TABLE 參數(shù)定義見(jiàn) 表 2）。
表 1 PUT和GET 指令：
LAD/FBD | STL | 描述 |
| PUT TABLE | PUT 指令啟動(dòng)以太網(wǎng)端口上的通信操作,，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入遠(yuǎn)程設(shè)備,。PUT 指令可向遠(yuǎn)程設(shè)備寫(xiě)入多 212 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 |
| GET TABLE | GET 指令啟動(dòng)以太網(wǎng)端口上的通信操作,，從遠(yuǎn)程設(shè)備獲取數(shù)據(jù),。GET 指令可從遠(yuǎn)程設(shè)備讀取多 222 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 |
表 2 PUT和GET 指令的TABLE參數(shù)定義：
字節(jié)偏移量 | Bit 7 | Bit 6 | Bit 5 | Bit 4 | Bit 3 | Bit 2 | Bit 1 | Bit 0 |
0 | D1 | A2 | E3 | 0 | 錯(cuò)誤代碼4 | |||
1 |
遠(yuǎn)程 CPU的 IP地址 | |||||||
2 | ||||||||
3 | ||||||||
4 | ||||||||
5 | 預(yù)留（必須設(shè)置為0） | |||||||
6 | 預(yù)留（必須設(shè)置為0） | |||||||
7 |
指向遠(yuǎn)程 CPU 通信數(shù)據(jù)區(qū)域的地址指針 | |||||||
8 | ||||||||
9 | ||||||||
10 | ||||||||
11 | 通信數(shù)據(jù)長(zhǎng)度5 | |||||||
12 |
指向本地 CPU 通信數(shù)據(jù)區(qū)域的地址指針 | |||||||
13 | ||||||||
14 | ||||||||
15 | ||||||||
1 D ：通信完成標(biāo)志位，通信已經(jīng)成功完成或者通信發(fā)生錯(cuò)誤,。
2 A ：通信已經(jīng)激活標(biāo)志位,。
3 E ：通信發(fā)生錯(cuò)誤，錯(cuò)誤原因需要查詢 錯(cuò)誤代碼4,。
4 錯(cuò)誤代碼 ：見(jiàn)表 3 PUT 和 GET 指令TABLE 參數(shù)的錯(cuò)誤代碼,。
5 通信數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 ：需要訪問(wèn)遠(yuǎn)程 CPU通信數(shù)據(jù)的字節(jié)個(gè)數(shù)，PUT 指令可向遠(yuǎn)程設(shè)備寫(xiě)入多 212 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),，GET 指令可從遠(yuǎn)程設(shè)備讀取多 222 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),。
表 3 PUT 和 GET 指令TABLE 參數(shù)的錯(cuò)誤代碼：
錯(cuò)誤代碼 | 描述 |
0 | 通信無(wú)錯(cuò)誤 |
1 | PUT/GET TABLE參數(shù)表中存在非法參數(shù)：
|
2 | 同一時(shí)刻處于激活狀態(tài)的 PUT/GET 指令過(guò)多（僅允許 16 個(gè)） |
3 | 無(wú)可以連接資源，當(dāng)前所有的連接都在處理未完成的數(shù)據(jù)請(qǐng)求（S7-200 SAMRT CPU主動(dòng)連接資源數(shù)為 8 個(gè)）,。 |
4 | 從遠(yuǎn)程 CPU 返回的錯(cuò)誤：
|
5 | 與遠(yuǎn)程 CPU 之間無(wú)可用連接：
|
6-9 | 預(yù)留 |
通信資源數(shù)量
S7-200 SMART CPU 以太網(wǎng)端口含有 8 個(gè)PUT/GET 主動(dòng)連接資源和 8 個(gè)PUT/GET 被動(dòng)連接資源,。例如：CPU1 調(diào)用 PUT/GET 指令與 CPU2 ~ CPU9 建立8主動(dòng)連接的同時(shí),，可以與 CPU10 ~ CPU17 建立8被動(dòng)連接（CPU10 ~ CPU17 調(diào)用 PUT/GET 指令），這樣的話 CPU1 可以同時(shí)與16臺(tái) CPU（CPU2 ~ CPU17）建立連接,。關(guān)于主動(dòng)連接資源和被動(dòng)連接資源的詳細(xì)解釋如下：
1,、主動(dòng)連接資源和被動(dòng)連接資源
- 調(diào)用 PUT/GET 指令的CPU 占用主動(dòng)連接資源數(shù)；相應(yīng)的遠(yuǎn)程 CPU 占用被動(dòng)連接資源。
2,、8 個(gè)PUT/GET 主動(dòng)連接資源
- S7-200 SMART CPU 程序中可以包含遠(yuǎn)多于 8個(gè)PUT/GET 指令的調(diào)用,，但是在同一時(shí)刻多只能激活 8 個(gè) PUT/GET 連接資源。
- 同一時(shí)刻對(duì)同一個(gè)遠(yuǎn)程 CPU 的多個(gè) PUT/GET 指令的調(diào)用,，只會(huì)占用本地 CPU的一個(gè)主動(dòng)連接資源和遠(yuǎn)程 CPU的一個(gè)被動(dòng)連接資源,。本地 CPU 與遠(yuǎn)程 CPU之間只會(huì)建立一條連接通道，同一時(shí)刻觸發(fā)的多個(gè) PUT/GET 指令將會(huì)在這條連接通道上順序執(zhí)行,。
- 同一時(shí)刻多能對(duì)8個(gè)不同 IP 地址的遠(yuǎn)程 CPU 進(jìn)行 PUT/GET 指令的調(diào)用,，第9個(gè) 遠(yuǎn)程CPU的PUT/GET 指令調(diào)用將報(bào)錯(cuò)，無(wú)可用連接資源,。已經(jīng)成功建立的連接將被保持,，直到遠(yuǎn)程 CPU斷電或者物理斷開(kāi)。
3,、8 個(gè)PUT/GET 被動(dòng)連接資源
- S7-200 SMART CPU 調(diào)用 PUT/GET 指令,，執(zhí)行主動(dòng)連接的同時(shí)也可以被動(dòng)地被其他遠(yuǎn)程 CPU 進(jìn)行通信讀寫(xiě)。
- S7-200 SMART多可以與被8個(gè)不同 IP 地址的遠(yuǎn)程 CPU 進(jìn)行 建立被動(dòng)連接,。已經(jīng)成功建立的連接將被保持,，直到遠(yuǎn)程 CPU斷電或者物理斷開(kāi)。
指令編程舉例
在下面的例子中,，CPU1 為主動(dòng)端,，其 IP 地址為192.168.2.100，調(diào)用 PUT/GET 指令,；CPU2 為被動(dòng)端,，其 IP 地址為192.168.2.101，不需調(diào)用 PUT/GET 指令,，網(wǎng)絡(luò)配置見(jiàn)圖 1 ,。通信任務(wù)是把 CPU1 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息寫(xiě)入 CPU2 中，把CPU2 中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息讀寫(xiě)到 CPU1 中,。
圖 1 CPU通信網(wǎng)絡(luò)配置圖
1,、CPU1 主動(dòng)端編程
CPU1 主程序中包含讀取 CPU 實(shí)時(shí)時(shí)鐘、初始化 PUT/ GET 指令的 TABLE 參數(shù)表,、調(diào)用 PUT 指令和 GET 指令等,。
網(wǎng)絡(luò)1：讀取 CPU1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，存儲(chǔ)到 VB100 ~ VB107 ,。
圖 2 讀取 CPU1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘
注：READ_RTC 指令用于讀取 CPU 實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令,，并將其存儲(chǔ)到從字節(jié)地址 T 開(kāi)始的 8 字節(jié)時(shí)間緩沖區(qū)中，數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼,。
網(wǎng)絡(luò)2：定義 PUT 指令 TABLE 參數(shù)表,，用于將 CPU1 的VB100 ~ VB107 傳輸?shù)竭h(yuǎn)程 CPU2 的VB0 ~ VB7,。
西門(mén)子4KW變頻器
圖 3 定義 PUT 指令 TABLE 參數(shù)表
- a.定義通信狀態(tài)字節(jié)
- b.定義 CPU2 IP 地址
- c.定義 CPU2 的通信區(qū)域 ，從 VB0 地址開(kāi)始
- d.定義通信數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
- e.定義 CPU1 的通信區(qū)域,，從 VB100 地址開(kāi)始
網(wǎng)絡(luò)3：定義 GET 指令 TABLE 參數(shù)表,，用于將遠(yuǎn)程 CPU2 的VB100 ~ VB107 讀取到 CPU1 的 VB0 ~ VB7。
圖 4 定義 GET 指令 TABLE 參數(shù)表
- a.定義通信狀態(tài)字節(jié)
- b.定義 CPU2 IP 地址
- c.定義 CPU2 的通信區(qū)域 ,，從 VB100 地址開(kāi)始
- d.定義通信數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
- e.定義 CPU1 的通信區(qū)域,，從 VB0 地址開(kāi)始
網(wǎng)絡(luò)4：調(diào)用 PUT 指令和 GET 指令。
圖 5 調(diào)用 PUT 指令和 GET 指令
2,、CPU2 被動(dòng)端編程
CPU2 的主程序只需包含一條語(yǔ)句用于讀取 CPU2 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘,，并存儲(chǔ)到 VB100 ~ VB107，如圖 6 所示,。
圖 6 讀取 CPU2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘
組態(tài)保持范圍
單擊“系統(tǒng)塊”(System Block)對(duì)話框的“保持范圍”(Retentive Ranges) 節(jié)點(diǎn)組態(tài)在循環(huán)上電后保留下來(lái)的存儲(chǔ)器范圍,。
圖1.組態(tài)數(shù)據(jù)保存范圍設(shè)置窗口
選擇要在上電循環(huán)期間保持的存儲(chǔ)區(qū)。 為 V ,、M,、T 或 C 存儲(chǔ)器輸入新值。
您可將下列存儲(chǔ)區(qū)中的地址范圍定義為保持： V ,、M,、T 和 C 。對(duì)于定時(shí)器,，只能保持保持性定時(shí)器 (TONR) ,，而對(duì)于定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，只能保持當(dāng)前值（每次上電時(shí)都將定時(shí)器和計(jì)數(shù)器位清零）,。
默認(rèn)情況下,，CPU 中并未定義保持區(qū)域，但可組態(tài)保持范圍以保持多 10 KB 的存儲(chǔ)器 空間,。
CPU 斷電后的數(shù)據(jù)保持
CPU 在斷電和上電時(shí)對(duì)保持性存儲(chǔ)器執(zhí)行以下操作：
● 斷電時(shí)： CPU 將的保持性存儲(chǔ)器范圍保存到存儲(chǔ)器,。
● 上電時(shí)： CPU 先將 V 、M,、C 和 T 存儲(chǔ)器清零,，將所有初始值都從數(shù)據(jù)塊復(fù)制到 V 存儲(chǔ)器，然后將保存的保持值從存儲(chǔ)器復(fù)制到 RAM ,。
所有類(lèi)型的 CPU,，只要是在系統(tǒng)塊里設(shè)置了數(shù)據(jù)保持的數(shù)據(jù)，斷電后數(shù)據(jù)都會(huì)保存（不依靠于超級(jí)電容）,，但保存的存儲(chǔ)區(qū)的范圍大為10K。對(duì)于未設(shè)置為數(shù)據(jù)保持的存儲(chǔ)在RAM 中的數(shù)據(jù),，一旦掉電其數(shù)據(jù)就會(huì)丟失,。超級(jí)電容可以用于保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘，一般上電24小時(shí)后通常保持7天。
表1.S7-200 SMART CPU 存儲(chǔ)器地址保持范圍
| 數(shù)據(jù)類(lèi)型 | 描述 | CPU SR20 | CPU CR40 | CPU SR40 CPU ST40 | CPU SR60 CPU ST60 |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 | VB0-VB8191 | VB0-VB8191 | VB0-VB16383 | VB0-VB20479 |
| T | 定時(shí)器 | T0-T31 | T0-T31 | T0-T31 | T0-T31 |
| C | 計(jì)數(shù)器 | C0-C255 | C0-C255 | C0-C255 | C0-C255 |
| M | 標(biāo)志位 | MB0-MB31 | MB0-MB31 | MB0-MB31 | MB0-MB31 |
從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊
要將 CPU V 存儲(chǔ)器當(dāng)前值保存到數(shù)據(jù)塊頁(yè)面,；或者執(zhí)行下載操作,，擔(dān)心 RAM 區(qū)數(shù)據(jù)當(dāng)前值丟失，可以在執(zhí)行下載操作前,，先執(zhí)行從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊,，備份 V 存儲(chǔ)區(qū)的當(dāng)前值。
操作方法如下：
1,、備份好源程序,，新建空白項(xiàng)目操作
2、選擇 PLC > 從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊（Create Data Block from RAM）菜單命令,。如圖2所示
圖2
3,、PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)，執(zhí)行操作時(shí),，會(huì)提示 “ 設(shè)置 PLC 為 STOP 模式 ,？”，選擇是才可以繼續(xù)執(zhí)行此功能,，如圖3所示,；如果操作前 PLC 已處于 STOP 狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)此對(duì)話框
注意：想要執(zhí)行從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊功能,，需要在 PLC 可以切換到 STOP 的情況下才可以操作,！
圖3
4、圖3點(diǎn)擊“是”之后出現(xiàn)下面的對(duì)話框,，如圖4所示,，選擇 “是” 將執(zhí)行更新，將 CPU 中 RAM 區(qū)的 V 存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)當(dāng)前值上傳到數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)頁(yè)中,。
如果執(zhí)行操作時(shí),，使用的程序文件是源程序，選擇 " Yes " 前,，一定要注意源程序的備份,！
圖4
5、等待一段上傳數(shù)據(jù)的時(shí)間,，出現(xiàn)對(duì)話框,，如圖5 所示，點(diǎn)擊" OK ",，可以在數(shù)據(jù)塊中查看 V 區(qū)數(shù)據(jù)
圖5
執(zhí)行從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊,，上載到數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)有可能存放的位置
- 用戶定義1：上一次下載數(shù)據(jù)塊時(shí)，在數(shù)據(jù)塊中用戶自定義過(guò)初始值
- _PLC_DATA1：上一次下載數(shù)據(jù)塊時(shí),，未定義初始值,，在程序執(zhí)行過(guò)程中修改過(guò)的 V 區(qū)地址,，執(zhí)行"從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊"命令時(shí)，這些已修改的地址會(huì)被給一個(gè)新的標(biāo)簽名
- 向?qū)傻臄?shù)據(jù)塊（例如 PID1_DATA）:上一次下載數(shù)據(jù)塊時(shí),，包含配置完向?qū)Ш笞詣?dòng)生成的數(shù)據(jù)塊,，比如 配置完 PID 后生成如 PID1_DATA 的數(shù)據(jù)塊，執(zhí)行"從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊"命令時(shí),，依然上傳到此數(shù)據(jù)塊中
6,、將上傳的各個(gè)數(shù)據(jù)塊頁(yè)面中的 V 區(qū)地址復(fù)制，粘貼到要下載的程序文件的數(shù)據(jù)塊頁(yè)面中,，此時(shí),，一旦下載，數(shù)據(jù)塊保存到 EEPROM 中,，作為 V 存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)的初始值生效,。
常見(jiàn)問(wèn)題
為什么S7-200 SMART 系統(tǒng)塊設(shè)置斷電保持后，數(shù)據(jù)依舊無(wú)法實(shí)現(xiàn)斷電保持,？
可以根據(jù)以下步驟核對(duì)設(shè)置：
1.確保已設(shè)置斷電保持的程序下載到PLC,。
2.如果SMART PLC 有連接HMI、上位機(jī)或者其他PLC,，請(qǐng)先斷開(kāi)相關(guān)的通訊設(shè)備,，再做測(cè)試，避免這些設(shè)備給PLC相關(guān)地址不斷更新數(shù)據(jù),。
3.如果根據(jù)以上步驟測(cè)試均無(wú)效,，請(qǐng)創(chuàng)建一個(gè)空項(xiàng)目，只做系統(tǒng)塊斷電保持設(shè)置,，重新下載程序后通過(guò)狀態(tài)圖表給斷電保持范圍內(nèi)某一地址寫(xiě)入新值后將PLC斷電再上電查看,。
組態(tài)數(shù)字量輸入
單擊 “系統(tǒng)塊” (System Block) 對(duì)話框的 “數(shù)字量輸入” (Digital Inputs) 節(jié)點(diǎn)組態(tài)數(shù)字量輸入濾波器和脈沖捕捉位。
圖1. 組態(tài)數(shù)字量輸入設(shè)置窗口
數(shù)字量輸入濾波器
S7-200 SMART CPU 允許為某些或所有數(shù)字量輸入點(diǎn)選擇一個(gè)定義時(shí)延（可在 0.2 ms 到 12.8 ms 和 0.2 μs 到 12.8 μs 之間選擇）的輸入濾波器,。“系統(tǒng)塊”中不能修改濾波時(shí)間的其他數(shù)字量輸入通道,，其濾波時(shí)間默認(rèn)為12.8ms。
如果需要使用 S7-200 SMART 的高速計(jì)數(shù)器功能,，需要手動(dòng)修改濾波器的時(shí)間至 0.2 μs （也可根據(jù)速率設(shè)定成更長(zhǎng)的濾波時(shí)間）,，否則在速率較高時(shí)將會(huì)造成高速計(jì)數(shù)器無(wú)法計(jì)數(shù)。 因?yàn)镾7-200 SMART 與S7-200 不同,，對(duì)于 S7-200 SMART ,，用戶可以根據(jù)輸入信號(hào)速率不同自由設(shè)置濾波時(shí)間以便高速計(jì)數(shù)器過(guò)濾噪音。
通過(guò)設(shè)置輸入延時(shí),，您可以過(guò)濾數(shù)字量輸入信號(hào),。 輸入狀態(tài)改變時(shí)，輸入必須在時(shí)延期限內(nèi)保持在新?tīng)顟B(tài),，才能被認(rèn)為有效,。 濾波器會(huì)消除噪音脈沖,，并強(qiáng)制輸入線在數(shù)據(jù)被接受之前穩(wěn)定下來(lái),。默認(rèn)濾波時(shí)間是 6.4 ms,。
要設(shè)置輸入延遲，請(qǐng)按以下步驟操作：
1. 從一個(gè)或多個(gè)輸入旁的下拉列表中選擇延遲時(shí)間,。
2. 單擊 “確定” (OK) 按鈕,，輸入選項(xiàng)。
如果數(shù)字量輸入通道的濾波時(shí)間更改自以前的設(shè)置,，則新的“0” 電平輸入值可能需要保 持長(zhǎng)達(dá) 12.8 ms 的累積時(shí)間,，然后濾波器才會(huì)*響應(yīng)新輸入。 在此期間,，可能不 會(huì)檢測(cè)到持續(xù)時(shí)間少于 12.8 ms 的短“0”脈沖事件或?qū)ζ溆?jì)數(shù),。 濾波時(shí)間的這種更改會(huì)引發(fā)意外的機(jī)械或過(guò)程操作，這可能會(huì)導(dǎo)致人員死亡,、重傷和設(shè)備損壞,。 為了確保新的濾波時(shí)間立即生效，必須關(guān)閉 CPU 電源后再開(kāi)啟,。
脈沖捕捉位
S7-200 SMART CPU 為數(shù)字量輸入點(diǎn)提供脈沖捕捉功能,。通過(guò)脈沖捕捉功能可以捕捉高電平脈沖或低電平脈沖。此類(lèi)脈沖出現(xiàn)的時(shí)間極短,，CPU 在掃描周期開(kāi)始讀取數(shù)字量輸入時(shí),，可能無(wú)法始終看到此類(lèi)脈沖。
當(dāng)為某一輸入點(diǎn)啟用脈沖捕捉時(shí),，輸入狀態(tài)的改變被鎖定,，并保持至下一次輸入循環(huán)更新。 這樣可確保延續(xù)時(shí)間很短的脈沖被捕捉,，并保持至 S7-200 SMART CPU 讀取輸入,。
根據(jù) CPU 型號(hào)，可按以下數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)單獨(dú)啟用脈沖捕捉操作：
● CPU CR40： 14
● CPU SR20： 12 （14,，如果存在 SB DT04 ）
● CPU ST40/CPU SR40： 14 （16,，如果存在 SB DT04 ）
● CPU ST60/CPU SR60： 14 （16，如果存在 SB DT04 ）
圖2. S7-200 SMART CPU （脈沖捕捉啟用和未啟用）的基本操作狀況
由于脈沖捕捉功能在輸入通過(guò)輸入濾波器后對(duì)輸入進(jìn)行操作,，您必須調(diào)整輸入濾波時(shí)間,， 以防濾波器過(guò)濾掉脈沖。
圖3. 數(shù)字量輸入電路方框圖
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