Protokol Siemens SIMATIC S7 ISO on TCP
Podporované typy a verzie zariadení
Konfigurácia komunikačnej linky
Parametre protokolu linky
Konfigurácia komunikačnej stanice
Konfigurácia meraných bodov
Poznámka k Siemens TIA Portal verzie 12 a vyšším
Poznámka k Siemens S7 1200/1500
Literatúra
Zmeny a úpravy
Revízie dokumentu
Podporované typy a verzie zariadení
Protokol podporuje čítanie dát/zápis údajov z riadiacich PLC automatov Siemens SIMATIC:
- rady S7-300 a S7-400, vybavenými ethernetovými rozhraniami pre komunikáciu S7 ISO over TCP.
- rady S7-1200, S7-1500
- rady Siemens LOGO
- rady Siemens Microbox
Pozn: bola overená komunikácia cez Profinet/Profibus prevodník ACCON-NetLink-PRO compact od firmy DELTALOGIC. Komunikácia s viacerými PLC rady S7-300 na Profibus zbernici fungovala po aktualizácii firmware prevodníka na verziu V2.54 (31. marec 2015) s BIOS-om prevodníka na verzii V2.39 (7. jún 2011). Keď bol firmware prevodníka na verzii V2.37 (8.august 2011), komunikácia nebola funkčná.
Pozn: bola vyskúšaná komunikácia s PLC automatom Siemens LOGO. Časť pamäte, ktorá je prístupná na čítanie/zápis je tzv. V area, viditeľná ako DB1.
Pozn: protokol má "big endian" reprezentáciu dát.
Konfigurácia komunikačnej linky
- Kategórie komunikačnej linky: TCP/IP-TCP, TCP Redundant.
- IP adresa (adresy) podľa sieťovej konfigurácie konkrétneho zariadenia Siemens SIMATIC.
- Číslo portu je štandardne 102 (podľa špecifikácie RFC 1006).
- Číslo linky je nepoužité, nastavte hodnotu 1.
V prípade nastavenia kategórie linky TCP Redundant je možné nakonfigurovať IP adresu a port záložného zariadenia. Komunikačný proces pri strate spojenia alebo nemožnosti nadviazania spojenia so zariadením cyklicky prepína medzi nakonfigurovanými zariadeniami. Najprv sa KOM proces pokúša nadviazať spojenie s primárnym zariadením.
Pozn: je možné nakonfigurovať aj viacero IP adries primárneho/záložného zariadenia (oddelených čiarkou alebo bodkočiarkou).
Pozn: ak sú všetky stanice v stave StOFF (alebo v simulácii), TCP spojenie bude zatvorené. Takto je možné riadiť TCP komunikáciu zo skriptu pomocou tell príkazu STSTAT.
Parametre protokolu linky
Dialóg konfigurácia linky - záložka Parametre protokolu.
Ovplyvňujú niektoré voliteľné parametre protokolu. Môžu byť zadané nasledovné parametre protokolu linky:
Tab. č. 1
| Parameter | Popis | Jednotka / rozmer | Náhradná hodnota |
|---|---|---|---|
Rack | Číslo Siemens Simatic rack number. Rack 0 je najčastejšie používaný. Pozn: pri použití prevodníka ACCON-NetLink-PRO compact je treba nastaviť parametre Rack/Slot tak, aby MPI adresa S7, s ktorým sa komunikuje, bola rovná 32 * Rack + Slot. Pre každé S7 je teda nutné vytvoriť vlastnú linku so špecifickými hodnotami Rack/Slot. Je nutné aj nastaviť "RFC Routing over CPs with TSAP" na hodnotu ON vo web rozhraní prevodníka. | 0 až 7 | 0 |
Slot | Číslo Siemens Simatic slot number. Slot 2 je najčastejšie používaný. | 0 až 31 | 0 |
S7 Subnet ID-part 1 (hex) | S7 subnet adresa posielaná ako súčasť Remote TSAP, ak je nastavený parameter Use long TSAP na hodnotu True | 0x0 až 0xFFFF | 0 |
S7 Subnet ID-part 2 (hex) | S7 subnet adresa posielaná ako súčasť Remote TSAP, ak je nastavený parameter Use long TSAP na hodnotu True | 0x0 až 0xFFFF | 0 |
Use Secondary | Parameter umožňuje použitie redundantných PLC, ktoré sa môžu líšiť v nastavení niektorých parametrov (Rack, Slot, S7 Subnet ID). Ak je jeho hodnota True, pri pripájaní sa k PLC pomocou zadaných IP adries sú striedavo použité primárne a sekundárne parametre. | - | False |
Connection Resource (hex) | Connection resource, vstupuje ako MSB byte do výpočtu hodnoty parametra Remote TSAP pri inicializácii ISO spojenia Connection-request. Viď popis parametra Use long TSAP. Pozn: v konkrétnom prípade, keď dva systémy (jeden z nich D2000) potrebovali komunikovať s S7-300, museli mať každé odlišný Connection resource, v opačnom prípade po poslaní úvodnej sekvencie D2000 KOM procesom došlo k rozpadu spojenia: /TSK1/Sending CR-TPDU: CLASS=0, SRC-REF=0x0001, TPDU size=1024, SRC-TSAP=10-00, DST-TSAP=03-02 Po zmene Connection resource z 3 na 2 začala komunikácia fungovať.
| 0x0 až 0xFF | 3 |
Local TSAP (hex) | ISO Local TSAP (Transport Service Local Point). Hodnota Source TSAP parametra pri inicializácii ISO spojenia Connection-request. Viď popis parametra Use long TSAP. | 0x0 až 0xFFFF | 0x1000 |
Source Reference | ISO Source Reference. Hodnota SRC-REF parametra pri inicializácii ISO spojenia Connection-request. | 0 až 65535 | 1 |
Use long TSAP | Zapnutie dlhého formátu pri posielaní lokálneho a remote TSAP vo fáze nadväzovania spojenia. Krátky TSAP má dĺžku 2 bajty. Krátky lokálny TSAP má formát:
Dlhý remote TSAP má dĺžku 28 bajtov a obsahuje
| - | False |
MPI/Profibus Address | MPI/Profibus adresa posielaná ako súčasť Remote TSAP, ak je nastavený parameter Use long TSAP na hodnotu True | 0 až 126 | 1 |
ISO TPDU Size Variable Parameter | Maximálna požadovaná veľkosť ISO TPDU. Hodnota parametra pri inicializácii ISO spojenia Connection-request. | 8192, 4096, 2048, 1024, 512, 256 alebo 128 bytov | 1024 bytov |
Nr. of Parallel Network Threads | Maximálny počet paralelných komunikačných threadov. V prípade požiadavky na vyšší počet údajov čítaných zo zariadenia za kratší čas, zvýšte hodnotu parametra. | 1 až 4 | 1 |
Cycle Time | Požadovaná dĺžka jedného cyklu čítania údajov. V podstate perióda čítania údajov zo zariadenia, keďže časové parametre na stanici sa neuplatňujú. | ms | 1000 ms |
Message Timeout | Maximálny čas čakania na dátovú odpoveď od partnera. | ms | 2500 ms |
Inter Message Delay | Oneskorenie vkladané pred odoslaním každej žiadosti o dáta. V prípade požiadavky na vysoký prenosový výkon nastavte 0 ms. | sec.ms | 20 ms |
Reconnect Delay | Oneskorenie pred pokusom o spojenie s partnerom po rozpade spojenia alebo inej komunikačnej chybe. | sec.ms | 2 sec |
Connection Error Timeout | Po uplynutí tejto doby a v prípade komunikačnej chyby na všetkých komunikačných threadoch, je na staniciach nastavený stav komunikačnej chyby a na linke stav FALSE. | sec.ms | 20 sec |
S7 PDU Size | Maximálne PDU v bytoch pri S7 komunikácii s partnerom. | 240, 480, 960 bytes | 480 bytes |
Tcp No Delay | Nastavenie "Tcp No Delay"=True parametra spôsobí nastavenie nízkoúrovňového parametra socketov TCP_NODELAY, čím sa vypne prednastavené spájanie paketov. | - | False |
Debug Values | Zapína ladiace informácie o načítaných hodnotách meraných bodov. Odporúčame zapnúť iba v prípade nutnosti ladenia komunikácie, pretože výrazne zvyšuje záťaž CPU a spomaľuje komunikáciu. | YES/NO | NO |
Debug I/O Binary Packets Info | Zapína ladiace informácie o binárnom obsahu komunikačných paketov. Odporúčame zapnúť iba v prípade nutnosti ladenia komunikácie, pretože výrazne zvyšuje záťaž CPU a spomaľuje komunikáciu. | YES/NO | NO |
Debug Requests Info | Zapína základné ladiace informácie o požadovaných dátach. | YES/NO | YES |
Debug Answers Info | Zapína základné ladiace informácie o získaných paketoch. | YES/NO | YES |
Konfigurácia komunikačnej stanice
- Komunikačný protokol: Siemens SIMATIC S7 ISO over TCP.
- Nezadáva sa žiadna adresa stanice ani parametre protokolu na stanici.
- Nastavenie časových parametrov stanice sa ignoruje, bližšie informácie viď parameter protokolu linky Cycle Time.
- Časová synchronizácia zariadenia nie je možná.
Konfigurácia meraných bodov
Možné typy hodnôt bodov: Ai, Ao, Ci, Co, Di, Dout, TiA, ToA, TiR, ToR, TxtI.
Adresa meraného bodu je kompatibilná so Siemens SimaticNET OPC serverom (s výnimkou typu CHARARR).
Adresa meraného bodu je znakový reťazec podľa pravidiel:
{;}{S7:[connectionname]}DB<no>,<type><address>
{;}{S7:[connectionname]}DI<no>,<type><address>
{;}{S7:[connectionname]}<object>{<type>}<address>
resp. pre štruktúrované merané body s nakonfigurovaným cieľovým stĺpcom
{;}{S7:[connectionname]}DB<no>,<type><address>{, <items>}
{;}{S7:[connectionname]}DI<no>,<type><address>{, <items>}
{;}{S7:[connectionname]}<object>{<type>}<address>{, <items>}
Kde:
| ; | Je voliteľný parameter, ktorý slúži na vyradenie meraného bodu z komunikácie. Taktiež sa nekontroluje správnosť adresy meraného bodu pri jeho ukladaní. Môže byť nápomocný pri fáze vývoja alebo ladenia komunikácie so zariadením. Pozn: aj meraný bod s adresou, ktorá sa začína %IGNORE, bude ignorovaný. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S7:[connectionname] | Je nepovinný parameter, ktorý neobsahuje žiadnu potrebnú informáciu a je podporovaný iba kvôli spätnej kompatibilite so Siemens SimaticNET OPC serverom. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DB | Data block. Identifikátor S7 premennej z "Data block". | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DI | Instance data block. Identifikátor S7 premennej z " Instance data block". | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| <no> | Číslo "data block" alebo "instance data block". | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| <object> | Špecifikácia bloku alebo oblasti v S7 PLC. Možné sú hodnoty:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| <type> | Dátový typ S7. Pre objekty T, C a S nie je špecifikovaný.
Pozn: typ CHARARR je D2000 rozšírenie, ktoré umožňuje čítať/zapisovať pole CHAR-ov ako reťazec. Tento typ nie je kompatibilný so Siemens SimaticNET OPC serverom.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| <address> | Adresa premennej. Možné sú varianty:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| <items> | Počet elementov pre štruktúrované merané body s nakonfigurovaným cieľovým stĺpcom. Každý načítaný element (1,2,3 .. items) bude zapísaný do jednej položky cieľového stĺpca. Štruktúrované merané body nie sú podporené pre objekty typu T (timers), C (counters) a S (system status lists) ani pre dátový typ STRING. Pozn: Celý počet item elementov je vyčítavaný naraz. Pokiaľ je nakonfigurovaných napr. 100 elementov typu D (double word), jedná sa o čítanie bloku 400 bajtov. Pokiaľ pri nadviazaní komunikácie je dohodnutá menšia veľkosť paketu (S7 PDU size), čítanie takéhoto meraného bodu sa neuskutoční a v logu linky bude o tom chybová hláška. Dohodnutá veľkosť S7 PDU size je minimom možností D2000 (parameter S7 PDU Size) a možnosti konkrétneho zariadenia. Pozn: syntax adresy pri zadaní počtu elementov je kompatibilná so Siemens S7 OPC serverom (napr. S7:[MyPLC]DB120,INT1050, 24), čo umožuje jednoduchý prechod z OPC komunikácie na protokol Siemens SIMATIC S7 ISO on TCP nakonfigurovaním novej linky, stanice a zmenou rodiča meraných bodov (napr. CSV alebo XML exportom a importom). Príklady adries:
|
Poznámka k Siemens TIA Portal verzie 12 a vyšším
V praxi sa vyskytli prípady, keď sa komunikácia so zariadením (išlo o Simatic S7-1200) síce rozbehla, ale po poslaní požiadavky na čítanie dát zariadenie ako odpoveď neposlalo dáta, ale paket s ResultCode = 0x8104 tj. decimálne 33028.
Podľa http://stackoverflow.com/questions/23745407/libnodave-error-while-reading-from-siemens-s7-1200-0x8104 je problém v nedostatočných prístupových právach. Príčinou je vyššia úroveň zabezpečenia v TIA Portal verzii 12 a vyšších, ktorá štandardne zakazuje prístup k read/update blokom. Bez explicitného povolenia iba Siemens nástroje majú prístup k dátam.
Konfigurácia: V TIA, pod vlastnosťami CPU projektu je treba ísť na "Protection" a tam zaškrtnúť "Permit access with PUT/GET communications from remote partner" a nastaviť "Access level" podľa obrázku.
Pozn: v praxi bolo odskúšané s Simatic S7-1500 čítanie/zápis aj pri nastavení "Access level" = "HMI access", so zapnutým "Permit access with PUT/GET communications from remote partner".
V prípade TIA Portal verzie 14 je nastavenie "Permit access with PUT/GET communications from remote partner" na samostatnej záložke "Connection mechanisms" pod "Protection & Security": 
Poznámka k Siemens S7 1200/1500
Aby fungovala komunikácia s týmito zariadeniami, okrem nastavení popísaných v poznámke vyššie, v nástroji TIA Portal je nutné vypnúť "Optimized block access". Nasledujúci obrázok je z TIA Portal verzie 12:
Po zmene bezpečnostných nastavení v TIA Portal je nutné v menu vybrať Compile → "Software (Rebuild all)" a po skompilovaní projekt nahrať do PLC. Čiastočný rebuild nemusí postačovať.
Od verzie STEP 7 V17 na sfunkčnenie komunikácie môže byť potrebný nasledujúci postup: použite "Online & diagnostics" na vykonanie Reset to Factory Settings a označte políčko označené "Delete password for protection of confidential PLC configuration data".
Literatúra
- RFC 1006, "ISO Transport Service on top of the TCP, Version: 3", May 1987.
- International Standard ISO/IEC 8073:1997, "Information technology - Open Systems Interconnection - Protocol for providing the connection-mode transport service."
- International Standard ISO/IEC 8072:1996, "Information technology - Open Systems Interconnection - Transport service definition."
Blog
O protokole Siemens SIMATIC S7 ISO on TCP si môžete prečítať aj blogy
Zmeny a úpravy
-
Revízie dokumentu
- Ver. 1.0 - 17. september 2010 - Vytvorenie dokumentu.
- Ver. 1.1 - 2. júl 2020 - Podpora CHARARR.
- Ver. 1.2 - 9. júl 2020 - Podpora BCD a LBCD.
- Ver. 1.3 - 27.august 2020- Podpora Siemens Microbox
Súvisiace stránky:
Pridať komentár