工業(yè)自動化通信之西門子CPU連接資源
下面兩張圖中,分別為1215和1511的CPU鏈接資源的截圖。


以下整理該頁面中各個資源的意義,在平時做項目過程中,常常遇到需要西門子PLC與第三方、西門子HMI、博途W(wǎng)inCC、經(jīng)典WinCC等進行連接的情況,在通常情況下,我們只需要使用一個觸摸屏一個WinCC,完全不用考慮連接資源的問題,但是在有些項目中,比如一個1215需要同時連接5臺WinCC的時候,不免就要打嘀咕了,到底能不能實現(xiàn)這種方式的連接呢。以下對西門子CPU的連接資源各項代表的意義做解析:
1. 編程軟件連接(PG通信)
西門子PLC系統(tǒng)會固定預留一個專用連接,此連接專門留給TIA Portal編程軟件使用,擁有最高的優(yōu)先級,無論PLC通信負載如何,此通道始終暢通,保障工程師可隨時進行程序下載、在線監(jiān)控與故障診斷,是維護系統(tǒng)的專用通道。如上截圖中,雖然都是4個PG通道的資源,但是并不是代表同時可以有4臺PG同時連接一個CPU,只是說明該CPU預留有4個通道可以用作PG連接使用,但是同一時刻也只允許一個編程設備的連接,也就是對于 1 臺 S7-1200/1500 同時只有 1 臺電腦能夠通過 TIA PORTAL 進行在線連接調(diào)試。
2. 人機界面連接(HMI通信)
該資源主要用作HMI通信或者博途W(wǎng)inCC通信連接使用,在西門子官方資料中給出的連接資源占用情況為:西門子精簡面板會占用1個連接資源,精致面板會占用2個連接資源,而使用的是Wincc Professional(或經(jīng)典WinCC)則最多會占用3個連接資源。下表中,依TIA Protal為依據(jù),HMI連接占用資源情況表格:

3. 控制器間通信(S7通信:GET/PUT)
S7通信為單邊通信,即GET/PUT通信,如上圖中S71215中8個S7連接即分為8個主動連接和8個被動連接,如果項目中有三臺PLC,分別為P1,P2和P3,如果P1需要同時與P2和P3進行通信,P1主動與P2和P3進行通信,則會占用P1的兩個主動連接,P2和P3分別占用1個被動鏈接資源。
4. 開放式工業(yè)以太網(wǎng)通信(Open IE)
開放式連接主要是用于TCP、ISO_on_TCP、UDP和Modbus TCP這4種通信的標準協(xié)議通信,實現(xiàn)與第三方設備(如機器人控制器、視覺系統(tǒng)、上位機軟件)的無縫集成。
5.CPU中預留資源和動態(tài)資源的作用
如下表中的控制器1200CPU,其連接資源如下表:

通過動態(tài)資源可以增加每類通信資源個數(shù),但是每類通信有最大資源占用數(shù),如下所示。

連接會先使用預留資源,當預留資源占用完以后才會使用動態(tài)資源。每個預留資源只能作為相應的通信功能使用。動態(tài)資源本著"先到先得"的原則,先建立的連接先占用,如果動態(tài)資源已經(jīng)全部被占用,即使某類連接已經(jīng)使用的資源數(shù)超過了預留資源數(shù)量但沒有達到最大連接資源數(shù),也無法再繼續(xù)增加該類連接。
例如:通過 S7 通信占用 6 個動態(tài)資源, HMI 占用 6 個動態(tài)資源,OPC UA 占用 10 個動態(tài)資源,開放式通信占用 6 個動態(tài)資源,這樣只剩余 6 個動態(tài)資源可以用于 Web ,加上 2 個預留 Web 資源,這樣無法保證可以支持 1 個 Web 瀏覽器客戶端的正常使用,因為 1 個 Web 瀏覽器客戶端最多使用 10 個連接資源。
除以上連接資源,S7-1200 可以作為 IO 控制器通過 Profinet IO 連接最多 16 個 IO 設備,最多 256 個子模塊。此外還可以同時作為 I Device(智能設備)連接 IO 控制器。如果使用共享設備功能,可以最多同時連接兩個 IO 控制器。這些資源與上述連接資源數(shù)據(jù)無關。
Profinet IO 功能與 S7 連接、開放式通信、HMI 等連接資源中提到的通信可以同時存在。
通過 CM/CP 不能擴展最大通信資源。
S7 自由連接使用動態(tài)資源而非 S7 通信資源。S7 自由連接是指當某 S7 CPU (或者 SIMATIC NET )建立未指定 S7 連接,指向一個 S7-1200,該 S7-1200 使用 1 個動態(tài)資源。
在 TIA PORTAL 軟件的設備視圖的 CPU 屬性中的連接資源,可以看到下圖 所示的已組態(tài)資源情況。
其中項目中已組態(tài)的 S7 通信、HMI 通信(集成連接)、開放式用戶通信(網(wǎng)絡視圖組態(tài))可以在已組態(tài)列看到通信使用情況,而其他通信資源占用情況在離線項目無法得知。如下圖中所示目前該 CPU 通過組態(tài)占用 1 個 S7 通信資源,3 個 HMI 資源 ,1 個開放式用戶通信。

6.CPU連接資源在線查看
在 CPU 轉(zhuǎn)到在線時可以看到所有通信資源的使用情況。通過在網(wǎng)絡視圖或者設備視圖,將 CPU 轉(zhuǎn)至在線后可以得知實際占用資源情況,如下圖所示。

上圖中使用資源情況如下:
③預留列已用 PG 資源 1, S7 通信資源 1,開放式用戶通信資源 1, Web 通信資源 2,總共使用資源 5
④動態(tài)列已用 Web 通信資源 1, OPC UA 通信資源 1,總共使用資源 2
合計使用資源 7,剩余資源 61
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