通过PN实现 F-CPU之间安全相关的S7通讯(V11版本)

1.概述

在S7分布式安全中，F-CPU 的安全程序之间可以通过S7 连接进行安全相关的通讯。与在标准程序中相同，这个S7连接是在网络视图中创建，而且仅允许使用在工业以太网上S7 连接。必须是集成PN接口的F-CPU或者是S7 -400 F-CPU 通过CP443-1 Advanced 创建的S7连接，并且安全相关的通讯不能使用未指定伙伴的S7 连接。

与在标准系统中一样，通信通过两个安全应用程序块进行，即SENDS7 块用于发送数据，而 RCVS7 块用于接收数据。这些块由用户在F-CPU 相应的安全程序中调用，可用于指定数量的BOOL 、INT、WORD、DINT、DWORD、TIME类型的数据进行安全传送，最大通讯100 字节。通讯的安全数据必须存储在创建的F-DB中。

2.安全相关的S7通信

在本例程中，实现CPU319F-3PN/DP和CPU 315F-2PN/DP 两台CPU之间的 S7通讯。

2.1示例所使用的软硬件环境

·         STEP7 V11 SP2

·         STEP7 V11 Safety Advanced

·         CPU319F-3PN/DP V3.2 订货号6ES7 318-3FL01-0AB0

·         CPU315F-2PN/DP V2.6订货号6ES7 315-2FH13-0AB0

测试目的：通过PN 接口实现F-CPU之间的安全相关的S7通讯，使用F应用程序块SENDS7 进行发送，用RCVS7进行接收。通讯的安全数据必须存储在创建的F-DB中，编写安全程序将数据传输到F-DB中；最大传输数据：100字节。要注意的是必须在安全程序开始时调用RCVS7，SENDS7必须在安全程序结束时调用，示例中设备密码和安全程序密码为：1111

2.2硬件配置

1)点击“新建项目”输入项目名称，设置项目文件存储路径；点击“创建”，完成项目创建，如图2-1

图 2-1 创建项目

2)添加新设备，将名字命名为：CPU315F-2PNDP，如图2-2

图 2-2 插入站

3)设置IP地址及工来以太网网络(通过以太网编程下载)，如图 2-3

图 2-3 设置IP地址及网络

4)设置CPU保护等级和激活安全程序选项，根据提示安全程序密码，本例中密码为：1111。如图 2-4

图 2-4 激活安全功能

5)设置安全程序密码，以同样的方法组态CPU319F-3PNDP。并分配IP:192.168.0.11如图 2-5

图 2-5设置安全程序密码

6)在“网络视图”添加新连接，如图2-6

图2-6 在网络视图中添加新连接

7)创建 S7 连接，如图2-7。注意：必须选择CPU，不可选择未指定

图2-7 创建S7连接

8)创建完“S7”连接图示，如图2-8

图2-8 创建完S7连接图示

9)点击“编译”，如图2-9

图2-9 编译程序

10)将编译没有错误的程序下载到PLC内，如图2-10

图2-10下载程序

11)    下载时需要输入安全程序密码，如图示2-11

图2-11 输入安全程序密码

12)    监控连接状态，如图2-12

图2-12 S7连接状态

2.3    通讯编程及测试

1)        创建 F-DB 发送与接收数据块，先创建发送数据块：send，如图2-13。
注意：
a.必须选择Create F-BLOCK.
b. 在系列（Family）中：COM_DBS7，否则发送或接收块不会识别。

图2-13 创建F-DB发送块

2)打开创建 DB块内的数据元素，如图2-14

注意：7点限制
a．不允许它们成为背景数据

 b．长度不允许超出100个字节

 c．在F通讯 DB 中，只允许声明数据类型BOOL、INT、WORD、
 TIME、DINT、DWORD

 d．数据类型必须按以下顺序逐块排列：BOOL、INT、WORD和|
 TIME、DINT、DWORD

 e．每种数据类型排列必须是连续的

 f．BOOL变量，只允许声明不超过128个数据元素

 g．数据类型BOOL 的数据量必须始终为16的整数倍（字限制）。

图 2-14 DB块内的数据元素

3)以同样方法创建接收数据块，内部元素同上。如图2-15

图2-15 接收数据块

4)        DB块内的数据元素，如图2-16

图2-16 DB块内的元素

5)在安全程序Main_Satety (FB1)网络1中“，调用RCVS7数据接收功能块。注意：F程序，必须先接收，再发送，即网络1为接收功能块。如图2-17

图2-17调用接收块

6)        接收功能块RCVS7程序，如图2-18

图2-18接收程序块

RCVS7功能块说明

注意：

R_ID用户自定义，R_ID+1将被占用。因为一个块即要发送又要接收

示例中：R_ID：1与2被占用

7)安全程序，因要发送数据，但不可以直接访问发送 F-DB，所以编写程序，传输数据至 SEND_DB中，如图2-19

图2-19 安全传输程序

8)在网络8中，调用SENDS7 数据发送功能块，如图2-20

图2-20 调用发送块

9)发送功能块 SENDS7管角定义，如图2-21

图2-21 发送块程序

SENDS7功能块说明

注意：

R_ID用户自定义，R_ID+1将被占用。因为一个块即要发送又要接收

示例中：R_ID：3与4被占用

10)    插入相应OB组织块，OB35/OB82/OB86/OB121/OB122，如图2-22

图2-22 插入OB块

11)打开安全程序页面，安全程序运行组，系统已经自动生成，在OB35内调用安全主程序“Main_Satety”FB1。（系统最多支持2个运行组），如图2-23

图2-23 安全程序组

12)将所有程序下载到PLC内，如图2-24。以上所有过程和程序CPU319F与CPU315F均需要编写

图2-24 下载程序

13)插入监控表，如图2-25

图2-25 插入监控表

14)测试结果，如图2-26

图2-26测试结果

15)故障测试，包括CPU停机、断线等故障 示例中：CPU319F停机，如图2-27

图2-27故障测试

16)   故障恢复:如图2-28

      a.CPU上电

      b.发送方触动发送

      c.请求重新建立连接

      d.建立连接触发位

      e.数据重传送

图2-28 故障恢复

17)CPU在线诊断，STEP7 V11 SP2在中文语言下使用是，诊断缓冲区内的信息仅是代码，无法正确理解，需要切换到英文下查看，如图2-29

图2-29中文诊断画面

18)    软件切换语言：选项(Option)à设置(Settings)，图2-30

图2-30 软件语言切换

19)软件切换到英文，在线诊断信缓冲区如图示，有详细的内容解释，图2-31

图2-31英文诊断画面

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