【S7-1200 CAN通信例程开发】:构建应用的步骤与技巧

发布时间: 2024-12-02 16:28:11 阅读量: 20 订阅数: 26
![西门子S7-1200 CAN总线通信例程](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f317e2c7d9f5abeec81a37427118c049.png) 参考资源链接:[西门子S7-1200 CAN总线通信教程:从组态到编程详解](https://wenku.csdn.net/doc/5f5h0svh9g?spm=1055.2635.3001.10343) # 1. S7-1200 CAN通信基础与配置 在工业自动化领域,西门子S7-1200系列PLC因其强大的处理能力和灵活的通讯选项而受到广泛欢迎。本章节将引导读者入门CAN(Controller Area Network)通讯,一个在工业现场设备中广泛使用的总线系统,特别适合于实时性和可靠性的要求较高的环境。 CAN通信能够使多个设备之间实时交换数据,而无需通过主机服务器,这对于分布式控制应用来说是非常有价值的。我们将从CAN通信的基础概念开始,逐步深入到如何在S7-1200 PLC上配置和实现CAN通信。 为了实现CAN通讯,我们需要对S7-1200 PLC进行一系列的配置,包括硬件接口的确定、网络参数的设置以及通信协议的选择。本章节还会介绍一些基础的配置步骤,以帮助读者理解并实践CAN通信在S7-1200 PLC中的应用。 ```markdown - **基础概念介绍**:解释什么是CAN通信,以及在S7-1200 PLC中使用CAN通信的基本原理。 - **硬件接口理解**:S7-1200 PLC支持哪些类型的CAN接口以及它们的特点。 - **配置步骤概述**:简述在TIA Portal环境中设置CAN通信的基本步骤。 ``` 在下一章节中,我们将进一步深入探讨S7-1200 PLC的硬件架构以及如何在软件环境中配置CAN通信参数,并设计网络拓扑。这将为构建一个稳定可靠的CAN通信网络打下坚实的基础。 # 2. CAN通信硬件与软件设置 ## 2.1 理解S7-1200的硬件架构 ### 2.1.1 分析S7-1200 PLC的硬件接口 S7-1200 PLC系列是西门子推出的一款适用于小型自动化项目的控制器。其硬件架构具有模块化的设计理念,支持多种通讯接口。在进行CAN通信之前,首先要了解S7-1200的基本硬件接口。 S7-1200 PLC的主要接口包括: - **数字输入/输出(DI/DO)**:用于连接各种传感器和执行器。 - **模拟输入/输出(AI/AO)**:用于处理模拟信号,如温度、压力等。 - **通讯接口**:包括工业以太网接口和串行通讯接口,是进行CAN通信的关键。 对于CAN通信而言,主要需要关注的是S7-1200提供的PROFINET接口和RS485接口。RS485接口通常通过外置的CAN模块来实现CAN总线通讯,因为S7-1200本身并不自带CAN接口。 ### 2.1.2 选择合适的CAN模块及其特性 当需要通过S7-1200进行CAN通信时,通常需要额外的CAN模块,如CM 1241 RS485 CAN模块。选择合适的CAN模块时,需要考虑以下因素: - **物理层兼容性**:模块是否兼容S7-1200 PLC的电气特性。 - **传输速率**:模块支持的CAN总线速率,如125Kbps、250Kbps等。 - **隔离特性**:模块是否提供电气隔离以增强系统稳定性和抗干扰能力。 - **网络拓扑**:模块是否支持线形、星形或树形网络拓扑。 具体的模块选择要根据实际应用的需求来决定。例如,若需远程通讯,可能需要支持较高速率和隔离特性的模块。 ## 2.2 软件环境与通信配置 ### 2.2.1 安装与配置TIA Portal软件 TIA Portal(Totally Integrated Automation Portal)是西门子提供的一站式自动化工程软件平台。进行CAN通信配置前,首先要安装和配置TIA Portal软件。 安装TIA Portal软件的步骤如下: 1. **下载**:从西门子官方网站下载适用于您的操作系统的最新版本TIA Portal。 2. **安装**:运行安装程序,选择需要的组件进行安装,比如TIA Portal V16或更高版本,以及相应的驱动程序和工具。 3. **激活**:根据需要选择试用或激活产品。 ### 2.2.2 配置PLC项目与CAN通信参数 在TIA Portal中,创建一个新项目,并将S7-1200 PLC设备添加到项目中。以下是配置CAN通信参数的基本步骤: 1. **设备配置**:在项目树中打开你的S7-1200 PLC设备,进入设备视图。 2. **添加通讯模块**:将选定的CAN通讯模块拖放到设备的相应插槽中。 3. **配置CAN通讯参数**:在硬件配置中,双击CAN通讯模块进行参数设置,如波特率、过滤器、网络参数等。 4. **编译并下载**:完成所有设置后,编译项目并将其下载到PLC设备。 ### 2.2.3 网络拓扑设计与硬件初始化 在进行CAN通信设置时,合理的网络拓扑设计对于通信稳定性和系统的可靠性至关重要。以下为设计和初始化硬件的一些基本步骤: 1. **确定网络拓扑结构**:根据实际应用需求确定CAN网络是单主多从还是多主多从结构。 2. **配置硬件地址**:在TIA Portal中配置PLC和所有CAN从设备的硬件地址。 3. **初始化参数**:设置CAN网络的速率、过滤器、验收码和屏蔽码等参数。 4. **测试网络**:使用诊断功能或专用工具测试CAN网络连接是否正常。 ```plaintext - CAN网络拓扑选择说明: - 单主多从结构适合点对点通信,实现简单,但主节点故障会导致整个网络瘫痪。 - 多主多从结构允许多个节点发送数据,提高了网络的灵活性和可靠性。 ``` 通过以上步骤,我们就可以完成S7-1200 PLC的硬件和软件设置,为CAN通信打下基础。接下来将对CAN协议进行深入解析,并探讨在S7-1200中如何配置CAN通信。 # 3. S7-1200 CAN通信协议深入解析 ## 3.1 探究CAN协议原理 ### 3.1.1 CAN协议标准与帧结构 控制器局域网络(CAN)是一种被广泛采用的工业标准通信协议,它支持设备之间的可靠数据传输。S7-1200 PLC使用的CAN协议遵循ISO 11898标准,它定义了物理层和数据链路层的技术规范。在ISO 11898标准中,CAN帧分为几种类型,如数据帧、远程帧、错误帧和过载帧,但以数据帧和远程帧最为常见。 数据帧用于传输实际数据。它包括仲裁场、控制场、数据场和CRC场等部分。仲裁场中包含有标识符(ID),它用于标识消息的优先级,因为CAN是一个基于优先级的仲裁协议,仲裁失败的消息会等待下一次通信周期。数据场的长度是可变的,介于0到8字节之间。 远程帧用于请求发送特定ID的数据帧。如果某个节点需要某ID的数据,它会发送一个远程帧,有该ID的数据发送节点在收到远程帧后会响应一个数据帧。 ### 3.1.2 数据链路层的设计要点 数据链路层的核心是保证数据的准确和可靠传输,避免数据丢失和错误。为了实现这一点,数据链路层执行了多种功能: - **消息优先级**:通过ID来区分不同消息的优先级,较低的二进制值具有较高优先级。 - **错误检测**:使用循环冗余检
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